Horror Vacui Meccano

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Horror vacui è il robot che ho presentato allo stand del GAMM alla Fiera del modellismo di Novegro del 2008. Non e’ una idea mia, ma una rivisitazione di un progetto trovato su Internet e riassemblato in simil-Meccano.

Il Meccano, gioco per eccellenza di quando ero bambino, è ora diventato un ambito oggetto di collezione e non ha più la popolarità di una volta tra i bambini di oggi sempre più avvezi alle tecnologie elettroniche avanzate. E’ quindi diventato un hobby di un certo  costo e di un certo impegno nella ricerca dei pezzi che lo compongono, per chi vuole cimentarsi con una meccanica seria.

Fortunatamente pero’ esistono anche scatole un po’ piu’ economiche di “simil-meccano” e con una di queste ho costruito lo chassis, abbastanza rozzo nell’esecuzione ma funzionale al suo scopo. E’ formato da una piastra 5×9 (fori) con sotto montati due motori serie GM della solarbotics e sopra il pacco batterie che puo’ ospitare quattro accumulatori al Nichel Cadmio per una tensione totale di 4.8V o quattro batterie alcaline per una tensione totale di 6V. E’ consigliato l’uso degli accumulatori così da avere un robot “più riflessivo” quando affronta il vuoto.

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Horror Vacui

Davanti al modello escono due antenne su cui sono montati i sensori ottici tipo QRD1114 ed al centro c’e’ il “cervello” del robot fatto con due “neuroni” a transistor i quali pilotano altrettanti rele’ miniatura.

I sensori ottici sono formati da un diodo emettitore a luce infrarossa e da un fototransistor appaiati e rivolti nello stesso verso. Se avvicinati ad una superficie riflettente, la luce infrarossa viene riflessa verso il fototransistor che cambia la sua resistenza interna da infinita a quasi nulla.

Lo scopo del robot e’ quello di camminare su di un tavolo senza cadere mai pena la morte o menomazioni gravi ed il principio di funzionamento e’ il seguente:

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Vista dal basso

I due sensori rivolti verso il basso “vedono” la luce emessa dai fotodiodi per via della superficie chiara e come risultato il fototransistor che lo compone tiene a massa il condensatore elettrolitico tenendolo scarico o scaricandolo se carico. Il transistor NPN avendo la base a potenziale di massa, non conduce lasciando il rele’ diseccitato. Questo alimenta il motore corrispondente facendo camminare dritto il robot.

Se il sensore non vede piu’ la superficie del tavolo, il fototransistor apre facendo caricare il condensatore elettrolitico attraverso la resistenza da 10K ed il diodo in parallelo alla R da 1Mohm. A questo punto il transistor essendo polarizzato direttamente, conduce facendo eccitare il rele’ che interrompera’ la corrente al motore facendolo fermare.

Ogni sensore ottico comanda il motore opposto, quindi se l’antenna destra esce dal tavolo, si fermera’ il motore sinistro facendo virare il robot in senso antiorario riconducendolo dentro il perimetro del tavolo. I due sensori vedranno entrambi la superficie del tavolo e faranno marciare il robot ancora con moto rettilineo.

Il parallelo tra diodo e R da 1Mohm serve a far caricare velocemente il condensatore ed a farlo scaricare lentamente.

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Vista dell’elettronica

I componenti non sono critici:

per il transistor va bene qualsiasi NPN ad alto guadagno come un BC108C, BC109C, BC550C e cosi’ via.

Il condensatore elettrolitico varia da 100 a 200 microfarad da trovare per tentativi e la sua capacita’ deve essere inversamente proporzionale alla tensione di alimentazione.

Il sensore ottico e’ un QRD1114 ma puo’ essere anche un QRB che ha un package piu’ grande.

Qui sotto possiamo vedere lo schema elettrico di una delle due sezioni uguali ed una vista posteriore della realizzazione. Se durante il collaudo il robot dovesse tentare il suicidio buttandosi di sotto, invertite i collegamenti ai motori.

Schema elettrico horror Vacui
Schema elettrico

 

Vista posteriore
Vista posteriore