Come funziona un Hoverboard
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L’anatomia di un hoverboard
Per scoprire come funziona un veicolo del genere dovresti pensare ad un uomo che utilizza una scopa utilizzando una mano soltanto. Come prima cosa va trovato il centro di equilibrio.
Immagina di spazzare, tenendo con la mano ben salda la scopa e facendo un movimento destra – sinistra. A parole è difficile spiegare il funzionamento, ma il principio su cui si base l’hoverboard è proprio questo: trovare l’equilibrio e spostare il proprio peso in avanti e indietro! Ricordati che modifiche minime nella distribuzione del peso vengono immediatamente rilevate e passate al motore che fornisce una contropressione alle ruote per mantenerti sempre in posizione verticale.
Quindi al fine di mantenerti in posizione verticale, l’hoverboard deve capire dove si trova il centro di gravità: questa conoscenza gli viene trasmessa dall’accelerometro e il giroscopio.
Il sistema nervoso: il giroscopio e l’accelerometro
Un giroscopio è un dispositivo dall’aspetto complesso costituito da tre bande rotanti circolasi, un asse e un rotore rotante. La tecnologia non è particolarmente nuova e viene utilizzata in tutto, dalle biciclette agli aerei.
La funzionalità del tutto nuova è che i giroscopio vengono di recenti inseriti all’interno dei chip del computer. Ti sei mai chiesto come gli smartphone riescano subito a capire in che posizione ci troviamo e a capovolgere automaticamente l’immagine? La risposta viene fornita direttamente dai MEMS, o mini giroscopi.
Con l’aiuto dei MEMS gli hoveboard sono in grado di rilevare la loro posizione rispetto al pavimento. Sfortunatamente, non riescono a capire se ci troviamo in movimento oppure se siamo fermi. Questa funzionalità viene infatti lasciata agli accelerometri!
La combinazione delle informazioni d egli accelerometri, che misurano il movimento, con il giroscopio, che misura la posizione gravitazionale, consente al veicolo di misurare i movimenti precisi in relazione all’ambiente circostante. La vera meraviglia della tecnologia moderna è la sua capacità di interpretare quei movimenti che provendono da informazioni software.
Il cervello: La scheda logica e il software
Il software su questi dispositivi è ciò che separa un prodotto di pessima qualità su un prodotto di altissima qualità. I componenti fisici sono facili da emulare e copiare, ma la parte software è estremamente difficile da replicare! Questo è uno dei motivi per cui hoverboard sulla carta meno prestanti riescono invece a raggiungere delle prestazioni eccellenti!
Tutti i veicoli di questo genere sono dotati di una scheda logica, a volte chiamata anche con il termine “scheda madre“. Il componente numero uno della scheda madre è il processore, che misura i dati degli accelerometri e dei MEMS in tempo reale regolando le istruzioni di coppia al motore mantenendoci in equilibrio.
La relazione tra la scheda logica, i sensori ed il motore è la componente che riesce a tenerti in equilibrio. Quando il MEMS e l’accelerometro rilevano un cambio del centro di gravità, il processore invia informazioni al motore per aumentare o diminuire la potenza.
La scheda logica è il cervello del dispositivo, ma i muscoli possono essere identificati nei motori elettrici. Questi motori sono generalmente contenuti all’interno delle ruote ed è per questo che tutti gli hoverboard hanno due motori. Quando si gira a sinistra, tutta la potenza viene attribuita al motore destra e viceversa. Una calibrazione inefficiente tra i motori può essere la causa di scosse e vibrazioni particolari.
I muscoli: i motori elettrici
I motori elettrici non sono una nuova tecnologia e puoi trovarli ovunque. Il tuo frigo utilizza un motore elettrico, così come la tua lavatrice. La tecnologia si basa su due magneti a barra che, se forniti di una carica elettrica, si attraggono o si respingono a vicenda. Ciò causa un movimento circolare che può essere utilizzato per alimentare le ruote.
Proprio come accennato in precedenza, non sempre un motore da 1000W riesce ad erogare tutta la sua potenza. Infatti deve ritrovare delle particolarità nel design e nelle ruote.
Il motore elettrico è rimasto praticamente lo stesso dagli anni novanta, anche se i progressi nelle trasmissioni a catena, nelle pulegge e negli alberi degli ingranaggi li hanno resi più efficienti. La ragione per cui i motori elettrici vengono sempre più utilizzati è la tecnologia che ruota intorno alle batterie al litio.
Il cuore: le batterie al litio
Il settore dei trasporti personali ha contribuito molto al successo dell’industria delle batterie elettriche. La costante richiesta di prdoduzione di componenti più piccole e sottili ha portato a diverse scoperte significative sulla tecnologia delle batterie. Il risultato? Ogni batteria è sempre più potente e riesce a garantire più velocità e distanza massima raggiunta con un solo ciclo di ricarica.
Le batterie agli ioni di litio hanno sostituito quelle al piombo dato che sono molto più leggere e più potenti. Inoltre vengono ricaricate con qualche ora e possono essere sostituite da un momento all’altro.
Il sistema di comando
L’ultimo componente di un hoverboard, e forse anche quello più importante, è il controllo con i piedi. Sviluppato da Shane Chen, il padre dei moderni scooter auto bilanciati. Usano una luce ad infrarossi per comunicare al motore di impegnarsi di più o di meno. Quando ci si butta in avanti, la luce infrarossa si interrompe e il motore si arresta e viceversa.
Questo innovativo sistema di controllo è ciò che rende questi veicoli così desiderati e facili da utilizzare. O forse è meglio dire che è l’insieme di tutte le componenti tecnologiche a renderli così popolari? Effettivamente c’è un equilibrio così perfetto in cui tutti gli elementi lavorano in sinergia facendoci sfrecciare dove vogliamo in qualunque momento.
Tutti questi processori avvengono in un batter d’occhio e per alcuni è semplicemente magia.
Il rapido sviluppo della tecnologia degli smartphone ci ha portati ad immaginare un futuro green, in cui anche tutti i mezzi di trasporto non sono un serio problema di inquinamento.
Ecco gli hoverboard più venduti in Italia:
Lorenzo Ricciutelli
Fondatore e autore di Domotica Full. Sono un appassionato di domotica e smart home, per questo provo ogni giorno elettrodomestici intelligenti; ma anche un imprenditore digitale che crea cose divertenti su internet. Homo sanza lettere, discepolo della esperienza.