Funduino Elevator - Modello di ascensore a 4 piani per Arduino

Panoramica

Questo sistema didattico per un ascensore a quattro piani offre una piattaforma che consente ad alunni e studenti di svolgere un'ampia gamma di attività di programmazione PLC utilizzando l'ambiente di sviluppo Arduino, basandosi su una simulazione realistica di un ascensore. Le applicazioni elettriche e meccaniche sono strettamente collegate e offrono numerose opportunità di apprendimento.

I singoli componenti sono molto comuni nel campo della microelettronica e ampiamente documentati. Gli studenti lavorano quindi con materiali che conoscono. Il modello di ascensore può essere ampliato in modo flessibile per offrire in classe un livello di difficoltà maggiore.

Le principali caratteristiche tecniche in sintesi

• Nella parte superiore, l'ascensore è dotato di una cabina azionata da un motore, che può salire e scendere nell'area dei quattro piani. Anche la porta della cabina è controllata da un motore elettrico.
• I pulsanti e i sensori nella parte superiore consentono di simulare e controllare le consuete funzioni dell'ascensore.
• Nella parte inferiore è raffigurato un pannello di comando che rappresenta il pannello all'interno dell'ascensore con tutte le sue funzioni. 
• Sul pannello inferiore si trovano inoltre tutte le prese di ingresso e uscita dell'ascensore. L'ascensore può essere controllato tramite il PLC dal pannello di comando oppure manualmente tramite i pulsanti.

Possibili applicazioni del Funduino Elevator

• Creazione di applicazioni per la programmazione di PLC
• Simulazioni di programmi
• Applicazione con un forte legame con la vita quotidiana
• Studio del principio di funzionamento dei meccanismi degli ascensori
• Collegamento e controllo di strutture meccaniche ed elettriche
• Applicazioni del controllo elettrico dei motori
• Esperimenti di controllo tramite PLC
• Esperimenti di controllo tramite MCU

Possibili esercizi con il Funduino Elevator

• Raggiungere due piani a intervalli ripetuti. Esempio di ascensore da cantiere. È sufficiente programmare il motore.
• Raggiungere due piani a intervalli ripetuti. Il piano attuale viene visualizzato sul display.
• Vengono raggiunti due piani in base alla pressione del pulsante del rispettivo piano.
• Vengono raggiunti due piani in base alla pressione del pulsante del rispettivo piano. Il numero del piano viene visualizzato sul display.
• L'ascensore si arresta in funzione del segnale della barriera fotoelettrica.
• Esistono inoltre numerose possibilità per personalizzare l'ascensore. Ad esempio, è possibile aggiungere illuminazione o display informativi tramite le porte disponibili gratuitamente.

Vantaggi per gli istituti scolastici

• Consegne personalizzate
• Maggiore comparabilità nella valutazione
• Soluzioni creative
• Utilizzo di materiali che gli studenti hanno conosciuto con i comuni kit starter compatibili con Arduino
• Possibilità di utilizzo sostenibile grazie ai materiali robusti
• I singoli componenti possono essere riordinati a costi contenuti e sostituiti rapidamente

I punti di forza del Funduino Elevator in sintesi

• Il modello dispone di numerosi componenti programmabili
• Progetto Arduino con un forte legame con la vita quotidiana
• Modello di ascensore a quattro piani
• Con motore di azionamento CC per la cabina
• Controllo del motore tramite ponte H integrato L293D
• Possibilità di azionamento alternativa con servomotore a 360°
• Apertura della porta della cabina dell'ascensore tramite servomotore
• Modulo MP3 per la riproduzione vocale (informazioni per i passeggeri)
• Altoparlante per la riproduzione vocale, altoparlante per i segnali acustici di stato
• Barriera fotoelettrica per rilevare la posizione della cabina (1* per piano)
• Display OLED per la visualizzazione dello stato
• Pulsanti dell'ascensore ai vari piani, con pulsanti separati per salire e scendere ai piani intermedi.
• Pulsanti dell'ascensore nel pannello di comando della cabina dell'ascensore
• Pulsante di allarme nel pannello di comando della cabina dell'ascensore
• Pulsante per l'apertura e la chiusura della porta nel pannello di comando della cabina dell'ascensore
•  Completamente utilizzabile tramite USB, non è tassativamente necessaria un'alimentazione esterna
• L'alimentazione esterna per l'uso autonomo è inclusa
• Alimentazione esterna separatamente selezionabile per il microcontrollore (o il PLC) e il motore tramite commutatore
• Sull'ascensore è presente un connettore per un modulo Bluetooth opzionale, come HM10 o HC-05. Ciò consente di programmare un'APP per l'ascensore e di controllarlo esternamente. Il modulo Bluetooth non è incluso nella fornitura.
• Materiale didattico e documentazione completi

Oltre all'hardware completo, il modulo dispone di una guida completa che consente innanzitutto di sperimentare e testare i singoli componenti rilevanti.

Nel corso del lavoro con il modello di ascensore, l’obiettivo è far funzionare un ascensore completamente automatizzato, come nella realtà. L’ascensore contiene già un microcontrollore Funduino MEGA 2560 R3 che, se programmato di conseguenza, può controllare completamente l’ascensore in modo automatizzato. Il software Arduino necessario è un’applicazione open source che può essere installata gratuitamente su un numero illimitato di computer, anche a scuola. Questo rende il sistema versatile ed economico per l’uso didattico. La cosiddetta "Arduino IDE" è disponibile come pacchetto software anche sui sistemi server scolastici, come ad esempio iServ.

È tuttavia possibile controllare esternamente tutti i singoli componenti con altri PLC o sistemi SPS.

La tensione di esercizio dell’ascensore è di soli 5 V. In questo modo è possibile provare e utilizzare tutti i componenti del sistema senza rischi.

Dettagli tecnici

• Tensione di alimentazione di 5 V sul livello di controllo
• Alimentazione esterna 6 V - 12 V (per dimostrazioni senza computer collegato)
• Microcontrollore incluso: Funduino Mega 2560 R3 (compatibile con Arduino)
• Interruttori separati per la tensione del motore e il microcontrollore
• Motore a corrente continua con riduttore
• Porta della cabina controllabile
• Meccanismo di movimento con rotelle con cuscinetti a sfera
• I punti di ingresso/uscita esterni sul pannello di comando sono dotati di prese per i normali cavi da breadboard.
• Struttura del telaio in profili di alluminio 20x20, neri.

Dimensioni

• Piastra di base: 29 cm x 21 cm (la superficie di base ha all’incirca le dimensioni di un foglio DIN A4 ed è quindi ideale per l’uso sui banchi di lavoro degli studenti)
• Altezza complessiva: 49 cm

Contenuto della confezione

• 1* Modello di ascensore a quattro piani
• 1* Motore di azionamento CC
• 1* Possibilità di azionamento alternativa con servomotore a 360°
• 1* Apertura della porta della cabina dell’ascensore tramite servomotore
• 1* Modulo MP3 per gli annunci vocali (informazioni ai passeggeri)
• 1* Altoparlante per gli annunci vocali
• 1* Altoparlante per i segnali acustici di stato
• 4* Fotocellule (1* per piano)
• 1* Display OLED per l’indicazione dello stato
• 6* Pulsanti dell’ascensore ai piani. Ai piani intermedi sono presenti pulsanti separati per la salita e la discesa.
• 4* Pulsanti dell’ascensore nel pannello di comando della cabina dell’ascensore
• 1* Pulsante di allarme nel pannello di comando della cabina dell’ascensore
• 2* Pulsanti per l’apertura e la chiusura della porta nel pannello di comando della cabina dell’ascensore
• 2* Porte liberamente disponibili, inclusi 5 V e GND, nella parte superiore dell’ascensore. Qui è possibile collegare e programmare moduli aggiuntivi, come sistemi di illuminazione ecc.
• 1* Alimentatore
• 1* Cavo USB
• 1* Istruzioni di montaggio
• 1* Documentazione completa con comando dell’ascensore preassemblato e commentato (codice QR per il portale didattico)