IL PAVONE

La costruzione della parte elettronica è iniziata riesumando un progetto che avevo realizzato in seconda media (2019) per riutilizzare alcuni componenti su R2D2.

Si tratta di una macchinina telecomandata gestita da arduino, una scheda programmabile, e un circuito chiamato “motor driver”. Quest’ultimo serve perchè Arduino può inviare solo impulsi con un basso amperaggio e non è in grado di soddisfare la richiesta energetica dei motori collegati, quindi si utilizza una scheda che amplifica i segnali di arduino prendendo potenza direttamente dalla batteria.

Inoltre ho utilizzato un circuito bluetooth che permette di pilotare la macchinina da remoto. 

Elettronica base di R2D2

Scelta della fonte di energia 

Partiamo dalla formula della potenza elettrica:

                        P=V*I,

dove: P potenza elettrica (Watt), V differenza di potenziale elettrico (Volt) e I corrente elettrica (Ampere), ossia il flusso di elettroni che attraversano la sezione di un conduttore; questo flusso dipende dalla richiesta energetica di un circuito. Ad esempio se si connette una lampadina ad una batteria o se si connette un motore alla stessa batteria, gli assorbimenti (quindi gli Ampere) saranno diversi, perché questi due dispositivi necessitano di quantità di energia diverse per funzionare.   

Ho fatto alcune misurazioni degli assorbimenti della macchina collegando tutti i circuiti ad un alimentatore (generatore di corrente continua). Regolando la tensione di alimentazione a 12V, si legge sul display del generatore che la corrente assorbita si aggira intorno ai 2 A. Però r2d2 non ha solo 4 motori per muoversi, ma possiede anche 3 servomotori per la rotazione della testa e trasformarsi da due a tre piedi. Inoltre ho dovuto considerare l’assorbimento dei diversi led presenti sulla testa e delle  altre apparecchiature che, in futuro, ho intenzione di inserire. Quindi il consumo ipotetico è di circa 3 A. Per trovare la potenza che deve avere la batteria ho sostituito i dati nella formula della potenza elettrica:

P(Watt)=V(Volt)*I(Ampere)=> P=12V*3A= 36W

Ho tentato di utilizzare una powerbank per cellulari da 50W usando un elevatore di tensione (la batteria eroga 5V mentre r2 funziona a  12V) ma si è bruciato. 

Le batterie da computer portatile sembravano una strada promettente. Avevo smontato un pacco da 36W precisi ma è sorto un problema: mentre la batteria si scaricava la tensione diminuiva drasticamente portando arduino sottotensione. In altre parole quando i motori, pilotati da arduino, giravano, assorbivano tanta corrente da provocare una caduta di tensione generale del circuito “soffocando” arduino stesso, che si resettava in continuazione bloccando i motori.

La soluzione a questo inconveniente l’ho trovata sotto l’albero di natale. Mi è stato regalato un pacco batterie al litio da 62.5W,  dotato di un “circuito di protezione di carica e scarica” per evitare cortocircuiti e surriscaldamenti.

Un grave difetto delle batterie al litio, anche utilizzate per cellulari, computer e macchine elettriche, è che sono “avide” di corrente, ossia assorbono tutta l’energia messa a disposizione per la ricarica fino addirittura ad esplodere. Allo stesso modo, se avviene un cortocircuito (ossia quando i due poli della batteria entrano in contatto senza nessun carico collegato) tutta l’energia accumulata scorre in pochi istanti generando calore e in alcuni casi anche incendi. Il circuito di protezione che ho prima menzionato serve proprio ad evitare questi gravi problemi.

Come nel film, la batteria sarà collocata nel piede.