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Energia Alternativa ed Energia Fai Da Te > Applicazioni E Realizzazioni Pratiche

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Costruiamo un Torsiometro Digitale
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kekko.alchemi

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Inviato il: 6/3/2011,16:22

Salve a tutti, apro questa discussione per rendervi partecipi di quanto stiamo facendo per testare i rendimenti dell'MK12 e non solo. Con questo torsiometro, abbastanza professionale, possiamo misurare coppie fino a 40 - 50 Nm con una risoluzione di 0,1 Nm.
Per adesso i Nm vengono visualizzati su un classico display 16x2 con una trasmissione ad infrarossi. Con l'aiuto di NonSoloBolleDiAcqua, che mi sta insegnando ad utilizzare Visual Basic, presto ci sarà un interfaccia con il PC dove potremo visualizzare su un grafico in real time curve di coppia, RPM, potenza meccanica, rendimenti...

Qui sotto vi metto un po' di foto e descrizioni della realizzazione:
ForumEA/us/img651/3965/foto0616640x480.jpg

Continua...

Cominciamo con l'elettronica, essa è costituita da 4 strain gauge (estensimetri da bilancia elettronica) disposti a ponte su un asse di acciaio da 20 mm.

ForumEA/us/img847/1948/foto0623640x480.jpg

Gli estensimetri sono a tutti gli effetti delle resistenze che se vengono stirate cambiano la loro resitenza. Come potete immaginare un asse da 20 mm di acciaio non si torce molto facilmente, eppure amplificando di circa 35.000 volte la variazione di resitenza degli strain gauges possiamo misurare la torsione dell'asse fatta dalla pressione di due dita, come potete vedere in questi due video:

L'accensione del led verde significa che il processore ha rilevato una varizaione di torisione e sta trasmettendo i dati al processore a terra.




Ci sono poi due processori, uno a terra e uno che gira insieme all'asse, la comunicazione dei due è garantita tramite un sistema a infrarossi. L'alimentazione del processore in rotazione viene da 14 batterie stilo in rotazione anch'esse all'interno del cilindro in plexiglass.
ForumEA/us/img98/7606/foto06111640x480.jpg

ForumEA/us/img143/9962/foto0615640x480.jpg



L'elettronica ha fondamentalmente 3 cicuiti stampati, uno è l'amplificatore ultralineare degli strainguages e gli altri due sono dei due processori:
ForumEA/us/img231/4092/foto0598640x480.jpg


In rotazione fa davvero un bell'effetto faccine/smile.gif

ForumEA/us/img143/5671/foto0640640x480.jpg

ForumEA/us/img263/1553/foto0641640x480o.jpg

ForumEA/us/img263/1686/foto0642640x480.jpg

Nonostante gli ottimi risultati non eravamo completamente soddisfatti dello strumento, perchè aveva dei problemi di centrifugazione quando si superavano i 2000 RPM, così ho pensato di eliminare le batterie e mettere delle spazzole per portare l'alimentazione ai circuiti in rotazione. Facendo così si possono ridurre i diametri delle masse in rotazione e quindi si possono aumentare gli RPM, come sempre Mac ha fatto del suo meglio realizzando delle ottime spazzole con un uovo attacco più piccolo per le basette:

ForumEA/us/img217/3614/25022011360x480.jpg

Presto vi faremo vedere l'ultima versione del torsiometro completa di tutto, e a quel punto potremo misurare i rendiementi di qualsiasi motore e generatore!

Un Saluto a tutti Kekko!



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by kekko

 

Master Digit

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Inviato il: 6/3/2011,18:21

Bellissima esecuzione, complimenti.
Come hai fatto per la taratura?
Pensi che utilizzando il PC si possa far a meno dei Micro?

Master digit




Modificato da Master Digit - 6/3/2011, 18:38


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kekko.alchemi

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Inviato il: 6/3/2011,19:23

La taratura si fa in regime statico, con una leva nota e un dinamometro certificato, la prossima taratura faccio le foto così le metto.

Il micro in rotazione non si può levare, è indispensabile per le conversioni ADC e la trasmissione dati. Quello a terra forse si, ma è utile nel caso si voglia utilizzare il torsiometro senza PC.



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Master Digit

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Inviato il: 6/3/2011,21:02

Che usi come micro?
Quello che vedo montato è molto grande!!!

Master digit



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kekko.alchemi

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Inviato il: 6/3/2011,21:31

Sono microcontrollori dell'Atmel, nel torsiometro ho usato un po' quello che avevo, in genere utilizzo quelli in SMD come questo in foto da 44 pin che è più piccolo della mia unghia.

ForumEA/us/img145/4835/img2504640x480.jpg

Considera però che quando si fanno circuiti desitnati a subire forze centrifughe in genere si punta ad equilibrarli con il resto. In questo caso il micro tradizionale va a bilanciare la massa dell'amplificatore dall'altra parte.

PS: Con questo micro in foto sto facendo il controller di un altra cosa che fra un po' di tempo posterò... Tutto farà parte di un unico grande progetto! faccine/smile.gif

Kekko



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Master Digit

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Inviato il: 6/3/2011,21:40

Ok!!!
Con Micro a 8 pin non si può fare?
Mi viene in mente, per l'utilizzo con il PC, del convertitore AD/DA USB a 16 bit, facilmente interfacciabile con il Pc e, penso, con librerie disponibili per i programmatori, oltre ad essere molto piccolo, molto economico e di facile realizzazione visto che se ne trovano già fatti tipo chiavetta usb.
Dico questo per rendere la cosa alla portata anche di chi sa collegare quattro fili!!!

Master Digit



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kekko.alchemi

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Inviato il: 6/3/2011,21:45

Ma si certo, si può utilizzare qualsiasi micro, alla fine le operazioni che compie sono davvero banali... Io ho usato quello che avevo ma ciò non toglie che si possa fare anche con pic o quant altro.



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Master Digit

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Inviato il: 6/3/2011,21:53

Gli estensimetri dove si possono trovare?
Ho li hai tolti da una bilancia elettronica?
Come li hai fissati? perche dalla foto non si capisce bene come è il componente nudo e crudo.

Scusa tutte queste domande ma visto che alla fine sarà un apparecchio sicuramente professionale ed utile, sarebbe bello che fosse alla portata di più gente possibile.

Master Digit



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kekko.alchemi

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Inviato il: 6/3/2011,22:13

Il link diretto penso che non posso postarlo, ma cmq se cerchi in giro si trovano facilmente per pochi euro.
Questo è come si presenta:

http://www.energialternativa.info/public/newforum/ForumEA/H/staringauges.png




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Inviato il: 6/3/2011,22:27

Cavolo!!! (per non dire un altra cosa)
e come fai a fissarlo sulle estremità per tenere un tiro di 50 Nm (490 Kg)???
Non con l'Attack penso!!!



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Inviato il: 6/3/2011,22:37

ecco con le spazzole montate..

ForumEA/us/img695/9397/spazzole.jpg

piano piano prenderà forma..

 

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Inviato il: 6/3/2011,22:44

Ma dove li trovate tutti questi pezzi???
Io solo per comprare due cuscinetti ho speso 40€!!!
(la domanda percedente è passata inosservata?)

Master Digit



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Inviato il: 6/3/2011,23:25

CITAZIONE (Master Digit @ 6/3/2011, 21:40)
Con Micro a 8 pin non si può fare?
Mi viene in mente, per l'utilizzo con il PC, del convertitore AD/DA USB a 16 bit, facilmente

Quale micro a 8 pin ti riferisci?

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faccine/wacko.gif
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Modificato da NonSoloBolleDiAcqua - 6/3/2011, 23:28


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Inviato il: 6/3/2011,23:27

CITAZIONE (Master Digit @ 6/3/2011, 22:44)
Ma dove li trovate tutti questi pezzi???
Io solo per comprare due cuscinetti ho speso 40€!!!
(la domanda percedente è passata inosservata?)

Master Digit

allora master.. dove prendiamo i pezzi.. i supporti cuscinetti li ho trovati da un noto rivenditore di utensili per la meccanica..al costo di circa 25 eur l'uno

la barra di acciaio bonificato la trovi su rs al costo di 20 eur al mt

gli string anche.. sui 5 eur

le putrelle e i pezzi da saldare come supporto sono lastre rimediate di avanzi (cose da cantiere edile)

quei piccoli cosetti non vengono soggetti a trazione diretta, ma vengono attaccati con il cianocrilato professionale ( un attack più forte) intorno all asse di acciaio inclinati a 45° quando l'asse viene sottoposto a torsione quei cosetti sono così sensibili che "sentono" ( e non so come) la torsione di pochi nanometri..fatto sta che se prendi l'asse e lo torci tra le mani. il sensore sente la torsione.. è come se sentisse la torsione come se l'asse fosse di gomma.. mentre invece e di acciaio bonificato durissimo..

la rigidità è fondamentale perchè l'asse non si snerva, e quindi ha una certa elasticità ritornando quando la torsione cessa alla posizione iniziale..
il segnale che esce dallo string viene amplificato circa 10mila volte.. più amplifichi e più lo strumento diventa sensibile.. ma troppa sensibilità rende le letture impossibili.. quindi tarature e giusti compromessi..

non è facile.. non è facile niente..

e tutto costa.. costa tutto.. si evita di uscire un sabato e si comprano le cose.. ed è così che siamo andati avanti, facendo sacrifici...

 

Master Digit

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Inviato il: 6/3/2011,23:28

Non ricordo ora le sigle, ce li ho a lavoro domani ti faccio sapere.

Master Digit



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