Questa pagina è dedicata ad interruttori e regolatori. Sono componenti utili, delicati e, purtroppo, costosi. L'elettronica, si sa, evolve rapidamente e prodotti sempre migliori vengono immessi sul mercato. Anche se tale evoluzione finisce col renderli obsoleti con una certa rapidità, devo dire che non ho mai rimpianto di aver speso qualche lira di più, per avere regolatori di buona qualità. Di fatto oggi potrei acquistare regolatori più compatti e leggeri dei primi che ho avuto, ma i miei regolatori sono ancor oggi tutti funzionanti e non ho mai avuto problemi di sorta connessi col loro impiego. Nella pagina dei links troverete collegamenti a siti interessanti, contenenti, tra l'altro, anche informazioni su questi componenti. La pagina dedicata agli articoli contiene anche un riferimento ad un utile articolo di Carlo Guasco, che mi è servito a redigere quanto di seguito.
Interruttori meccanici ed elettronici.
Prima di entrare nel vivo dell'argomento regolatori, vorrei spendere alcune parole sugli interruttori. Ne ho visto usare di vari tipi, commerciali o autocostruiti. Gli appassionati di elettronica li realizzano con dei relè, altri azionano con un servo il frutto di un microswitch. Tutti questi, ivi compresi quelli commerciali non "soft start", hanno la caratteristica di essere "ON-OFF", cioè di commutare istantaneamente, col risultato di avviare il motore molto bruscamente, con correnti che, all'istante, possono raggiungere valori molto elevati. Qualcuno mi ha insegnato che si può tener conto di ciò impiegando pacchi con una cella in meno di quelli che si impiegherebbero con un regolatore. E' una regola empirica che vuole invitare a non stressare troppo il motore. In pratica se ne dedurrebbe che un regolatore permette di sfruttare più a fondo il motore, con minor pericolo di bruciarlo. Ma questo non è il solo punto di vantaggio dei regolatori. La caratteristica di avviamento brusco può generare repentine variazioni di assetto che possono mettere in difficoltà il pilota e, come successo a me personalmente, possono generare perdite di quota. Il fatto poi di obbligare a dare "tutto gas" anche quando non serve, porta a tempi motore modesti. Molto migliori sono gli interruttori dotati di "soft start", che, cioè, avviano progressivamente il motore. Vi sono poi interruttori dotati di circuito eliminatore della batteria RX (BEC), quasi sempre dotati di taglio dell'alimentazione motore. Si tratta di un sistema che toglie alimentazione al motore quando la tensione alla batteria raggiunge i 5 V. Ciò consente di avere una riserva di carica sufficiente per alimentare il ricevitore e consentire di portar giù il modello. I pro e contro di questo dispositivo, presente anche in molti regolatori, saranno discussi più avanti. Un altro dispositivo utile è il freno. Il termine è, invero, poco adeguato. Si tratta di un circuito che, al momento di togliere tensione al motore, lo mette in corto circuito, generando una coppia frenante che rallenta decisamente il rotore. La diminuita velocità di rotazione, genera una minor forza centrifuga sulle pale dell'elica e, prevalendo la resistenza aerodinamica, ciò genera il ripiegamento delle pale ribaltabili. Nel caso di eliche normali si ottiene semplicemente l'arresto dell'elica. In entrambi i casi la planata risulta migliorata. In conclusione direi che gli interruttori possono trovare utile impiego nei veleggiatori con motorizzazioni poco potenti. In tali condizioni, l'impossibilità di regolare i giri non costituisce una grave perdita e l'inserzione istantanea del motore induce una variazione d'assetto sopportabile. Rimane il fatto che un regolatore, al prezzo qualche grammo e qualche lira in più, ha una versatilità assolutamente maggiore.
I vecchi regolatori funzionavano a frequenza relativamente basse ed avevano un basso rendimento. In altri termini, dissipavano in calore potenze non trascurabili. Oggi sono disponibili regolatori funzionanti a frequenze elevate e realizzati con componenti dalla bassissima resistenza interna. Ne risultano regolatori capaci di gestire correnti molto elevate, con cadute di tensione modeste, che consentono di sfruttare al meglio l'energia contenuta nelle batterie. Ce ne sono di vari tipi, dotati di possibilità di regolazione più o meno sofisticate. Alcune possibilità di regolazione risolvono il problema dell'adattabilità a vari tipi di radio. Occorre infatti comprendere che il segnale proveniente dal ricevitore cambia da radio a radio. Per convincersene basta collegare lo stesso servocomando ad apparati di marca diversa, per vedere come cambi il punto zero e l'ampiezza dei movimenti. Alcuni regolatori vengono settati agendo su di un potenziometro. Altri sono dotati di microprocessore e sono in grado di memorizzare regolazioni trasmesse agendo su di un pulsante. Altri ancora acquisiscono e memorizzano i punti di massimo e minimo dei giri appena accesi, quando lo stick della trasmittente viene mosso per la prima volta. In questo modo si ottiene un risultato perfetto, sia che si disponga di una radio computerizzata dell'ultima generazione, sia che si utilizzi una vecchia radio, priva di ogni regolazione. I tipi più semplici sono privi di protezioni all'accensione. Così, se avete il trasmettitore spento e date tensione al complesso motore regolatore (non fatelo mai !!!) ottenete risultati imprevedibili. Se poi avete lo stick del gas sul massimo ed accendete il trasmettitore ottenete una partenza immediata del motore. I più moderni consentono l'accensione del motore solo dopo che lo stick è stato portato per un attimo al minimo. Anche che poi lo si porti rapidamente al massimo, non si avrà mai una partenza del motore così brusca come quella che si ottiene con un interruttore "on-off". I più raffinati hanno la funzione "soft start" che consente una rampa di velocità tale da evitare sollecitazioni eccessive. Nella scelta del regolatore, è di fondamentale importanza verificare che sia adatto alle tensioni e correnti che si dovranno gestire. Personalmente preferisco surdimensionare il regolatore. L'extracosto di un apparecchio di classe più elevata è ben poca cosa rispetto il valore del modello ed il fatto di poterlo impiegare per una gamma molto estesa di combinazioni tensione/corrente vi risparmierà futuri acquisti. In ogni caso dovete verificare che la tensione per cui è previsto sia compatibile con il pacco batterie che intendete usare. Talvolta il costruttore del regolatore indica direttamente il numero di celle. Nel caso invece indicasse la tensione, tenete presente che gli elemento NiCd appena caricati erogano tensioni più alte delle nominali (circa 1.4 V). Per quanto riguarda la corrente, è facile che troviate indicazioni circa la massima corrente sopportabile in continuo o per un determinato tempo oppure di picco, cioè per pochissimi secondi. Tenete presente che, se avete azzeccato la scelta dell'elica, potete avere assorbimenti massimi più che doppi rispetto la corrente di massimo rendimento del motore. In funzione del vostro modo di volare tali assorbimenti potranno essere limitati a brevi transitori oppure estendersi per tempi abbastanza lunghi. Nel fare questa scelta è opportuno anche verificare se il regolatore ha qualche forma di autoprotezione contro eccessi di corrente e temperatura. La presenza di tali protezioni si manifesta in volo con un taglio all'alimentazione del motore. Tali protezioni sono sempre auspicabili ma sono indispensabili nei regolatori dotati di BEC, impiegati per alimentare la ricevente. Infatti, in caso di avaria del regolatore si ha la perdita dell'alimentazione del ricevitore, con immaginabili conseguenze. La funzione BEC ha sostenitori e detrattori. Questi ultimi sostengono che il BEC è un vantaggio apparente, visto che l'energia consumata dal ricevitore da qualche parte deve pur venire. In altri termini, l'energia inviata alla ricevente viene a detrarsi da quella disponibile per il motore. Questo è senz'altro vero. Le mie modeste conoscenze di elettronica non mi consentono di andare più a fondo. C'è chi sostiene che l'abbassamento di tensione necessario per portare la RX a 5 V sia ottenuto tramite dissipazione in un circuito che varia la sua resistenza interna, adattandosi automaticamente alla corrente asorbita dal ricevitore. Se così è, i detrattori hanno doppiamente ragione. Direi che, comunque, l'argomento più valido è quello relativo all'affidabilità, infatti, in caso di avaria del regolatore, viene meno l'alimentazione alla RX, con conseguenze immagginabili. Un altro argomento da considerare è la non esatta determinazione della carica residua nella batteria. Nel caso si abbia un pacco da 10 celle, per esempio, 5V corrispondono a 0.5 V/cella. In tali condizioni la batteria è da considerarsi praticamente scarica. E' vero che, apena staccato il motore, la tensione si alza un pò, ma questo non cambia molto le cose. La curva di tensione della bateria, intorno al mezzo V/cella, è molto ripida e ci si può attendere che iltempo di volo residuo sia molto piccolo, dell'ordine di qualche minuto. La stessa considerazione, per un pacco da 6 celle, porta a dire che, al momento dell'intervento del BEC, la tensione nella bateria è prossima a 0.9 V/cella ed il tempo di volo residuo è senz'altro molto maggiore. Detto questo, ve la sentireste di mettere un pacco da 10-12 celle sul vostro ultimo superveleggiatore, per poi spedirlo dentro una termica proprio quando il BEC interviene ? Non sorprende che il BEC sia un dispositivo disponible nei regolatori destinati ad un basso numero di celle. Ancora una considerazione relativa all'affidabilità. Il cavetto che si inserisce nella RX per ricavarne il segnale del "gas" e, nel contempo, alimentarla costituisce un possibile passaggio di disturbi generati dal sistema motore/regolatore. Ciò deriva proprio dal fatto di dover trasmettere alla RX la tensione d'alimentazione. Nei regolatori privi di BEC, dovendosi solo trasmettere il segnale ma non la tensione d'alimentazione, è possibile realizzare l'optoaccopiamento. Ciò consiste nella trasmissione di un segnale per mezzo di diodo emettitore all'infrarosso e di un fototransistor. Così è possibile che il segnale proveniente dalla RX venga convertito in una radiazione infrarossa che, tramite un accoppiatore ottico, perviene al fototransistor, che rigenera il segnale elettrico, senza alcuna possibilità di trasmissione di disturbi dal regolatore alla RX. L'insieme di quanto detto sul BEC porta a concludere che, per sistemi ad elevato numero di celle, stante anche il presumibile maggior valore dei componenti, la preferenza dovrebbe andare a sistemi privi di BEC, quindi con alimentazione separata della RX. Sistemi più economici, di bassa potenza, con 6-10 celle, possono trarre vantaggio dalla semplificazione derivante dall'impiego di una sola batteria. I sostenitori del BEC asseriscono che una sola batteria elimina il rischio di andare in volo con la batteria del ricevitore scarica e, in più, sostengono che, essendo la batteria del motore sottoposta a processi di scarica/carica corretti e controllati, è meno probabile essere colti di sorpresa da problemi di batteria, che invece affliggono le batterie dei ricevitori. La mia esperienza personale con i sistemi BEC è sempre stata positiva, sia impiegando ricevitori FM sia PCM. So di modellisti che li impiegano tranquillamente anche con radio AM, anche se è nota la maggior sensibilità ai disturbi elettromagnetici delle AM. A questo punto qualcuno si porrà la domanda: posso non utilizzare il BEC di un regolatore che lo prevede ?. Si, sicuramente, basta togliere il filo rosso che porta la tensione alla presina da inserire nella RX ed impiegare poi la normale batteria per alimentare la ricevente. Non avendosi l'optoaccoppiamento, il risultato che si ottiene non è proprio uguale a quello conseguibile con un regolatore privo di BEC ed optoaccoppiato. Un'altra domanda possible è: posso impiegare un regolatore con BEC e collegare il ricevitore anche ad una batteria da 4.8V ? Qui la cosa è più complessa. Vi sono infatti regolatori BEC le cui istruzioni dicono esplicitamente che ciò non è possibile. Per altri, le istruzioni di corredo non menzionano tale possibilità, quindi non si sa se sia possibile o no. Qualora non vi siano controindicazioni di natura tecnica, espressamente citate nei manuali, dovrebbe succedere che, se la tensione fornita dal BEC è leggermente maggiore a quella della batteria, si ha il passaggio di una debolissima corrente dal regolatore alla batteria della ricevente più una corrente alla RX, dipendente dall'assorbimento del ricevitore e dei servi ad esso collegati. Ciò manterrà carica la batteria dela ricevente. Dopo l'intervento del BEC, la tensione nella batteria motore inizierà a scendere sino a divenire uguale a quella dell'altra batteria. Da quel momento le due batterie forniranno corrente in parallelo al ricevitore. Un'altra possibilità potrebbe derivare dall'utilizzo di uno di quei circuiti creati per consentire l'utilizzo di due batterie ad alimentare la stessa ricevente. Tali dispositivi commutano verso la batteria di riserva, in caso di guasto della principale. Nel nostro caso, la principale sarebbe la batteria del motore. Dovrebbe funzionare anche con i regolatori BEC che non prevedono il collegamento del ricevitore anche all'altra batteria .
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