L’idea
Perchè mai costruire un tachigrafo in scala? Beh, il motivo è semplice, mi piacciono sia l’elettronica che il modellismo! Come già accennato nel post delle lanterne di coda in scala 1:4, quello che secondo me rende l’hobby del model engineering davvero bello, è la possibilità di imitare il più possibile la realtà, a differenza del modellismo in scale maggiormente ridotte. Altro motivo che mi spinge al replicare anche dell’oggettistica, quasi più che i rotabili, è la possibilità di goderne sempre. Infatti, se non si è proprietari di un circuito è davvero difficile divertirsi più di una manciata di volte l’anno – nel mio caso probabilmente anche solo due o tre – con il proprio convoglio. Da qui un’esigenza di progetti che possano essere apprezzati tutto l’anno.
Il circuito
Il circuito del tachigrafo, che in realtà non registra, quindi in sonstanza è un tachimetro, si basa su una nuova serie di microcontrollori di Microchip: gli AVR DB. È stata l’occasione di provarli per la prima volta ed implementare le librerie delle periferiche interne. Ho infatti scelto l’AVR32DB32. L’altra novità che ho affrontato è stato il motore passo-passo. Sembra incredibile che non avessi mai usato uno stepper, ma in effetti non mi è mai capitato di sperimentare con robotica o simili. Il vero problema però è che serviva un motorino estremamente piccolo. Cercando un po’ in rete sono per fortuna riuscito a reperire un autoricambio usato per i tachimetri ed i contagiri. Da lì sono passato al progetto del PCB., ruscendo a disegnare lo stampato della dimensione più piccola che ponesse l’asse del motore al centro, ma a questo punto si è reso necessario un forno per la saldatura, dato che microcontrollore ed adattatore USB erano in formato VQFN.
La saldatura
Ed ecco un’altra novità: saldatura per rifusione! Così ho ordinato il forno e delle schede di prova e dopo averne saldate tre mi sono lanciato sullo stampato dei tachigrafi, partendo con il farne uno. Devo ammettere che posare così tanti componenti piccoli e molto vicini fra loro non è stato semplice, ma sicuramente molto più piacevole che passare ore al microscopio a tentare di non fare corti fra i pin. Fatto ciò ho solo dovuto saldare il led ed i connettori sul retro e si poteva passare al firmware.
Firmware
Altro scoglio: non avevo una libreria che fosse una per questo microcontrollore, ma ovviamente questo non mi ha fermato. Sono addirittura arrivato ad installare Gitea sul mio server per gestire la stesura del codice assieme ad un amico. Il principio di funzionamento è molto semplice: un timer incrementa ad intervalli periodici generati da un altro timer usato come prescaler. Un contatto collegato fra un pin del tachigrafo e massa si chiude un certo numero di volte a giro di ruota, ed ogni volta che lo fa il timer riparte e salva il valore raggiunto. Sapendo quindi in che punto del conteggio esso è ripartito, si può facilmente ricavare la velocità. In più, se non viene mai fermato e si raggiunge un overflow è logico desumere che la locomotiva sia ferma – o in moto talmente lento che non sarebbe possibile leggere il valore a display. Un’altra routine si occupa quindi della comunicazione tachimetro-PC tramite USB con un terminale per il cambio di impostazioni (come le posizioni di zero e fondo scala, diametro della ruota ecc).
Tagli laser e stampe 3D
Non resta altro che un case che sia identico ad un vero tachigrafo, vero? Quindi ho progettato una serie di pezzi a taglio laser e stampa 3D che lo imitassero perfettamente. Il bello però è stata la possibilità di provarli prima con la mia stampante 3D, per passare solo dopo al taglio laser vero e proprio.
Verniciatura
Fatto ciò bisognava dare una mano di colore al case. Da questo è nato un dubbio: di che colore era il tachigrafo originale? Marrone. Già, onestamente non è che mi facesse impazzire come colore, anche perchè sulla mia locomotiva, la R302.019, sarò costretto a vederlo dall’esterno della cabina, che è nera. Quindi ho deciso di fare così: per montarlo sulla locomotiva lo vernicio di nero, ma per quello che conservo in una vetrinetta uso il colore originale.
Ma non era mica meccanico sto tachigrafo?
Risposta breve, sì. Ma ovviamente non essendo un orologiaio non era possibile realizzare un meccanismo del genere. Il problema è che tutti gli ingranaggi erano a vista, come potete vedere:
E quindi mi è venuta un’idea, stampare questa foto – dopo aver rimosso la lancetta – ed incollarla sul quadrante del mio tachigrafo!
Link ai file del progetto del tachigrafo
Come al solito inserisco il link ai file del progetto, dxf, stl, oggetti 3D e tavole PDF. Trovate tutto nel repo qui sotto. I disegni sono realizzati con Autodesk Inventor 2024. Incluso anche il PCB realizzato con KiCad.
Link al repository con tutti i file del progetto
Risultato finale
