PRESENTAZIONE
Questo articolo descrive in dettaglio il progetto della parte hardware del controller de sistema Welcome.
Questo controller accetta segnali digitali di presenza da quattro sensori (vedi articolo ‘Welcome: sensore di presenza PIR’) e fornisce un filmato diverso, ciascuno associato ad un sensore.
Per quanto in questo articolo si illustri una specifica soluzione progettuale, nulla vieta allo sperimentatore che volesse accingersi alla sua costruzione di adottare soluzioni diverse.
Questo articolo si rivolge a lettori che abbiano una minima esperienza nella realizzazione di apparecchiature elettroniche, pertanto alcune attività, come le connessioni dell’alimentatore o lo sviluppo di un circuito stampato a partire dallo schema elettrico non sono descritte perché si suppongono appartenere alle conoscenze di base.
COMPOSIZIONE DEL CONTROLLER
- Una scatola Bocchiotti con dimensioni 24 x 19 x 9 cm circa
- Piastra di fondo in acciaio per scatola Bocchiotti, forata come da disegno
- Un alimentatore da 5 Volt, 4 Amper
- Una scheda Raspberry PI 3 o 4 corredata di MICRO-SD da 16 Gb
- Una scheda di supporto per Raspberry
- Una scheda per ingressi digitali
- Un cavetto maschio femmina HDMI, lunghezza circa 22 cm
- Quattro connettori DIN a 3 poli
- Una spia a led con resistore in serie da 2.2 kOhm
- Un connettore di rete
- Un cavo piatto a 40 conduttori corredato di due connettori femmina L = 10 cm circa
- Un cavo piatto a 16 conduttori corredato di due connettori femmina L = 3 cm circa
- Una staffa metallica per il supporto del cavetto HDMI (vedi disegno)
- Minuterie varie
DISEGNI
I disegni che seguono sono forniti a titolo indicativo perché si riferiscono ad una particolare realizzazione, cambiando le dimensioni delle schede elettroniche, con una diversa scelta dell’alimentatore e degli altri componenti occorre adattarli alle nuove situazioni.
Con riferimento disegno della piastra base Bocchiotti, i fori non quotati sono già presenti nel pezzo originale.
Squadretta di supporto per il cavo HDMI
Foratura della piastra base Bocchiotti
SCHEDA DI SUPPORTO
La funzione della scheda di supporto è di interfacciare il bus a 40 poli del Raspberry con il bus di controllo della scheda IO digitali.
Nell’esemplare mostrato nelle fotografie è stata impiegata una scheda sviluppata per un altro progetto, dalle funzionalità molto più estese di quelle richieste in questo caso, per cui risulta ampiamente sotto popolata.
La schema che si riporta è relativo alle funzioni strettamente necessarie al funzionamento del tutto.
Schema elettrico della scheda di supporto
Scheda di supporto del Raspberry. Come si può notare la scheda è ampiamente sotto popolata pertanto a partire dallo schema elettrico è possibile ricrearla in un formato più compatto.
SCHEDA INGRESSI DIGITALI
Anche in questo caso la fotografia mostra una scheda ampiamente sotto popolata perché, come per la scheda precedente è stata utilizzata una scheda progettata per 16 ingressi.
Lo schema seguente riporta soltanto la parte necessaria per il funzionamento di Welcome.
Schema della scheda per ingressi digitali
MONTAGGIO
Il montaggio dell’intero controller dipende dai componenti effettivamente utilizzati tuttavia, a titolo indicativo, si presentano alcune foto del montaggio dell’esemplare descritto in questo articolo.
Vista interna del controller welcome completo
connessioni del Raspberry e uscita video HDMI
dettaglio delle connessioni, in evidenza il cavetto HDMI e il suo supporto
INSTALLAZIONE O.S. E COLLAUDO
Poiché ancora manca il software applicato non è possibile effettuare un vero collaudo funzionale, tuttavia è possibile verificare la corretta alimentazione delle schede e del Raspberry.
Dopo aver installato nella MICRO-SD il sistema operativo Debian (esistono decine di articoli in rete su come eseguire questa operazione) è possibile verificare anche il corretto funzionamento del Raspberry.
CONCLUSIONI
Con questo articolo si è iniziata la descrizione della realizzazione del controller, nel prossimo articolo verrà affrontato il tema del programma applicativo e del collaudo dell’intero sistema.
Nota: Gli schemi sono stati creati con Eagle v. 7.6.0 mente i disegni meccanici sono stati creati con QCAD v. 3.24.3