COME FUNZIONA

Il modellino e' controllato da una scheda a microprocessore ATMEL in grado di gestire in toto tutta la movimentazione e i segnali provenienti dalla meccanica.

Prima di spiegarvi l'elettronica due cenni sulla meccanica.

MECCANICA

L'impianto e' composto da due stazioni da cui partono le cabine che sono sincronizzate tra loro e collegate dalla fune traente.
La stazione di monte e' di rinvio cioe' non e' dotata di alcuna parte elettrica ma soltanto di pulegge per rimandare la fune verso la stazione motrice (di valle) e i relativi contrappesi per tendere le funi.

La stazione di valle e' motrice; all'interno e' presente un piccolo argano costruito con il meccano, la fune entrando nella stazione fa un giro tra le pulegge respingenti fino alla puleggia motrice che la movimenta.
Nella fotografia qui a lato mancano ancora parecchi particolari tra cui i sensori che rendono possibile la telemetria delle cabine.

Da notare il giro della fune che non e' proprio cosi' in un impianto vero, ma per ragioni di spazio e di materiali e' stato l'unico sistema che ho trovato per realizzare la motrice.
La fune traente una volta effettuato il passaggio sulla motrice esce dalle finestrelle della stazione guidata dalle pulegge di deviazione (color ottone).

Qui a lato c'e' un dettaglio del gruppo riduttore dell'argano, per fare forza e per girare sufficientemente piano sono stati realizzati piu' stadi di riduzione, il moto viene trasferito dal'ingranaggio piccolo a quello grande comportando una diminuzione della velocita' angolare ed una aumento della forza.

ELETTRONICA

L'elettronica come dicevo prima si basa su un processore ATMEL MEGA64 che ha all'interno una eprom sulla quale e' scritto un programma in C++ in grado di esaudire tutti i desideri della funivia :-).

· LA SCHEDA
La scheda di controllo ha a disposizione 8 input digitali e 8 output digitali in piu' e' disponibile una uscita pwm.
La maggior parte degli ingressi e delle uscite sono stati usati per far lampeggiare un po' di lucine sulla consolle di comando, mentre per la parte applicativa sono stati usati 4 ingressi, 2 uscite e il PWM.

· I SENSORI
Sulla stazione sono stati applicati 4 sensori fotoelettici (fotocellule ad infrarosso).
Due sensori fanno da finecorsa di servizio e servono per identificare quando le cabine arrivano in fondo alla fossa.
Gli altri due sensori sono montati sull'albero motore (tramite encoder) e sulla puleggia motrice (sfruttando i fori gia' presenti) e servono identificare la posizione delle cabine e la velocita' di rotazione dell'albero motore e della puleggia motrice.

· LA PARTE DI POTENZA
Tutto si basa sulla modulazione PWM (Pulse Width Modulation), in pratica si puo controllare un motore in corrente continua attraverso un treno di impulsi di ampiezza variabile (duty cycle); quando il duty cycle e' al 100% il motore e' al massimo della sua velocita' , quando il duty cycle e' a 0% il motore e' fermo. Dal microprocessore esco con un piedino che fa un duticycle a 10bit (posso variare il ciclo da 0 a 1024) ed entro nello stadio di potenza realizzato con un transistor e il kit lx 1550 di nuova elettronica opportunamente modificato per essere pilotato da una schdeda diversa dalla loro lx 1127. Questo transistor e' in grado di pilotare fino a 2 Ampere, e l'attuale motore assorbe 200 milli ampere.

· LOGICA DI FUNZIONAMENTO
01) Il sistema attende la pressione del consenso da parte del vetturino (c'e' un comando via web o dalla console),
02) Ricevuto il consenso il sistema verifica la presenza di una vettura in fossa (buca nella quale entra in stazione) leggendo i fotosensori, se manca la vettura o ne rileva due o il sensore non risponde l'impianto va in allarme e non parte.
03) Il sistema legge gli encoder e verifica che non stiano gia' generando impulsi (motore fermo) in caso contrario arresto immediato e allarme
04) Verifica dell'ingresso aux (con dei finecorsa verifica il tensionamento delle funi) se non e' attivo (funi non tese o fuori guida) non parte e allarme
05) Rilegge la posizione della vettura in fossa e determina il senso di marcia comandando shiftando il pwm sopra o sotto lo 0.
06) (A questo punto accende la luce di consenso della vettura 2)
07) Attiva l'uscita di chiusura cancelli e porte (non usata ma prevista per futuri modellini)
08) Verifica la chiusura dei cancelletti e delle porte (ora c'e' un ponticello cosi' risultano sempre chiusi)
09) Manda al motore un pwm minimo per far uscire le vetture dalle fosse (velocita' minima).
10) Gli encoder a questo punto iniziano a leggere i valori dalla puleggia motrice e dall'albero motore
11) Appena la cabina esce dalle fosse il pwm sale lentamente da 2% al 100% portando la motrice alla velocita' massima programmata
12) Il viaggio prosegue al massimo fino al dazio, il sistema continua a controllare se la velocita' impostata corrisponde a quella effettiva un eventuale differenza se sopra la tolleranza massima fa fermare tutto e attiva l'allarme
13) Raggiunto il punto di richiesta consenso (prima del dazio) resetta i consensi e il motore inizia a rallentare lentamente da 100% a 2%.
14) Se si raggiunge il dazio senza aver premuto il consenso l'impianto si arresta e si attiva l'allarme.
15) Superato il dazio le vetture sono quasi nelle fosse e il motore e' al 2%.
16) Le vetture entrano in fossa e il motore continua a tirare fino al contatto in il finecorsa che arresta l'impianto.
17) Il finecorsa di emergenza non c'e' e' sostituito da un controllo di spazio massimo che arresta le cabine se superano la lunghezza impianto di 1 impulso.
18) Il sistema resetta i consensi e apre le porte e i cancelletti (virtualmente).
19) Vai a punto (1)

· LA PARTE WEB
Il sistema web e' dotato di un server video per la webcam (indipendente dal sistema) e un serve apache2 + php5. La console web manda i comandi tramite php ad un database mysql che li immagazina in una tabelle "todo". Un software middleware posto tra il server mysql e la seriale di controllo legge il database e verifica cosa deve fare. Appena via web arriva il consenso questo software rimanda il consenso via seriale alla scheda di controllo che inzia il suo ciclo.  Se qualsiasi parte del software lato pc si inchioda (cosa non difficile visto l'instabilita' di windows) la scheda continua il suo lavoro (quella non si impalla mai :D). Se ti chiedi perche' non ho usato linux (molto ma molto piu' stabile) e' perche' il pc gestisce anche altre cose e non esiste il software per linux (per ora).

Foto del banco di comando: