completa documentazione del progetto

EXAMCRANE DIARY
EXAMCRANE PROJECT
ver. obiettivi
Manili Gabriele, Buccini Michele
ITIS C. Rosatelli – Maturità’ 2012
http://www.rosatelli.it/examcrane
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EXAMCRANE DIARY
Indice
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obiettivo ZERO:
realizzazione, gestione ed aggiornamento costante di un portale,
http://www.rosatelli.it/examcrane che tenga traccia di ogni sviluppo in veste di relazione
interattiva.
o 3.. 2.. 1.. start!
pagina 06
o rosatelli.it
pagina 06
obiettivo UNO:
realizzazione ed assemblaggio della struttura base portante della GRU
o l’idea
pagina 07
o costruire.. costruire .. costruire …
pagina 07
o stabilità
pagina 08
o motore, azione!
pagina 08
o beta test driver motori
pagina 09
obiettivo DUE:
idealizzazione e realizzazione dell'elettronica di gestione e comando in simulazione
o motori passo-passo
pagina 10
o driver passo-passo
pagina 10
o PIC 16F877
pagina 11
o LM016L
pagina 12
o cambio! PIC 18F4455
pagina 12
o simulazione motherboard R1
pagina 13
o simulazione motherboard R2 - 16F877
pagina 13
o simulazione R4 con GUI 2.2
pagina 14
o MAX232 – COM
pagina 15
obiettivo TRE:
idealizzazione e realizzazione del software di gestione del PIC e dell'interfaccia GUI
o program PIC by C
pagina 16
o GUI by VisualBasic R1
pagina 17
o simulazione R4 con GUI 2.2
pagina 15
obiettivo QUATTRO:
realizzazione PCB con annessi e connessi
o PCB driver motori
pagina 18
o PCB display
pagina 20
o PCB 16F877
pagina 20
o PCB comandi
pagina 20
o PCB Comandi & 232
pagina 20
obiettivo CINQUE:
completamento meccanica
o completamento meccanica Torre
pagina 21
o supporto motore carrello
pagina 21
o completamento meccanica Braccio
pagina 22
obiettivo SEI:
completamento elettronica e software
o block diagram motherboard
pagina 23
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cablaggio base 1
cablaggio base 2 – test COM
obiettivo SETTE: (non realizzato)
idealizzazione e realizzazione telecomando a distanza
o Radiocomando
obiettivo OTTO: (solo un sogno)
revisione e collaudo finale con annesso 97, non volendo esagerare, all'esame =)
o collaudo
o
o
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pagina 24
pagina 24
pagina 25
pagina 25
english project summary:
riepilogo completo del progetto in lingua
ringraziamenti:
poche righe per cinque anni
pagina 27
Allegati
o schemi proteus
o software PIC C CCS
o software VisualBasic
pagina 28
pagina 32
pagina 39
pagina 26
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EXAMCRANE DIARY
obiettivo ZERO:
realizzazione, gestione ed aggiornamento costante di un portale,
http://www.rosatelli.it/examcrane che tenga traccia di ogni sviluppo in veste di relazione
interattiva.
3.. 2.. 1.. start!
2 febbraio 2012 – cat: Varie - Site
Oggi, 2 febbraio 2012, appena venuti a conoscenza
della chiusura di 2 giorni della scuola causa neve,
nasce EXAMCRANE sito che accompagnerà in
veste di Tesi vera e propria la realizzazione del
progetto per il nostro esame di maturità. "Oggetto
del progetto" la costruzione di un modellino di GRU
telecomandata. Crediamo che quest'elaborato sia un modo non comune per redigere una tesi,
siamo però fermamente convinti che per poter svolgere un buon lavoro dobbiamo fin da subito
iniziare a scrivere descrizioni e considerazioni "a caldo" man mano che proseguiamo con il
progetto. Accertate le necessità la scelta è ricaduta su di una struttura stile Blog con aggiunta di
post che descrivono ogni fase come singola. Questo piccolo portale si appoggia, almeno per ora, su
www.netsons.com in versione gratuita con dominio di secondo livello. Nell'immediato futuro
contiamo di acquistare un dominio nostro oppure mantenere il tutto tramite il sito della scuola. La
gestione del blog è affidata a WordPress, un CMS (content management system) ovvero una
piattaforma facilmente gestibile scritta in PHP che utilizza un db MySQL. Avremmo voluto
"scrivere" pagina per pagina, come per il sito dell'area di progetto dell'anno passato, ma ben presto
ci siam resi conto che l'idea era pressoché impraticabile data la mole di lavoro che ci avrebbe
aspettato.
Il lavoro è ufficialmente già iniziato.
"I studenti" - Gabriele e Michele
rosatelli.it
23 febbraio 2012 – cat: Varie - Site
23.02.2012, ore 20.09
ExamCrane è ufficialmente ONLINE sul sito della scuola
(www.rosatelli.it) all'indirizzo: www.rosatelli.it/examcrane/.
Ringraziamo l'istituto C. Rosatelli che ci sta gentilmente
"affittando a fondo perduto" uno spazio d'archiviazione ed un
db MySQL da usare come meglio crediamo e l'ausilio della prof.
G. Gallo che ha dedicato diverse ore al trasferimento del
portale. ndr: In ogni caso finché sarà possibile resteranno attivi
entrambi gli indirizzi web.
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obiettivo UNO:
realizzazione ed assemblaggio della struttura base portante della GRU.
l’idea
3 febb. 2012 – cat: Meccanica, progetto –
Obiettivo 1
Come per ogni idea, superate le
"chiacchiere", tutto comincia con carta e
penna, nero su bianco. Considerando il
XXI secolo il concetto prende pian piano
forma in modo virtuale, uno tra i migliori
software per svolgere questo compito è
sicuramente AutoCAD.
Superate le solite prime difficoltà quali
dimensioni più o meno veritiere,
proporzioni e forme si è riuscito a porre
le basi quanto riguarda la costruzione
della struttura del modellino, circa 70 cm di altezza per un metro di braccio in proporzione alla
1260TCK della FM Gru. Per quel che concerne i materiali era obbligo optare per il ferro a discapito
del peso finale, rispettando il più fedelmente possibile la struttura triangolare durante la
realizzazione. Molteplici sono ancora i dubbi riguardo i servomeccanismi necessari per i 3
movimenti da eseguire, quali: rotazione a 360° del braccio, avvicinamento ed allontanamento del
carrello sul braccio e salita e discesa del cavo di carico. Questa prima fase definibile a tutti gli effetti
"meccanica" rappresenta forse una tra le sfide più ardue non concernendo assolutamente il nostro
campo.
costruire .. costruire .. costruire …
6 febbraio 2012 – cat: Meccanica, costruzione – Obiettivo 1
Sempre e comunque vale il detto: "tra dire e il fare c'è di mezzo il mare!" e sempre e comunque i
primi passi sono i più incerti. In questo caso la prima cosa da fare è certamente la costruzione della
struttura del modellino, armi alla mano abbiamo iniziato a combattere con smerigliatrice,
saldatrice e pazienza. Seguendo nel modo più preciso possibile le indicazioni del progetto sono
stati tagliati anzi tutto le parti di filo cotto di diametro 6 e 4 e la base, dopo di che strutturata una
postazione di lavoro abbastanza solita per mantenere piano e squadro si è iniziato a saldare, grazie
ai consigli di due "amici stretti" in tre serate abbiamo terminato la struttura di base: piano
d'appoggio, torre e braccio.
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stabilità
6 febbraio 2012 – cat: Meccanica, costruzione – Obiettivo 1
Progettato e costruito, almeno in parte, ma .. funziona? o meglio, è correttamente bilanciato?
L'idea era poter sollevare 1kg. Secondo questa prerogativa e le dimensioni, ovvero: 90cm di
braccio e 26.5cm di controbraccio avremo bisogno di 3kg di contrappeso per bilanciare il carico.
Strutturalmente è possibile.
Il kilo come carico è stato comuque presto abbandonato per mancanza di motori abbastanza
potenti come vedremo in seguito.
motore, azione!
6 febbraio 2012 – cat: Meccanica, motori –
Obiettivo 1
I movimenti da eseguire come già detto sono
tre: il braccio che ruoti a 360° sulla torre, il
carrello che scorra avanti e indietro lungo il
braccio e il cavo di sollevamento che scenda dal
carrello. Non avendo alcuna idea su come
realizzare gli ultimi due abbiamo cominciato
con quello che ci sembrava più semplice. La
rotazione del braccio sulla torre. Reperire un
motore passo passo (di cui tratteremo
specificatamente più avanti) abbastanza
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potente non è stato un compito semplice, si è scelto alla fine "l'RS 191-8340 stepping motor" con
passo 1.8°. Il moto viene trasferito al braccio tramite un cuscinetto e due ruote dentate con
rapporto 1:1. Pilotando il motore con la scheda fornita dal produttore ne abbiamo testato la
funzionalità.
Verificatone il funzionamento l'abbiamo messo all'opera, almeno temporaneamente, come
riprova.
Link video: http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=V7MO7qLtURI
beta test driver motori
28 febbraio 2012 – cat: Elettronica, motori – Obiettivo 1
Strutturato e progettato il circuito per pilotare i motori passo passo abbiamo deciso di procedere
per gradi testandone il funzionamento "live". Abbiamo quindi montato il tutto su di una bread
board. Il test ha dato esito positivo, di seguito i scatti del caso.
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obiettivo DUE:
idealizzazione e realizzazione dell'elettronica di gestione e comando in simulazione.
motori passo-passo
19 febbraio 2012 – cat:
Elettronica, motori –
Obiettivo 2
Entriamo ora nel dettaglio
della "forza lavoro": i motori
passo passo o step by step.
Trattasi di motori elettrici in
corrente continua che
possono ruotare passo dopo
passo a velocità variabile in
entrambi i sensi di marcia.
Chiariamo meglio il concetto: un normale motore in continua inzia a girare nel momento in cui
viene applicata una differenza di potenziale, a seconda della polarità si deciderà il senso di
rotazione e se pilotato con un onda PWM si potrà variare la velocità, variando l'onda e quindi la
tensione media applicata. La particolarità dei motori PP è la possibilità di controllare lo
spostamento angolare con precisione. Immaginiamo di dividere un cerchio, 360°, in quattro parti,
come nella prima figura (in otto nella seconda), ogni parte rappresenta un passo di 90°, potremmo
in questo modo pilotare il motore per far si che si muova di 90°, 180°, 270° o 360° rispettivamente
1, 2, 3 o 4 passi. Oltretutto a differenza dei motori normali i PP quando non sono in movimento
restano fermi in posizione perché alimentati e mantenuti dai magneti, funzione utilissima se si
pensa ai movimenti di una gru. Di norma abbiamo trovato passi da 0.8° e 1.8°, ciò significa che per
completare un giro con passi da 1.8° ne sono necessari 200. Esistono in commercio motori passo
passo unipolari e bipolari, questa differenza è da ricercare nella configurazione degli avvolgimenti, i
motori bipolari permettono infatti di invertire la polarità e far scorrere la corrente in entrambe le
direzioni (tipicamente dispongono di 4 fili), negli unipolari a 5 o 6 fili invece la corrente può fluire in
un solo verso ovvero dalla presa centrale fin agli avvolgimenti, nel caso siano presenti 6 fili
avremmo due terminali per le prese centrali da collegare assieme.
driver passo-passo
25 febbraio 2012 – cat: Elettronica, motori – Obiettivo 2
Finalmente, dopo tanta meccanica, un primo spunto d'elettronica pratica. Progettazione,
realizzazione e collaudo dei tre circuiti driver atti a pilotare i motori necessari ai movimenti della
gru. Parlando al singolare: trattasi di un circuito realizzato in finale su PCB e testato su breadboard,
sfrutta l'IC L297 e L298 in simbiosi. Il circuito fornisce i segnali necessari al motore per girare in
modo corretto, variando senso, velocità e mezzi passi (non utilizzati in quest'occasione) ponendo
alti o bassi i relativi ingressi. Necessario poi un segnale ad onda quadra per regolare la velocità
variando la frequenza, i primi test rivelano una F-min di 60 Hz ed una F-max di 650Hz. I diodi si
rendono necessari per evitare che i picchi di tensione indotti dalle commutazioni continue sugli
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avvolgimenti del motore provochino un "circolo inverso" della corrente. La fase di progettazione è
messa in atto grazie ad un caro vecchio amico in ambiente CAD: ISIS Proteus della Labcenter
Electronics, il software è in grado di simulare il circuito, anche con un render in 3D e di effettuare
autonomamente lo sbroglio realizzando la stampa per la PCB.
PIC16F877
25 febbraio 2012 – cat: Elettronica, motherboard –
Obiettivo 2
Il microcontrollore PIC (Peripheral Interface
Controller - Controllore di periferiche
programmabile) 16F877 può, come per la maggior
parte degli IC, presentarsi in diversi pack. Il package più comune e semplice da usare è il DIP a 40
pins. Il 16F877 ha 8k di flash memory (area programma), 368 byte di ram e 256 byte di e2prom. Le
istruzioni impiegano 1 ciclo macchina, ovvero 4 cicli di clock per essere eseguite tranne quelle
speciali che ne impiegano 2. Il clock da fornire esternamente ha un range: 0 a 20 Mhz.
L'architettura è RISC (Reduced Instruction Set Computing - elaborazione con insieme di istruzioni
ridotto). Le istruzioni sono quindi solo poche decine e vengono eseguite molto velocemente, detto
ciò non serve un clock molto elevato (noi useremo 4 MHz). Inoltre supporta la ICSP (In Serial Circuit
Programming) offre quindi la possibilità di programmarlo senza rimuoverlo dal circuito. Vediamo
ora le periferiche contenute nel PIC16F877:
3 Timer
(Timer_0 8 bit, Timer_1 16 bit e Timer_2 8 bit)
• 2 moduli CCP (capture, compare e pwm)
• 8 ADC a 10 bit
• porta seriale sincrona e i2c
• porta di comunicazione parallela (PSP)
• porta seriale asincrona (usart)
• diversi pin di I/O distribuiti su 5 porte
(PortA, PortB, PortC, PortD, PortE)
•
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LM016L
28 febbraio 2012 – cat: Elettronica, motherboard –
Obiettivo 2
L'LM016L è un display a 16 caratteri per 2 linee con
controllore integrato. L'area effettiva del display è
W: 61 mm, H: 18,5 mm.
Un display LCD 16x2 permette di visualizzare 32
caratteri su due righe. Funziona a 5V come il PIC e
può essere utilizzato con interfaccia a 4bit ovvero
utilizzando 4+2 piedini per scrivere su di esso
oppure a 8bit con 8+2 piedini. Vediamo ora i
diversi pin:
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1 VSS, 2 VDD alimentano L'LCD (5V)
3 VO regola il contrasto del display con una tensione tra 0 e 5 grazie ad un trimmer
4 RS (register select signal) seleziona la sorgente dei bit tra DB0-8 (RS=1) e
caratteri/comando (RS=0)
5 R/W (read/write) identifica lettura o scrittura dei bit su DB0-8
6 E (enable) attiva la lettura dei dati
7-14 DB0-DB7 BUS dati
DB4 - DB7 sono le linee 4bit.
cambio! PIC 18F4455
10 marzo 2012 – cat: Elettronica, motherboard – Obiettivo 2
Impostato e simulato il software per il PIC 16F877 abbiamo deciso di esagerare!
Considerata l'opinione del prof. Pantaloni si è scelto di tentare un approccio anche via USB, il pic in
questione appunto è in grado di gestire anche una comunicazione usb oltre che RS232. La scelta
del 18F4455 è data dalla compatibilità con il programmatore in nostro possesso e la possibilità di
integrarlo effettivamente nel circuito già costruito.
Dimensioni memoria programma 24KB (12K x 16)
Dimensione RAM
2K x 8
Numero di I/O
35
Velocità
48MHz
Tipo di oscillatore
Interno
Dimensioni EEPROM
256 x 8
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simulazione motherboard R1
16 marzo 2012 – cat: Elettronica,
motherboard - Software – Obiettivo 2
Per verificare il concetto hardware/software
nell'insieme abbiamo deciso di strutturare
una simulazione in ISIS che comprendesse
tutti i circuiti fin'ora necessari al
funzionamento del progetto, tant'è che quest'articolo può senz'ombra di dubbio esser definito R1,
ovvero la ver. che utilizza il PIC 18F4455 il cui software è ancora in fase di studio.
simulazione motherboard R2 – 16F877
21 aprile 2012 – cat: Elettronica,
motherboard - Software – Obiettivo 2
Considerato il tempo rimasto è stato deciso
di utilizzare, almeno per ora, il sistema che
utilizza il PIC16F877. Detto ciò sviluppata e
configurata la nuova versione
comprendente il menù, la comunicazione
RS232 e risolti diversi "bug" del software del
pic pubblichiamo la definitiva versione
rendendo nuovamente disponibile il
progetto comprensivo di PCB pronte alla
stampa. (verrà aggiunta a breve la porzione
di codice per comunicazione COM
mancante)
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simulazione R4 con GUI 2.2
29 aprile 2012 – cat: Elettronica, motherboard Software – Obiettivo 2 – Obiettivo 3
Revisione 4 simulazione circuiteria e
programmazione PIC con integrazione del
software GUI di comando sviluppato in Visual
Basic connesso via COM.
Riguardo Proteus l'aggiunta principale è di fatto
l'implementazione della COM nel circuito.
Parametri: COM3, 1200bps, no parità, 8bit, 1 di
stop. Pari impostazioni sono nel programma del
PIC che avvia la ricezione grazie ad un interrupt
ed un opportuna porzione di codice.
In VisualBasic si è rinnovata la veste grafica e sistemato il codice già funzionante con l'aggiunta ad
esempio di un gestore degli errori. Il programma contiene anche un browser interno che punta
direttamente al sito ExamCrane Diary. A volte per poter avviare un exe creato in VB può esser
necessario aver installato: msvbvm50 scaricabile da qui.
Postiamo ora un video della simulazione, impostare qualità 720p:
Link video: http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=QVYcOOOh3FQ
(vedi allegati in fondo al fascicolo)
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MAX232 - COM
09 maggio 2012 – cat: Elettronica,
motherboard – Obiettivo 2
Anzi tutto un piccolo approfondimento
riguardo la connessione via COM ed il
protocollo RS232. Rifacendoci
all'introduzione della più grande enciclopedia
libera del mondo, wiki "quotiamo":
In informatica, elettronica e
telecomunicazioni EIA (Electronic Industries
Alliance) RS-232 (Recommended Standard
232) è uno standard EIA equivalente allo
standard europeo CCITT V21/V24, che
definisce un'interfaccia seriale a bassa
velocità di trasmissione per lo scambio di dati
tra dispositivi digitali.
La velocità di trasmissione da noi usata è pari a 1200bps, da non confondere con il baud rate che
indica il numero di transizioni al secondo che avvengono sulla linea, il bps indica invece quanti bit al
secondo sono trasmessi lungo la linea. Solo nel caso della trasmissione binaria, avendo due livelli
logici (livelli di transizione) le due unità coincidono.
Passiamo ora al problema vero e proprio, lo standard RS232 utilizza livelli logici -12/12V in logica
negata, le TTL (transistor-transistor logic) ovvero il microcontrollore utilizza livelli 0/5V. Il MAX232
(datasheet) si occupa appunto di rendere compatibili i due segnali con la sola alimentazione 5V. Ciò
è possibile, grazie a due stadi convertitori DC-DC, ovvero un elevatore di tensione a capacità, da
+5V +12V; cui segue uno stadio invertitore di polarità, sempre a capacità, da +12V a -12V. Queste
tensioni, sono poi anche disponibili per altri impieghi sui pin 2: 12V, 6: -12V. E i condensatori
collegati al circuito integrato permettono il regolare funzionamento degli stadi convertitori DC-DC.
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obiettivo TRE
idealizzazione e realizzazione del software di gestione del PIC e dell'interfaccia GUI.
program PIC by C
05 marzo 2012 – cat: Software – Obiettivo 3
Nonostante la sezione meccanica sia in parte ancora da studiare e soprattutto realizzare abbiamo
iniziato a definire il software che dovrà gestire il microcontrollore e quindi l'intero progetto. L'idea,
stabilite le condizioni da rispettare, inizia a prender vita sotto forma di schema di principio su carta
con l'ausilio del prof. Pantaloni. Il programma avrebbe dovuto tener conto di diverse variabili, quali
ad esempio i sensori di "fine corsa" dei movimenti di rotazione del braccio e di avanzamento del
carrello. Il compilatore usato è: PCWHD Compiler della Custom Computer Servicer. Considerato
l'uso del PIC 16F877 il compilatore ha incluso la libreria di gestione del device e un file.h per
l'impostazione del micro dove abbiamo dimensionato le variabili. E' stata inclusa anche una libreria
di gestione per l'LCD 16x2 ed una generica (libreria.c) dove inseriremo le sub principali.
<gru_2.c>
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<gru_2.h>
GUI by VisualBasic R1
21 aprile 2012 – cat: Software – Obiettivo 3
Per comunicare via porta seriale COM con
protocollo RS232 abbiamo chiaramente bisogno
di un software Graphical user interface lato
computer. Per costruire questo programma
avevamo fondamentalmente due alternative tra
cui scegliere: LabView o VisualBasic entrambi
molto validi, abbiamo optato per VB confidando
nella maggiore possibilità di personalizzazione
dell'interfaccia grafica altrimenti limitata alla
"default" LabView. Essendo il software ancora in
piena fase di sviluppo non postiamo ne codice ne
file di progetto rimandando alle prossime
revisioni.
Per la virtualizzazione delle porte COM: il software comOcom (compatibile solo con Windows XP
x32), si connetterà praticamente il software suddetto ad una COM emulata che comunicherà con
un'altra virtuale connessa al PIC by Proteus
(vedi allegati in fondo al fascicolo)
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obiettivo QUATTRO
realizzazione PCB con annessi e connessi.
PCB driver motori
03 marzo 2012 – cat: Elettronica, motori – Obiettivo 4
In italiano "CS" (circuito stampato),
internazionalmente "PCB" (printed circuit board) o
"PWB" (printed wiring board) si riferisce comunque ad
un circuito stampato su di una base ramata a singola o
multipla faccia (layer), rigida o meno atta in ogni caso
ad assolvere due compiti principali: collegamento
elettrico tra i componenti e supporto per gli stessi.
Esistono due tecnologie di montaggio per i
componenti su circuito stampato: THT (through
holder technology) e SMT (surface mounting
technology), l'unica praticabile in ambiente domestico
è la THT, ovvero praticare dei fori per i pin dei componenti e quindi creare una piazzola dove
saldare una volta posizionati i stessi, (nulla a che vedere chiaramente con la saldatura ad onda
praticabile sono in ambito professionale).
cit.: project Area 2011, PCB
Spiegato di cosa si tratta, passiamo alla realizzazione vera e propria:
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stampare con stampante laser su foglio trasferibile (foglio blu) il circuito sbrogliato
(necessaria una stampa a toner perché è proprio la plastica contenuta nel suddetto che
eviterà la rimozione del rame in acido)
pulire la basetta da eventuale grasso o sporcizia con un sapone in polvere abrasivo ed olio di
gomito
posizionare la prima faccia (mirror) del foglio trasferibile sulla pcb e fissarlo con la minor
quantità di nastro possibile in maniera tale che non si muova
adagiare un panno sopra il tutto e stirare per qualche minuto con ferro alla massima
temperatura senza vapore
rimuovere il foglio e ripassare con pennarello apposito le piste mal trasferite
praticare con trapano a colonna e punta da 0.8 due o più fori per l'allineamento della faccia
posteriore
posizionare il secondo trasferibile inserendo nelle vie create precedentemente un ago od un
reoforo per mantenere l'allineamento e fissarlo con del nastro adesivo
ripetere l'operazione di stiratura,rimozione del foglio blu e correzione di eventuali errori di
trasferimento
immergere il tutto in una bacinella contenente cloruro ferrico ricoprendola totalmente (non
c'è un tempo esatto per l'eliminazione del rame "non protetto", controllare quindi il lavoro
dopo circa 30 minuti)
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EXAMCRANE DIARY
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rimuovere la stampa con sapone abrasivo ed eventuali rimanenze di rame (in genere dove
restava la colla del nastro) con carta abrasiva da 150/180 per evitare di rigare la basetta
forare le restanti vie e pin
posizionare i componenti e saldare
Non esiste migliore descrizione se non quella fotografica.
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PCB display
14 marzo 2012 – cat: Elettronica, motherboard– Obiettivo 4
Presentiamo qui i schemi relativi alla PCB per il display realizzati ancora con Proteus ISIS/ARES.
PCB 16F877
21 aprile 2012 – cat: Elettronica, motherboard– Obiettivo 4
Schemi relativi alla PCB del PIC 16F877 by Proteus ISIS/ARES.
PCB comandi
21 aprile 2012 – cat: Elettronica, motherboard– Obiettivo 4
Schemi relativi alla PCB del PIC 16F877 by Proteus ISIS/ARES.
PCB Comandi & 232
23 maggio 2012 – cat: Elettronica, motherboard – Obiettivo 4
Schemi della nuova versione relativi alla PCB dei comandi e del MAX232 con Proteus ISIS/ARES. Si
è deciso di unire le due schede per questioni di spazio, si è aggiunto anche un transistor che pilota
un relè per il < lampeggio del lampeggiante > ed un buzzer che entreranno in funzione durante i
movimenti come previsto dal software.
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obiettivo CINQUE
completamento meccanica.
completamento meccanica Torre
26 aprile 2012 – cat: Meccanica, costruzione – Meccanica, motori– Obiettivo 5
Torniamo ad occuparci ora della meccanica, in particolare del completamento della torre e della
base quanto riguarda la costruzione. Ultimato il supporto per il motore che si occuperà di far
ruotare il braccio della gru e smerigliata l'intera struttura siamo praticamente pronti alla fase di
zincatura e verniciatura. L'unico particolare mancante all'appello è il sensore che si occuperà del
fine corsa sulla rotazione che applicheremo a breve.
supporto motore carrello
1 maggio 2012 – cat: Meccanica, costruzione - Meccanica, motori– Obiettivo 5
Dopo qualche e qualche "incomprensione" è stato completato il supporto del motore che si occupa
di far girare la vite senza fine e quindi far avanzare e arretrare il tutto. Trovato il giusto
compromesso e rimossa la corona riduttrice siamo pronti ad immaginare il carrello vero e proprio
che dovrà scorrere con la chiocciola. Completato questo movimento saremo in grado di strutturale
salita e discesa del carico.
Passa così il primo Maggio e il tempo stringe.
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completamento meccanica Braccio
14 maggio 2012 – cat: Meccanica, costruzione – Meccanica, motori – Obiettivo 5
Finalmente è arrivato un momento molto atteso: il lavoro prettamente meccanico è completo o
almeno per la maggiore terminato, ritocchi a parte Postiamo qui delle foto e un video (braccio
ribaltato) dell'ultimazione del carrello e dalla realizzazione del supporto per il motore di
sollevamento del carico che avanza insieme al carrello stesso evitando il problema della
sincronizzazione dei due movimenti nel momento in cui il carrello cambiando posizione
modificherebbe l'altezza del carico. Posizionati anche i sensori di fine corsa. Mancante il contro
peso ancora da realizzare.
Link video: http://www.youtube.com/watch?v=-ZjEIOLAKH8&feature=player_embedded
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obiettivo SEI
completamento elettronica e software.
block diagram motherboard
20 maggio 2012 – cat: Elettronica, motherboard – Obiettivo 6
Schema a blocchi dell'insieme dell'hardware che gestisce e controlla ogni aspetto della GRU, per la
maggiore, motori e sensori a parte è posizionato alla base della Torre su di un piano
opportunamente costruito e cablato. In seguito un articolo dedicato alla costruzione della
"motherboard". (cliccare sull'immagine per ingrandire)
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cablaggio base 1
23 maggio 2012 – cat: Elettronica, motherboard – Obiettivo 6
Driver motori a parte, i quali sono in fase di "analisi" e correzione, abbiamo iniziato la costruzione
ed il cablaggio della base che dovrà ospitare tutte le schede elettroniche, gli alimentatori ed i
connettori. Qui i primi scatti ..
cablaggio base 2 – test COM
02 giugno 2012 – cat: Elettronica, motherboard – Obiettivo 6
Continua il cablaggio della base e i test delle singole parti una alla volta. Controllata la porta seriale
COM e i comandi via cavo restano ora dei ritocchi, i cablaggi torre/braccio e sopra ogni cosa i driver
dei motori con annesso software PIC C.
Link video: http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=wXXDP5LyNi4
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EXAMCRANE DIARY
obiettivo SETTE
idealizzazione e realizzazione telecomando a distanza.
Radiocomando
01 giugno 2012 – cat: Obiettivo 7
Quanto riguarda il radiocomando considerato il tempo rimasto
abbiamo deciso di concentrarci quanto possibile sul completamento
dell'opera, ovvero il funzionamento dei driver/motori passo passo,
problema che ci assilla fin dall'inizio. In futuro, forse, tempo
permettendo, esami superati potremmo dedicarci di nuovo a
quest'impresa. In poche parole si deve ideare e realizzare la circuiteria
necessaria comprensiva di uC per il telecomando che trasmetta via
modulo (es: Aurel) 433Mhz con protocollo RS232 alla base della gru.
obiettivo OTTO
revisione e collaudo finale con annesso 97, non volendo esagerare, all'esame =)
collaudo finale
Considerato il tempo scaduto l’unico vero e proprio “collaudo finale” sarà l’orale, come finirà ?!
(per aggiornamenti di questo post rimandiamo al sito web)
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EXAMCRANE DIARY
English project summary
Considerata la recente novità riguardo le materie alla maturità abbiamo deciso di dedicare un'intera
sezione alla lingua inglese in cui redigeremo una sintesi dell'intero progetto.
[versione ENG]
Academic year 2011-2012 , class V- Electronics and telecommunications section.
In view of the final exams, last Dicember we decided to start an adventure that will take us to
realize a project that contains all the topics of last term. This project has a purpose: the production
of a Radio-controlled Crane, in scale. It will test our knowledge and, overall, if we are actually able
to turn theory into reality. About the model, we can divide the project into two major sections:
Mechanics and Electronics.
•
Mechanics: perhaps the greatest challenge, hard task build a scale model with the
mechanics required to perform the three movements: rotation 3of the arm, advancing and
retreating of the trolley and load lifting. The construction was preceded by the creation of a
virtual design with CAD software that helped us better understand what we faced.
•
Electronics: needed to manage the motors and the control system. This part of the project
can still be divided into hardware and software. All circuits are "made in home" and
implemented on PCB. The software instead it has been necessary to manage the
microcontroller, the programming has been carried out in C for PIC.
Let the theory. We have chosen to describe the project step by step through a website created by
us: ExamCrane diary. The site structured style "Diary" describes the progress day by day and the
individual sections of the project by managing them in categories.
[versione ITA]
Anno scolastico 2011 - 2012, classe V indirizzo Elettronica e Telecomunicazioni. In vista degli esami
di maturità abbiamo deciso in dicembre di iniziare un'avventura che ci porterà a realizzare un
progetto che racchiuda quanto fatto nell'intero percorso di studi del trimestre. Il progetto in
questione ha come obiettivo, oltre chiaramente la realizzazione del prodotto, una Gru
Telecomandata in scala, quello di mettere alla prova sul campo le nostre conoscenze e possibilità
per capire quanto tutto ciò che abbiamo imparato siamo effettivamente in grado di tramutare in
realtà. Riguardo il modellino, possiamo dividere la realizzazione in due sezioni principali quali:
•
Meccanica: forse la sfida maggiore, arduo compito quello di costruire dal nulla un modellino
in scala con la meccanica necessaria ad effettuare i 3 movimenti preposti: rotazione del
braccio, avanzamento e arretramento del carrello e sollevamento del carico. La costruzione
è stata preceduta dalla realizzazione di un progetto virtuale con apposito software CAD che
ci ha aiutato a comprendere meglio quanto avremmo dovuto affrontare.
•
Elettronica: cuore "pensante" del modello che servirà a gestire i motori. Questa parte del
progetto può essere ulteriormente suddivisa in Hardware e Software. Riguardo l'hardware
tutti i circuiti sono "made in home" realizzati su PCB. Quanto concerne il software invece è
stato necessario per gestire il microcontrollore, la programmazione è stata effettuata in C
per PIC.
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EXAMCRANE DIARY
Trattata la parte pratica parliamo di quella teoria. Abbiamo deciso di descrivere passo passo la
realizzazione del progetto mediante un sito internet da noi creato: ExamCrane diary. Il sito
strutturato in stile "diario" descrive a caldo, giorno dopo giorno i progressi e le singole sezioni del
progetto gestendole in categorie.
Ringraziamenti
18 giugno 2012, il D-Day è vicino.
Abbiamo deciso di affrontare insieme questo progetto considerata la mole di lavoro che si
prospettava e probabilmente questa decisione è stata centrata in pieno, forse non tanto per il
lavoro quanto più per l'amicizia. Vorremmo in questa pagina ringraziare tutti coloro che ci hanno
aiutato e supportato in quest'avventura. Pomeriggi e pomeriggi tra casa e scuola per portare avanti
quanto possibile l'opera han sicuramente sottratto molto tempo, e non poche finanze.
L'abbandono del radiocomando è stata una piccola sconfitta, ma soprattutto abbiam penato con i
motori PP che non consigliamo a nessuno =). Giunti ora a due giorni dalla prima prova, quel che è
fatto è fatto e per il resto non c'è più tempo. Speriamo in bene!
Gabriele e Michele
TEAM:
•
•
Manili Gabriele - [email protected]
Buccini Michele - [email protected]
HELPERS:
•
•
•
Prof. Pantaloni
Prof. Gallo
M. Max Pirelli
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EXAMCRANE DIARY
allegati R4 (15.05.2012):
per aggiornamenti e modifiche rimandiamo al sito web
progetto Proteus
snap: Interfaccia comandi
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EXAMCRANE DIARY
allegati:
progetto Proteus
snap: PIC e COM
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EXAMCRANE DIARY
allegati:
progetto Proteus
snap: COM
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EXAMCRANE DIARY
allegati:
progetto Proteus
snap: driver motori (3 distinti)
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EXAMCRANE DIARY
allegati:
progetto PIC C snap: gru3.c
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EXAMCRANE DIARY
allegati:
progetto PIC snap: gru3.c
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EXAMCRANE DIARY
allegati:
progetto PIC snap: gru3.c
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EXAMCRANE DIARY
allegati:
progetto PIC C snap: gru.h – mainlbl.c
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EXAMCRANE DIARY
allegati:
progetto PIC C snap: displaylbl.c
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EXAMCRANE DIARY
allegati:
progetto PIC C snap: displaylbl.c
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EXAMCRANE DIARY
allegati:
progetto PIC C snap: displaylbl.c
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EXAMCRANE DIARY
allegati:
progetto VisualBasic snap: 1
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allegati:
progetto VisualBasic snap: 2
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EXAMCRANE DIARY
allegati:
progetto VisualBasic snap: 3
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EXAMCRANE DIARY
allegati:
progetto VisualBasic snap: 3
snap: GUI
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