Marsy Electronic

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La simulazione

Introduzione

Quando non si dispone delle parti che la nostra automazione deve controllare si deve ricorrere ad una simulazione. 
Si ricorderà che ho proposto in due diverse successioni un progetto che riguardava la costruzione di una stazione a vento per la barca a vela di un amico e successivamente per la mia. Nella seconda stesura non disponevo del sensore, l'anemometro e la bandierina del winder, che erano montati sull'albero della barca del mio amico.

Un breve cenno sul funzionamento di una stazione a vento. L'anemometro deve indicare la velocità del vento, mentre il segnavento, il winder, deve mostrare l'angolo che esiste fra la direzione del vento e l'asse della barca. Le due informazioni devono essere visualizzate, nel mio progetto, su due display lcd (vedi foto in fondo alla pagina).
Era noto invece il principio di funzionamento del sensore. Lo ricordo qui in breve.
L'anemometro, quello con le coppette, girando trascina un magnete che eccita, per ogni giro, un reed magnetico. La frequenza con cui questo reed si chiude dice della velocità dl vento.

Sull'alberino del winder, la bandierina in alto, è fissato un magnete che chiude un altro reed. A seconda della sua posizione, il secondo reed si chiude dopo un certo ritardo rispetto al momento in cui si è chiuso quello dell'anemometro. 
Quando i due reed si chiudono contemporaneamente, la barca è controvento e sul display della stazione a vento deve apparire il valore zero. Se il ritardo è invece la metà del periodo dell'anemometro, la barca è di poppa, se è un quarto, la barca è al traverso e così via.Il diagramma di stato a destra rappresenta la situazione di una andatura di poppa.
In pratica occorre generare una sequenza di due impulsi uno dei quali deve essere ritardato di una parte del periodo.

Descrizione

Il circuito indicato nello schema sotto illustra la scelta fatta.

Un inverter Smith Trigger (CD40106) genera il segnale di clock che viene inviato ad un contatore binario (CD4516). La frequenza è regolata dal trimmer R2 da 470K e simula la velocità del vento: quanto più alta è la sua velocità tanto maggiore dovrà essere la frequenza del segnale generato.
Le sue uscite, da Q0 a Q3, decidono lo stato dei quattro bit, da S0 a S3, di un demultiplexer (CD4067). Il suo ingresso CI/O è collegato alla Vcc e a seconda della combinazione dei bit di ingresso vanno ad alto una delle uscite da I0 ad I15.
L'uscita I0 simula il reed dell'anemometro. Il segnale pilota il transistor U4, un BC547, che eccita il relè RL1.
Il punto comune dei jumper rappresenta il segnale del segnavento, che esce con un ritardo pari ad 1/16 del periodo dell'anemometro moltiplicato per il numero dell'uscita. Questo ritardo va rapportato ad un angolo giro per intervalli di 360°/16= 22,5°.
La tabella sotto mostra la sequenza.

Due led permettono di controllare visivamente il funzionamento del circuito.
Le foto sotto rappresentano praticamente la simulazione del sensore.

Nelle foto a sinistra la stazione a vento, a destra il circuito del simulatore.
Sperando di essere stato di qualche aiuto. See you Ermanno