Progetta l’elettronica e vieni con noi in California!

Questa iniziativa è nata quasi per caso un paio di settimane fa quando Gabriele, il nostro esperto di meccanica, CNC e 3D (che, tra l’altro, ha seguito il progetto Aussie), dopo due mesi di lavoro ha terminato la realizzazione della piattaforma meccanica di un veicolo personale ispirato al noto Segway, un veicolo elettrico per muoversi agilmente e velocemente all’interno di aeroporti, stazioni ferroviarie, grandi impianti industriali; un veicolo che occupa pochissimo spazio e che consente al nostro corpo di “dotarsi” di ruote.

Il Segway, frutto dell’ingegno di Dean Kamen, così come la nostra versione che abbiamo chiamato OpenWheels, viene comandato dai  movimenti del corpo: spostando il peso in avanti sulla pedana il veicolo inizia ad avanzare, spostandosi di lato o inclinando leggermente il manubrio il veicolo cambia direzione. Richiamando il manubrio e spostando il corpo all’indietro il veicolo si arresta (non sono previsti freni).

Il sistema resta automaticamente in equilibrio sia da fermo che in movimento. In pratica – semplificando – una piattaforma inerziale rileva l’inclinazione della pedana ed un potenziometro controlla la posizione del manubrio; questi dati sono inviati ad un microcontrollore che pilota due driver di potenza che controllano il movimento delle ruote.

L’idea di realizzare questa piattaforma a “grandezza naturale” è partita da un nostro collaboratore (l’Ing. Segatello) che aveva già realizzato in passato un modello in miniatura il cui progetto era stato presentato sul numero 136 (Aprile 2009):

Progetto scaricabile gratuitamente qui e che contiene anche alcune informazioni di carattere generale sul funzionamento di questi dispositivi, utili a quanti vorranno partecipare alla nostra iniziativa. Del progetto presentato nel 2009 abbiamo anche realizzato un simpatico video:

[youtube ngv_De2ISdg]

A questo punto ci siamo posti il problema di come procedere: in maniera tradizionale (affidando la progettazione al nostro Ufficio Tecnico o ad un collaboratore esterno) oppure coinvolgendo in qualche modo anche i lettori.

Abbiamo optato per questa seconda soluzione anche perché lo scopo di questo progetto non è solo quello di “replicare” un Segway ma anche quello di trovare applicazioni alternative  e innovative per questo mezzo. E quando si tratta di fantasia, ingegno, inventiva e (perché no?) anche di cose un po’ pazze e fuori dagli schemi, più menti pensanti vengono coinvolte e meglio è.

IL CONTEST

Abbiamo dunque deciso di chiedere a tutti voi di darci un a mano in questa iniziativa per cercare di realizzare l’elettronica di controllo più semplice e più funzionale ma anche e soprattutto di per immaginare nuove applicazioni per questo mezzo, anche molto diverse da quelle tradizionali (trasporto di persone), applicazioni  come veicolo autonomo o come assistente personale.
Ad esempio, qualcuno sta già utilizzando questi mezzi come camerieri autonomi in hotel e ristoranti: ecco, sono proprio queste le ”applicazioni innovative“ che stiamo cercando.
Ma oltre alla fantasia bisogna avere anche la capacità di mettere in pratica le idee; per questo motivo le persone che ci proporranno nuove applicazioni dovranno anche essere in grado di realizzarle. Certo, noi ci impegniamo a fornire il materiale necessario ed una piattaforma OpenWheels per effettuare le prove, ma chi si propone dovrà avere le capacità, la voglia e la tenacia di portare a termine il progetto.

Per questo motivo abbiamo pensato di effettuare una pre-selezione chiedendo a quanti intendono partecipare alla nostra iniziativa di inviarci:

a) un breve curriculum con la descrizione delle vostre competenze e capacità. Non è necessario essere ingegneri, è sufficiente che abbiate progettato e realizzato, anche per hobby, qualche apparecchiatura elettronica di un certo “peso”, possibilmente in questo settore (veicoli elettrici, controlli di potenza, eccetera);
b) un progetto quanto più possibile dettagliato che dimostri a noi ed agli altri lettori le vostre capacità;
c) una descrizione del sistema di controllo che vorreste utilizzare  per l’elettronica del nostro OpenWheels. Anche in questo caso, più dettagliata sarà la descrizione e più elevate saranno le vostre chances;
d) una o più idee per applicazioni innovative di questo veicolo.

Queste informazioni verranno presentate sul blog della rivista e sottoposte al giudizio dei lettori.
Ai tre candidati che avranno ottenuto il maggior numero di consensi forniremo, nel caso, anche il materiale necessario per realizzare l’elettronica del progetto OpenWheels.
A chi dei tre riuscirà a realizzare nel più breve tempo possibile l’elettronica di controllo (che ovviamente dovrà essere perfettamente funzionante) forniremo una piattaforma OpenWheels con la quale realizzare il prototipo definitivo.
Schemi, firmware e dettagli di progetto dovranno in ogni caso essere liberamente disponibili e scaricabili da parte di chiunque.
Maggiori dettagli sono disponibili alla pagina www.elettronicain.it/openwheels

Per partecipare a questa iniziativa inviateci un file zip contenenti le informazioni previste nei punti a) b) c) d) all’indirizzo di posta elettronica:
redazione[at]elettronicain[dot]it

IL PREMIO

Anche se la soddisfazione di riuscire a realizzare un progetto come questo potrebbe, insieme alla notorietà che ne deriva, bastare a molti, abbiamo ritenuto giusto premiare il vincitore con qualcos’altro, con qualcosa di veramente …speciale.
Pensa che ti ripensa, ecco l’idea: perché non offrire al nostro vincitore, a questo maker2.0, un viaggio nel paradiso dei makers?
Ovvero un viaggio in California in occasione del prossimo Maker Faire, a San Mateo, dove questa iniziativa è nata e si è diffusa in pochi anni in tutto il mondo (… tra poco anche in Italia).

San Mateo è un piccola cittadina della Bay Area, la zona a sud di San Francisco che comprende anche la Silicon Valley, Santa Clara, Cupertino, San Jose, Sunnyvale, Mountain View, Palo Alto e tante altre località dove hanno sede le più importanti aziende di high-tech del mondo (Apple, Google, HP, Intel, Facebook, Cisco, eBay, Maxim, National Semiconductor, Nvidia, Oracle, Yahoo!, solo per citane alcune) e alcune famosissime Università (Berkeley, Stanford, ecc).

Luoghi che solo a pronunciarne il nome ispirano… innovazione.
Ma anche territori dove la natura è protetta con cura, come le aree della Contea di Sonoma o dove le tradizioni agricole dei coloni europei hanno trovato nuova linfa come l’area della Napa Valley famosa per i suoi vini.
Dunque una visita il fine settimana del 19 e 20 maggio alla prossima edizione del Maker Faire e, se possibile, l’opportunità di presentare il progetto tra quelli esposti e di muoversi tra i padiglioni e le varie aree espositive.
Ma anche una visita alla citta di San Francisco, un tour in auto nella Silicon Valley, una capatina a vedere i leoni marini a Monterey, qualche acquisto di vino nella Napa Valley e una visita all’outlet di Gilroy (… la Levi’s ha sede proprio qui). Insomma tutto quanto si riuscirà a fare partendo da Milano il 17 maggio e prendendo il volo di ritorno il 22.

Abbiamo realizzato un video nel quale presentiamo la nostra iniziativa. Gli spezzoni che si riferiscono al Maker Faire sono stati girati da me e da Boris nel viaggio che abbiamo fatto in California nel 2010 proprio per prendere parte al Maker Faire di quell’anno (vedi articolo sul fascicolo 148 scaricabile qui).
Di questa manifestazione e dei cloni che stanno nascendo un po’ dappertutto ci sarebbe molto da dire ma siccome questo post sta diventando veramente troppo lungo ne parleremo un’altra volta.
Ecco dunque il video di presentazione.

[youtube L-r6K4MH5pg]

La piattaforma OpenWheels

Di seguito sono riportate le informazioni relative alla piattaforma da noi messa a punto.
Il veicolo viene alimentato con due batterie da 12 V – 20 Ah del tipo a scarica profonda (deep-discharge), specifiche per veicoli azionati elettricamente; nel nostro caso abbiamo previsto l’impiego di due batterie mod. EVX122000 prodotte dalla taiwanese CSB. Le batterie vanno collegate in serie in quanto i due motori (uno per ruota) prevedono una tensione nominale di 24 volt. Per i motori la scelta è caduta sul modello MY1016 della cinese OLBO, prodotto che abbiamo avuto modo di utilizzare in altre applicazioni e che offre un ottimo rapporto prezzo/prestazioni. Ciascun motore presenta una potenza di 250 watt e necessita di una tensione di alimentazione di 24 volt. Il moto viene trasmesso mediante una catena dal pignoncino ad 11 denti del motore alla corona a 68 denti fissata alla ruota.

Ciascuna ruota monta un pneumatico 120/70-12 che presenta un diametro di 48 centimetri.
Le due batterie e i due motori sono fissati sotto la pedana del veicolo, pedana che presenta una dimensione di 424 x 440 millimetri; l’altezza della pedana è di circa 15 centimetri mentre la distanza minima dal suolo di batterie e motori è di circa 7-8 centimetri.
Il manubrio, che presenta un’altezza di circa 92 centimetri dal suolo, aziona – come si vede nei filmati – un  potenziometro da 10 kohm (o altro valore, non ha importanza) il quale viene utilizzato dalla sezione elettronica di controllo per indirizzare il veicolo.

Questi dati dovrebbero essere sufficienti, pur senza disporre della piattaforma fisica, per progettare l’elettronica di controllo che dovrebbe comprendere come minimo: 1) un caricabatterie; 2) una piattaforma inerziale; 3) un sistema di controllo a microcontrollore con relativo firmware; 4) due driver di potenza per l’azionamento dei motori.
Abbiamo realizzato un secondo video nel quale si vede meglio la piattaforma e che speriamo possa essere utile a quanti vorranno partecipare alla nostra iniziativa:

[youtube 0KDRMRK4AKE]

Che dire: fatevi sotto, non lasciateci soli nel prossimo viaggio in California.
Potrete anche formare dei gruppi di lavoro, se insegnate a scuola potrete partecipare come classe o come Istituto (anche se uno solo potrà andare in California). Insomma aspettiamo i vostri progetti e le vostre idee.
Per qualsiasi ulteriore informazione su questa iniziativa contattateci su questo blog, via mail o tramite Facebook.