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Monopattino hi-tech

tilto Monopattino hi-tech

Il monopattino hi-tech più famoso del mondo è il Segway, nelle sue enne versioni. Questo progetto di un hobbista intraprendente (Marcelo Fornaso) ne migliora l’idea alla base. Si chiama Tilto ed è progettato per seguire il movimento del corpo.

Il Segway è un dispositivo di trasporto personale che sfrutta un'innovativa combinazione di informatica, elettronica e meccanica. Il suo funzionamento è quello di una estensione del corpo: come un partner in un ballo è capace di anticipare ogni mossa. Per farlo utilizza un sistema di controllo in retroazione, dotato di sensori di rotazione giroscopici allo stato solido (MEMS), che è capace di imitare l'equilibrio umano. Una sorta di rivoluzione nel campo della mobilità individuale: è in pratica un oggetto che permette ad una persona di muoversi su di una pedana con due ruote parallele, azionata da due motori elettrici a batterie. Pesa 38 kg e riesce a raggiungere una velocità di 20 km/h con 40 km di autonomia.

tilto

Non richiede alcuna speciale manutenzione: dal punto di vista ecologico rappresenterebbe un valido aiuto per combattere l'inquinamento atmosferico. A differenza del monopattino che l’ha ispirato, il progettista ha scelto di progettare il suo “Tilto” come un veicolo su cui sedersi. Tilto, utilizza accelerometri e giroscopi per spostarsi anteriormente e posteriormente, ma è senza manubrio perché un altro sensore invidua il movimento del corpo del pilota: spostando il pezzo verso destra o sinistra il veicolo elettrico si muove di conseguenza, come su una moto o una bicicletta. Un accelerometro è uno strumento di misura in grado di rilevare e/o misurare l'accelerazione. L'accelerometro piezoelettrico, per esempio, sfrutta, come principio per la rilevazione dello spostamento della massa, il segnale elettrico generato da un cristallo piezoelettrico quando è sottoposto ad una compressione. In questi accelerometri la massa viene sospesa sul cristallo piezoelettrico, che, in questo caso, costituisce sia il sensore, che l'elemento elastico. In presenza di un'accelerazione la massa (che presenta una certa inerzia) comprime il cristallo, il quale genera un segnale elettrico proporzionale alla compressione.

Il veicolo elettrico si basa sul concetto di Giroscopio; un dispositivo fisico rotante che, per effetto della legge di conservazione del momento angolare, tende a mantenere il suo asse di rotazione orientato in una direzione fissa. In termini matematici, un corpo rigido S è un giroscopio se il tensore d'inerzia relativo al baricentro ammette un autovalore semplice e un autovalore doppio. L'autovettore corrispondente all'autovalore semplice è detto asse giroscopico.

Il risultato del progetto di Marcelo Fornaso è stato un grande programma scritto in C per il microprocessore PIC 16F877 (già obsoleto, ma aveva un vecchio paio in un cassetto ...) con un sistema di controllo PID. Controllare un sistema vuol dire quindi effettuare una regolazione su di esso, regolazione che può essere effettuata con tecniche diverse. Il controllore acquisisce in ingresso un valore da un processo, e lo confronta con un valore di riferimento.

schema elettrico

La differenza, il cosiddetto segnale di errore, viene quindi usata per determinare il valore della variabile di uscita del controllore, che è la variabile manipolabile del processo; segue un algoritmo PID per generare il segnale PWM (Pulse Width Modulation) da inviare ai controllori di potenza del motore.

L’azione effettuata da un regolatore PID avviene in tre tempi: prima si attiva una regolazione di tipo derivativa, pio subentra la regolazione proporzionale ed infine la regolazione integrativa. C’è da dire che i PID hanno anche delle limitazioni che è bene tener presente:

* Non sono in grado di adattarsi a cambiamenti nei parametri del processo;

* Non sono stabili, a causa della presenza dell'azione integrale;

* Alcune regole di taratura, come quelle di Ziegler-Nichols, reagiscono male in alcune condizioni;

schema circuitale

 

 

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ritratto di Ionela

Tilto potrebbe fare una bella

Tilto potrebbe fare una bella coppia con FlyRad

ritratto di Anonimoveneziano

1. Figata! 2. autonomia?

1. Figata!
2. autonomia? velocita'? costo?

ritratto di mdipaolo

secondo me potrebbe

secondo me potrebbe rivoluzione il mondo accoppiato con il flyrad

 

 

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