Беспроводные велосипедные тормоза – прототип будущих тормозных систем

Кто из нас не сталкивался с ситуацией, когда в самый решительный момент наш мобильный телефон отказывает из-за разряда батареи, или во время активного серфинга неожиданно теряется беспроводное подключение к интернету?

Что произойдет, если в будущем жизненно важные системы в аэропортах или в метро окажутся построенными на беспроводных устройствах? Например, для европейских поездов на этот счет уже существуют конкретные планы.

С учетом этой тенденции ученые из Университета земли Саар в Германии уже занимаются математическими расчетами для проверки надежности таких автоматических систем. Они собираются представить результаты своей работы 6 марта на выставке в рамках компьютерной ярмарки в Германии, известной под названием Cebit.

“Велосипед – вот площадка для тестирования идей, которые могут быть применены в других серьезных системах”, - заявил один из исследователей, профессор Хольгер Германн (Holger Hermanns). Причем он отметил, что вследствие важности исследуемой проблемы эти эксперименты не могут рассматриваться как предмет забавы отдельного велосипедиста.

Германн и его коллеги изобрели беспроводный тормоз для велосипеда, работающий с коэффициентом надежности более 99,99%.

Тормозная система велосипеда имеет датчики, связанные с велосипедным звонком. Если велосипедист  хочет остановиться, он подает об этом сигнал с помощью звонка. Датчики  передают сигнал “стоп” на передающее устройство, находящееся в пластиковой коробке размером с сигаретную пачку, закрепленной на руле велосипеда. Для надежности радиосигнал передатчика дублируется точно таким же устройством, прикрепленным к велосипеду.

Передатчик отправляет радиосигнал на исполнительный механизм, превращающий энергию, запасенную в аккумуляторе, в механическую энергию, которая  приводит в действие тормоза. Если система выходит из строя включается звуковой сигнал и загорается красный светодиод. Система питается от внешней аккумуляторной батареи, закрепленной на передней вилке велосипеда.

Ученые обнаружили, что для передачи команды торможения на каждый шаг в беспроводной системе требуется время по крайней мере 125 миллисекунд и сделали вывод, что пока система работает бесперебойно, она вполне пригодна для повседневного использования. Они подсчитали также, что за время работы тормозов 250 миллисекунд, при скорости движения велосипедиста 30 километров в час, тормозной путь может составить 2 метра.

Однако так же, как и в случае с мобильным телефоном и интернет-соединением, в работе беспроводной системы торможения возможны сбои, которые могут помешать отправке сигнала торможения на исполнительное устройство.

Исследователи создали две модели велосипедного тормоза. В первой отказ тормозов занял почти два процента (к =98%). Во второй модели тормоза работают с надежностью 99,9999999999997%,  что составляет около трех случаев отказа тормозов на каждый триллион попыток торможения.