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Questa è la pagina Casimiro - sviluppo III
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Razzimodellismo
I sistemi del veicolo sperimentale Casimiro (prototipo) e le modifiche attuate durante lo sviluppo - III
Novembre 2004 - maggio 2005
Visto che la stagione volgeva al peggio, tanto valeva proseguire con i lavori di aggiornamento e sviluppo della macchina. Una volta che il circuito digitale di generatore di impulsi Fiser, montato e sottoposto a una serie di collaudi con molti tipi di servomotori e giroscopi, ho pensato che si poteva implementare la nuova elettronica sul veicolo e procedere così all'aggiornamento delle procedure e studiare il comportamento che sarebbe MOLTO cambiato.
Ecco quindi le novità più importanti. Sergio Fiocco di Roma mi ha fornito i PIC programmati e io ho leggermente modificato il suo circuito, nella sezione analogica, per renderlo adatto alle caratteristiche elettriche ed elettroniche di Casimiro e per minimizzare pesi ed ingombri. Una certa attenzione è andata anche nella cura dei disturbi elettrici e qualche difficoltà è stata incontrata nell'assemblaggio della scheda elettronica sul telaio che ospitava la scheda analogica di Nuova Elettronica. Un lieve lavoro di modifiche strutturali, spostamento di cavi, sostituzione di alcuni altri e Casimiro è stato finalmente digitalizzato.
Il pannello di distribuzione elettrica, durante la realizzazione. Mancano ancora molti cavi elettrici, mentre è completa la serie di segnalazioni e comandi. Il rettangolino blu è lo spinotto di collegamento della chiave di sicurezza (tripla sicurezza) del circuito di deploy comandato dal sensore inerziale Xyz.
Il circuito di Sergio Fiocco è realizzato su piastra millefori per comodità e per eventuali modifiche. Connettori a pettine per la gestione di alimentazione e dei segnali e il tutto misura circa mm. 45 x 30 x 15. A sinistra abbiamo il connettore per la tastiera di programmazione della posizione di zero dei servomotori e il connettore di alimentazione, sulla destra i due connettori per l'uscita dei segnali ai servomotori.
Il controller digitale è collegato a una piastrina di prova che reca un semplice alimentatore (LM7805 e condensatore di filtro) e la tastiera (X e Y + e -). La tastiera è stata poi rifatta con un cavetto lungo e un connettore da inserire a veicolo montato per la programmazione della posizione di zero del motore. In alto si nota la presa di alimentazione 12Volt.
Il sensore inerziale 3.2 viene collegato al pannello per le prove di funzionamento. Il sensore può funzionare sia con una piletta da 12Volt micro che con una batteria da 9Volt esterna. Naturalmente, anche 12Volt esterni vanno benissimo. La leva del sensore meccanico è montata su un microcuscinetto a sfera di eccezionale precisione, ricavato da un vecchio HDD, roba che non se ne trovano più e la mia piccola scorta è oggi preziosissima.
I microcuscinetti sono assolutamente indispensabili per ottenere precisione e minimo attrito, date le modeste potenze in gioco.
Il circuito digitale FiserTek dopo i collaudi viene montato sul telaio di Casimiro, esattamente al posto di quello analogico di NE. Spariscono i potenziometri e appare il connettore per la tastierina esterna di programmazione. Sulla sinistra si notano i cavi di segnale per i servo-gyro schermati con alluminio adesivo. Si nota una certa complessità dell'impianto elettrico, frutto di moltissime ore di lavoro e di studio, il tutto scrupolosamente annotato giorno per giorno sui volumi degli appunti. Cavi di segnale e cavi di alimentazione devono scorrere in su e in giù per l'intero veicolo e devono essere codificati uno per uno.
Casimiro viene così lentamente digitalizzato nell'elettronica, e tutto dimostra di funzionare molto meglio di prima. Tuttavia, tanto per migliorare TUTTI i particolari tecnici che palesavano problemi o inconvenienti, si decide di operare modifiche anche nella sezione motori per massimizzare l'efficienza del veicolo e distribuire le masse. Per esempio il contenitore della batteria di alimentazione dei servomotori, Ni-Cd da 6Volt 130 mAh viene sistemato in zona posteriore, a beneficio della collocazione del CG del veicolo.
La sezione motori di Casimiro possiede lo spazio per ospitare la batteria e un apposito contenitore smontabile viene assemblato con rimasugli di tubo Estes e parti in legno. Il contenitore può essere smontato svitando due lunghe viti passanti per la fusoliera.
Il contenitore pronto al montaggio. La batteria possiede un apposito spinotto.
E non è ancora finita. La cosa più importante scaturita dal primo volo era quella riguardo la non corretta posizione del motore durante la combustione. A occhio è impossibile, specialmente sul campo di lancio, ottenere la dovuta precisione e il mancato allineamento della spinta produce un volo balistico. Un semplice sistema di sensori di posizione, realizzato con microscopici switches per macchine fotocopiatrici, produce segnalazione visiva (LED verdi di OK per i due assi) ed acustica (cicalino di allarme sonoro per la perdita di allineamento su uno o entrambi gli assi e spegnimento del relativo LED). La faccenda è molto semplice in teoria, perchè il circuito è veramente semplicissimo, ma l'implementazione sul veicolo ha richiesto molte ore di lavoro e altre per la sua taratura.
La sezione motori di Casimiro completa di portabatteria (in una versione iniziale con connettore maschio) è adesso dotata di un supporto a terra realizzato in vetronite e tubi di alluminio e ottone. Il sistema è discretamente rigido e fungerà anche da supporto per cavi e sensori.
La centralina dei sensori dia llineamento con i connettori in entrata per gli switches e in uscita per alimentazione e LED segnalazione di OK: la segnalazione acustica è realizzata in loco e il beep del cicalino si sentirà benino anche col veicolo montato sulla rampa.
Il sensore X viene attivato esattamente nella posizione in cui la sospensione cardanica arriva allo zero per il suo proprio asse. La regolazione è stata realizzata mediante l'elemento metallico pieghevole fissato al castello. Un solo grado di spostamento è già avvertibile dal sistema meccanico: per fare meglio sarebbero necessari potenziometri o encoder ottici. Tutta esperienza buona per il futuro.
Il sensore Y viene attivato da un elemento plastico fissato sul tubo portamotore, che funziona in maniera del tutto analoga a quello dell'asse X. Identica la precisione. Il sensore è fissato con viti su una torretta fissata al castello, e il movimento del motore sul suo solo asse rende possibile l'ON/OFF dello switch.
Vista della sezione motori di Casimiro con il nuovo basamento, prima del completamento dell'impianto elettrico della sezione sensori di allineamento. Il basamento funge anche da paraurti al momento dell'atterraggio.
Altra vista del sensore X. Qui si vede la posizione di zero che preme la testa dello switch dotata di cuscinetto a rullo, ottimo per impedire attriti ed impuntamenti.
Il sensore Y attivato dall'elemento cilindrico plastico rosso. A sinistra ul elemento metallico impiegato per le prove, incollato e... rimasto lì.
La sezione motore, oltre al servo per l'asse X, adesso contiene anche il contenitore della batteria per i servomotori e la piastrina di controllo dei sensori di allineamento. Non c'è più spazio per nient'altro, ma il risultato è che l'intera sezione è virtualmente autonoma e potrebbe essere abbinata a un diverso telaio per ottenere un diverso veicolo. Anche queste sono utili esperienze per il futuro.
Al momento dell'ultimazione dei lavori di aggiornamento/modifica, Casimiro è stato sottoposto a più di quaranta modifiche rispetto alla versione che ha volato il 19 agosto 2004, e non ho il coraggio di spiegarle tutte... Il veicolo richiede un notevole impegno per i soli controlli e le operazioni pre-lancio sono elencate in apposite tabelle allo scopo di non dimenticarne qualcuna e soprattutto di eseguirle in un certo ben determinato ordine.
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