Il sole a Scuola La Centrale Solare Didattica 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

CSD ETTORE CONTI CSD A (orientabile) CSD B (statica) Unità gestione energia Unità gestione misure e comunicazioni Unità gestione controlli CENTRALE SOLARE DIDATTICA ETTORE CONTI (Progetto Il Sole a Scuola)

CSD A (orientabile) Struttura meccanica Telaio di base Telaio orientabile Attuatori Elettronica di controllo Microcontrollore (HW e SW) Elettronica ausiliaria Console comandi Gestione energia Limitatore e batterie Inverter Connessione alla rete pubblica Misure e registrazioni TensioneCorrente Potenze ed energie Comunicazioni Intranet Internet

CSD B (statica) Struttura meccanica Telaio di base Telaio inclinato 30° Gestione energia Limitatore e batterie Inverter Connessione alla rete pubblica Misure e registrazioni TensioneCorrente Potenze ed energie Comunicazioni Intranet Internet

1− Studio del sistema 2− Studio della meccanica 3− Studio del controllo automatico 4 − Studio del sottosistema elettrico 5 − Studio del sottosistema di misura 6 − 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 di azionamenti 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 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 allieviIl sito preparato dagli allievi: una curiosità la registrazione recuperata da una trasmissione Rai del 1982