ما هو لوح التزلج وكيف يعمل؟

سيكون سعينا للحصول على نقل أسرع وأبسط دائمًا رحلة وليس وجهة. يعد Hoverboard أحد الأوضاع الشائعة والمطلوبة للفرد. إنهم يتحكمون في أنفسهم بعجلتين تعمل بالبطاريات (حسنًا ، معظمهم). ظهرت لوحات Hover التي تشبه الدمبل لأول مرة في فيلم "Back to the Future" في عام 1989 ولكنها ظهرت إلى الوجود وأصبحت مشهورة منذ بضع سنوات. على الرغم من أن Hoverboards المستخدمة اليوم لا يمكنها "Hover" ، إلا أنها مثيرة جدًا للاهتمام عندما يتعلق الأمر بفهم تطبيقات أجهزة الاستشعار المختلفة. ويطلق عليهم أيضًا اسم سكوتر التوازن الذاتي.

قبل البدء في العمل ، دعنا نتعرف أولاً على مستشعر 9 محاور. وهي تشمل مقياس التسارع والجيروسكوب ومقياس المغناطيسية ؛ جميع المستشعرات الثلاثة لها 3 محاور لكل منها.

مقياس التسارع:

يقيس الوضع في الأبعاد الخطية 3 (الإحداثيات الديكارتية) باستخدام السعة المتغيرة. هنا ، لدينا مكثفات لكل بُعد حيث تظل إحدى لوحات المكثف ثابتة ويسمح لأخرى بتغيير موضعها (فهي حساسة جدًا للتغيير في الموضع). سيؤدي التغيير في المسافة بين هذه الصفائح إلى تغير في السعة وبالتالي الجهد ، مما يمنحنا قيمة قابلة للقياس يمكننا مراقبتها واستخدامها عند الحاجة.

جيروسكوب:

إنه المكون الأكثر أهمية ، لدرجة أن الاسم الآخر لهذه السيارة هو "جيرو سكوتر". يقيس الجيروسكوب أساسًا التغير الزاوي عن طريق إزاحة الكتلة داخل الجيروسكوب. يتكون الجيروسكوب الميكانيكي من حواف معدنية متحدة المركز مع دوار في المركز بينما يختلف الجيروسكوب الإلكتروني ، المستخدم في معظم التطبيقات بما في ذلك هذا ، قليلاً. يستخدم تأثير كوريوليس: عندما تتحرك كتلة في اتجاه معين بسرعة معينة وعندما تمارس سرعة زاوية خارجية يكون محورها متعامدًا مع الحركة ، عندها ستحدث قوة كوريوليس والتي ستكون عمودية على كليهما ، مما يتسبب في إزاحة عمودية من الكتلة. سيؤدي هذا الإزاحة إلى تغيير في السعة وبالتالي ، يمنحنا الجهد قيمة قابلة للقياس تقابل معدل زاوي معين.

مقياس المغناطيسية:

يقيس المجال المغناطيسي مع المجال المغناطيسي للأرض باستخدام مبدأ Hall Effect. على الرغم من أننا لم ندرج هذا العنصر في قائمة المكونات أدناه لإنشاء Hoverboard الخاص بك.

المكونات المطلوبة لبناء Hoverboard:

إذا كنت تخطط لبناء Hoverboard الخاص بك ، فإن أهم وأقل المكونات المطلوبة هي:

• عجلتين،
• اثنان موتور ، اثنان مستشعرات الأشعة تحت الحمراء ،
• جيروسكوبان ،
• مستشعران للإمالة / السرعة ،
• مجلس منطق
• حزمة بطارية ،
• مفتاح الطاقة ،
• قذيفة من البلاستيك و
• هيكل قوي مع محور مركزي (يفضل الفولاذ) ،
• منفذ الشحن (موصى به ، إذا لم يكن متاحًا ، فستكون هناك حاجة إلى شحن خارجي في كل مرة)

كيف يعمل Hoverboard؟

تم تصميم ألواح التحليق بطريقة تجعل كل عجلة لها مستشعر الجيروسكوب والميل والسرعة الخاصين بها. يتم وضعها بشكل عام أسفل الإطار حيث يضع الفارس القدمين. بمجرد أن يضع الفارس القدمين على اللوحة ، يوفر الجيروسكوب البيانات إلى لوحة المنطق عندما يميل الفارس للأمام أو للخلف. عندما لا يميل الراكب ، فإن مستشعر الأشعة تحت الحمراء ، الذي يتم وضعه أسفل موضع القدم ، يعطي البيانات إلى لوحة المنطق لعدم التحرك وعدم تشغيل المحرك. هذه هي الطريقة التي يشعرون بها بالضغط على وسادات القدم وتحريك الدراجات البخارية ذاتية التوازن وفقًا لذلك.

عند الإمالة في اتجاه معين (للأمام أو للخلف ، اعتمادًا على لوحة التحويم) إلى زاوية محددة ، يتم نقل البيانات من الجيروسكوب إلى لوحة المنطق لتشغيل المحرك الذي يسمح للعجلات بالدوران ويتحرك الفارس للأمام. يمنحك المزيد من الإمالة سرعة أكبر.

كل عجلة متوافقة مع الجيروسكوب الخاص بها من أجل الدوران. في حالة الانعطاف إلى اليسار ، يقوم الفارس بتحريك الساق اليمنى للأمام ، والتي ستحرك فقط العجلة اليمنى ، مع إبقاء محرك العجلة اليسرى متوقفًا عن التشغيل ، وسيتم تنفيذ انعطاف يسارًا. وبالمثل بالنسبة للانعطاف الأيمن ، يجب تحريك القدم اليسرى للأمام من أجل الإمالة. من أجل التحرك في دوائر ، قم بإمالة أي شخص إلى الأمام. إنه ليس مثمرًا للغاية ولكنه ممتع J

مستشعرات الأشعة تحت الحمراء هي مستشعرات شائعة جدًا تستخدم الأشعة تحت الحمراء للحصول على البيانات المنعكسة من الكائن لقياس وجوده والمسافة من المستشعر والتي يمكن استخدامها في العديد من التطبيقات.

تقيس مستشعرات الإمالة والسرعة سرعة العجلات المتحركة بالدقيقة (الدورات في الدقيقة) وترسل البيانات إلى الجيروسكوب واللوحة المنطقية من أجل التحكم في السرعة.

و مجلس المنطق هو مثل وحدة المعالجة المركزية من مجلس تحوم. تحتوي لوحة المنطق هذه على معالج دقيق كمكون رئيسي. يرسل البيانات ويستقبلها من جميع المستشعرات ، ويرسل البيانات المعالجة بمنطقها إلى المحركات للحركة المطلوبة التي توفر تعديلات مستمرة ، مما يمنحك مركبة متوازنة ومركزة. كما أنه يدير الطاقة من البطاريات ويهتم أيضًا بعدم احتراقها.

تتوفر حزم البطارية بسهولة وهناك العديد من الخيارات المتاحة لهذا المكون ولكن البطارية الأكثر استخدامًا لهذا التطبيق هي بطارية 36 فولت 4400 مللي أمبير في الساعة. يمكنك أيضًا إنشاء حزمة البطارية الخاصة بك باستخدام بطارية كمبيوتر محمول قديم (على الرغم من أنه لا يوصى بذلك لأنك ستحتاج إلى التعامل معها بعناية فائقة!)

مواصفات لوحات التحويم:

عادة ما تذهب هذه الأشياء إلى 15-20 كيلومترًا في حالة الشحن الكامل والطرق الملساء بأقصى سرعة 11-12 كيلومترًا / الساعة. مدة الشحن من الصفر إلى كامل حوالي ساعتين ، ويمكن أن تحمل ما يصل إلى 90-95 كجم من الوزن ويتراوح سعرها بين 200 دولار أمريكي و 300 دولار أمريكي.

إذا كنت تفكر في شراء واحدة ، فابحث عن النوعية الجيدة ، تلك التي لديها…

• أفضل حافة على العجلات لأنه من أجل البقاء ثابتة ، فإن دفع قدميك عكس الحافة سيكون مفيدًا للحفاظ على ثباتهما.
• جودة أفضل للبطارية حيث كانت هناك حالتان انفجرت فيهما البطارية بسبب ضعف العزل ، لذا تحقق من معايير الأمان الخاصة بالبطارية تمامًا لأنها لا تتمتع بأي حماية من الشحن الزائد
• برنامج أفضل وبرنامج منطقي بحيث يمكنك الاستفادة الكاملة من أجهزة الاستشعار والحصول على جهاز دقيق لنفسك. تحقق على وجه التحديد مما إذا كانت هناك مشكلات متأخرة لأن العملية الكاملة لتدفق البيانات يجب أن تكون في الوقت الفعلي الحاد من أجل الحصول على أفضل نتيجة.
• عجلات ذات حجم مناسب ، حيث ستحتاج العجلات الكبيرة إلى مزيد من عزم الدوران والقوة لتحريكها. أيضًا ، لا ينبغي أن تكون صغيرة جدًا أو لن تكون قادرة على تحمل الوزن مما يؤدي إلى ضعف السرعة وإدارة الطاقة

هناك العديد من العلامات التجارية المتاحة للاختيار من بينها ، ولكن يمكنك دائمًا صنع واحدة بنفسك في المنزل وتعيين المواصفات حسب رغبتك مثل: يمكن إضافة مصابيح الضباب لإضاءة مسارك ، ومصابيح LED لتظهر لك بيانات معينة مثل Green للجميع- تدفق بيانات جيد ولون أحمر إذا كان أي جهاز استشعار أو لوحة لا تعمل بشكل صحيح وتحتاج اللوحة إلى إعادة التشغيل ، ويمكن إضافة معلقات وكذلك يمكن زيادة جودة البطارية.

اتجاه لوحات التحويم:

بدأ اتجاه لوحات Hover منذ أن تم عرضها كوسيلة نقل خيالية فقط لتظهر على أنها حقيقة ، كل ذلك بفضل التكنولوجيا بدأت كبدعة المشاهير ، ووصلت الآن إلى الشوارع ومنازل عامة الناس في التيار الرئيسي. إنه قيد الاستخدام ومطلوب منذ عامين حتى الآن ؛ منذ ذلك الحين واجهت العديد من المشكلات التي أثرت في مبيعاتها وطلبها. تم الإبلاغ عن إصابات من ركوب اللوح ، وأعلن أنه غير آمن حيث انفجر اثنان منهم ونشرت تقارير عن فكرة حظرهم ، مما جر اتجاهها نحو المنحدر. بعد مواجهة كل هذه المشكلات والنهوض من تحت الرماد ، هذا سكوتر التوازن الذاتيمتوفر الآن في السوق. ليس كما هو مطلوب كما كان من قبل ، ولكنه موجود وشائع بين الأطفال والمراهقين. مثالية للأشخاص (خاصة الطبقة العاملة) الذين يرغبون في السفر لمسافات قصيرة والظهور بمظهر رائع أثناء وجودهم ، عادت لوحات Hover للظهور بنجاح وتعد بالبقاء كمركبة عامة لفترة أطول.