HAMMR: montiamo la sensoristica (art.4/5) | Armi e Strumenti

HAMMR: montiamo la sensoristica (art.4/5)


Con il rest per pistola, oggetto della nostra accuratizzazione ed elaborazione, vorremmo effettuare, oltre alle classiche prove di rosata, delle valutazioni tese alla stima qualitativa dell’energia di rinculo del munizionamento. Per far questo è necessario dotare il rest di una sensoristica adeguata la cui integrazione non debba comportare modifiche pesanti alla meccanica del rest stesso.

A questo proposito si è pensato all’accoppiata di un accelerometro con un trasduttore rettilineo di posizione. Preferiamo il doppio trasduttore, avendo già effettuato delle prove con il solo accelerometro applicato alla pistola che, probabilmente per la bassa ripetibilità determinata dal mantenimento manuale dell’arma in posizione, dava luogo a valutazioni incongruenti ed aleatorie. Per ridurre i tempi di indagine, reputando a priori come non totalmente affidabile l’accelerometro, anche se adesso le condizioni di lavoro sono certamente più controllate, effettueremo contemporaneamente delle stime basate anche sul livello di allungamento della molla idraulica.

L’accelerometro
Come detto, il primo trasduttore che verrà applicato al braccio oscillante del rest, sarà un accelerometro.

Board accelerometro

 

L’accelerometro misurerà il cambiamento della velocità nei tre assi, del braccio oscillante. Speriamo che tale strumento ci permetta di valutare le differenti energie di rinculo subite dall’arma.

struttura accelerometro

Gli accelerometri moderni, contrariamente ai vecchi ed ingombranti sistemi elettromeccanici, sono sistemi monolitici realizzati interamente su silicio. Accelerometro - componente finito Mutuando i processi di fotolitografia impiegati nella produzione di chip elettronici, si riescono a realizzare microstrutture elettromeccaniche. Tale tecnologia, ormai consolidata, viene identificate dall’acronimo MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems). In linea molto generale un accelerometro moderno contiene delle microstrutture meccaniche su silicio, configurate in modo da subire deformazione se sottoposte ad accelerazione su di un particolare asse, deformazione che determina delle variazioni elettriche (tipicamente capacitive) poi opportunamente amplificate e trasdotte. struttura accelerometro Possiamo pensare tali sistemi come delle lamelle fisse interdigitate con altre mobili tutte orientate perpendicolarmente all’asse di rilevazione. A causa della loro massa le lamelle mobili subiscono una flessione riconducibile all’accelerazione a cui sono sottoposte. Nei trasduttori che integrano la rilevazione accelerometrica per più assi, queste strutture interdigitate sono distinte in gruppi o pacchetti ortogonali, uno per asse. Per il nostro rest useremo un accelerometro a tre assi con elaborazione interna del segnale ed uscita digitale. I dati verranno visualizzati, attraverso un software opportuno, direttamente su PC. Tale sistema è acquistabile in rete come kit dimostrativo.

struttura accelerometro

 

Il trasduttore rettilineo di posizione

Il secondo rilevatore da applicare al rest è un trasduttore rettilineo di posizione. In alternativa all’accelerometro, ci permetterà di valutare una minore o maggiore deformazione della molla idraulica, quindi la variabilità della forza applicata al braccio oscillante del rest.

trasduttori PZ34

Il trasduttore utilizzato è di tipo potenziometrico, ossia una resistenza sulla quale si muove un contatto a cursore che intercetta una porzione del valore resistivo totale. In altri termini, il valore della resistenza individuata dal cursore sarà proporzionale all’estensione dello stelo del trasduttore. Il modello da noi utilizzato ha una corsa elettrica di circa 50mm e verrà montato parallelamente alla molla idraulica. Sul potenziometro forzeremo una corrente di 2.5mA che si tradurrà in una sensibilità pari a circa 100mV per millimetro. La tensione d’uscita del trasduttore verrà poi visualizzata in ampiezza e dinamica attraverso un oscilloscopio per PC. Il circuito utilizzato per il forzamento di corrente lo trovate a seguire:

forzamento di corrente x trasduttore

 

L’applicazione al rest

Il montaggio del trasduttore di posizione è stato effettuato inserendolo il più parallelamente possibile alla molla idraulica. Gli estremi del trasduttore sono stati fissati, da un lato, prolungando il perno di fissaggio della molla idraulica, dall’altro, creando un’apposita staffa che sfrutta le viti di ancoraggio del cavo di leveraggio.

staffa trasduttore

Dopo aver regolata la lunghezza iniziale del trasduttore, agendo sulle apposite testine meccaniche, si è connesso il circuito di forzamento sopra descritto, sigillato in un manicotto plastico da 20mm.

posizione trasduttore potenziometrico

L’accelerometro è stato invece semplicemente incollato con biadesivo sopra una delle piastre del grip.

posizione accelerometro

I sensori sono pronti ad essere connessi mediante cavo USB (accelerometro) e coassiale BNC (potenziometro) al sistema di rilevazione costituito da un PC e da una scheda di acquisizione (PC based oscilloscope).

 

La prova di funzionamento

Ecco una schermata con la visualizzazione tipica dei segnali. A seguire, l’uscita del trasduttore di posizione e più in basso quella dell’accelerometro :

videata trasduttore posizione

videata accelerometro

Una controllata generale al rest, una verifica della trasduzione e qualche regolazione fine, ci porranno in condizioni di validare il sistema e procedere verso l’ultimo elemento mancante per la funzionalità completa: la base d’appoggio in poligono.

– Il rest pronto all’uso –

rest completo

 

 


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