Il sole a Scuola La Centrale Solare Didattica 2006 - classe III EA – lavori preliminari)
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Il sole a Scuola
La Centrale Solare Didattica
2006 - classe III EA – lavori preliminari)
Premessa
• A fronte della proposta della Provincia per il progetto e la realizzazione di una piccola centrale solare didattica
• A fronte di una borsa di ricerca IRRE ottenuta per un progetto sull’automazione
• Tenuto conto del fatto che la centrale solare didattica, come si vedrà nelle diapositive seguenti, è un interessante esempio di sistema a controllo automatico
• Tenuto conto del programma di elettronica di una classe terza di Elettrotecnica e Automazione (elettronica digitale)
si è deciso di fondere i due progetti coinvolgendo una classe che in via di principio può portare il progetto della centrale complesso tanto quanto si vedrà nelle prossime diapositive fino alla sua conclusione che può essere una tesina di eccellenza per l’esame di Stato
CSDETTORE CONTI
CSDA
(orientabile)
CSDB
(statica)
Unitàgestioneenergia
Unitàgestionemisure e
comunicazioni
Unitàgestionecontrolli
CENTRALE SOLARE DIDATTICAETTORE CONTI(Progetto Il Sole a Scuola)
CSDA
(orientabile)
Struttura meccanica
Telaio di base
Telaio orientabile
Attuatori
Elettronicadi controllo
Microcontrollore(HW e SW)
Elettronica ausiliaria
Consolecomandi
Gestione energia
Limitatore e batterie
InverterConnessione
alla rete pubblica
Misure e registrazioni
Tensione Corrente Potenze ed energie
Comunicazioni
Intranet Internet
CSDB
(statica)
Struttura meccanica
Telaio di base
Telaio inclinato 30°
Gestione energia
Limitatore e batterie
InverterConnessione
alla rete pubblica
Misure e registrazioni
Tensione Corrente Potenze ed energie
Comunicazioni
Intranet Internet
1 − Studio del sistema2 − Studio della meccanica3 − Studio del controllo automatico4 − Studio del sottosistema elettrico5 − Studio del sottosistema di misura6 − Studio del sottosistema di comunicazione
Elenco delle attività preliminari di studio
Tenuto conto del programma di elettronica di una classe terza di
Elettrotecnica e Automazione si è deciso di procedere con la classe III
EA allo studio del sottosistema di controllo automatico
servendosi del progetto come filo conduttore dello sviluppo del
programma.Si è deciso inoltre di procedere dapprima
allo studio diazionamenti di motori passo-passo
facilmente integrabile nel programma di elettronica digitale
Di massima, il sistema da controllare in rotazione su
due assi è quello rappresentato nella
diapositiva seguente.
Indipendentemente dalle scelte finali, ancora da fare, relative al tipo di motori e di
azionamento, qui di seguito si descrive in sintesi l’attività svolta per il progetto
dalla classe III EA nell’anno scolastico 2005-2006
che comprende, oltre allo studio dei motori passo-passo, anche la costruzione di un sito
apposito per il solare al Conti,denominato come il progetto:
Modello in scala del motore passo-passo
Essendo i motori passo-passo di piccole dimensioni e difficili da vedere all’interno durante il funzionamento, ai fini di una buona visualizzazione per gli studenti si è cercato il materiale necessario per realizzare un modello in scala molto maggiorata di motore passo-passo.
L’immagine qui a fianco mostra il materiale che, seppure con limitazioni e opportunamente adattato, si è potuto usare come modello in scala di motore passo-passo.
Fasi dello studio
• Studio del principio di funzionamento del motore• Simulazione mediante apposito software (Circuit Maker) del motore passo-
passo e del suo azionamento• Misure sul modello in scala per individuare tensioni e correnti necessarie
per l’azionamento• Realizzazione di un azionamento elementare a pulsanti e relé• Realizzazione di un azionamento elettronico mediante bistabili integrati,
transistori e relé• Realizzazione di un azionamento elettronico mediante contatore ciclico
integrato transistori e relé• Realizzazione di un azionamento elettronico mediante microcontrollore
programmato transistori e relé• Realizzazione di un apparato contenente tutti i tipi di azionamento• Produzione della documentazione relativa a tutte le fasi dello studio
Immagini tratte dallo studio del principio di funzionamento di un motore passo-passo
(stepper)
Motore simulato e circuito di pilotaggio (Circuit Maker)
Setting di misura sul modello di motore
Azionamento a pulsanti e relé
Simulazione contatore ciclico discreto (Circuit Maker)
e prototipo su breadboard
Circuito a contatore ciclico integrato
Circuito di pilotaggio a microcontrollore
Foto di tutte le versioni con sistema di commutazione e collegamento al modello di motore
Documentazione
Il sito preparato dagli allievi: una curiosità la registrazione recuperata da
una trasmissione Rai del 1982