N a n e m o m e t r o e l e t t r o n i c o portatile (forza del vento)

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1 0.9 N a n e m o m e t r o e l e t t r o n i c o portatile (forza del vento) Utensili necessari: forbice, forbice silhouette taglierino pinza punzonatrice righello d'acciaio punte per trapano ø mm collante a presa istantanea seghetto da traforo + assicella saldatore a stagno + accessori tronchese Cenno Lavorando con i kit della OPITEC, una volta ultimati, non si tratta in primo luogo di oggetti con caratteristiche ludiche o di utilizzo che si trovano in commercio ma di sussidi didattici per facilitare l'apprendimento e la verifica di concetti teorici. ELENCO COMPONENTI quantità misure (mm) denominazione Nr. di parte polistirolo 00x0x rotore + coperchio + palline da ping-pong, bianco Ø 40 pale riduttore 4/ 4 motorino solare RF 00 generatore tubetto di carta rigida 4x,9 contenitore reticolo a punto, rotondo,4mm 0x basette + diodi Led, rosso 0 Ø indicazione 9 filo d'argento 00x0, filo d'argento 0 zoccolo IC -piedini zoccolo IC -piedini IC LM 94N- -piedini pilotaggio LED IC LM N -piedini amplificatore di operazione 4 resistenza 0kOhm resistenza 00kOhm resistenza kohm cavetto, rosso 000 cavetto, nero clip batteria 0 pulsante premuto-on

2 GUIDA AL MONTAGGIO. Realizzazione dei componenti meccanici del contenitore - Riportare il contorno e il centro di foratura del rotore () e del coperchio () prendendo la sagoma (v. pag. ) sulla piastra di polistrirolo (). Ritagliare le parti in modo accurato mediante seghetto da traforo. Cenno: per garantire una perfetta equilibratura bisogna ritagliare le pale del rotore in modo accurato e contemporaneamente! - Eseguire i fori da ø 4 mm + ø mm. Ø 4 Ø - Intagliare con un taglierino le palline da ping pong () lungo la giuntura di ca. - mm. Quindi tagliare le palline con una forbice silhouette. Levigare le superfici di taglio ruotando le metà delle palline su carta vetrata (appoggiare la carta vetrata su un fondo piatto). - Incollare tre delle metà di palline mediante collante per sintetico per es. Uhu plast o Uhu por centralmente nelle rientranze del rotore. - Innestare il riduttore (4) nel foro del rotore. Se fosse necessario fissare mediante collante (Uhu plast o Uhu por/v. ill. in alto) Importante: il riduttore deve essere aderente intorno al rotore.

3 GUIDA AL MONTAGGIO - Ritagliare la sagoma per tracciare i fori e le fessere (v. pag. ), avvolgerla intorno al tubetto contenitore () e fissarla mediante nastro adesivo. Eseguire i fori da ø mm e ø mm e congiungere i fori anteriori da mm con una fessura. Per fare ciò prendere un cutter e un righello (v. ill.). Avvertenza: non eseguire mai degli intagli in direzione del corpo (oppure rivolti verso altre parti del corpo come es. dita). La fessura deve essere tanto larga da far passare le testine dei LED fino alla battuta della base. Ø Si prosegue allo stesso modo con la fessura posteriore da mm per il pulsante. 4 Anche gli spigoli che si creano all'interno del tubetto vanno eliminati mediante taglierino oppure limetta.. Realizzazione della basetta, incastro dei componenti elettronici e loro saldatura (schema di montaggio vedi pag. ) Ritagliare dalla basetta con il reticolo a fori un pezzo () da - su -0 fori (seghetto da traforo oppure intagliare mediante taglierino e poi tranciare). La parti dei punti ramati è la parte inferiore, la parte senza è il lato superiore. I LED (9) devono essere incastrati con la giusta polarità nella basetta. I LED hanno lateralmente un appiattamento (piedino corto). Questo è il polo negativo. Dopo aver inserito i piedini, piegarli leggermente in modo che i LED non possano cascare dalla basetta. Appoggiare la basetta in senso capovolto. Ritagliare dal filo d'argento (0) ca. 0 mm e collegare i piedini lunghi dei LED (polo positivo) saldando. Saldare anche i poli negativi sulla basetta. Cenno: fare attenzione a non creare dei ponticelli indesiderati durante la saldatura! Le parti sporgenti dei piedini vanno tranciati mediante tronchese.

4 Ritagliare dalla basetta con reticolo a fori () con - su - fori (seghetto da traforo/ oppure intagliare mediante taglierino e tranciare). Contare i fori dei due zoccoli IC () e () come visibile dalla vista dall'alto i fori ed infilarli nella parte superiore della basetta e saldare i piedini sul lato inferiore. Cenno: gli zoccoli hanno una piccola rientranza sul lato frontale. Questa serve per poter innestare gli IC in modo corretto. La rientranza deve essere sistemata come visibile nella vista dall'alto. Gli IC () e (4) vanno innestati per ultimi dopo aver montato tutti gli altri componenti. In questo modo si evita che nelle fasi di saldatura possano essere surriscaldati e danneggiati. Innestare le resistenze (/0 kohm = marrone, nero, arancione), (/ 00 kohm = marrone, nero, giallo) e (/ kohm = rosso, rosso, arancione) e saldarle al lato inferiore. Quindi saldare anche i piedini con le entrate degli IC (v. schema di montaggio pag. 9). Cenno: Le resistenze vanno saldate in posizione "erretta" (vedi schizzo I). Ritagliare dal filo d'argento (0) i collegamenti/ponticelli, piegarli secondo disegno e saldarli ai piedini dei rispettivi componenti (v. schema di montaggio). Appoggiare le basette come visibile nel disegno una accanto all'altra sul lato posteriore e collegarle con i cavetti corti (min. mm di lunghezza) (/9) (rosso e/oppure nero) i poli negativi dei LED con i contatti +0 fino a dell'ic (4). Collegare con un pezzo di cavetto rosso da ca. mm l'uscita dell'ic (4) con il contatto dell'ic (). Quindi collegare i due pulsanti () con due pezzi di cavetto da ca. 0 mm con i rispettivi componenti. Premendo o rilasciando il pulsante deviatore di campo passa da leggero vento (= non premuto) a forte vento (= premuto). Il pulsante ON aziona il nanometro solamente quando viene premuto. Saldare il clip batteria (0) secondo disegno. Il cavetto rosso al polo positivo (pulsante ON), il cavetto nero al polo negativo (basetta). Infine saldare il generatore () alla basetta (+=cavetto rosso alla resistenza () e -= cavetto nero al pin 4 (IC 4). Il controllo seguente è un passo importante per evitare danni ed inconvenienti: controllare di nuovo tutti i collegamenti per evitare indesiderati ponticelli e saldature fredde. Confrontare nuovamente lo schema elettrico con lo schema di montaggio, il disegno della parte inferiore e lo schema elettrico. Solamente terminato questo lavoro possono essere innestati gli IC (rientranza). Badare che tutti i piedini siano infilati nella presa. Collegare ora il clip batteria alla batteria da 9 V. Tenere schiacciato il pulsante ON e girando con la mano il rotore nella direzione corretta (contro la parte aperta della pallina). Se dovessero accendersi i LED devono essere invertiti i cavetti del generatore alla basetta. Se non dovesse accendersi nessun LED staccare subito la batteria e controllare nuovamente ricercando l'errore. 4

5 . Montaggio finale (v. ill. a pag. ) Incollare il coperchio mediante collante a presa istantanea (per es. Uhu por, Uhu Kraft ) secondo ill. sul lato superiore. Badare che non finisca della colla sull'asse del motorino oppure nel cuscinetto. Cospargere su tutte le parti lisce della basetta LED (tutto senza isolazione) del collante HART. In questo modo si evita cortocircuiti montando la parte del contenitore. Ripiegare le due basette con cautela in modo da poterle infilare nel tubetto. Sospingere i LED attraverso la fessura. Se questo non dovesse essere possibile allargare la fessura leggermente. Quindi innestare il pulsante On nel contenitore ma non avvitarlo ancora. Ritagliare la carta di rivestimento (non dimenticare la fessura) e partendo dai LED incollarla sul tubetto (stick Pritt, Uhu flinke Flasche). Ritagliare per il pulsante il rispettivo foro. Quindi avvitare il pulsante con le viti. Incollare il coperchio con il generatore sul tubetto (UHU Hart). Collegare il clip batteria alla batteria da 9 Volt ed inserirla dal di sotto nel tubetto. La batteria dovrebbe rimanere incastrata da sola nel tubetto. Se ciò non dovesse avvenire bisogna incastrare con cautela tra batteria e tubetto un po' di carta fintanto che rimanga bloccata la batteria. L'anemometro è ora pronto per l'impiego.

6 4.Suggerimenti per la calibratura dell'anemometro Se si dovessero riscontrare degli squilibri del rotore durante le prove bisogna togliere il rotore e posizionarlo girato di 90 su un filo di ferro da mm. Il rotore non deve mai girare da solo. Se dovesse succedere bisogna ritagliare un pezzo sul lato che gira verso il basso in modo da alleggerire il peso oppure appesantire tramite nastro adesivo la parte leggera. Per la calibratura un adulto dever percorrere con la macchina un tratto di strada senza traffico e senza ostacoli diverse volte con differenti velocità costanti. Il copilota (allacciato) tiene l'anemometro il più esposto possibile dal finestrino evitando che si creino dei vortici che falsifichino il risultato. Per es. 0 km/h il pilota dà un segnale e il copilato scrive quanti LED sono accesi ecc. Se sono accesi tutti i LED, bisogna premere il pulsante ON e quello per cambiare l'ambito di scala. Nel prototipo Opitec la calibratura ha dato i seguenti risultati: scala km/h LED accesi scala km/h LED accesi A causa di variazione nella fase di montaggio possono crearsi delle notevoli differenze il che significa che le cifre indicate sono da considerarsi solamente come punti di riferimento. Cenno: se la calibratura dovesse essere troppo dispendiosa si possono prendere i valori del protototipo OPITEC. Funzionamento della parte elettronica Il generatore è un motorino elettrico azionato dal vento. Questo produce a secondo della velocità del vento corrente elettrica che viene amplificata tramite IC LMN in modo da poter pilotare dei LED. Il fattore di amplificazione dell'op dipende dal rapporto delle due resistenze e secondo formula V = Ra /Re che indica V l'amplificazione e Ra la resistenza d'uscita e Re la resistenza d'entrata. Nel nostro caso il Ra è 00 kohm e Re 0 kohm. In questo caso l'amplificazione è di 0 x. Premendo il deviatore si aziona le resistenze da kohm e a quello da 00 kohm. Dalla teoria dell'elettronica si sa che la resistenza totale di due resistenze collegate in parallelo si calcola con la seguente formula: /R = /R + /R. Che significa un fattore di amplificazione di,, quindi solamente il 0% del valore precedente. In questo caso il circuito è meno delicato e può essere utilizzato anche con forze del vento più elevate. Sostituendo la resistenza da kohm con una più piccola (per es. 0 kohm) si possono misurare anche forze del vento maggiori.

7 sagoma rotore e coperchio scala : Ø 4 Ø

8

9 sagoma di foratura + scala scala: : sagoma di foratura scala 9

10 0

11 schema elettrico 4 0 kohm 0 kohm 00 kohm kohm schema di montaggio LATO SUPERIORE LATO INFERIORE deviatore Skizze I pulsante ON kohm kohm 00 kohm kohm