Блок управления с гироскопом для моноколеса. Как работает моноколесо. Приступаем к практическим занятиям

Как знакомо многим мамам чувство, когда планы и список обязательных дел на день вызывают желание забраться под одеяло и провести там все время, даже не пытаясь угнаться за бешеным ритмом современной жизни. Но позволить себе подобную роскошь могут немногие, поэтому, взбодрившись утренним кофе, мы наспех приводим себя в порядок и мчимся решать самые важные в мире дела: отводим детей в садики и школы, совершаем покупки в супермаркетах и на рынках, оплачиваем коммунальные платежи в банках, спешим на работу и с работы…

Ритм жизни современной женщины предусматривает много пеших «походов», которые только отнимают время. На помощь нам (и не только), вечно спешащим мамам и женам, в очередной раз пришел технический прогресс. Теперь передвигаться по улицам города мы можем намного быстрее, а именно со скоростью до 35 км/ч! Поможет нам в этом моноколесо – необычайно удобный, компактный, мобильный современный и стильный самокат.

Как выглядит моноколесо? Устройство моноколеса

Внешне моноколесо представляет собой колесо диаметром от 12 до 18 дюймов , помещенное в корпус из прочного пластика. По бокам расположены подножки, сверху – ручка-переноска и панель управления.

На панели расположены кнопки для включения/выключения, индикатор, показывающий уровень заряда батареи. Также имеется отверстие для подключения зарядного устройства.

Под обшивкой находится сам аккумулятор . Часто устанавливают батареи Сони, Панасоники и Самсунги.

Подножки складные – это облегчает перненос.

Электродвигатель мощностью от 250 до 800 Вт расположен внутри самого колеса. Там же находятся регуляторы баланса колеса, позволяющие едущему на нем человеку легко держать равновесие.

В зависимости от модели, моноколесо может быть оснащено радио, фарами и даже дополнительными съемными колесами меньшего диаметра, служащими для обучения.

Принцип работы моноколеса

На ободе закреплены магниты. Они взаимодействуют с электромагнитами, установленными внутри самого колеса. Это происходит в тот момент, когда компьютер, определив, что колесо наклонилось, подает ток на электромагниты. Образованное в результате этого магнитное поле и действует на магниты обода.

Движение «назад» начинается, когда магниты оказываются в положении «Север – Юг», вперед – «Север – Север» и «Юг – Юг». Эти изменения выполняет компьютер на основании данных гироскопа.

Равновесие на колесе легко удерживать благодаря действию все того же гироскопа. При наклоне едущего на колесе человека вперед, он мгновенно подает соответствующий сигнал микропроцессору. Моноколесо тут же перестраивается, развивая необходимую для движения вперед скорость.

Основные характеристики моноколеса


Как управлять моноколесом?

Управление моноколесом чрезвычайно легкое. Обычно оно занимает не более получаса. Приведем несколько практических советов, которые помогут быстро освоить моноколесо:

  1. Ознакомьтесь с инструкцией по эксплуатации моноколеса
  2. Придерживая моноколесо одной рукой на асфальте, включите его при помощи кнопки на панели управления, опустите подножки
  3. Проверьте движение моноколеса, ощутите, почувствуйте его возможности
  4. Попробуйте привести в движение колесо, поставив на него вначале одну ногу: вперед – назад
  5. Станьте на подножки двумя ногами. Попробуйте управлять моноколесом на одном месте. Продолжайте до тех пор, пока не поймете, что у вас уже хорошо получается
  6. Прокатитесь на недалекое расстояние, по пути тренируясь останавливаться, спускаться, снижать скорость
  7. Отработайте повороты, перед каждым снижая скорость (но не останавливаясь!)

Все! Теперь вы готовы пополнить ряды моноколесистов вашего города.

Недостатки моноколес

Какими бы практичными и безопасными не казались моноколеса, они все же имеют ряд существенных недостатков, о которых необходимо знать всем, кто задумывается о приобретении этого транспорта:

  • Наезды на препятствия зачастую сопровождаются падением пользователя
  • Необходимость ездить в шлеме и наколенниках
  • Вероятность «поскользнуться» на льду и мокрой дороге
  • Неудовлетворительная езда по неровным поселковым дорогам, усыпанным щебенкой или шлаком
  • Невозможность работы при низких температурах воздуха (-10˚С и ниже)
  • Неудобно ездить в толпе людей из-за вероятности наезда на пешеходов и затруднения движения
  • Неудобно ездить в обуви на каблуках

Преимущества моноколес

Недостатки недостатками, но и достоинства моноколес неоспоримы. Именно они и заставляют тысячи людей ежедневно делать выбор в пользу этого нового удобного, быстрого и комфортного миниатюрного транспорта:

  • Скорость передвижения – согласитесь, намного быстрее, чем пешком
  • Возможность переносить с собой в любое место, не требует парковки
  • Не теряется время на простои в пробках и пешие прогулки
  • Возможность хранить прямо в квартире
  • Бесплатная «заправка», а точнее – зарядка от любой розетки 220В
  • Забота об окружающей среде
  • Управление, не задействующее руки
  • Возможность спрыгнуть с колеса в аварийной ситуации
  • Не требуется специального обучения
  • Не нужны документы для управления

Короче говоря, «плюсы» моноколес очевидны.

Как выбрать моноколесо для девушки, женщины?

Выбирая моноколесо, женщине следует обратить внимание на несколько важных моментов:

  1. Двигатель. Чем он мощнее, тем больше скоростных возможностей у колеса. Стоимость моноколеса тем больше, тем мощнее мотор. В настоящее время доступны моноколеса с моторами от 250 до 800 Вт
  2. Вес. Не забывайте, что иногда вам придется носить ваш транспорт в руках. Поэтому попробуйте поднять и попробовать пронести мотоколесо перед покупкой. Вес может быть от 8 до 22 кг
  3. Емкость аккумулятора. Чем она меньше, тем короче будет поездка. При емкости батареи 88 – 110 Вт/ч колесо проедет не более 10 км (1 час). При емкости 240 Вт/ч – около 20 км (2 – 2,5 часа)
  4. Форма ручки-переноски. Прямая более удобная, чем изогнутая. Обращайте внимание на ручку, если вам придется долго переносить ваш транспорт
  5. Дополнительные аксессуары, такие как выдвижная ручка для удобства перемещения, лампочки-фары для передвижения в темное время суток. Если вам они понадобятся, приобретите и установите их в момент покупки
  6. Цвет. Лучше всего выбирать темные или серые расцветки. На светлом пластике со временем проявятся загрязнения, в царапины забьется пыль, и ваш транспорт быстро потеряет свой первоначальный вид
  7. Год выпуска. Чем «моложе» модель, тем лучше. Объяснить это просто. Новый транспорт еще находится в стадии разработки, и производители выпускают все более усовершенствованные и удобные для пользования моноколеса
  8. Диаметр моноколеса зависит от веса пользователя:
  • Если ваш вес не превышает 80 кг, вам подойдут миниатюрные модели с колесом 12 – 14 дюймов
  • Тем, кто весит 80 – 100 кг лучше выбрать колесо диаметром от 14 до 16 дюймов
  • Крупным женщинам от 100 до 120 кг не стоит приобретать колесо менее 16 дюймов
  • Если же вес пользователя превышает 120 кг, выбор неоспорим – 18 дюймов

По статистике в 2016 году наиболее привлекательными моделями моноколес стали:

IPS I240 – достаточно качественный и бюджетный вариант

IPS ZERO – схожее по характеристикам с IPS I240, но с более прочным и стильным корпусом

RockWheel GT14 – рассчитано на длительные поездки

GotWay MCM4 HS – моноколесо для стильных, модных и уверенных в себе. Сочетает необыкновенный дизайн и превосходные технические характеристики

Моноколесо – отзывы

Игорь, 22 года : «Впервые увидел парня и девушку на моноколесах в городском парке. Я удивился, когда увидел как легко и непринужденно они ехали. Я решил, что непременно стану обладателем такой вот чудо-техники. Долго собирал информацию и, наконец, сделал свой выбор: IPS ZERO – самое крутое моноколоесо. Катаюсь с весны. Пока что я в восторге! Ни на что не променяю мою прелесть».

Ольга, 27 лет: «Уговорила мужа на эту покупку. Он долго не соглашался, скептически относился к моему желанию купить моноколесо. Но, в конце концов, сдался. Теперь моему счастью нет предела. У меня появилась возможность добираться на работу «с ветерком», причем абсолютно бесплатно. Теперь мне не нужно полчаса стоять на остановке в ожидании маршрутки. Я просто в восторге. Кстати, управлять им намного проще, чем я думала»

Андрей, 10 лет: «Папа подарил мне на день рождение моноколесо. Я счастлив, все друзья мне завидуют»

Светлана, 42 года : «Можно подумать, что моноколесо – это молодежный вид транспорта. Однако, это не так. В свои 42 года я с огромным удовольствием езжу на нем по улице. Даже в магазин за хлебом как-то ездила. Ничего лучшего человечество еще не изобретало»

Моноколесо – это индивидуальное электрическое транспортное средство, обеспечивающее передвижение по различным поверхностям на скоростях до 30 км/ч (отдельные модели могут разгоняться до 50 км/ч). Его ключевая особенность – наличие всего одного колеса, поэтому у начинающих райдеров могут возникнуть определенные проблемы при обучении катанию .

Принцип работы моноколеса

Моноцикл работает от электрического двигателя, поэтому аппарат абсолютно экологичен, а для пополнения заряда необходимо просто подключить его к стандартной розетке.

Управление изделием достаточно простое:

  • Для начала движения надо подать корпус немного вперед, а для придания дополнительной скорости требуется надавливать на переднюю часть педалей. Они расположены по бокам корпуса и одновременно используются в качестве платформы для размещения райдера;
  • Торможение происходит за счет отклонения туловища назад и нажатия на заднюю часть педалей;
  • Повороты осуществляются за счет наклона корпуса в одну из сторон. Чем резче наклон, тем резче будет совершен поворот.



Уницикл оборудован множеством датчиков, основной из которых – гироскоп, обеспечивающий устойчивое положение человека во время катания. Датчик улавливает любые движения райдера и при фиксации слишком опасного угла наклона дает команду двигателю на ускорение. В результате колесо как бы подъезжает под человека и тем самым не дает ему упасть.

Что же такое моноколесо? Давайте посмотрим, что пишет про моноколесо Википедия:
"Моноколесо — электрический самобалансирующийся самокат (моноцикл) с одним колесом, и расположенными по обе стороны от колеса подножками. Скутер использует различные датчики, гироскопы и акселерометры вместе с электромотором для автоматической балансировки, управляется наклоном тела."

Давайте подробнее рассмотрим его устройство.
В отличие от других видов транспорта, моноколесо устроено необычайно просто. Давайте рассмотрим подробно его внешнюю и внутреннюю части.


1. Внешняя часть моноколеса :

Корпус моноколеса
Корпус моноколеса делают из высокопрочного пластика. Он бывает матовый или глянцевый.
Матовый корпус моноколеса более практичен, на нем не видны мелкие царапины, и он легче скрывает небольшие повреждения.
Глянцевый корпус менее устойчив к царапинам. Обычно корпус состоит из двух частей: левой и правой.
В зависимости от моделей так же могут идти накладки на корпус, которые могут быть прозрачными и скрывать под собой подсветку или просто служить декоративным элементом.


Ручка
Понятно, что ручка нужна для более легкой переноски моноколеса. Она бывает разных форм и иногда очень удобна, а иногда приносит дискомфорт. Тут уж зависит от модели моноколеса и от креатива дизайнеров.

Накладки
У многих моделей моноколес есть накладки по бокам корпуса. Они могут быть пластмассовыми, резиновыми или поролоновыми. На многих моделях накладки и вовсе отсутствуют. Это необязательный элемент.

Педали
Абсолютно у каждого моноколеса есть педали (или подножки), изготовленные из прочного металла. Подножки бывают разной формы: закругленные или с квадратными углами. Наверху подножки часто прорезинены или покрыты нождачкой для того, чтобы нога не скользила. Также педали могут быть складными или нет.


Внешние элементы:

Гнездо для зарядки моноколеса
Обычно оно расположено сверху моноколеса, но бывают модели, где зарядка может находиться на торце корпуса или сбоку. Обычно гнездо прикрыто резиновой заглушкой, чтобы предотвратить попадание грязи и влаги.


Индикатор заряда батареи
В зависимости от моделей моноколес, индикатор может быть выведен как отдельный дисплей на корпусе моноколеса или быть встроен в кнопку питания. А также подсветка может выполнять функцию индикатора заряда аккумулятора.

Подсветка
Не все модели моноколес оснащены подсветкой, а на тех моделях, где она присутствует, подсветка может выполнять разную роль. Где-то она просто является декоративным элементом, а где-то предназначена для освещения дороги в темное время суток.

2. Внутренняя часть моноколеса :

Внутри моноколеса всё еще намного проще.

Колесо
В первую очередь, это само моноколесо, в которое при этом встроен двигатель. Моноколеса бывают разного диаметра: от 5дюймов и до 18дюймов. Тем не менее, большинство моноколес имеют диаметр от 12 до 16 дюймов, где 14 дюймов несомненно является преобладающим размером.

Двигатель внутри моноколеса
Как мы уже говорили, в колесо встроен двигатель. Моноколесу без двигателя никак не обойтись. Он бывает разной мощности, от 350 до 1000 ватт номинальной мощности. В основном, 500ватт это средний хороший показатель.

Аккумулятор или батарея моноколеса
Абсолютно все моноколеса оснащены аккумуляторами. В зависимости от мощности батареи моноколесо может проехать разное расстояние. В моноколеса ставятся аккумуляторы от 99wh до 1000wh. Более подробно о мощности и о дистанции вы можете прочитать на страничке ЧАВО “часто задаваемые вопросы”(FAQ) .

Компьютер
Чтобы всем этим управлять, моноколесу необходим компьютер. Именно он делает возможным саму поездку. В моноколесо встроен гироскоп, с помощью которого компьютер контролирует баланс взад-вперед, скорость моноколеса и ежесекундно выполняет еще сотню мелких задач. Всё для того, чтобы вы просто наслаждались поездкой.

Ну и последнее.
Динамики
Абсолютно все моноколеса имеют один или несколько динамиков. В основном динамик необходим для того, чтобы предупредить Вас о превышении скорости. В некоторых моделях звук можно убавить или вовсе отключить.
Также в некоторых моделях моноколес динамики способны проигрывать музыку через bluetooth.

Прежде чем разбираться, как работает моноколесо, давайте рассмотрим, из чего оно состоит. Верхняя часть колеса скрыта корпусом, который изготавливается из прочного пластика, стойкого к ударам. На самом верху корпуса есть ручка для переноски, обычно изготовленная из того же пластика. Под ручкой находится панель управления, состоящая из разъема для подключения зарядного устройства, кнопки для включения и выключения, а также (в зависимости от модели) там может быть индикатор заряда аккумулятора.

Под панелью управления внутри корпуса находится аккумулятор (батарея), а снаружи по бокам есть резиновые подкладки, предназначенные для более комфортного управления колесом. Ниже резиновых подкладок по обеим сторонам расположены металлические складные подножки.

Аккумуляторная батарея у моноколеса устроена следующим образом: промышленные незащищенные высокомощные аккумуляторы (в основном используются такие фирмы, как SONY, Samsung, Panasonic) соединяют между собой и подключают к компьютеру, который в свою очередь контролирует процесс заряда и разряда, потом туго изолируют, и получается аккумуляторная батарея.


Само колесо, верхняя часть которого скрыта корпусом, состоит из шины, обода, спиц и оси.
Также под корпусом находится материнская плата (или компьютер) и магниты.

Принцип работы моноколеса довольно таки простой.

Внутри колеса расположены электромагниты. Рядом установлены магниты и закреплены на ободе колеса. Для того чтобы моноколесо начало движение, гироскоп определяет наклон колеса, и компьютер направляет ток от аккумулятора на каждый электромагнит. Это создаёт магнитное поле, которое и оказывает воздействие на магниты, закреплённые на ободе колеса. Каждый магнит имеет свои собственные полюса: южный и северный. Если поднести два магнита южными полюсами или северными друг к другу - они будут отталкиваться, а если разноимёнными: северный полюс одного магнита к южному полюсу другого - то они притянутся. Когда полюса электромагнитов и магнитов оказывается в положении север/юг, то моноцикл начинает ехать назад.

Если гироскоп определяет, что моноколесо перестало ехать назад, и необходимо начать движение вперёд, то компьютер изменяет направление тока, которое проходит через электромагниты, тем самым меняя полюса электромагнитов. Теперь полюса электромагнитов и магнитов оказывается в положении север/север, юг/юг. И электрическое моноколесо начинает движение вперёд.

Равновесие моноколесо удерживает при помощи встроенных гироскопических датчиков, которые работают как внутреннее ухо у человека.

Если человек стоит, а потом сильно наклоняется вперёд, то в большинстве случаев он не падает, потому что в это время жидкость во внутреннем ухе человека меняет своё положение, чем посылает сигнал в мозг, в результате чего человек выставляет ногу вперед, восстанавливая равновесие.

Моноколесо работает примерно также. Когда вы, стоя на моноколесе, наклоняетесь вперёд, гироскоп (как человеческое внутреннее ухо) подает сигнал микропроцессору (как мозгу), в результате чего колесо поворачивается со скоростью, необходимой для движения вперед. Благодаря такой системе, моноколесу удается балансировать, оставаясь в вертикальном положении.

Моноколесо - это новое поколение безопасного персонального транспортного средства, имеющее массу преимуществ перед другими видами транспорта.

Постарался собрать наиболее часто задаваемые на улице вопросы относительно сего чудо-девайса и ответить на них. Друзья, дополняйте.

А как рулить, прибавлять газу и тормозить?
Управление моноколесом производится наклонами и поворотами стоп ног, наклонами тела. Переносите вес тела на мыски - колесо ускоряется, на пятки - замедляется. Это исходит из самого принципа динамического поддержания равновесия. Наклоняетесь вперед - колесо пытается компенсировать наклон, ускоряясь в сторону наклона. Соответственно, если держать постоянный угол наклона, колесо будет постоянно двигаться в его сторону. Тормозить оно способно достаточно резко, не хуже остального персонального транспорта. У колеса нет переда и зада, любая сторона является ведущей, ему все равно, в какую сторону крутиться. Вообще, совершенно гениальное изобретение: включаешь кнопку и едешь, ни за что не держась.

На сколько часов его хватает?
Запас хода у моноколеса зависит от модели, веса райдера и рельефа дороги, и составляет в среднем от 15 до 30 км.

А скорость какая?
Скорость у большинства моноколес искусственно ограничивается 12 км/ч, после чего колесо начинает предупреждающе пищать и наклонять подножки назад, усложняя дальнейшее ускорение. Эта скорость считается предельной безопасной, чтобы в случае нештатной ситуации райдер успел спрыгнуть с падающего колеса и продолжил движение бегом. Происходит такой спрыг безопасно и рефлекторно. Исключение составляют «спортивные» Rockwheel, разгоняющиеся до 30+ км/ч.

А оно только по ровной поверхности едет? Можно на нем ехать по плитке, гравию, заезжать в горки, на бордюры?
После того, как райдер начинает уверенно держать равновесие на колесе, никакой тип покрытия городских и парковых дорожек не является проблемой для движения. На плитке чуть трясет и водит по сторонам (зависит от типа плитки), но ехать вполне можно. По утрамбованной земле и спрессованному гравию колесо также едет без проблем. В небольшие, высотой в несколько сантиметров, бордюры колесо без проблем заезжает (это все городские пешеходные переходы с пандусами для людей с ограниченными возможностями), а при более высоких колесо лучше выключать и переносить его через них. Впрочем, можно научиться и запрыгивать, зажимая колесо ногами (ищите на форуме, народ прыгает вовсю). Колесо заезжает в достаточно крутые горки, куда и велосипедисту трудновато въехать. Предельный угол зависит от мощности колеса и веса райдера.

Удобно ли такое транспортное средство? Не устают ли ноги, много ли можно на моноколесе проехать?
Основная проблема при использовании моноколеса для поездок на относительно большие (10+ км) расстояния - устают ноги. Во-первых, затекают ступни из-за нагрузки в одном положении, во-вторых, устают мышцы ног, так как ехать приходится на немного согнутых в коленях ногах (так получается естественным образом плюс так ноги работают как амортизаторы на неровностях). Но никто не мешает делать короткие остановки, в течение минуты размять затекшие конечности, а затем продолжить путь. Моноколесо подойдет в качестве ср-ва городского подскока между метро и офисом, а также рекреационных покатушек по паркам. Кстати, спор о том, что для подскока лучше, уницикл или электросамокат, можно найти здесь: . Еще интересный факт, отмечаемый многими райдерами: езда на моноколесе - все-таки небольшой фитнес. Тело работает, ноги постоянно напряжены. В итоге до работы добираешься слегка вспотевшим. Не так, как на велосипеде (не электро-), и тем не менее. И еще про усталость ног: при регулярных тренировках быстро укрепляются соответствующие мышцы, и первоначальный дискомфорт длительного стояния на подсогнутых ногах практически исчезает.

Какое колесо купить?
На российском рынке наиболее распространены моноколеса компаний Airwheel и IPS. Дилеры предлагают гарантию и сервисное обслуживание. Это важно, т. к., судя по форумной статистике, у колес, бывает, горит электроника. За исключением деталей, эти две марки примерно одинаковы. IPS обсуждаются здесь.