Questo articolo mostra le semplici fasi per la realizzazione di un tachimetro d'emergenza per automobile o per qualunque altro mezzo di trasporto. Soprattutto focalizza il fatto che un dispositivo, dalle diverse finalità, può essere anche utilizzato per altri scopi, con un funzionamento reversibile. Il tachimetro proposto funziona abbastanza bene, purché non ci sia troppo vento durante il suo utilizzo. Esso è collegato ad ESPertino per lo svolgimento delle mansioni di analisi e di visualizzazione.
Introduzione
Questo progetto, come tanti altri pubblicati in precedenza, prevede l'utilizzo di ESPertino. Qualsiasi mezzo di trasporto usato oggi dispone di un tachimetro: automobili, moto, camion, treni, eccetera hanno tutti, a bordo, uno strumento atto a misurare la velocità di crociera, attraverso la rotazione delle ruote. Anche gli aerei dispongono di un tachimetro ma il loro funzionamento, completamente diverso, si basa sull'acquisizione di aria pressurizzata. E oggi, più che mai, tale dispositivo è tecnologico e, a volte, digitale e intelligente. Persino una bicicletta può essere corredata di un tachimetro: è il caso del classico computer da bici, un piccolissimo ed economico dispositivo il cui sensore si collega ad uno dei raggi della ruota per permettere il calcolo di tutti i parametri essenziali, tra cui la velocità istantanea. Oggi la velocità può essere rilavata anche con l'uso di un ricevitore GPS.
Quello che, invece, andiamo ad illustrare è un tachimetro d'emergenza, realizzato con un sensore particolare, da usarsi solo a livello sperimentale e amatoriale, in quanto i risultati potrebbero essere affetti da vari disturbi secondari. La realizzazione è da considerarsi, pertanto, didattica e hobbistica.
Composizione del prototipo
Il progetto che ci apprestiamo a costruire è composto da alcuni componenti, che andiamo subito ad elencare qui sotto:
- Una scheda di sviluppo ESPertino;
- Un modulo di visualizzazione formato da otto display a 7 segmenti con l'integrato MAX7219 a bordo;
- Una piccola ventolina di raffreddamento;
- Un partitore resistivo divisore per 10, autocostruito.
Utilizziamo una ventolina
Per il nostro scopo utilizziamo una piccola ventola di raffreddamento, dalle dimensioni di circa 5 cm. x 5 cm. Si possono usare anche ventole di diverse misure, purché la rotazione delle pale risulti la più agevole e sensibile possibile. I motivi dell'adozione di tale piccolo componente sono i seguenti:
- E', a tutti gli effetti, una macchina reversibile: può trasformare, infatti, l'energia meccanica in energia elettrica (e viceversa);
- Produce una tensione proporzionale alla velocità di rotazione delle pale;
- Non c'è bisogno di costruire un apposito circuito elettronico. Il sensore è già pronto così;
- Costa molto poco e, spesso, si trova nei PC dismessi come parte di recupero;
- E' molto sensibile, nel senso che basta un tenue alito di vento per farla ruotare.
La figura 1 illustra una classica ventolina. Come detto prima, nella sua scelta occorre sincerarsi che il suo movimento possa essere azionato da un debolissimo filo di vento. A tale scopo è possibile utilizzare le proprie dita per assicurarsi della forza opponente del sistema rotante: in altre parole meno forza esso oppone e meglio è. In ogni caso occorre accertarsi che dalla stessa fuoriescano due fili elettrici, uno di colore rosso e l'altro nero.
Figura 1: un modello di ventola utilizzata
Prova della ventola
Per provare preliminarmente la ventola essa si deve collegare direttamente ad un tester, in posizione di voltmetro in continua, come mostrato in figura 2. Il filo rosso deve essere collegato al puntale positivo e il filo nero, ovviamente, al puntale negativo. Realizzando successivamente tale sistema di misura della velocità con un microcontrollore, tramite l'ADC, occorre ricordare che la ventola, già a bassi regimi di rorazione, supera i 3.3 Volt e che, quindi, occorre adeguare tale tensione tramite un partitore divisore, per poter rientrare nei limiti consentiti dalla MCU. Tale aspetto sarà esaminato, comunque, nell'analisi dello schema elettrico, nel proseguo dell'articolo.
Figura 2: la prova della ventola
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La filosofia dell’articolo è quella di riuscire a realizzare qualsiasi cosa anche con componenti non esplicitamente progettati per lo scopo. Deve essere questa la mentalità del Maker, capace di risolvere i problemi attingendo risorse da ogni possibilità.
Bell’articolo. Grazie. La cosa straordinaria, confermando il commento dell’autore Giovanni, è proprio nella possibilità di vedere le cose da un altro punto di vista e poter sperimentare, con semplicità e sicurezza, anche le idee che possono sembrare scontate o che non lo sono per niente. Reinventare = inventare di nuovo qualcosa che, anche magari solo apparentemente, c’è già. Abbiamo tutti bisogno di aprire la mente alla creatività e non dare nulla per scontato.
Esatto !!!!!
Quale potrebbe essere un modo per compensare l’errore del vento contrario?
Ipotizzo un modo…
Per compensare il vento contrario si potrebbe calcolare il differenziale tra la velocità della ventola in posizione da fermo e la velocità durante il moto. Servirebbe introdurre nello sketch una funzione di calibrazione che determina la velocità in posizione di fermo del veicolo prima di iniziare il moto del mezzo.
Rispondendo ad Andrea, dico che sarebbe un modo valido solo nel caso in cui la direzione e la velocitá del vento fossero costanti, e la macchina mantenesse sempre lo stesso angolo rispetto al vento, ovvero in una situazione puramente ideale, ergo nella realtá non penso sia una buona soluzione.
Complimenti a Giovanni per il bell’articolo!
Grazie Mario.
Io penso che, probabilmente, il problema è irrisolvibile (sto sparando).
Pero’ si puo’ partire da comprendere come facevano i vecchi aerei a misurare la velocita’:
– disponevano di un piccolo forellino, nella punta dell’aereo, da dove entrava l’aria pressurizzata per la velocita’… (pensate 600-700 km/h !!!).
Ma dal forellino non entrava l’eventuale venticello che poi, in proporzione, era davvero ininfluente….