giovedì 28 agosto 2008

Protezione corto circuiti

Con questo semplice progetto è possibile proteggere le sorgenti di tensione dalle eccessive correnti che si instaurano a seguito di corto circuiti, situazione che si manifesta frequentemente durante le varie sperimentazioni di laboratorio. Lo schema presentato in queste note è una versione elettro-meccanica di un fusibile, che consente di interrompere la corrente erogata da un generatore (batteria, trasformatore, alternatore, ecc.) verso un carico, qualora questa superasse un determinato valore, preservando i vari dispositivi da spiacevoli surriscaldamenti. Può funzionare sia in corrente continua che alternata, consente di interrompere correnti anche di intensità elevata (decine di ampere) ed è realizzabile con pochi ed economici componenti.

Schema elettrico
Lo schema elettrico ed il funzionamento di questo dispositivo di protezione sono molto semplici come si può valutare dalla figura seguente:


L'elemento che "legge" il valore di corrente che scorre nel carico è la resistenza R1, sulla quale è presente una tensione pari al prodotto di tale corrente per il suo valore resistivo. Quando la corrente di carico raggiunge un livello tale da superare il valore di 1,2V il transistor T1 entra in conduzione chiudendo la tensione di alimentazione sulla bobina del relè, il quale scatta facendo commutare i suoi contatti. Uno degli scambi interrompe la corrente sul carico, mentre il secondo attua una auto-ritenuta della alimentazione della bobina. In questo modo, una volta superata la corrente massima, il relè manterrà scollegato il carico fino a quando non verrà premuto il pulsante P1 (normalmente chiuso), ripristinando così le condizioni precedenti al sovraccarico. Il dimensionamento della resistenza R1 va condotto a seconda della tensione di alimentazione, e cioè:

- In continua : R1 = 1,2/Imax
- In alternata: R1 = 0,6/Imax

Nello schema sono riportati i valori dei componenti per un funzionamento a 24Vac; per realizzare la versione in continua è sufficiente rimuovere il diodo D2 e calcolare correttamente R1. La potenza dissipata su R1 deve essere valutata come P = R1 x Imax^2 e quindi le sue dimensioni vanno scelte di conseguenza. Infine, il led verde segnala la presenza della tensione di rete sul carico, mentre quello rosso informa dell' intervento della protezione e il conseguente distacco del carico.

Realizzazione pratica
Per costruire questo circuito può essere utile prevedere un piccolo circuito stampato con le tracce per le connessioni del relè, ma è anche sufficiente cablare il tutto su un pezzetto di basetta mille-fori, facendo attenzione alla sezione dei cavi utilizzati per i collegamenti. Valida è anche la soluzione di assemblare tutto su uno zoccolo DIN per relè in modo da avare poi un solido sostegno una volta messo in opera il dispositivo. Un po' di attenzione va posta sul pulsante P1, che risulta essere normalmente chiuso, in quanto un contatto non perfetto potrebbe rendere inefficace la protezione; in caso contrario il relè non riuscirebbe a rimanere eccitato a fronte di una sovracorrente. Quindi è bene sceglierlo di buona qualità e assicurarsi che le connessioni siano perfette. Anche il relè va scelto in maniera oculata, utilizzandone uno in grado di sopportare una corrente sugli scambi almeno doppia rispetto a quella della massima sovracorrente che si intende interrompere (Imax), per evitare che durante i primi istanti di un corto circuito si incollino i contatti.

Conclusioni
Collegando questo circuito tra un generatore ed un utilizzatore si può stare certi che tutto quello che si trova a valle della protezione non sarà mai sottoposto per lungo tempo ad una corrente più elevata di quella impostata, salvaguardando tutte le apparecchiature coinvolte. Gli ambiti di utilizzo sono i più svariati, come ad esempio all'interno di un autoveicolo o negli scooter, piuttosto che in tutte quelle situazioni dove l'uso di un alimentatore stabilizzato protetto in corrente risulta antieconomico. La caratteristica di poter leggere la corrente di carico consente anche di proteggere più linee collegate ad una singola fonte di alimentazione, quale un trasformatore di bassa tensione, interrompendo la sola linea che effettivamente è causa di un sovraccarico, lasciando operative tutte le atre.

lunedì 25 agosto 2008

John King - Fedeli alla tribù [1996]


Giovani e brutali, emarginati e ribelli, i protagonisti del romanzo che ha rivelato il talento di John King, sono un gruppo di ragazzi londinesi degli anni '90, acerrimi tifosi del Chelsea, quelli che la stampa definisce sprezzantemente hooligans. Ed è uno di loro, Tom Johnson, a narrare in prima persona le loro vicende e la loro esistenza quotidiana, consumata tra disoccupazione e scontri con le tifoserie nemiche, tra clamorose sbornie e casuali rapporti sessuali, tra rari spiragli di felicità e fughe dalla polizia, tra sogni impossibili e frustrazioni che non trovano altro sbocco che nell'aggressività. Sorretto da un linguaggio di straordinaria efficacia, Fedeli alla tribù è un ritratto duro e impietoso, ma anche ricco di vitalità e a tratti persino divertito, di una vera «tribù perduta».

Fedeli alla tribù (Teadue)

giovedì 21 agosto 2008

Ken Follett - I pilastri della Terra [1989]


Forse il romanzo più ambizioso ed avvincente di Ken Follett. Una rievocazione storica che ruota attorno alla costruzione di una cattedrale gotica nell'Inghilterra medievale, segnata da guerre civili e conflitti religiosi. Un formidabile ed appassionante intreccio di intrighi e lotte per il potere. Amore e vendetta, coraggio e mistero entro il quale si confrontano e si scontrano i sentimenti e le azioni dei protagonisti. Tom, il mastro costruttore, Philip, priore di Kingsbridge, Aliena, la bella nobildonna, Jack, lo scultore ed Ellen la misteriosa donna della foresta che ha formulato una terribile maledizione. Un romanzo un po' diverso da quelli tipici di Ken Follett, anche perchè ambientato in un'epoca molto lontana, ma che mantiene lo stesso coinvolgimento emotivo e la stessa "suspence" ai quali l'autore ci ha abituato.

I pilastri della terra (Oscar bestsellers)

MultiTasking con micro controllore AVR


Introduzione
Quando si progettano schede con microcontrollori spesso si rimane piacevolmente sorpresi da come queste risultino semplici dal punto di vista elettronico, constatando come aspetti, quali lo sviluppo delle piste del pcb, la disposizione dei componenti, l'accessibilità dei connettori, risultano molto agevolati. Questo è ovviamente dovuto al fatto che molta della logica funzionale dell'intero sistema è demandata e gestita dal uControllore, o meglio dal firmware contenuto al suo interno. Non è raro però notare come, in alcune occasioni, ad una semplificazione nella realizzazione hardware non si affianchi un' altrettanta semplicità nell'organizzazione e nell'implementazione del software. Avere infatti a disposizione un gran numero di linee di I/O, UART, convertitori ADC, timers, e molte altre periferiche rende difficile la loro gestione all'interno del programma principale. Una soluzione elegante è offerta dal meccanismo delle interruzioni hardware, che consente alle varie periferiche di interrompere autonomamente il flusso di elaborazione a fronte di particolari eventi, permettendo così alla CPU di eseguire tutte le istruzioni necessarie alla loro gestione, in maniera totalmente asincrona. Non sempre, però, è possibile applicare questo meccanismo: basti pensare a quando si ha la necessità di eseguire porzioni di codice simultaneamente al fine di valutarne complessivamente gli effetti nel main-program. Con l'avverbio "simultaneamente" si intende che le istruzioni costituenti queste porzioni di codice (TASK - Processi) vengono comunque eseguite sequenzialmente una alla volta, ma la CPU distribuisce il suo tempo totale di elaborazione tra tutti i processi che viene chiamata ad eseguire, saltando continuamente da un task ad un altro (Context Switch). Se la frequenza di clock che alimenta il uC è abbastanza elevata e la complessità dei task limitata, si avrà l'impressione che tali processi siano eseguiti appunto simultaneamente. Questo tipo di architettura è nota come MultiTasking. Obiettivo di queste note non è certo quello di approfondire un argomento sul quale molto è stato scritto, ma di capire come implementare questa tecnica nell' ambito dei microcontrollori, in modo da poter strutturare e semplificare la programmazione, un po' come avviene per gli aspetti hardware.
A questo punto è utile un esempio: si pensi alla programmazione di un centralino d'allarme di un sistema anti-intrusione domestico che deve testare lo stato degli ingressi (porte, finestre, ecc.), gestire una tastiera remota, interagire con una interfaccia telefonica (combinatore e decoder DTMF) ed infine comandare la sirena dall'arme. Sarebbe ben poco sicuro se durante la lettura del codice battuto sulla tastiera il programma smettesse di testare gli ingressi o non spegnesse la sirena eventualmente attiva. E' quindi necessario che tutti i processi vengano eseguiti sempre e comunque, assegnando maggior tempo di elaborazione a quelli che si reputano più importanti e minore a quelli ritenuti meno critici, introducendo cioè una priorità nell'esecuzione dei task.
Implementazione
Per implementare un framework MultiTasking, per quanto elementare lo si possa concepire, si devono prevedere i seguenti elementi fondamentali:

- Il codice dei singoli Task
- Uno Scheduler
- Un Dispatcher

Ogni Task è costituito dalla sequenza di istruzioni che ne identificano il compito come ad esempio testare lo stato di ingressi digitali, acquisire livelli analogici, leggere lo stato di sensori, ecc.
Lo Scheduler (Schedulatore) è la parte di codice che supervisiona l'esecuzione dei task da parte della CPU e decide quale task deve essere attivo in un determinato istante. E' inoltre in questo modulo che è possibile impostare la priorità dei vari processi, definendo quanto tempo CPU assegnare ad ogni task. A seconda di quale strategia di servizio (algoritmo di scheduling) venga seguita, lo scheduler controlla la ripartizione del tempo di CPU tra tutti i processi attivi e lo stato di questi ultimi, i quali possono trovarsi attivi, fermi o in attesa.
Il Dispatcher è la porzione di codice che passa effettivamente il controllo della CPU ai processi scelti dallo scheduler realizzando lo switch tra i vari task attivi.

Come è intuibile, il componente più importante di questa struttura è lo scheduler, che costituisce la "base dei tempi" di tutto il sistema. Infatti, la prima cosa che bisogna introdurre per realizzare uno scheduler è proprio un meccanismo che tenga conto dell'evolvere del tempo e che sia legato al tempo di elaborazione della CPU. Questa informazione non deve essere necessariamente il tempo di clock o di ciclo macchina della CPU, ma è sufficiente un segnale temporale ottenuto da uno dei timer presenti all'interno del uControllore, è lo si può pensare intorno ai millisecondi. Questo intervallo di tempo sarà il quanto temporale con il quale verranno misurati i tempi di esecuzione di ogni task. E' bene ricordare che il processo di generazione di questi tempi avviene tramite una interruzione hardware sollevata dall' overflow di un timer e quindi è completamente asincrona alla esecuzione delle istruzioni del main-program. Una volta abilitate le interruzioni hw e avviato il timer, la CPU sarà costretta ad interrompere il flusso del programma principale per saltare alla routine di servizio dell'interrupt dell' overflow del timer (ISR) che sarà costituita dal codice per la gestione dei task. In questa routine si potrà cambiare lo stato dei vari task, regolarne la priorità e soprattutto decidere la loro sequenza di esecuzione. La traccia dello scorrere dei quanti temporali è mantenuta semplicemente da una variabile intera che viene incrementata ogni qualvolta viene eseguito il codice dello schedulatore. Il valore contenuto in questa variabile sarà poi utilizzato per decidere qual è il task da porre in esecuzione e quali invece da sospendere. Tali decisioni vengono attuate impostando degli appositi flags che verranno successivamente gestiti dal Dispatcher, il quale, in una versione molto primitiva, può essere realizzato con una sequenza di blocchi decisionali con lo scopo di saltare verso le label di inizio del task da porre (o mantenere) in esecuzione.
Le differenze tra gli istanti (espressa in quanti temporali di eleborazione) in corrispondenza dei quali si attivano i task riflettono la priorità di esecuzione di un processo rispetto ad un altro.
Multitasking su uC Atmel AVR
Tutte le considerazioni fatte finora possono concretizzarsi in un semplice progettino per rendersi conto di come sia possibile implementare il multitasking anche su dei microcontrollori che non dispongono di particolari risorse. L'esempio che segue è stato scritto e provato su un uC Atmel AVR AT90S8515 e compilato con BASCOM-AVR, ma può essere facilmente esteso a tutti i uC e tradotto in tutti i linguaggi più diffusi. E' composto da 3 task costituiti da semplici istruzioni: incremento di una variabile intera e successiva stampa tramite UART. Il quanto temporale è di circa 2 ms, con un quarzo da 10MHz. Lo schedulatore incrementa ad ogni interruzione del Timer0 la variabile intera T e testa quando è il momento di far partire l'esecuzione dei task, aggiornando 3 flags. Alla fine del codice di ogni task si trova un gruppo di 3 costrutti if..then che consentono di deviare il flusso di esecuzione da un task ad un altro (context switch). In questo esempio il task 1 ha una durata di 15-10=5 quanti, il task 2 dura 45-15=30 quanti, mentre il task 3 occupa la CPU per 10-0=10 quanti. I rapporti dei tempi di esecuzione sono quindi:

- Task2/Task1 = 30/5 = 6
- Task2/Task3 = 30/10 = 3
- Task3/Task1 = 10/5 = 2

La struttura riportata è molto semplice, ma la si può estendere a piacimento replicando quanto fatto per ognuno dei 3 task qui considerati. In una versione ancora più evoluta è inoltre possibile gestire anche lo stato dei task, eseguendo solo quelli attivi e saltando quelli posti in stato di stop.
Risultati ottenuti
Una volta compilato e mandato in esecuzione il programma su una qualsiasi scheda munita di interfaccia RS232, sono stati ottenuti i seguenti risultati:


Come si può vedere dalla schermata del terminale, i valori delle variabili interne ai task (a,b,c) riflettono la durata di esecuzione dei singoli processi, e risultano essere coerenti con i valori teorici attesi, e cioè:

- Task2/Task1 = 54/10 = 5,4 [6 teorico]
- Task2/Task3 = 54/18 = 3 [3 teorico]
- Task3/Task1 = 18/10 = 1,8 [2 teorico]

Agendo sui tempi dello schedulatore e sulle priorità dei vari processi sarà possibile pianificare un programma in grado di gestire in maniera modulare e strutturata quelle routines di gestione di tutti gli eventi che non sono direttamente "agganciabili" a interruzioni hardware, consentendo di concentrarsi su ogni singolo blocco funzionale, un po' come avviene nella programmazione ad oggetti ed eventi nei sistemi operativi più evoluti.
Conclusioni
Queste note sono state pubblicate al solo scopo di introdurre brevemente le problematiche e i vantaggi dell'uso della tecnica multi-processo e time-sharing applicabili al mondo dei uControllers. In rete sono ovviamente disponibili moltissime versioni di sistemi multitasking per microcontrollori, alcuni anche free, che consentono di sfruttare a pieno le potenzialità di questa architettura, fornendo addirittura dei piccoli sistemi operativi (micro-kernel) che offrono un vastissimo panorama di utili funzioni e servizi.

lunedì 18 agosto 2008

Aforisma 22



"Se vuoi migliorare il mondo inizia a sistemare casa tua."

domenica 17 agosto 2008

Reostato Elettronico

Spesso, durante le varie attività di laboratorio, si ha la necessità di disporre di un "carico" per testare il funzionamento di dispositivi di alimentazione che a volte richiedono range di correnti molto estesi, arrivando ad erogare anche a qualche decina di ampere. La comodità di disporre di una resistenza variabile di potenza è quindi senza ombra di dubbio una gran comodità, soprattutto se la si può realizzare in versione totalmente elettronica potendo così variarne il valore semplicemente ruotando l'alberino di un potenziometro.


L'elemento che "dissipa" la potenza in ingresso al circuito è la coppia di transistori di potenza costituita da T2, T3 che sono dei ben noti 2N3055 in contenitore T03 metallico. Lo stato di polarizzazione di questi transistor dipende dal "pilota", ovvero da T1 (2N1711) che in ragione al livello del potenziometro R6 inietta una corrente più o meno elevata nelle basi di T2 e T3, facendo di conseguenza aumentare o diminuire le correnti di collettore. La potenza dissipata è pari alla somma delle corrente di collettore di T2 e T3 moltiplicata per la tensione con la quale si alimenta il dispositivo, cioè la tensione che fornisce l'alimentatore da testare. All'ingresso del reostato è stato previsto un ponte raddrizzatore (P1) per consentirne l'utilizzo anche in regime di correnti alternate: in questo caso il calcolo esatto della potenza non è così immediato in quanto bisogna tener conto dei fattori di forma dei segnali che si stanno utilizzando. Le resistenze di potenza R3 e R5 poste sugli emettitori di T2 e T3 hanno la funzione di equilibrare le correnti che attraversano i due transistor, introducendo una retroazione negativa che evita ad un transistor di condurre di più rispetta all'altro. Questo espediente consente di aggiungere ulteriori rami di potenza e quindi rendere il reostato idoneo a funzionare con regimi di corrente ancora più elevati. A questo proposito bisogna ricordare che ogni ramo è dimensionato per poter dissipare un massimo di 50W.


La costruzione di questo strumento non presenta particolari difficoltà e non è nemmeno richiesto lo sviluppo di un circuito stampato: è sufficiente infatti montare tutti i componenti di potenza su un dissipatore metallico e realizzare i collegamenti tra i vari componenti come da schema. I componenti ai quali deve essere garantita una buona superficie di dissipazione sono i transistor T2 e T3, che possono essere in contenitore To3 metallico sia plastico, le resistenze R3 e R5 e infine il ponte a diodi P1. E' consigliabile montare anche su T1 un dissipatore metallico per contenitore To39, soprattutto se si prevedono più rami di potenza da pilotare.


Tutti i componenti che richiedono un buon contatto con il dissipatore devono essere montati utilizzando della pasta al silicone per garantire una resistenza termica più bassa possibile. Inoltre, per quanto riguarda i transistor T2 e T3, questi devono essere previste le miche isolanti, in quanto il contenitore metallico di questi dispositivi è elettricamente connesso con il collettore. Una volta realizzati i collegamenti tra questi elementi non resta che montare il potenziometro, lo strumentino e le boccole d'entrata sul frontalino del contenitore e collegare il tutto al resto del circuito.
Una volta portata a termine la realizzazione di questo semplice strumento si potrà disporre in ogni momento di un efficace "carico fittizio" per mettere alla prova qualsiasi dispositivo di potenza: dall'alimentatore del Pc al booster per l'autoradio, senza dover munirsi di pesanti ed ingombranti resistori convenzionali.

venerdì 15 agosto 2008

Cavo collegamento PC via LPT

Riporto lo schema per la costruzione di un cavo di collegamento PC tramite porta parallela LPT. So bene che ormai questo tipo di periferiche sono retaggio di un'epoca lontana e che attualmente si trovano sempre meno computer che dispongono della "Centronics", ma qualche tempo fa mi si è presentata la necessità di trasferire dati tra due vecchie macchine e questo cavetto mi ha facilitato molto quest'operazione. Per quanto riguarda il software di comunicazione si possono utilizzare tutti quei programmi che gestiscono una connessione diretta via cavo, come il famoso LapLink o i driver di accesso remoto di Windows.
Ecco quindi di seguito lo schemetto: il materiale necessario per la realizzazione sono due connettori DB25 maschi completi di calotte e un paio di metri di cavo a 12 conduttori.

giovedì 14 agosto 2008

Paper Model - Capaso T.I.R.

Oggi ho realizzato questo simpatico camioncino di carta che mi è stato gentilmente regalato da domatine.com, sito italiano molto interessante dove si possono trovare molti modelli scaricabili gratuitamente. Un grazie all'autore e un invito agli appassionati di modellismo cartaceo a visitare il sito.




domenica 10 agosto 2008

Rapporti con le banche


Volevo segnalare questa bella iniziativa da parte di Adusbef, che ci aiuta a capire meglio i meccanismi bancari e ci fornisce un modo per migliorare i nostri rapporti con gli istituti di credito, preservandoci da spiacevoli "sorprese". Riporto le motivazioni che stanno alla base dell'iniziativa e i links per scaricare un libro completo sull'argomento.
Buona lettura.

E' noto che le banche non sono molto interessate a far conoscere alla clientela l'uso migliore ed efficace dei prodotti e dei servizi del credito. L'ignoranza in cui è lasciato il correntista è - disgraziatamente - congeniale alla conduzione di un rapporto sbilanciato a favore delle aziende di credito. Fa comunque riflettere il fatto che aziende fornitrici di servizi siano così poco interessate a far usare in maniera la più economica possibile i prodotti ed i servizi erogati secondo standard di efficienza e qualità. Dopo la metà degli anni '90, Adusbef ha rilevato una veloce decadenza nell' assistenza di sportello: non solo i depositanti e gli utenti (fornitori della materia prima trattata dalla banche), ma anche gli stessi operatori economici sono tenuti all' oscuro delle caratteristiche, ad esempio, dell'affidamento del conto, dei servizi di supporto all'esportazione o, più semplicemente, all'attività commerciale. Vista la situazione richiamata, il sistema bancario si è sviluppato in maniera autoreferenziale, tenendo in scarsa considerazione le esigenze della clientela (singoli utenti o aziende private o pubbliche). In particolare il piccolo correntista è sempre stato considerato come ultima ruota del carro, un limone da spremere, mentre dovrebbe essere considerato il primo finanziatore del sistema. Questa anomalia è particolarmente sconcertante per un settore che non produce beni, ma servizi, e le cui aziende continuano ad essere sul mercato perché altri soggetti sono disposti a remunerare i servizi da loro offerti e da questi utilizzati.
Viste le caratteristiche non proprio avanzate, il provincialissimo sistema bancario italiano ha imposto e tende ad imporre prodotti omogenei, di qualità scadente, mai all'avanguardia, di costo particolarmente elevato; nei fatti, in regime di monopolio. Per decenni il cliente non è stato in grado di scegliere soluzioni alternative: le norme uniformemente vessatorie, i costi praticamente identici, le dimensioni aziendali "suggerite" dalla Banca d'Italia, accettate dagli istituti di credito in cambio di "comprensioni" più o meno professionali, hanno fatto crescere un sistema creditizio nazionale più da sopportare che in grado di favorire il sistema economico; senza prodotti innovativi e respiro asfittico; con gli oltre trecentomila addetti che, ancora oggi, hanno l'atteggiamento tipico di chi elargisce i suoi servizi e per questo deve essere ringraziato.Una tale posizione di vantaggio dell'offerta nei confronti della domanda (praticamente obbligata) ha permesso alle aziende creditizie l'adozione di politiche di bilancio impostaste esclusivamente sul controllo del differenziale "tasso passivo - tasso attivo" e sull'aumento dei costi dei singoli servizi, a copertura di erogazioni ed impieghi decisi, troppo spesso, "per meriti speciali".
Il progetto, mirato alla divulgazione delle caratteristiche fondamentali dei servizi del credito, ha l'obbiettivo di mettere in grado la clientela bancaria di "trattare", in agenzia, i propri interessi attraverso una maggiore e meglio circostanziata conoscenza degli strumenti offerti dalle banche ed utilizzati dai correntisti. L'obbiettivo finale è, quindi, quello di riequilibrare un rapporto impari, attraverso la individuazione delle situazioni di ombra nei contratti cliente/banca.

sabato 9 agosto 2008

Pronti contro termine

Si definiscono comunemente operazioni "pronti contro termine" quelle operazioni nelle quali una parte vende ad un'altra una certa quantità di titoli o valori (c.d. operazione a pronti) con contemporaneo riacquisto della stessa quantità ad un termine prestabilito (c.d. operazione a termine).
L'art. 1, c. 5, D.Lgs 435/97, recante disposizioni in materia di tasse sui contratti di borsa, definisce "pronti contro termine" quei contratti "che configurano un'operazione a pronti ed una contrapposta operazione a termine, posti in essere sotto la stessa data, nei confronti della medesima controparte, sugli stessi titoli o valori e per pari imposto nominale".
In tali operazioni, normalmente, il venditore a pronti e acquirente a termine è una banca, mentre l'acquirente a pronti e venditore a termine è un cliente della banca.
Il tasso dell'operazione può essere inferiore o superiore a tasso d'interesse del titolo scambiato. In questi casi viene riconosciuto un differenziale sul prezzo secco a termine.

giovedì 7 agosto 2008

Appunti di informatica: Classi in C++


Scartabellando nei mie archivi ho ritrovato una serie di vecchi appunti di programmazione in C++ riguardanti l'implementazione di alcune classi e strutture dati fondamentali, quali:

- Alberi Binari
- Alberi Binari di ricerca
- Pile e Code
- Insiemi Numerici
- Grafi
- Heap

affrontate durante i corsi all' Istituto Tecnico e all' Università. Spero possano essere d'aiuto a qualcuno.

mercoledì 6 agosto 2008

Paper Model - Gaiking

Finalmente sono riuscito realizzare il paper model del Gaiking (Gaiking Tactical System), l'arma vincente del famoso cartone anni '70 Il Drago Spaziale (Toei Animation 1976). I primi tentativi di costruzione risalgono a quasi 3 anni fa, ma solo in questi giorni mi sono messo d'impegno e sono arrivato al termine della realizzazione. Il progetto lo avevo reperito durante una delle mie scorribande tra i siti nipponici e koreani che trattano paper models, ma ero in possesso dei soli pezzi sviluppati e di scarse istruzioni. Come al solito le dimensioni mi sembravano un po' modeste e quindi via con il riscalamento del tutto. Inoltre ho voluto realizzare un modello il più possibile aderente all'originale televisivo e ho dovuto perciò modificare la colorazione di vari pezzi che probabilmente rispecchiavano la livrea di una versione più recente. Un dettaglio interessante è la totale assenza di texture: infatti ho raggruppato tutti i pezzi dello stesso colore e li ho stampati su dei cartoncini colorati A4 con la mia modesta stampante laser b/n, la stessa tecnica adottata anche per la realizzazione del Daitarn III.









lunedì 4 agosto 2008

Le Antenne Yagi-Uda

Viste le numerose richieste che mi pervengono da vari amici appassionati di radiantistica pubblico nel blog un vecchio articolo che ho scritto riguardo le strutture radianti Yagi-Uda.

Introduzione

Questo articoletto è volto a fornire alcune basilari informazioni sulle antenne di tipo Yagi-Uda, sia di carattere teorico che di carattere costruttivo. Queste antenne sono classificate come schiere ad elementi parassiti ed una prima descrizione scientifica del loro funzionamento è dovuta ai due ricercatori dai quali hanno ereditato il nome. Di seguito verranno fornite alcune fondamentali definizioni e i risultati più significativi relativi a questa particolare configurazione di schiere.

Definizioni

Una schiera di antenne si definisce attiva quando tutti i suoi elementi sono alimentati direttamente, ad esempio tramite delle linee di trasmissione. Viceversa, una schiera si dice passiva quando non tutte le antenne che la compongono sono alimentate direttamente: tipicamente vi è un solo elemento attivo (driven element), mentre i rimanenti elementi radianti operano in modo parassita.Effetti di prossimità – Mutua impedenza
Gli elementi radianti parassiti posti nelle immediate vicinanze dell’elemento attivo, vengono eccitati dall’effetto di accoppiamento dovuto alla mutua impedenza che ogni elemento presenta con l’elemento attivo. Se si considerano due dipoli in mezz’onda posti ad una data distanza d, e supponendo di alimentarli rispettivamente con delle tensioni V1 e V2, la distribuzione delle correnti e le tensioni di alimentazione sono legate dalle relazioni:

Questo sistema mette in evidenza il fatto che la tensione ai morsetti di ciascuna antenna è legata non solo alla distribuzione di corrente nell’antenna stessa, ma anche alla distribuzione di corrente nell’antenna posta nelle vicinanze, confermando un effetto di “accoppiamento” tra i due elementi, rappresentato dai parametri Z12 e Z21, che descrivono rispettivamente l’effetto dell’antenna 1 sull’antenna 2 e viceversa. Tali parametri prendono il nome di impedenze mutue, le quali hanno espressione analitica seguente:

Andando ad integrare numericamente tale espressione è possibile stimare gli andamenti della parte reale ed immaginaria della impedenza mutua in funzione della distanza elettrica (d/l) alla quale sono posti i dipoli:

Come si può vedere l’entità dell’accoppiamento assume valori significativi per distanze minori di l/4, mentre per distanze maggiori gli effetti di mutua interazione sono modesti: si parla quindi di effetto di prossimità, intendendo con la parola “prossimità” distanze inferiori a l/4. Il ragionamento condotto per una coppia di dipoli può essere esteso a strutture più complesse come ad esempio un insieme di N antenne:
Si consideri ancora il semplice caso in cui si hanno solamente due elementi vicini, ma questa volta uno solo viene alimentato. Tale struttura è descritta dal seguente sistema:

e risolvendo si trova:

Questo mostra dunque che esiste comunque una corrente nell’antenna 1, pur non essendo quest’ ultima alimentata direttamente e tale corrente è dovuta, come detto, all’ accoppiamento Z12; in assenza di accoppiamento (Z12=0) la corrente indotta sull’antenna 1 sarebbe nulla. E’ allora evidente che è possibile dosare opportunamente i valori di autoimpedenze (Z11, Z22) e mutue impedenze al fine di ottenere le desiderate distribuzioni di corrente e di conseguenza i diagrammi di radiazione richiesti. Nel semplice caso in esame il fattore complesso di composizione sarà:

Imponendo:

L’andamento del modulo del fattore complesso di composizione risulta dal tipo:


Risulta evidente che i massimi del fattore di composizione si hanno in corrispondenza di:

In questo modo si ottiene il massimo dell’intensità di radiazione in corrispondenza delle x positive: si dice allora che l’elemento non alimentato si comporta da riflettore, in quanto impone che la direzione del lobo principale sia opposta a alla sua posizione rispetto a quella dell’elemento attivo. Si potrebbe inoltre richiedere una retro-irradiazione nulla, il che si ottiene imponendo che il fattore di composizione si annulli in corrispondenza di un angolo pari a 180°:

Facendo riferimento al precedente grafico dell’andamento del fattore F si vede che questo si annulla in corrispondenza delle condizioni seguenti:

Aggiungendo la condizione vista precedentemente per avere un riflettore, si perviene, una volta impostata la lunghezza d'onda l, ad un sistema di tre equazioni in tre incognite, e quindi risulta possibile un dimensionamento, almeno in via teorica. Tuttavia, in generale non è facile ottenere effettivamente la condizione Z=1 (ossia modulo unitario del rapporto Z11=Z12); nella pratica si riesce ad ottenere Z prossimo all'unità, per cui la retro-irradiazione, per quanto piccola, non si può eliminare.
Per quanto riguarda i valori delle impedenze coinvolte è possibile fare le seguenti considerazioni:

- La fase di Z11 può essere regolata variando la lunghezza dell'antenna l: quando l'antenna è più corta della lunghezza di risonanza, Z11 ha una reattanza di natura capacitiva, mentre in caso contrario la reattanza è induttiva.

- L'impedenza mutua Z12 dipende dalla distanza d tra le due antenne: nella pratica si è trovato che, per ottenere le migliori prestazioni, il riflettore deve essere più lungo della sua lunghezza di risonanza e la distanza dall' antenna alimentata deve essere intorno a 0.15l.

Questo tipo di aggiustamento dei parametri viene detto tuning degli elementi e si effettua principalmente per via sperimentale, data la difficoltà di uno studio analitico esatto delle auto e mutue impedenze.Alla luce di quanto detto, quando l'elemento parassita viene realizzato pi corto della sua lunghezza di risonanza, esso si comporta come un direttore (director), nel senso che è possibile far coincidere il massimo di radiazione nella stessa direzione nella quale è posto rispetto all' elemento attivo.

Realizzazioni pratiche

Ok, basta con la teoria, vediamo ora due esempi di realizzazione: il primo propone la costruzione di una antenna a 3 elementi , mentre il secondo riguarda una antenna a 5 elementi.I dati riportati sono normalizzati alla lunghezza d'onda alla quale si fa lavorare l'antenna.

Yagi a 3 elementi
Questa antenna presenta una impedenza di 33+j7.5ohm (34ohm) ed ha un guadagno di circa 6-7dB. I conduttori utilizzati hanno uno spessore di circa 0.0036l e possono essere realizzati in alluminio o ottone.



Yagi a 5 elementi
Questa antenna presenta una impedenza di circa 50ohm ed ha un guadagno di circa 9-10dB. Anche in questo caso i conduttori hanno uno spessore di circa 0.0036l (tale valore non è particolarmente critico) e possono essere realizzati in alluminio o ottone. Dato il valore di impedenza questa antenna può essere direttamente collegata al ricetrasmettitore direttamente con del cavo RG58 o simili.


venerdì 1 agosto 2008

Enrico Nassi - La massoneria in Italia [2004]


Attraverso l'oscuro fascino dei riti e delle iniziazioni su filo della spada fiammeggiante, Enrico Nassi ricostruisce i duecentocinquant'anni di vita della massoneria moderna, un'associazione segreta che copre come una ragnatela cinque sesti del mondo. Un profilo storico particolarmente documentato, specie per quanto riguarda l'Italia, dove i vertici delle Logge sono spesso degenerati in occulti centri di potere. Una storia a volte con effetti positivi (ad esempio durante il Risorgimento), ma talora negativi per il paese, com'è accaduto con la Loggia P2 di Licio Gelli: la centrale d'affari e di trame politiche su cui ha indagato il Parlamento e che è ancora d'attualità nelle indagini sui "misteri italiani". L'incessante processo di scissione fra spiritualità esoterica e interessi profani offre un'originale chiave di lettura di una comunità che in Italia vanta ancora trentamila affiliati.

La massoneria in Italia. Storia e segreti (Misteri della storia)
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