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Buongiorno e ben ritrovati cari amici lettori, l’argomento della lezione odierna è come comandare un motore con Arduino.

Direte: niente di più facile, basta che prendo un shield per il controllo dei motori, beh ormai lo saprete, noi odiamo le cose facili e soprattutto comprate già pronte, noi dobbiamo fare fatica, costruirle, e soprattutto riciclare!

Altra soluzione potrebbe essere alimentare i motori con qualcosa di esterno ad Arduino e utilizzare un relè (soluzione molto semplice ma comunque necessita l’acquisto dei suddetto relè), noi però da bravi avventurieri abbiamo deciso di costruirci un circuito da battaglia per il pilotaggio.

Fase 1: Progettazione

L’idea di base del progetto è molto semplice ed è spiegata molto bene in questo disegno

Il nucleo del circuito è il BJT 2n2222 grazie al quale avviene il pilotaggio del motore, poichè quando viene dato il segnale tramite un pin di Arduino sulla base del BJT esso farà scorrere corrente in modo tale che il motore giri

Fase 2: Testing

Mettendo il BJT in configurazione transdiodo ed alimentando il circuito con due batterie stilo da 3V ne abbiamo testato il funzionamento prima di collegarlo per la prova finale ad Arduino, onde evitare di bruciare qualcosa.

Fase 3: Arrabbiarsi

Come ultimo passo della nostra prova abbiamo collegato il circuito ad Arduino, dopo aver caricato il semplice programma del blink led, aumentandone però il delay, abbiamo appurato che la resistenza sulla base era troppo alta (2kohm) ed il motore non iniziava a girare spontaneamente, così, dopo aver abbassato la stessa ed averne messa una da 300 ohm non si è risolto nulla, ed in preda ad una furia che solo Hulk potrebbe comprendere, è giunto il momento di usare un fottutissimo MOS.

Fase 4: Tentativo con MOS

Dopo aver sostituito con un nMOS il BJT usato precedentemente cambiando l’alimentazione da 5V a 3.3V abbiamo risolto ogni problema ed il motore gira tranquillamente rispettando i comandi di Arduino. Ora però si è posto un altro problema: credo che il regolatore di tensione interno di Arduino sia troppo sollecitato con tutta questa corrente, ma questa è un’altra storia, ne parleremo più avanti.

Stay Tuned

Grandi novità e passi in avanti per quanto riguarda la nostra nemesi, la coilgun.

Come preannunciato, abbiamo costruito un nuovo sistema per caricare i condensatori. Il design è stato preso dal sito di un appassionato un po’ più pro di noi, uzzors2k.

Le minime variazioni che abbiamo fatto riguardano i bjt utilizzati, dato che noi avevamo in casa i 2N2222 (npn) e 2N2907 (pnp), e il riferimento di tensione: dato che non avevamo il TL431, lo abbiamo sostituito com un LM317, reso stabile mettendo come carico un LED verde.

Per quanto riguarda il trasformatore, lo abbiamo avvolto attorno ad un nucleo “rubato” ad una grossa induttanza da 1mH che in fiera dell’elettronica ci hanno venduto come “filtro” per un amplificatore audio. Ho semplicemente tolto tutto il vecchio filo di rame smaltato e gli ho avvolto sopra il primario center-tapped con del filo di rame da 1.5mm2 e il secondario con filo di rame smaltato formato da due fili da 0.16mm attorcigliati assieme con un trapano (perchè avevo fretta e non ho trovato del filo più spesso).

Per vostra informazione, il nucleo era formato da due toroidi Magnetics 77195-A7 fissati assieme con delle fascette da elettricista.

Abbiamo incontrato un solo problema – avevo sbagliato valore di una resistenza: al posto di una da 1M, ne avevo messa una da 10M e non capivo per quale motivo il comparatore non avesse intenzione di fermare la carica: semplicemente, con quel valore in posizione e il riferimento di tensione impostato a 2.7V, avrebbe smesso di caricare una volta raggiunti i 2700V (cosa peraltro impossibile per costruzione del trasformatore).

Per le prove, abbiamo alimentato il circuito con un pacco di 4 batterie A123 18650, per 12,8V 1.1Ah nominali, ma con un tasso di scarica che arriva a 60A per 10 secondi – hanno potenza da vendere. Per evitare che qualcosa potesse distruggere la nostra coilgun, facevamo scaricare i condensatori su due resistenze ceramiche 4.7k 10W in serie.

Ok, forse stiamo correndo un po’ troppo con i numeri delle versioni, però concedetecelo, dai…

Oggi abbiamo un nuovo upgrade da comunicarvi: abbiamo sostituito ogni banco da 20 condensatori per flash cinesissimi – con un paio di italianissimi condensatori Itelcond comprati alla fiera dell’elettronica di Novegro.

Mi spiego meglio: i condensatori sono stati saldati due a due in parallelo su barre di rame di origine non nota (trovate in uno scatolone dimenticate nel garage) che sono state tagliate a misura e forate col trapano per ospitare i contatti dei condensatori, che purtroppo non sono del tipo a montaggio con vite (che ci avrebbe semplificato moltissimo la vita).

Infatti, saldarli è stata un’impresa ai limiti dell’improbabile, dato che abbiamo usato tutte le nostre quattro mani + due terze mani, due saldatori da 50W e una piccola torcia a butano (che in realtà è un cazzutissimo accendino). Questo ci ha precluso la possibilità di scattare foto – fidatevi, ci abbiamo lasciato anche un po’ di cellule epiteliali delle nostre dita scottate.

L’upgrade probabilmente comporta un aumento della resistenza interna totale dei condensatori, che ora dovrebbe assestarsi su una sessantina di milliOhm (quella precedente era totalmente ignota, dato che abbiamo scoperto che i condensatori erano tarocchi, poichè il produttore dichiarato in realtà non ne produce con quel rating di tensione e capacità), ma questa sarà ampiamente compensata dalla possibilità di portare la tensione di lavoro a 450V, per un energia totale di circa 1600J! Infatti, i nostri diodi reggono 1000V e gli SCR 1200, quindi abbiamo ancora un discreto margine.

Alleghiamo qualche foto del lavoro “finito” e un video di prova.

Stay tuned: il prossimo articolo parlerà di un alimentatore flyback per la carica dei condensatori che ci permetterà di alimentare il tutto a partire da una batteria!