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EXAMCRANE PROJECT ver. obiettivi

Manili Gabriele, Buccini Michele ITIS C. Rosatelli – Maturità’ 2012

http://www.rosatelli.it/examcrane

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Indice

• 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

o program PIC by C pagina 16

: idealizzazione e realizzazione del software di gestione del PIC e dell'interfaccia GUI

o GUI by VisualBasic R1 pagina 17 o simulazione R4 con GUI 2.2 pagina 15

• obiettivo QUATTRO

o PCB driver motori pagina 18

: realizzazione PCB con annessi e connessi

o PCB display pagina 20 o PCB 16F877 pagina 20 o PCB comandi pagina 20 o PCB Comandi & 232 pagina 20

• obiettivo CINQUE

o completamento meccanica Torre pagina 21

: completamento meccanica

o supporto motore carrello pagina 21 o completamento meccanica Braccio pagina 22

• obiettivo SEI

o block diagram motherboard pagina 23

: completamento elettronica e software

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o cablaggio base 1 pagina 24 o cablaggio base 2 – test COM pagina 24

• obiettivo SETTE

o Radiocomando pagina 25

: (non realizzato) idealizzazione e realizzazione telecomando a distanza

• obiettivo OTTO

o collaudo pagina 25

: (solo un sogno) revisione e collaudo finale con annesso 97, non volendo esagerare, all'esame =)

• english project summary: riepilogo completo del progetto in lingua pagina 26

• ringraziamenti: poche righe per cinque anni pagina 27

• Allegati o schemi proteus pagina 28 o software PIC C CCS pagina 32 o software VisualBasic pagina 39

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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.

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:

• 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:

• 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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• 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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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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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 - mnlgrl92@gmail.com • Buccini Michele - micky.b-93@hotmail.it

HELPERS:

• Prof. Pantaloni • Prof. Gallo • M. Max Pirelli

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allegati R4 (15.05.2012): per aggiornamenti e modifiche rimandiamo al sito web

progetto Proteus snap: Interfaccia comandi

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allegati:

progetto Proteus snap: PIC e COM

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allegati:

progetto Proteus snap: COM

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allegati:

progetto Proteus snap: driver motori (3 distinti)

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allegati: progetto PIC C snap: gru3.c

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allegati: progetto PIC snap: gru3.c

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allegati: progetto PIC snap: gru3.c

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allegati: progetto PIC C snap: gru.h – mainlbl.c

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allegati: progetto PIC C snap: displaylbl.c

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allegati: progetto PIC C snap: displaylbl.c

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allegati: progetto PIC C snap: displaylbl.c

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allegati: progetto VisualBasic snap: 1

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allegati: progetto VisualBasic snap: 2

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allegati: progetto VisualBasic snap: 3

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allegati: progetto VisualBasic snap: 3

snap: GUI