I tre programmi prevedono le seguenti 3 rotazioni: Tengo a precisare che le dimensioni e le misure sono tutte relative ai prodotti che ho trovato in commercio e quindi, se qualcuno vorrà cimentarsi nella costruzione, dovrà adattarli alle proprie esigenze.
Partiamo con la parte meccanica.
I materiali sono quelli visibili in figura e sono:
- Un motoriduttore 12VCC 6 giri/min.
- Una puleggia di plastica o metallo (diametro circa 2 cm che si adatti, con il foro centrale, al pignone del motore)
- Una barretta rettangolare d'alluminio 120X10X20
- Una "rotella" 60x40 di legno (ricavata tagliando una "fetta" dello spessore di 40 mm da un profilo circolare)
- 4 viti per il fissaggio su legno
In figura un particolare della puleggia (una piccola precisazione, sicuramente sarebbe meglio reperire una puleggia in ottone che ha una resistenza maggiore). La vite che si nota al lato sinistro servirà per fissare il braccetto sull'asse del motore
Al fine di abbellire il tutto è stata fatta una piccola rifinitura, per coprire la parte dove la barretta si innesta nel legno.
Una prima prova è stata effettuata collegando il motoriduttore in mio possesso ad un alimentatore a 12 Volt in continua (questa è la tensione di funzionamento del motore) tramite un doppio deviatore a levetta con zero centrale, in pratica un deviatore doppio che, con la levetta in posizione centrale non effettua nessun collegamento; per questa prova è necessario che il motoriduttore possa girare nei due sensi di marcia. ATTENZIONE: non tutti hanno questa caratteristica
Ecco uno schemino dei collegamenti per un semplice funzionamento "manuale" con possibilità di rotazione orario-antiorario.
In questo modo si potrà far girare all'infinito il motore in un senso o nell'altro.
Chi volesse utilizzare un deviatore senza posizione di fermo centrale, potrà soltanto cambiare la rotazione e, per l'accensione o lo spegnimento dovrà provvedere ad inserire un interruttore a monte del deviatore.
Il circuito funziona anche con una batteria da 9 Volt ma la sua durata è limitata e perciò consiglio l'utilizzo di un alimentatore a spina che sia in grado di fornire tensione e corrente sufficienti al funzionamento del motore.
Nel mio caso, vista la mia passione per l'elettronica, ho provveduto a creare un circuitino ad hoc che consentisse di automatizzare il funzionamento con dei tempi prestabiliti (vedi schema elettrico).
La mia idea è stata quella di creare un rotore
che potesse compiere dei cicli orario-antiorario o delle semplici rotazioni,
sempre in un senso ma con tempi prestabiliti; il tutto azionato da un
solo pulsante.
Per chi mastica qualcosa d'elettronica farò una breve, e spero
esauriente, spiegazione del funzionamento.
Il circuito è composto da un paio d'integrati, un regolatore di
tensione, per fornire i 5Volt, ed una manciata di resistenze.
Il controllo del motore è affidato ad un L293D che è
un HBridge motor control, la versione D, appunto, è equipaggiata
all'interno di quattro diodi per la soppressione delle extracorrenti generate
dal motore in fase d'avvio (in foto lo schema di un L293 normale, infatti,
i diodi sono disegnati come cablati esternamente, nella versione D questi
sono all'interno del chip).
L'integrato consente, utilizzando due ingressi, di gestire la rotazione
del motore in un senso o nell'altro a secondo del livello logico 0/1 applicato
ai piedini (7) e (2).
Nella tabella della verità (nella figura sottostante) è
mostrato il principio di funzionamento dell' Hbridge.
Questo integrato sopporta tranquillamente la corrente del motore in rotazione.
Da notare che il circuito integrato deve essere alimentato a 5Volt ma
ha un pin (8) cui va connessa la tensione che alimenta il motore che può
variare dalle 4,5 alle 36 Volt, questo per garantire il funzionamento
con la stragrande maggioranza di motori; anche la corrente erogabile è
di circa 600 milliamper provvedendo, però, a munire l'integrato
di un'aletta di raffreddamento per dissipare il calore (non è il
nostro caso).
All'interno dell'integrato sono presenti 2 circuiti identici, quindi nulla
vieta di utilizzare due eventuali motori per altrettanti orologi
(ovviamente connettendo gli opportuni pin). Per effettuare tutte le temporizzazioni
ho usato un nuovo integrato denominato NUTCHIP (Link
sito) che è un timer evoluto e può
essere programmato, con l'ausilio di un PC, in pochi istanti anche dai
meno esperti; l'editor per scrivere il programma è scaricabile
gratuitamente dal sito sopra citato dove sono, tra l'altro, disponibili
informazioni e schemi per i più disparati usi di questo componente.
Questo integrato consente, tramite il programma scritto dall'utente, di
utilizzare 4 porte d'uscita (livello logico 0 od 1) in base alle tempificazioni
gestite dal programma; la gestione delle 4 porte d'ingresso consente di
innescare i vari passi del programma e, di conseguenza, l'attivazione
delle uscite.
Nel mio caso ho collegato due delle uscite del NUTCHIP all' L293D
e con il programma faccio in modo che, in base alle pressioni di un pulsante,
queste siano attive in modo alternato, con o senza temporizzazioni, per
far ruotare il portaorologio.
Il programma che ho scritto e che allego (rotore_NUT.zip:
clicca per scaricare) (il file è editabile
con un editor di testi per es.:NOTEPAD) consente, con l'utilizzo di un
solo pulsante di svolgere le tre funzioni indicate all'inizio dell'articolo;
premendolo una sola volta parte un ciclo di rotazioni di 25 minuti per
ogni senso di rotazione, intervallati da pause di 2 ore e 30 minuti, il
ciclo è ripetuto a copertura delle 24 ore.
Premendo due volte il pulsante, il rotore gira in un senso per la durata
di 5 ore al giorno e ripete il ciclo fino a quando non viene premuto il
pulsante (una sola pressione) che, in qualsiasi momento, blocca la rotazione
; con tre pressioni del pulsante avviene la stessa cosa ma nel senso di
rotazione opposto.
Come già accennato in qualsiasi momento della rotazione (o delle
pause) se viene premuto il pulsante, il rotore si ferma (LED spenti).
Faccio notare che i tempi, ampiamente modificabili cambiando i valori
nel programma, sono stati calcolati in base al numero di giri del motore
in mio possesso per consentire le 1800 rotazioni nell'arco delle 24 ore.
Come si può vedere i componenti necessari sono
molto pochi; un regolatore/stabilizzatore di tensione (7805) che, insieme
ai due condensatori C1 e C2,provvede a fornire i +5 volt ai due integrati
ed ai LED; tre resistenze che sono necessarie per tenere al giusto livello
logico i pin d'ingresso dell' L293D più una (R4) che serve per
limitare la corrente che circola nei LED (tipicamente 20mA). Si noti,
sulla sinistra dello schema, il risonatore ceramico, che provvede a fornire
la giusta frequenza al NUTCHIP, ed il pulsante. Per poter programmare
il NUTCHIP bisogna connettere, come descritto nel sito indicato sopra,
la piccola interfaccia ai pin 2 e 3 dell'integrato. Per facilitare il
montaggio si può utilizzare una semplice basetta millefori o un
piccolo circuito stampato come quello da me realizzato (in figura il lay-out,
visto in "trasparenza", dal lato componenti e lista del materiale
occorrente) su cui alloggiare tutti i componenti necessari.(scarica
qui rotore_PCB.zip)
I LED rosso e verde, danno indicazione del senso di rotazione in cui si
trova il rotore.
Durante le pause (che sono abbastanza lunghe) i due LED si accendono contemporaneamente
ad indicare che il rotore è fermo ma acceso ed in stato di pausa;
questo consente di verificare, a colpo d'occhio se, magari a causa di
una mancanza di corrente elettrica, il rotore abbia interrotto il ciclo
che stava eseguendo (e pertanto richiede la pressione del pulsante per
la riattivazione).
Per l'alimentazione del tutto viene utilizzato un classico alimentatore
a spina in grado di erogare 12 Volt 500 mA (sempre in corrente continua).
