UAI-CCD: Il nuovo tappo della camera fredda

27 10 2010

Ciao a tutti, visto che era un po’ che latitavo dal blog ho deciso di sbottonarmi un po’ raccontandomi la mia nuova follia. Il lavoro sulla UAI-CCD ha ormai oltrepassato l’anno, ma il progetto ancora non è morto; mi sono arenato su problemi di raffreddamento, infatti la peltier, una volta messa in funzione, tende ad abbassare la temperatura interna della camera fredda ben oltre il punto di congelamento dell’acqua. Ho provato diverse strade: riempire la camera fredda di sacchetti di silica-gel, ho sostituito i passacavi, ho provato a togliere la guaina protettiva dei cavi di rete e di lasciarli a vista. Niente.
Ad un certo punto, preso dalla disperazione ho tolto tutta l’elettronica e ho fatto delle iniezioni di colla a caldo all’interno dei passacavi, ma ancora la camera fredda continuava a contenere aria umida: il risultato è un continuo congelamento dell’acqua in sospensione proprio sul vetro del sensore (con formazione di ghiaccio, per giunta!).
Un giorno, chiacchierando con mio padre, mi suggerì di utilizzare la macchina del sottovuoto, che mia madre usa per metter via il cibo, per estrarre l’aria dalla camera fredda: sebbene sembrasse una follia ho provato a sperimentare questa soluzione. Applicando un rubinetto utilizzato nei compressori, abbiamo creato una comoda valvola per estrarre l’aria dalla camera fredda con il suddetto marchingegno. Purtroppo, a causa delle numerose filettature, la pressione negativa si bilanciava con l’ambiente esterno nel giro di 15 minuti. Anche ricomprendo di nastro in teflon tutte i filetti o, addirittura, facendo una colata di colla lungo tutte le giunzioni (una volta avvitati i pezzi, naturalmente) l’aria esterna continuava ad entrare nella camera fredda portandosi dietro l’umidità.

Dopo qualche tempo, decisi di andare a disturbare il mio amico Luciano, per tornire un nuovo tappo della camera in modo da eliminare ulteriori infiltrazioni di aria. Vista l’iniziale scelta infelice di usare un filtro UV di soli ø31mm, a questo giro ho acquistato un nuovo filtro UV della BW da ø50mm, in modo da poter ispezionare la camera con maggiore comodità ed avere una visione più efficiente dell’interno.

A sinistra il vecchio tappo a destra quello nuovo

A sinistra il vecchio tappo a destra quello nuovo

Nonostante questa modifica, non risolvetti il problema delle infiltrazioni.

Il nuovo tappo durante una prova di montaggio

Il nuovo tappo durante una prova di montaggio

Parlando poi con il mio amico Aldo, venne fuori che le vecchie StarLight utilizzavano grasso di vaselina per stagnare le filettature delle camere CCD, così decisi di tentare anche questo esperimento e… il tempo di equilibrio è salito a 6 ore. Nonostante il lento acclimatamento della camera fredda, l’aria in ingresso continua ad essere pregna di umidità con i risultati già visti.

Un giorno, parlando del problema con Frank, essendo lui un fisico, mi disse (forse scherzando) che quando la temperatura è bassa l’umidità in sospensione è inferiore. Ci ragionai un po’ su e decisi di fare un tentativo.

Conoscendo due geniali fanciulle, proprietarie della gelateria artigianale L’Apegaia qui a Torino, ci siamo lanciati in un esperimento assurdo: considerando che il gelateria per legge devono mantenere i prodotti a temperature molto inferiori allo zero e con un’umidità molto contenuta (per evitare l’attacco di microrganismi) abbiamo scelto di utilizzare un frigorifero ventilato a -15°C. Il piano era il seguente: togliere l’aria dalla camera fredda, buttare la stessa nel frigo e lasciarcela per 24 ore, con lo scopo di permettere al bucherellato contenitore di riempirsi di aria secca.
Il frigorifero ventilato infatti è dotato di una bocchetta di aspirazione che entra in funzione quando lo sportello è chiuso: quando lo si apre per prendere qualcosa, infatti, l’aria umida esterna entra nel vano, una volta chiuso la ventola aspira l’aria umida facendola passare in una serie di filtri che la disseccano. Armato di tutto il necessario, mi sono presentato il giorno prima del riposo settimanale e abbiamo dato il via al diabolico intento: il giorno seguente abbiamo, trepidanti, estratto la camera dal frigo.

Paola e Laura e la CCD

Paola e Laura (Gelateria Apegaia) servono la CCD

Come da manuale, la camera si era riempita dell’aria del congelatore, ma da subito appariva pulita e priva di tracce di umidità: dopo pochi secondi l’umidità del locale si è condensata sulla superficie gelida della camera formando uno strato di ghiaccio.

La CCD appena tirata fuori dal freezer

La CCD appena tirata fuori dal freezer

Dopo averla scongelata e asciugata da questo strato di ghiaccio l’ho portata a casa lasciandola riposare in un luogo asciutto per un paio di giorni. Al termine di questo periodo ho collegato la sola alimentazione della cella di peltier attivandola: il sensore non si è più appannato!

Ora devo sistemare la ventola di dissipazione poi mi potrò dedicare ad una prova generale, incrociate tutte le dita!

Simone





Dadi prolunga

23 08 2010

Era un po’ che non mi dedicavo a qualcosa di costruttivo ed ora, a mesi di distanza, sono tornato a lavorare al mio unicorno: la UAI-CCD.
Gli ultimi sviluppi mi avevano portato a togliere la guaina ai cavi di rete che utilizzavo per portare il segnale dalla scheda CPU al sensore CCD, dopo aver massacrato i gommini dei passacavi (e averli sostituiti) ho rifatto per l’ennesima volta tutti i cavi, li ho immersi nella colla a caldo e ho avvitato tutti i dadi dopo aver ricoperto i filetti di vasellina tecnica filante.
Questa idea della vasellina me l’ha suggerita un amico che una volta possedeva una StarLight Express, confidandomi che il sistema di “sigillatura” di tale camera era proprio nel ripassare i filetti con tale unguento. Da alcune prove fatte senza sensore, sono riuscito a mantenere una pressione di -0.8bar per circa 6 ore, trascorse le quali la camera è tornata in equilibrio barometrico; purtroppo l’aria di equilibrio è risultata pregna di umidità con i noti effetti di congelamento.

Apprestandomi ad un nuovo esperimento per tentare di mantenere la camera fredda il più possibile priva di umidità in sospensione, mi sono posto il problema del PCB sensore; essendo io un testardo, all’inzio avevo messo le molle sopra la scheda CCD, in modo che i dadi regolassero il loro tiraggio: purtroppo tale soluzione portava spesso allo sganciarsi del sensore dal suo zoccolo nelle fasi di fissaggio dei cavi dati e alimentazione. Mi sono quindi adattato all’idea originale di mettere le molle sotto la scheda CCD e di regolarne la pressione con dei dadi prolunga M3.
Sembrerà impossibile ma a Torino devo aver girato qualcosa come 10 negozi di ferramenta ricevendo sempre la medesima risposta: “Questi dadi non esistono, li abbiamo solo da M5 in su”. Ho provato anche in due negozi di elettronica, ma avevano solo delle colonnine con un foro filettato profondo 10mm.
Insomma, alla fine sono andato a rubare un pezzo di esagono da 6 al mio amico tornitore, ho preso il mio babbo e il tornio e abbiamo realizzato 4 colonnine filettate M3… spezzando due punte da ø2.5mm perché l’anticorodal si impastava :-(. Cristoni e bestemmie a parte, alla fine è venuto un bel lavoro.

Schema del dado prolunga

Schema del dado prolunga

La foto è gigantesca, i dadini sono lunghi 19mm di cui 10 torniti a sezione tonda da ø7mm.

Dadi prolunga torniti in alluminio

Dadi prolunga torniti in alluminio

La parte finale è allargata a ø3.2mm perché le colonnine originali hanno solo la prima parte filettata. La tornitura cilindrica evita che il dado vada a toccare i cavi e alcune piazzole di massa del PCB del sensore. Ecco come appare la camera fredda con i nuovi dadi.

I dadi prolunga nella camera fredda

I dadi prolunga nella camera fredda

E per finire, un’altra immagine presa di lato del nuovo sistema di regolazione.

La camera fredda

La camera fredda

Simone





UAI-CCD: i passacavi

19 08 2009
Cercando come un disperato in una Torino sempre più deserta, alla fine sono riuscito a recuperare da Veglio Aldo alcuni passacavi da ø5mm a ø10 mm. Fortunatamente il mio amico Luciano possiede l’attrezzatura necessaria per filettare a 1/4″ di tipo GAS (maledetti tutti coloro che non sono in grado di fare UNO standard e basta). Ecco comunque il risultato sulla camera fredda:
La camera fredda e i passacavi

La camera fredda e i passacavi

Ed ecco come appare all’interno:
L'interno della camera fredda con il passacavo

L'interno della camera fredda con il passacavo

Come sempre, senza l’aiuto di Luciano non sarei riuscito a far nulla.

Simone





UAI-CCD: la costruzione del case

17 08 2009

Come sempre faccio le cose come se dovessero sopravvivere all’olocausto nuclerare e anche la realizzazione della scatola di contenimento della CCD non fa eccezione: sarà che alla fine io sono matto, sarà che il mio amico Luciano (ArcaMeccanica) è matto come me, ecco il risultato.

Non volevamo utilizzare una scatola quadrata per fare il case, perché le forme assiali ci sono maggiormente congeniali (e al tornio si fanno sempre solo tondi ;-)), così siamo partiti da una fetta di salame fatta di alluminio da 13.5KG (per la modica cifra di 74€, li mortacci…). Ecco il tappo superiore:

Tappo frontale

Tappo frontale

Il naso da ø31.8 anodizzato nero viene da una vecchia realizzazione e può essere sostituito con altri raccordi (2″? culatta c8?). Il tappo inferiore, il quale ospita anche la scheda CPU, ha lo stesso diametro (ø195mm):

Tappo posteriore visto da dietro

Tappo posteriore visto da dietro

I tre forelli alloggeranno le viti da M3 per la scheda CPU; gli anelli aiutano a dissipare il calore (se mai ce ne fosse ulteriore bisogno). Ecco la scheda montata:

La scheda CPU sul tappo

La scheda CPU sul tappo

Non ho mai amato le colle e anche il taglio del vetro, per questo ho cercato un filtro UV da ø25mm, ho scardinato la ghierina originale fino ad ottenere solo il vetro.

Filtro UV nudo e crudo

Filtro UV nudo e crudo

Il tappo della camera fredda l’abbiamo fatto da un tondo ø105mm, cercando di scaricarlo il più possibile.

Tappo della camera fredda

Tappo della camera fredda

Il perno centrale del tappo ospita il filtro UV pizzicato tra due O-ring (int. ø24mm sezione ø2mm), il tutto bloccato da un tassello passante:

Il blocco del filtro UV

Il blocco del filtro UV

Il profilo a V che si vede sul bordo serve per bloccare una guarnizione da termosifoni che abbiamo usato per sigillare la camera fredda. Ecco il tappo con il filtro montato:

Tappo frontale con filtro

Tappo frontale con filtro

Siamo poi passati alla camera fredda, la quale ospita il sensore e la cella di Peltier. Ero preoccupato dalla dissipazione del calore, quindi abbiamo realizzato delle gole di lato sul fondo e delle forme tonde sul’esterno della camera.

La camera fredda

La camera fredda

Le rifiniture interne della camera fredda non le ho fotografate per via della foga di finire, e della stanchezza di due giorni in officina, in ogni caso: al posto del dito freddo abbiamo fatto un pezzo unico tornito e fresato, la parte inferiore blocca la peltier al suo posto come anche il fondo della camera fredda, rimangono, per capirci, annegati nell’alluminio. Abbiamo comunque lasciato dello spazio tra il lato della Peltier e la scocca, per evitare cortocircuiti, inoltre la cella è tenuta ferma da un anellino spesso appena 0.6mm, la dimensione delle piastrine di ceramica della Peltier.

Alla fine il peso di tutta la baracca è 2.7KG. Preoccupato dal peso la sera stessa della realizzazione ho provato ad attaccare il tutto al C8 con il riduttore di focale:

Il test con il C8

Il test con il C8

Il test con il C8

Il test con il C8

Il bilanciamento è ottimo, afferrando il tutto dalla maniglia il C8 si muove fluidamente in ogni direzione.

Il dinamico duo :-D

Il dinamico duo 😀

Mancano solo i passacavi, il carter di protezione, i cavi e l’anodizzazione :-D.

Che ne dite?

Simone