Il monopattino elettrico è un veicolo semplice e intuitivo da utilizzare. Ma lo è anche perché è una macchina che contiene molta tecnologia e molte soluzioni alle quali raramente pensiamo.

Per goderselo in tutte le sue potenzialità è importante capire come è fatto. Scopriremo che un mezzo così facile e divertente da utilizzare è costruito in modo molto complesso, non solo strutturalmente ma anche dal punto di vista elettrico e soprattutto elettronico. Il segreto della sua semplicità è un perfetto equilibrio di contenuti tecnologici. Solo l’evoluzione delle batterie e dell’informatica ha reso possibile fare del monopattino elettrico il veicolo che conosciamo oggi.

In principio era il monopattino.

La struttura fondamentale di un monopattino elettrico è quella del suo genitore, o forse antenato, il vecchio monopattino a spinta che alcuni di noi hanno usato da bambini e che resta un protagonista di alcune categorie di nicchia, come il freestyle. Partiamo quindi dal monopattino e analizziamo la sua struttura, nelle tre parti essenziali che lo compongono.

La nascita del monopattino.

I primi monopattini appaiono nelle città europee ed americane intorno al 1920.

La loro origine è quella di un gioco di strada tra ragazzi e i primi monopattini vengono costruiti fissando dei pattini a rotelle su delle tavole in legno con un manico adibito a manubrio. In alcuni casi la funzione è svolta dotando di ruote delle semplici casse.

Un primitivo monopattino a spinta. realizzato con una coppia di pattini a rotelle. By Peter Hummers [1] – https://www.flickr.com/photos/phummers/3551872006/, CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=11939229

Solo molto più tardi il monopattino diventerà un mezzo di produzione industriale, interessando anche giganti dell’automotive come Honda, che ne propose negli anni ’70 una versione particolare, con spinta a pedale.

Una macchina essenziale.

Privo di sedile, sistema di trasmissione, il monopattino è un veicolo di semplicità quasi elementare. Le sue componenti fondamentali sono:

  1. Manubrio
  2. Pedana
  3. Ruote

Il manubrio, collegato alla ruota anteriore da un piantone è il rudimentale sistema di guida che consente ai monopattini anche autocostruiti di cambiare direzione. Nei modelli più moderni viene realizzato con tubi metallici la cui rotazione è assicurata da un gruppo sterzo con sfere o cuscinetti.

La pedana è in un certo senso l’abitacolo e la cabina di guida del monopattino. La sua dimensione, la sua rigidità, il materiale di cui è fatta consentono al guidatore/passaggero di controllare il mezzo. I primi modelli in legno non erano sicuramente la soluzione ideale. Ma i modelli moderni che poggiano su tubature in acciaio o alluminio, spesso con superficie antiscivolo consentono il perfetto dominio del mezzo che continuiamo a trovare anche sui monopattini elettrici di oggi.

Le ruote all’origine dei primi rudimentali monopattini erano semplici pattini a rotelle fissate alla tavola di legno o talvolta persino duri e rumorosissimi cuscinetti a sfera fissati a una barra metallica. Mentre il confort non era un problema dei primi giovanissimi utilizzatori, il rumore infernale prodotto dal sistema rappresentava addirittura un vantaggio e permetteva ai loro mezzi essenziali di rivaleggiare, almeno dal punto di vista dei decibel emessi, con i veri veicoli a motore. E’ ovvio che in questa area l’industrializzazione del monopattino e l’allargamento dei suoi utenti ha cambiato radicalmente le esigenze. Con la ruota di gomma, normalmente piena ma morbida, il monopattino ha cercato la convivenza con gli abitanti di strade e cortili, diventando un mezzo di svago e movimento altrettanto sopportabile per le orecchie di una bicicletta.

1996. Nasce il monopattino moderno.

Con il monopattino pieghevole Micro, azienda svizzera che continua ad essere attivissima con modelli sia elettrici che a spinta, si apre una nuova pagina. Il monopattino, un mezzo essenziale e rudimentale, spesso autocostruito, diventa un fenomeno mondiale. E’ da questa formula che nascerà, molto più tardi, il monopattino elettrico.

Gli elementi del monopattino tradizionale ci sono ancora tutti: manubrio, pedana, ruote. Ma stavolta reingegnerizzati in lega leggera e gomma, che rendono il mezzo confortevole, pratico e silenzioso. Le ruote in gomma siliconica semitrasparente sono scorrevoli e silenziose. Il manubrio è regolabile in altezza. Il “freno” è integrato nel parafango posteriore. Lo sviluppo più innovativo, quello che quasi ogni monopattino elettrico dei nostri giorni continua a mantenere, è lo snodo che rende il monopattino pieghevole e trasportabile con facilità.

Micro. Il monopattino pieghevole che ha reinventato il monopattino.

Il monopattino diventa elettrico.

La storia del monopattino motorizzato è lunga quasi quanto quella del monopattino e conta anche esempi di grande (per quanto momentaneo successo), come l’Autoped, spinto da un piccolo motore a scoppio. Ma è lo sviluppo della tecnologia delle batterie che permette di creare finalmente un veicolo semplice come il monopattino di partenza ma in grado di muoversi in autonomia. Siamo alla fine degli anni ’90 quando vedono la luce i primi modelli di successo internazionale, come lo Zoom Stryder.

Grazie alle batterie al litio integrate nella pedana e al motore integrato nella ruota, la vicinanza al mezzo non motorizzato è impressionante. Il monopattino elettrico non è più un’ingombrante sfida intellettuale ma un mezzo pratico e leggero. Conserva tutta la facilità d’uso del monopattino ma si muove, quasi magicamente, da solo. Ed è pronto a fare molta strada.

Zoom Stryder, il primo monopattino elettrico di successo universale.

Perché il monopattino elettrico è diventato un veicolo così diffuso?

Le caratteristiche che fanno del monopattino elettrico un mezzo di trasporto così intuitivo e di facile accesso nascono essenzialmente da quello che nel monopattino non c’é:

Un veicolo senza cambio di velocità

Niente frizione, niente marce da scalare. Ma anche niente complicazioni, peso e ingombro della trasmissione automatica. Grazie alle doti di coppia del motore elettrico per partire e viaggiare basta la pressione sul comando dell’acceleratore. Immediato, per chi non ha mai guidato un mezzo a motore. Rilassante come camminare per chi invece alla guida è abituato.

Stabile anche a passo d’uomo

Le sue ruote piccole e il baricentro bassissimo fanno del monopattino elettrico un mezzo che non ha bisogno di essere lanciato in velocità per acquisire stabilità. Viaggia al massimo delle sue possibilità quando la strada è libera ma può rallentare fino quasi a fermarsi nelle aeree di transito pedonale. Non c’è bisogno di scendere e spingere. Che sia limitato in automatico da un controllo gps oppure semplicemente dal buonsenso e dalla educazione di chi guida, il monopattino elettrico può fondersi tra i pedoni, alla stessa velocità di chi cammina. Il che non è una buona scusa per guidarlo sui marciapiedi e tantomeno in velocità.

Vicino al terreno, più lontano dai problemi

E quando il monopattino elettrico si ferma davanti a un ostacolo imprevisto o semplicemente perché il suo percorso è finito, la sua pedana si trova a pochi centimetri dal terreno. Al contrario che su altri mezzi a due ruote non è richiesta la minima abilità acrobatica né per salire né per scendere. Si può farlo senza pericolo più volte in pochi metri. Anche chi non ha mai guidato uno scooter o una bicicletta, o non essendo più giovanissimo non si sente più in grado di farlo, può muoversi velocemente e senza fatica in monopattino elettrico. Fino a oggi è stato il veicolo dei giovani e degli sperimentatori ma non è difficile immaginarlo come mezzo di successo e pieno di vantaggi anche per fasce d’età completamente differenti. Il monopattino giusto può essere un mezzo ideale, confortevole e soprattutto sicuro anche per genitori e nonni.

Cosa compone un monopattino elettrico

Possiamo suddividere il monopattino in tre gruppi di componenti essenziali:

  1. Lo scheletro: il telaio e la parte ciclistica
  2. I muscoli: I componenti elettrici
  3. Il cervello: elettronica e controller

Il telaio del monopattino elettrico e la ciclistica

Il telaio, le tubazioni e tutte le altre componenti del monopattino che ne rappresentano il sostegno strutturale si possono considerare in un certo senso come lo “scheletro” del veicolo. Hanno il compito di sorreggere e dare equilibrio e movimento all’insieme della struttura. In parte sono componenti statiche, in parte si snodano e assicurano il movimento. Vediamole in dettaglio.

Il manubrio del monopattino

Il manubrio è la tubazione orizzontale che il guidatore impugna e ruota per cambiare direzione. Alle sue estremità ci sono le manopole, spesso rivestite in gomma espansa o altri materiali che assicurano confort e tenuta antiscivolo alle mani. Il manubrio è anche la struttura che sorregge comandi e strumenti, dalle leve dei freni al display. La sua resistenza a colpi e sforzi improvvisi è essenziale per la sicurezza del monopattino elettrico (e in verità di qualunque mezzo a due ruote). La larghezza del manubrio è in parte una questione di preferenza personale anche se, in generale, la soluzione ergonomicamente migliore è pari alla larghezza della spalle.

Il manubrio del monopattino elettrico
Il manubrio del monopattino elettrico si collega al tubo piantone e sorregge la strumentazione e i freni.

Il tubo piantone verticale

E’ il tubo che incrocia il manubrio, a cui è fissato con delle congiunzioni, e lo collega con la forcella e la ruota anteriore (spesso attraverso un sistema di sospensione). La sua altezza è normalmente regolabile e la sua rotazione è assicurata da gruppi di cuscinetti o sfere che lo collegano al tubo sterzo. Anche nel caso del piantone l’altezza può essere radicalmente diverse, a seconda che il monopattino sia orientato al confort o a una guida più “sportiva”.

Il tubo sterzo

Il tubo sterzo, solidale alla pedana e al telaio contiene il gruppo sterzo: un sistema di cuscinetti o sfere e gabbie che assicura la perfetta rotazione del piantone e una guida sicura del monopattino. E’ importante che il gruppo sia ben regolato e che tra il tubo sterzo e il piantone non ci siano giochi, che si aggraverebbero nel tempo e danneggerebbero i cuscinetti, oltre ad essere fastidiosi in frenata e sterzata.

Meccanismo di snodo

Un monopattino pieghevole, facilmente trasportabile
Lo snodo permette di ripiegare il monopattino e ne assicura la portabilità.

Moltissimi monopattini elettrici in circolazione oggi hanno mutuato dal monopattino a spinta la possibilità di essere piegati e trasportati con facilità. Fanno eccezione i veicoli più potenti e pesanti, che sarebbero comunque difficili da trasportare e hanno bisogno di una struttura estremamente solida. E’ proprio la pieghevolezza che ha fatto del monopattino elettrico un veicolo pratico, che si integra nelle città e fuori con altri mezzi di trasporto come treni, metropolitane. O il baule della macchina.

Blocco dello snodo

Il blocco snodo del Vsett 9
Il blocco allo snodo del Vsett9, particolarmente robusto ed efficiente.

Un monopattino che si piega ha bisogno di un meccanismo di blocco robusto ed efficiente. Se la compattezza è il punto forte di questa categoria di monopattini, il meccanismo di blocco può essere il loro punto debole. Attenzione quindi a quando acquistate il vostro nuovo monopattino: questo dettaglio costruttivo può essere più importante di quanto appare a prima vista. Modelli con blocchi robusti, interamente in metallo, magari costano un po’ di più ma vi assicurano qualità in una parte del monopattino che non salta all’occhio. Finché non si rompe.

La forcella anteriore

La forcella anteriore del monopattino, con la sua sospensione.
La forcella anteriore del monopattino, con la sua sospensione.

All’estremità del tubo piantone è fissata la forcella che tiene la ruota anteriore. Quasi sempre ammortizzata, tranne nei modelli più semplici, sostiene anche l’impianto frenante anteriore, quello più sollecitato nell’uso.

Sospensioni

La sospensione idraulica di un monopattino elettrico.
Una sospensione idraulica

Le sospensioni sono il principale miglioramento del monopattini elettrico rispetto ai ruvidi antenati a spinta autocostruiti. Assorbono le irregolarità della strada, permettono un migliore controllo e assicurano un viaggio più confortevole. Le sospensioni possono essere di tre tipi fondamentali:

  • Idrauliche
  • A molla
  • Con shock absorber in gomma

Ognuna ha i suoi vantaggi ed è comune trovare sui nostri monopattini diversi tipi di sospensioni all’anteriore e al posteriore. In generale, migliori sono le prestazioni del monopattino, più sofisticate sono le sue sospensioni. La funzionalità delle sospensioni e la loro regolabili, specialmente al posteriore è una caratteristica molto importante specialmente per gli utilizzatori più pesanti.

La pedana

Autentica cabina di guida del monopattino elettrico, la pedana collega la ruota posteriore allo sterzo e permette di stare in piedi. La sua ampiezza e comodità è sicuramente una qualità, come una superficie in adeguato materiale antiscivolo.

Le ruote

Le ruote sono una delle caratteristiche più essenziali in uno scooter. Ne esistono di vari diametri e larghezze, ognuna con i suoi vantaggi. Mentre sui primi monopattini l’agilità della ruota da 8″ regnava quasi sempre incontrastata, lo sviluppo del veicolo anche su strade cittadine e fuoristrada ha portato alla comparsa di ruote fino a 13″. Per comprendere vantaggi e svantaggi dei vari tipi di scelte, è interessante leggere l’articolo che abbiamo dedicato a questo argomento.

I freni

I freni possono essere di due tipi essenziali: meccanici o elettronici. Nel freno meccanico un meccanismo fisico si occupa di rallentare il monopattino assorbendone l’energia. Possono essere dischi, tamburi o freno a piede, che agisce principalmente sulla ruota posteriore.

Il freno elettronico utilizza il motore stesso per rallentare lo scooter, comandandogli di invertire la rotazione.

I freni meccanici sono sicuramente sistemi più robusti e affidabili. Molti scooter montano entrambi i sistemi e rappresentano la migliore garanzia di sicurezza nel caso che uno dei due dovesse guastarsi.

Il Ninebot G30 pubblicizza il suo sistema frenante misto, a tamburo ed elettrico.
Il Ninebot G30 pubblicizza il suo sistema frenante misto, a tamburo ed elettrico.

Gli pneumatici

Gli pneumatici consentono di trasferire a terra l’energia del motore o di assorbirla durante la frenata. Sui monopattini elettrici sono disponibili sia pneumatici senza aria che pneumatici propriamente detti, a pressione d’aria.

Un tipico pneumatico ad alveare.
Un tipico pneumatico ad alveare.

Mentre il secondo tipo espone certamente al rischio di forature, offre una qualità di guida e una aderenza nettamente superiore. Scopriremo in futuro se la qualità dei pneumatici senza pressione (piani, ad alveare o riempiti di polimero) sarà in grado di offrire una alternativa di uguale qualità.

La parte elettrica

Batteria: il cuore del monopattino

Senza l’evoluzione della tecnologia delle batterie il monopattino elettrico come lo conosciamo oggi non esisterebbe. Impossibile immaginarlo mosso da pesanti e ingombranti accumulatori a piombo.

La batteria è costituita da molte celle.
La batteria è costituita da molte celle.

Le batterie del monopattino sono fatte da molte celle assemblate insieme. Rappresentano il serbatoio di carburante ma anche la riserva di potenza del monopattino. 

Più alta è la capacità della batteria, migliori sono le prestazioni che possiamo aspettarci dal monopattino.

Le batterie sono catalogate in Wh (Watt/ora), una unità che misura la loro capacità e da cui dipende l’autonomia del monopattino. Mentre un piccolo monopattino economico parte da 150/250 Wh, i modelli più performanti possono raggiungere anche i 3000 Wh.

Alcuni produttori dichiarano altre unità di misura come gli Ah (Ampere ora) o i volt. Le unità elettriche sono interdipendenti e conoscendone due è facile calcolare la terza, basandosi sulla formula: 

1 Wh = 1 Ah * 1 V

Il motore (o i motori) del monopattino

Il motore del monopattino elettrico si trova all’interno della ruota. O in entrambe le ruote per i modelli più potenti e performanti. 

I motori sono del tipo brushless (ovvero senza spazzole) e si definiscono per la loro potenza, misurata in watt. Più potente il motore, più alto il numero di watt. Un piccolo scooter di grande diffusione come il M365 ha un motore da 250 watt, la legge italiana consente la circolazione a monopattini elettrici fino a 500 watt di potenza. I modelli dual motor più potenti, per ora, restano confinati all’interno delle proprietà private.

Il magnete

Il magnete è il cuore del motore elettrico e il suo funzionamento permette non solo di sviluppare potenza ma anche di generarla, ricaricando la batteria durante il rallentamento e la frenata. In questo modo il magnete non solo produce energia elettrica ma assorbe energia meccanica con la sua resistenza, che aiuta a rallentare il monopattino

Luci

Una buona illuminazione è essenziale sia per vedere che essere visti. Non si può sfortunatamente dire che le luci siamo, purtroppo, il punto di forza di molti monopattini in circolazione. 

Praticamente ogni scooter ha almeno una luce anteriore a LED e una luce di frenata. Alcuni hanno la pedana decorata da un sistema di luci circolare che può assomigliare a un albero di Natale. Per quanto singolare, questo tipo di illuminazione ha una sua funzione per incrementare la visibilità passiva. Non è comunque una alternativa a una potente e funzionale luce anteriore e posteriore, che consentano non solo di essere visti ma di vedere le strada, spesso piena di buche e ostacoli improvvisi. 

Per averle, spesso è necessario ricorrere all’ampio mercato degli accessori.

Display

Il display di un modello Zero.
Il display di un modello Zero.

Il display è il centro di controllo del monopattino. Dalle velocità alla autonomia residua, alla distanza percorsa, tutte le informazioni sono raccolte in questo strumento quasi sempre a LCD. Ma non solo: dal display è possibile agire sui controlli che modificano le modalità di marcia e attivare il cruiser (se presente). In più un buon display, chiaro e piacevole alla vista rappresenta un eccellente biglietto da visita della qualità progettuale del monopattino.

Acceleratore

L’acceleratore permette di modificare la velocità e può essere un semplice modello a levetta che si aziona col pollice come un più sofisticato modello a manopola. Mentre il secondo non offre vantaggi essenziali è sicuramente preferito da chi viene dal mondo delle moto e degli scooter. Si trova specialmente su monopattini di elevate prestazioni che tengono ad esaltare la propria immagine “corsaiola”.

Il cervello del monopattino

La centralina

La centralina di un monopattino elettrico. Tanto discreta quanto essenziale al buon funzionamento.
La centralina di un monopattino elettrico. Tanto discreta quanto essenziale al buon funzionamento.

La centralina manda potenza al motore a seconda delle indicazioni fornite dall’acceleratore, controllando il flusso di corrente. E’ il sistema di alimentazione del motore elettrico.

E forse una delle componenti più discrete e meno considerate nella struttura del monopattino elettrico, tranne per chi ama agire sull’elettronica per rimuovere blocchi, limitazioni e incrementare le prestazioni

Le centraline si dividono per il voltaggio e l’amperaggio che sono in grado di controllare. Un monopattino con due potenti motori da 500 W avrà sicuramente bisogno di una centralina più generosa di quelle che si trovano sui semplici modelli più commerciali. 

BMS (battery management system)

Il Battery management system o BMS è il sistema che controlla la batteria e la sua ricarica. In particolare verifica che il suo funzionamento avvenga all’interno delle specifiche di sicurezza, evitando surriscaldamenti e guasti.

Attraverso il BMS è possibile acquisire e visualizzare tutti i dati relativi al funzionamento della batteria, dalla corrente emessa alla carica residua. 

Durante la ricarica il BMS verifica che la batteria sia alimentata dalla necessaria quantità di corrente, abbreviando i tempi di ricarica e prolungando la vita della batteria.

Gli accessori del monopattino elettrico

Alla struttura di base si possono aggiungere molte parti e accessori aftermarket che vanno dalle borse agli accessori finalizzati alla sicurezza, come luci e specchi. Ne abbiamo trattato in numerosi articoli di monopattinoelettrico.info. Tra questi:

Il campo degli accessori è sterminato. Tra i principali ricordiamo:

Borse

Spesso collocate sul tubo piantone accrescono la versatilità del nostro monopattino liberando spazio nelle borse che portiamo a tracolla.

Avvisatori acustici

Essenziali per la sicurezza nel traffico, si trovano in una vasta gamma di modelli. La silenziosità del monopattino elettrico è una delle sue principali qualità ma quando serve avvisare della propria presenza un clacson o un campanello elettrico rappresentano una risorsa da non trascurare e non sempre presente di serie.

Specchietti retrovisori

Permettono di verificare la presenza di veicoli in movimento alle nostre spalle senza distrarci dalla strada o, peggio, rischiare di perdere il controllo del mezzo. La legge non li considera obbligatori e sono raramente presenti di serie.

Supporto per smartphone/navigatore

Per utilizzare il nostro smartphone per orientarci in città e fuori un buon supporto da manubrio è importante. E’ importante che il supporto sia robusto e dotato di ganasce che non si allentano se non vogliamo vedere volare sulla strada il nostro prezioso telefono.

Power bank

Una capace Power bank è indispensabile a chi percorre molta strada in monopattino. Non è il più discreto e leggero degli accessori ma in commercio se ne trovano di adatte a moltiplicare l’autonomia del monopattino elettrico, quando questo è necessario.

Costruire un monopattino elettrico

Esaminati i componenti chiave del monopattino è evidente come la struttura del mezzo sia piuttosto semplice. Ciò rende sicuramente possibile a chi è molto ben attrezzato pensare alla autocostruzione del monopattino elettrico.

Gli elementi essenziali per pensare al progetto sono:

  1. Un motore elettrico (ad esempio di lavatrice)
  2. Tubo di sezione larga per il telaio e lo sterzo
  3. Tubo per il manubrio
  4. Batteria
  5. Ruote
  6. Freni
  7. Sospensioni
  8. Componentistica elettrica e luci

Con la diffusione del monopattino elettrico, anche tutta la componentistica meccanica ed elettrica è diventata abbastanza facilmente disponibile su Amazon e sui siti specializzati (aliexpress è una risorsa importante per ricambi e accessori a prezzo competitivo, per chi ha un po’ di pazienza).

Ma considerato che sul mercato sono disponibili oltre xx modelli di monopattino per tutte le esigenze, acquistarne uno già pronto è sicuramente la scelta più logica dal punto dei vista dei costi e soprattutto della sicurezza.

Il vostro monopattino su misura, probabilmente esiste già e per trovarlo le guide di monopattinoelettrico.info sono il punto di partenza ideale. Ecco le più gettonate:

  1. I migliori monopattini del 2020
  2. Monopattini elettrici per chi è sopra i 100 Kg
  3. I migliori monopattini per i bambini
  4. Quattro monopattini per quattro monopattinisti

Buona ricerca!

LASCIA UNA RISPOSTA

Scrivi un commento!
Please enter your name here