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Voltmetri e Amperometri analogici


Questo weekend sembra proprio essere fortunato: ecco in cosa ci si può imbattere quando si va a caccia di qualche foto in posti abbandonati.
Così dentro un quadro comandi distrutto da vandali, sono riuscito a recuperare questi 3 strumenti.
Purtroppo solo il voltmetro piccolo sembra funzionare correttamente, metre per gli altri due serve un apparecchio bello grosso per tararli in maniera corretta.
Il piccolino mi ha già dato una piccola soddisfazione quando l'ho collegato al mio generatore eolico e ne ho potuto leggere in tempo reale i valori di tensione in uscita.

Dartron D12


Ecco una foto invecchiata dell'oscilloscopio, ho usato la tecnica HDR basata sulla sovrapposizione di immagini dello stesso soggetto ma con varie esposizioni.
Come si può notare questo apparecchio riesce a seguire due segnali alla volta, la scanzione temporale arriva a 1microsecondo/cm, siamo esattamente nella banda dei di 20MHz.
La precisione del segnale è buona lungo tutta la scala, da 50V fino ai 10mV, solo ogni tanto compare un disturbo da imputare alla manopola che sporca un pò il segnale Y2, ad ogni modo si risolve utilizzando come trig source questo ingresso che diventa davvero stabile anche ad alte frequenze, permettendo una lettura di deboli segnali, filtrati dalla noiosissima frequenza di rete.
Ad ogni modo, non ho ancora l'assoluta padronanza dello strumento infatti, credo di non aver ancora capito la funzione delle due manopole indicate dal trig level, qualche suggerimento?

29/10/11
Un salto alla fiera dell'elettronica di Rovigo ed ecco la mia nuova workstation!

L'attesa durata più di un'anno è finita, e finalmente posso gongolarmi col mio "nuovo" (si fa per dire) Oscilloscopio Dartron!
Sembra un miracolo che tutto funzioni ancora, dopo un'accurata rispolverata mi ci sono già affezionato adesso è aperta la caccia alle sondine, per il momento faccio meglio che posso...

Si parte !

Un po' per l'attesa, un pò per irrefrenabile voglia di cominciare, scrivo qualche riga, accompagnato dalle note dei miei compositori preferiti, domani l'immatricolazione...
Da adesso finalmente potrò cominciare a supportare le mie curiosità e le mie ricerche, i miei esperimenti, insomma la mia passione, costruendomi una solida base ingegneristica.
Molti mi continuano a dire che la matematica non è una portata leggera e che soprattutto non si abbina bene al menù a base d'arte che ho scelto fin'ora, ho altrettanti esempi però di quanto queste due branche del sapere non debbano essere compartimenti stagni.
"Non entri chi non sa la matematica" disse Platone...può valere il contrario?
E' una bella scommessa!

Un prototipo di antenna

Tra tutte le inquadrature che potevo scegliere per descrivere quest'antenna, la seguente è la peggiore poiché non mostra i 25m di rame avvolti attorno al disco di Betulla...pazienza, lascio spazio all'immaginazione.
Una premessa è d'obbligo: non so proprio niente di antenne, ne tanto meno di quello che sto facendo, ma qualcosa di buono sono riuscito ad ottenere...


Tutto è partito quando ho pensato di raccogliere un pò di idee in rete per migliorare la ricezione del segnale emesso dal mio rocchetto, ho scoperto che pochi OM americani usano ancora trasmettere con  apparecchi simili al mio e li chiamano "spark-gap transmitter". A questo proposito invito a dare un'occhiata qui.
Tra quello che ho capito dai sacri testi dei radioamatori, posso riportare alcuni concetti:
- Le antenne che hanno la forma di induttanze avvolte in aria (Loop antennas) raccolgono la componente magnetica delle onde in arrivo.
- Il segnale ricevuto da questo tipo di antenne è perciò scarsamente interessato da disturbi di tipo elettrico vicini, questo si traduce in una migliore riconoscibilità del segnale.

In rete a farla da padrona è un tipo di antenna a singolo loop, di grande diametro e chiusa su un condensatore variabile ad alto voltaggio. Io però non potevo imbarcarmi in un'altra costruzione importante senza aver fatto prima almeno un tentativo, così ho riciclato alcuni pezzi del alternatore eolico e mi sono dotato di una piccola antenna (che non ho ancora capito come chiamare).
La sua struttura ricorda quelle a telaio, ma non è ne rombica ne a spirale, ma non è neanche un vero e proprio loop, ma soprattutto cosa ancor più strana, riesco ad ottenere buoni risultati solo collegandola in serie tra un'antenna filare e la terra.

La radio portatile a transistor è lo strumento ideale per verificare l'efficacia di un'antenna loop, infatti se ci sintonizziamo sulle giuste frequenze, è possibile notare un notevole incremento del volume del segnale quando la radio è posta frontalmente all'antenna.

Rimane ora un'ultimo problema da risolvere, dotarsi di uno strumento affidabile per calcolare la reale induttanza dell'antenna e recuperare il giusto condensatore variabile che dovrebbe avere un'escursione dai 10 ai 600pF...auguri!

E' l'ora di tirare le somme

Rocchetto a induzione

------------------------------GENERALI------------------------------
Tempo impiegato:
    - Realizzazione: 1mese (Luglio)
    - Telegrafia: 1mese (Agosto)
Dimensioni: 430mm x 54mm ø
Peso: 2,7kg
-----------------------------STRUTTURA-----------------------------
Nucleo in fil di ferro:
    - Peso: 0,8kg
    - Riluttanza magnetica: ?
    - Diametro: 34,25mm
    - Lunghezza: 365mm
Isolamento in film di poliestere:
    - Spessore: strati da 2x25μm
    - Rigidità dielettrica: __kV/mm
Avvolgimento primario:
    - Strati: 2 x 270 spire (media)
    - Filo: 1mm ø doppio isolamento
    - Resistenza: 1,4Ω (0,6+0,8)
    - Induttanza: 4,5mH ?
    - Ampere-spire/cm: 10*A
Avvolgimento secondario:
    - Strati: 15 x 1200 spire (media)
    - Filo: 0,25mm ø doppio isolamento
    - Resistenza: 992Ω
    - Induttanza: __H
    - Ampere-spire/cm: 40*A

--------------SPECIFICHE ELETTROTECNICHE--------------
Rapporto prim/sec: 1:66
Fattore di potenza in AC: 0,_
In: 15V DC 20W                 -> Out: 15kV pulsanti
In: 18V DC 300W (+40,8mF)     -> Out: 40kV pulsanti
In: 230V AC __W             -> Out: ZzoT (salda tutto)

Proto-stazione telegrafica

Un first attempt, ma forse anche l'unico, di mettere assieme un pò di cose HV per comunicare via etere.
Come ben sapete per un telegrafo come si deve c'è bisogno di:
- Una frequenza, e possibilmente un banda selettiva
- Uno scintillatore, o per dirla facile scariche a comando
- Un tasto il più originale possibile, basta che funzioni
- Un'antenna trasmittente e un apparecchio ricevente
In realtà la lista è molto più lunga, e comprende soprattutto molta pazienza e minuzia nel isolare le parti sensibili da terra, dei condensatori very strong artigianali come piacciono a me, un misuratore di frequenza per calibrare i circuiti oscillanti che ovviamente mi manca, e importanti ma meno interessanti attenzioni.

Un'idea su quale sia la frequenza di lavoro di questo circuito cel'ho, ma impallidisce di fronte alla larghezza di banda che copre questa trasmittente...
Si può affermare senza timore che la potenza per KHz irradiato è prossima a 10mW, e se aggiungo che la banda è pressocchè centrata sui 300KHz capite bene che si può gridare "al miracolo" quando la mia piccola radio a transistor riesce a captarne il segnale oltre il cancello di casa.

Ad ogni modo non voglio annoiare troppo quindi vi mostro qualcosa che si spiega da solo: ecco a voi come si presenta (anche se in posa) una stazione trasmittente telegrafica "spark-gap" fatta in casa!










Infine riporto il video dello scintillatore usato in "modalità automatica" non è proprio come i fantastici rotary spark-gap, la frequenza della portante è tutt'altro che alta e regolare, lo considero comunque un passaggio istruttivo, almeno adesso ho un'idea precisa delle temperature che raggiungono gli elettrodi tra archi elettrici! Buona visione e grazie per l'attenzione.


IL Rocchetto di Ruhmkorff - video

Allego il breve filmato d'introduzione disponibile su youtube.


In questa prima parte è possibile vedere le prime scariche generate dalla bobina grazie all'interruttore meccanico.
Appena avrò finito il resto, pubblicherò la seconda parte con il rocchetto assemblato e molto probabilmente, con molti altri strati di avvolgimento secondario.
Per ora infatti si rivela utile "solamente" come telegrafo trasmittente.

Rocchetto in costruzione 3

Piccolo aggiornamento, dopo 10 strati di avvolgimento secondario, il rocchetto appare così:


E il tempo per completare uno strato si è ridotto a un'ora... intanto il peso in rame è arrivato a 0,75Kg che cominciano a diventare soldi!
La resa in CA comincia a farsi interessante, dai miei test sembra che ci sia un guadagno di 55-60V ad ogni strato realizzato partendo da una tensione sul primario di 14V, per un totale, a lavoro finito, di 1200V.
Devo ricordare tuttavia, che il funzionamento in CA (50Hz) non ha nulla a che vedere con quello a corrente continua pulsante, mentre nel primo caso c'è una gran reattanza del nucleo alla variazione di flusso riducendo di molto il passaggio di corrente, nel secondo caso la questione diventa "disruptiva" con conseguenti picchi di tensione che dai conti dovrebbero arrivare a 40KV


Vicino al giro di scotch blu si possono vedere alcuni capi del filo, uno per strato.

Rocchetto in costruzione 2

Cambio di rotta, meglio il filo da 0,25mm con doppio isolamento, soprattutto perchè ho preso in prestito la bobina da 16 kg e posso fare addirittura tutto il secondario senza tagliare il filo. Oh, sossoldi... i 400g del primario li ho pagati 11€.
Per il momento sono arrivato a completare 2 strati del secondario da 1000 spire ciascuno, tutto a mano, quasi 2 ore per ciascuno...ecco le foto:

Rocchetto in costruzione

Alcune foto del rocchetto in costruzione, come si vede il primario è già completato, è caratterizzato da due strati di avvolgimento con filo da 1 mm per un totale di 470 spire avvolte a mano...
Il bello deve ancora venire però, il secondario infatti sarà composto da 20 strati di avvolgimenti con filo da 0,20 mm per un totale di almeno 20000 spire.

IL Rocchetto di Ruhmkorff

Rieccomi, sempre occupato nella costruzione di qualche apparecchio elettrico.
E' da poco che ho finito di realizzare un generatore HV (20-25 KV) basato su un 2N3055, ma col tempo mi sono accorto dei limiti che presenta quel povero transistor usato come interruttore ad alta frequenza (troppo dannosi i picchi di voltaggio in ritorno dal Flyback)
Così ho cercato un sistema più solido, analogico, e sono ovviamente finito nel mondo delle bobine ad induzione.
Dopo essermi letto un pò di storia dell'alta tensione, ho scoperto che il signor Ruhmkorff c'era arrivato negli anni '50 dell'800, e alcuni scienziati svilupparono quel sistema fino a raggiungere scariche da 1m...fate voi il conto della tensione!!!
Sto parlando del Rocchetto a induzione: alimentato a batteria (pile di Volta) guidato da un interruttore meccanico (intelligente), è decisamente migliorabile con i materiali moderni.
Ho in mente isolanti in poliestere (sottile ma resistente), nucleo in barre di ferrite, fili di rame a doppio isolamento, e il condensatore autocostruito in grado di reggere alle scariche sull'interruttore (è già pronto!).

link utile: http://www.masque.it/ABOUT%20NIKOLA%20TESLA/SCARICHE%20OSCILLANTI/Scariche%20oscillanti%20parte%201.htm

Generatore elettrostatico (20-25 KV)

Questa è la mia versione di generatre elettrostatico, essendo autocostruito da autodidatta, non possiamo proprio classificarlo come strumento da laboratorio, ma è molto utile per testare la rigidità dielettrica dei materiali. Posso considerarlo il mio primo apparecchio con tanto di: alimentatore, scheda, transistor e ventole.
La scatola è di ciliegio da 1 cm e non dimentichiamo i mitici interruttori avio...
Il presente, è l'ultimo progetto realizzato a scuola, servito soprattutto per la tesina d'esame durante la quale è servito per provocare delle scariche e di conseguenza, onde radio di bassa frequenza ascoltate tramite una vecchia radio...già mi manca l'istituto d'arte !!!
Più sotto una vista del apparecchio aperto, in modellazione con Rhino.


 

Banco prova: Alternatore Eolico

Ecco i grafici della resa (tensione-corrente-potenza) a vuoto dell'alternatore eolico.
I test sono stati effettuati in casa, non avendo a disposizione un laboratorio serio, questa modalità possiede un margine di errore intrinseco che ho stimato essere sotto al 10%

Quella a destra, è la tabella dei valori stimati per potenze e velocità superiori, sempre senza carico.


VAWT Eolic prototipe


Video di presentazione del generatore eolico per un concorso scolastico.

Generatore eolico autocostruito

Ecco la mia piccola meraviglia
Nata domenica 30 gen 2011


E' composta da 2 parti a incastro, la tripala ad asse verticale e l'alternatore che si vede in spaccato.
I primi test elettrici superano le aspettative, perchè tecnicamente questo alternatore produce un'enorme quantità di energia, purtroppo però non basta il poco vento che c'è dalle mie parti per farlo "cantare".
Vi dico solo che girando l'asse senza le pale, con la forza di una mano raggiungete i 20W in uscita che si presentano con circa 20V @ 1A.
I tempi per progettare e realizzare questa pala da 1m di altezza sono stati di due mesi e il costo totale è rimasto sotto ai 150€
Ma ho in mente qualcosa di più veloce della mano per sfruttare appieno il generatore e credo che la bicicletta in rovina possa tornare improvvisamente utile.
I render che ho postato sono realizzati in Cinema4D e la modellazione in Rhino.

Questa foto mostra le varie parti che compogono l'alternatore,
il vero pezzo forte del progetto.


Alternatore a manovella

Ecco un semplice progetto realizzato a scuola di alternatore handpowered.
Tra le sue qualità migliori c'è la rumorosità...ma produce anche un discreto voltaggio.
E' l'ideale per insegnare ai bambini cos'è l'elettricità e cosa significa prendere la scossa...