Jumping Jack Flash weblog

Studio di fattibilità – antenna esterna per Sonoff Pow Rev2

Posted in hardware by jumpjack on 4 gennaio 2019

Il Sonoff pow prima versione era predisposto per collegare, al posto dell’antennina interna di 2 cm, un antennone esterno “grosso a piacere”: bastava infatti saldare un connettore UFL sulle piazzole predisposte sul circuito stampato, e spostare un condensatore:

 

 

 

Adesso è uscito il Sonoff Pow “Rev 2” (da non confondere col “Sonoff Pow 2.0”, vedi immagine comparativa più avanti), che ha due brutte novità: non c’è più il fusibile, e soprattutto non c’è più la predisposizione per l’antenna esterna:

 

Da un’analisi del nuovo circuito sembra però che ci si potrebbe comunque arrangiare senza troppe complicazioni: anche se non ci sono le 3 piazzole necessarie per il connettore UFL, in realtà il connettore UFL ha 4 terminali, ma in realtà 3 sono in comune e corrispondono alla massa, e uno corrisponde al segnale:

 

UFL connector dimensions and pinout

Si potrebbe allora forse semplicemente collocare il  connettore UFL in questa posizione, saldando solo il pin di destra con la piazzola di massa soprastante:

Sonoff POW 2 External antenna on UFL connector

Probabilmente bisognerà anche tagliare la traccia che porta all’antenna incorporata, perchè, anche se non può fare contatto col pin centrale di massa del connettore, potrebbe entrare in risonanza con l’antenna esterna e ridurre, invece che aumentare, la portata (ma ci vorrebbe qualcuno che ci capisca un po’ di più di antenne…)

Chi dispone di un saldatore ad aria calda, che permette di saldare i component SMD appoggiandoli direttamente sulle piazzole stagnate, si potrebbe pensare anche a un montaggio più pulito, spostando il connettore di pochi mm più in alto:

 

Ecco infine una comparativa fra le due versioni (e mezzo) di Sonoff POW:

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Appunti su aria condizionata termoelettrica per veicoli (TE-HVAC o TEAC)

Posted in auto elettriche, hardware by jumpjack on 30 dicembre 2018

Thermo-Electric Heating, Ventilation and Air Conditioning

  1. Experimental validation of the optimum design of automotive air-to-air thermoelectric air conditioner (TEAC) – Alaa Attar, HoSung Lee, Sean Weera
  2. “Vehicular Thermoelectric Applications Session – DEER 2009” – John W Fairbanks – Department of Energy – Vehicle Technologies – Washington, D.C. – August 5, 2009: “total cooling power required to cool the zone of a single occupant is around 630 W while 3.5 to 4.5 kW is needed to cool the entire cabin”
  3. Modeling a Thermoelectric HVAC System for Automobiles,” Journal of Electronic Materials, vol. 38, no. 7, pp. 1093-1097, 2009: “For ambient temperatures of 25°C and 30°C, the conventional auto HVAC system has cooling capacity of five times higher than the thermoelectric HVAC system at the same input power”
  4. Design and Analysis of a Thermoelectric HVAC System for Passenger Vehicles” SAE International, Vols. 2010-01-0807, 2010.”, D. C. D. a. L. J. Wang – Esperimento con 6 celle peltier da 48W l’una (tot 288W): temperatura dell’abitacolo abbassata a 7°C!
  5. Thermoelectric Air Cooling For Cars” – Manoj S. Raut, Dr.P. V. Walke  (grande quantità di dati numerici e formule)

Dalla ricerca 5:

  • Calore specifico aria a 30°C: 1007 J/KgK
  • Densità aria: 1.164 kg/m3
  • Volume abitacolo: 1m3 –> 1.164 kg
  • Temperatura interna: 23°C
  • Temperatura esterna: 30°C
  • Differenza temperatura: 7°C

Per abbassare di 7°C la temperatura dell’aria che esce da un “raffreddatore termoelettrico” di 0.0054128 cm2 di diametro alla velocità di 5 m/s (=0.027064 m3/s = 97 m3/h) servono 222W di “potenza raffreddante” (Qc):

P = m * C * DeltaT

  • m= massa d’aria per secondo = rho * volume/secondo = 1.164 * 0.0270640.031502496 [kg/s]
  • C = calore specifico aria
  • DeltaT = Differenza di temperatura ingresso/uscita

P = 0.031502496 * 1007 * 7 = 222 W

L’autore usa 6 celle di peltier “TEC1-12704” in “disposizione mista serie/parallelo”, ognuna con potenza raffreddante minima di 36W alimentata a  15.4V/4.1A/63.14W (quindi 1:1.75 circa), ma a 12V assorbe invece 3.2A/38.4W

 

Questi i grafici presi da alcune schede tecniche:

Schede tecniche:

 

 

 

 

Diario elettrico Greengo Icaro – 23/12/2018: il blocco di sicurezza per la presa Mennekes

Posted in 3d, Diario elettrico GreenGo Icaro, hardware, minicar elettriche by jumpjack on 23 dicembre 2018

Un post su un forum mi ha fatto tornare in mente un vecchio problema su cui avevo pensato di lavorare, ma che mi era poi passato di mente perchè piuttosto complicato e rimandato a “prima o poi”.

Ok, è arrivato il poi.

La presa mennekes sulla Icaro non prevede il blocco automatico della spina durante la ricarica, cosa che normalmente avviene, sia lato-auto che lato-colonnina, per mezzo di un perno metallico che si introduce in apposito foro nella spina, per evitare che per errore o per vandalismo il cavo venga sconnesso durante la ricarica senza prima aver spento la colonnina; la cosa non dovrebbe danneggiare niente, perchè uno dei 5 pin è stato progettato appositamente più corto degli altri in modo da scollegarsi per primo e comandare lo spegnimento elettronico della colonnina in caso di disconnessione prematura del cavo; però è anche vero che questo blocco torna utile per evitare che qualche “dispettoso” ci sfili il cavo durante la ricarica sperando così che la colonnina lo sblocchi anche sul suo lato, per poter ricaricare la sua macchina o semplicemente per fregarci 200 euro di cavo.

Meglio quindi disporre di questo dispositivo di sicurezza.

Nel catalogo SCAME il meccanismo che attiva il perno metallico (tecnicamente detto “di interblocco”) viene chiamato “BLOCCO SPINA SUPERIORE PRESA T2S-T2C” e ha codice 200.23260BS, per un costo di 65 euro; presso altri fornitori si trova a prezzi più bassi, ma a non meno di 30 euro.

In realtà, però, si tratta di un semplice perno azionato da un relè, quindi, se la propria auto ne è sprovvista, piuttosto che buttare 65 euro se ne possono spendere 10 per comprare online questo pezzo inventato da me (oppure stamparselo da soli al costo di pochi centesimi se si ha una stampante 3d), e altri 5 euro per comprare una qualunque spina industriale, da cui andremo a estrarre uno dei pin piccoli, da 5mm, da usare come “perno manuale”.

Normalmente ecco come si presenta la presa con montato il meccanismo standard di interblocco:

 

Dettaglio del meccanismo di interblocco:

La presa di ricarica della Icaro è protetta dal rivestimento plastico nero dell’interno dell’abitacolo; se non si vuole smontare l’intera parte di rivestimento del bagagliaio, si può ritagliare un foro intorno alla sporgenza in corrispondenza con la presa, in modo da accedere al retro della presa stessa, stando attenti, quando si arriva a tagliare la parte bassa, a non andare troppo a fondo nel taglio per non toccare i cavi.

Io per effettuare il taglio ho usato un dremel, perchè la plastica è spessa e il taglierino è impreciso. L’operazione ha richiesto meno di 10 minuti.

Nel mio caso il buco nel tessuto isolante era un po’ piccolo e rendeva scomodo lavorare, quindi l’ho allargato un po’ con un  taglierino, in modo da accedere comodamente alla presa.

Dopo aver rimosso il rivestimento nero e scoperto il connettore, è necessario rimuovere temporaneamente la fascetta metallica che tiene la guarnizione fissata alla presa, sia per poter estrarre la presa dall’esterno ed esaminarla, sia per poter estrarre la piccola guarnizione rettangolare che nasconde il foro di interlock della presa; nella foto che segue il foro centrale superiore è già stato privato della guarnizione, che è invece ancora in posizione nel foro 1, rendendolo di fatto totalmente invisibile a prima vista:

Qui è possibile vedere le tre guarnizioni, che hanno una sporgenza che si inserisce nel buco di interlock.

La prossima foto mostra il buco centrale superiore con e senza spina inserita:

 

Tornando alla foto iniziale che mostra la presa inserita nella carrozzeria, si può dedurre, ora che è nota la posizione del buco, che esso è in posizione difficilmente accessibile perchè aderente alla carrozzeria e intralciato da tessuto isolante e rivestimento plastica; tuttavia, il perno di blocco funziona anche se inserito diagonalmente, e non deve essere preciso al decimo di mm rispetto al buco.

Ho quindi progettato questo pezzo da stampare in 3d, che realizza un supporto inclinato da inserire al posto della guarnizione, nella sua stessa slitta:

Il forellino laterale serve a far passare un filo da legare al perno, che essendo manuale va sfilato quando non serve; legandolo a questo buco si evita di perderlo in giro per la macchina.

Ecco come appare il perno inserito a mano nel pezzo, accanto alla guarnizione che va a  sostituire:

Anche se il pezzo funziona egregiamente già così, ho deciso di fare qualche miglioramento, in questo secondo progetto:

Le novità sono il foro “di appoggio”, così non si deve lasciare il perno a ciondolare nel bagagliaio quando non è in uso, e il foro passa-filo di forma adesso triangolare, così le stampanti a filo possono stamparlo senza supporto, fastidioso da rimuovere e causa sempre sbavature. C’è inoltre un ispessimento graduale dei lati del pezzo, in modo che, inserito a fondo nella slitta, rimanga incastrato. In ogni caso, però, la grossa guarnizione della presa,  tenuta ferma dalla fascetta, impedisce che il pezzo (così come la guarnizione che c’era prima) si sfili.

Ecco come appare il nuovo pezzo stampato:

Con questa seconda stampa ho avuto modo di verificare se il buco di appoggio è sufficientemente largo: da progetto ha un diametro di 5mm, ma anche se al calibro il perno misura 4.90-4.95, c’entra un po’ a forza; se da una parte non è un problema per il  foro di parcheggio, renderebbe però scomodo l’uso del foro “di lavoro”, perchè non si capirebbe bene quando il perno arriva fino in fondo, motivo per cui ho fatto il foro di lavoro grande quanto il foro della presa e rettangolare, in modo che il perno ci entri con ampio gioco.

Anche se già così funziona bene e il perno blocca perfettamente la spina inserita, probabilmente farò un terzo progetto, con foro di lavoro tondo ma magari largo 5.5 o 6 mm; la seccatura è che per ogni nuovo progetto bisogna aspettare tre quarti d’ora per la stampa…

Per il momento il lavoro completato appare così:

Dovrò comunque allargare un po’ il buco sulla parte superiore, perchè il perno è molto lungo e, nonostante l’inclinazione, risulta comunque un po’ troppo scomodo inserirlo.

 

Ingrandimento:

 

 

 

 

 

 

 

Diario elettrico GreenGo Icaro – 22/12/2018: il clacson

Posted in auto elettriche, minicar elettriche by jumpjack on 22 dicembre 2018

Dopo quasi un anno di utilizzo mi sono reso conto di un'(altra) cosa fastidiosa della icaro, oltre ai pulsanti delle marce attaccati al volume della radio e ai comandi dei finestrini vicini al pulsante di emergenza di spegnimento totale: il clacson.
Per qualche motivo i progettisti hanno deciso di mettere il pulsante del clacson sullo sterzo… ma invece che un unico pulsante al centro, ne hanno messi due sui raggi dello sterzo! Il che vuol dire che quando devo suonare il clacson devo prima andare a cercare i pulsanti in una posizione diversa a seconda di come è girato lo sterzo!
Assurdo.

Fortunatamente, il blocco di plastica che contiene i due pulsanti viene via facilmente, essendo semplicemente a incastro; è bastato quindi scollegare i due pulsanti, fare un bel buco tondo nel mezzo, infilarci un VERO pulsante di clacson (11 euro) e collegare i fili, et voila, un altro problema risolto; si tratta di un lavoro di una mezz’oretta; per fare il buco ho usato un dremel, perchè la plastica è molto spessa e fare un buco tondo pulito con un taglierino è praticamente impossibile.

Unico inconveniente incontrato: per fissare meglio il pulsante allo sterzo, non essendo ovviamente il buco venuto preciso al mm, ho usato un po’ di colla a caldo, che però ho inavvertitamente messo anche sulle guide del pulsante… che quindi si è cementato allo sterzo! :D Quindi ho dovuto rimuovere la colla in eccesso, ed è andato tutto a posto.


Degli altri due problemi citati all’inizio, uno l’ho già risolto tempo fa, spostando i controlli dei finestrini negli sportelli (cosa tutt’altro che facile, non essendoci spazio per passare nuovi fili); mi resta da separare comandi della radio e delle marce, ma questo è molto più complicato perchè dietro quei due “semplici pulsantini” c’è un complicato circuito elettronico e due cavi con 8 contatti in tutto. Non so a cosa serva tutta questa roba… ma dovrò capirlo, se voglio riuscire a spostare i pulsanti; avevo pensato di collegarli a quelli dei finestrini, rimasti al centro dell’auto vicino al suddetto pulsantone di emergenza, dove avrebbero più ragione di stare… trattandosi della posizione abituale del cambio di una macchina! Però resta il problema dell’ “interferenza” col pulsante; quindi starei pensando di installare invece semplicemente una leva del cambio al posto dei due pulsanti, magari tipo questa, a 4 posizioni (i pulsanti sono 3: Marcia, Retromarcia e Folle), però deve essere di dimensioni ragionevoli.

Vedremo.

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Coordinate regioni italiane

Posted in varie by jumpjack on 10 novembre 2018

Elenco coordinate dei contorni delle regioni italiane, per utilizzo in qualunque linguaggio di programmazione senza appoggiarsi a servizi cloud.

Coordinate ottenute a partire da quelle espresse in pixel disponibili in questa pagina.

Note le coordinate di un’area, serve un algoritmo per determinare se un punto è contenuto nel perimetro; uno parrebbe essere questo (da verificare):

function checkcheck (x, y, cornersX, cornersY) {

    var i, j=cornersX.length-1 ;
    var  oddNodes=false;

    var polyX = cornersX;
    var polyY = cornersY;

    for (i=0; i<cornersX.length; i++) {
        if ((polyY[i]< y && polyY[j]>=y ||  polyY[j]< y && polyY[i]>=y) &&  (polyX[i]<=x || polyX[j]<=x)) {
oddNodes^=(polyX[i]+(y-polyY[i])/(polyY[j]-polyY[i])*(polyX[j]-polyX[i])<x); 
        }

    j=i; 
    }

return oddNodes;
}

valdaosta
8.462501356410257 E, 45.9354949868421 N
8.49370955897436 E, 45.641501776315785 N
8.306460343589745 E, 45.59250290789474 N
7.713504494871795 E, 45.54350403947368 N
7.65108808974359 E, 45.739499513157895 N
7.495047076923077 E, 45.88649611842105 N
7.744712697435897 E, 45.95999442105263 N
7.8383373051282055 E, 45.88649611842105 N
8.119211128205128 E, 45.9354949868421 N
8.24404393846154 E, 46.033492723684205 N
////////

piemont E
9.180290015384616 E, 45.39650743421053 N
9.055457205128205 E, 45.39650743421053 N
8.9930408 E, 45.22501139473684 N
9.273914623076923 E, 45.00451648684211 N
9.336331028205128 E, 45.00451648684211 N
9.585996648717948 E, 44.588026105263154 N
9.305122825641025 E, 44.686023842105264 N
9.305122825641025 E, 44.588026105263154 N
9.242706420512821 E, 44.5390272368421 N
9.024249002564103 E, 44.61252553947368 N
9.024249002564103 E, 44.5390272368421 N
8.680958774358974 E, 44.588026105263154 N
8.337668546153846 E, 44.17153572368421 N
8.15041933076923 E, 44.14703628947368 N
8.119211128205128 E, 44.24503402631579 N
7.495047076923077 E, 44.31853232894737 N
7.432630671794872 E, 44.637024973684206 N
7.526255279487179 E, 44.637024973684206 N
7.526255279487179 E, 44.735022710526316 N
7.65108808974359 E, 44.735022710526316 N
7.619879887179487 E, 44.93101818421053 N
7.432630671794872 E, 44.93101818421053 N
7.401422469230769 E, 45.10251422368421 N
7.307797861538462 E, 45.20051196052631 N
7.7759209 E, 45.27401026315789 N
7.7759209 E, 45.519004605263156 N
8.275252141025641 E, 45.61700234210526 N
8.275252141025641 E, 45.54350403947368 N
8.462501356410257 E, 45.56800347368421 N
8.524917761538461 E, 45.81299781578947 N
8.49370955897436 E, 45.95999442105263 N
8.774583382051283 E, 46.131490460526315 N
8.774583382051283 E, 46.22948819736842 N
8.680958774358974 E, 46.22948819736842 N
8.680958774358974 E, 46.27848706578948 N
8.930624394871796 E, 46.42548367105263 N
8.961832597435897 E, 46.42548367105263 N
8.961832597435897 E, 46.400984236842106 N
8.961832597435897 E, 46.20498876315789 N
9.024249002564103 E, 46.20498876315789 N
9.211498217948717 E, 45.95999442105263 N
9.086665407692308 E, 45.739499513157895 N
9.273914623076923 E, 45.42100686842105 N
9.211498217948717 E, 45.32300913157894 N
9.180290015384616 E, 45.32300913157894 N
9.492372041025641 E, 44.56352667105263 N
9.554788446153847 E, 44.56352667105263 N
9.554788446153847 E, 44.5390272368421 N
////////

lombardia
10.865532953846154 E, 46.32748593421052 N
10.896741156410258 E, 46.082491592105264 N
10.771908346153847 E, 45.98449385526315 N
10.803116548717949 E, 45.739499513157895 N
10.959157561538461 E, 45.71500007894737 N
11.05278216923077 E, 45.76399894736842 N
11.05278216923077 E, 45.66600121052632 N
10.959157561538461 E, 45.32300913157894 N
11.55211341025641 E, 44.88201931578947 N
11.240031384615385 E, 44.88201931578947 N
10.865532953846154 E, 44.93101818421053 N
10.740700143589745 E, 44.857519881578945 N
10.241368902564103 E, 45.10251422368421 N
9.773245864102565 E, 45.05351535526316 N
9.679621256410258 E, 44.686023842105264 N
9.617204851282052 E, 44.686023842105264 N
9.273914623076923 E, 45.078014789473684 N
9.180290015384616 E, 45.02901592105263 N
9.024249002564103 E, 45.32300913157894 N
9.149081812820512 E, 45.372008 N
9.211498217948717 E, 45.27401026315789 N
9.336331028205128 E, 45.470005736842104 N
9.11787361025641 E, 45.83749725 N
9.242706420512821 E, 45.98449385526315 N
9.273914623076923 E, 45.9354949868421 N
9.429955635897436 E, 45.76399894736842 N
9.492372041025641 E, 45.76399894736842 N
9.554788446153847 E, 45.910995552631576 N
9.492372041025641 E, 45.98449385526315 N
9.773245864102565 E, 46.253987631578944 N
9.742037661538461 E, 46.44998310526316 N
9.866870471794872 E, 46.44998310526316 N
10.116536092307692 E, 46.20498876315789 N
10.366201712820512 E, 46.302986499999996 N
10.366201712820512 E, 46.18048932894737 N
10.522242725641027 E, 46.131490460526315 N
10.553450928205129 E, 46.20498876315789 N
10.428618117948718 E, 46.474482539473684 N
10.584659130769232 E, 46.54798084210526 N
10.990365764102565 E, 46.37648480263158 N
10.990365764102565 E, 46.32748593421052 N
////////

trentino
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11.864195435897436 E, 45.910995552631576 N
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veneto
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friuli
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liguria
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Emilia
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toscana
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umbria
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lazio
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abruzzo
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molise
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campania
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puglia
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////////

basilicata
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////////

calabria
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////////

sicilia
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12.6444005 E, 37.58118792105263 N
12.51956768974359 E, 37.63018678947368 N
12.51956768974359 E, 37.87518113157895 N
12.51956768974359 E, 37.97317886842105 N
12.550775892307694 E, 37.97317886842105 N
12.831649715384616 E, 38.09567603947369 N
12.831649715384616 E, 38.02217773684211 N
12.862857917948718 E, 38.02217773684211 N
12.862857917948718 E, 37.997678302631584 N
13.050107133333334 E, 37.997678302631584 N
13.206148146153847 E, 38.14467490789474 N
13.299772753846154 E, 38.14467490789474 N
13.299772753846154 E, 38.169174342105265 N
13.36218915897436 E, 38.19367377631579 N
13.36218915897436 E, 38.169174342105265 N
13.393397361538462 E, 38.169174342105265 N
13.424605564102565 E, 38.09567603947369 N
13.48702196923077 E, 38.09567603947369 N
13.48702196923077 E, 38.07117660526316 N
13.61185477948718 E, 38.07117660526316 N
13.643062982051283 E, 37.997678302631584 N
13.923936805128207 E, 37.92418 N
14.111186020512822 E, 38.02217773684211 N
14.111186020512822 E, 37.997678302631584 N
14.173602425641025 E, 37.997678302631584 N
14.173602425641025 E, 37.97317886842105 N
14.548100856410258 E, 37.997678302631584 N
14.548100856410258 E, 38.02217773684211 N
14.735350071794873 E, 38.046677171052636 N
14.797766476923076 E, 38.12017547368421 N
14.860182882051284 E, 38.12017547368421 N
14.860182882051284 E, 38.14467490789474 N
14.953807489743589 E, 38.14467490789474 N
14.953807489743589 E, 38.169174342105265 N
15.234681312820513 E, 38.12017547368421 N
15.328305920512822 E, 38.21817321052632 N
15.484346933333335 E, 38.21817321052632 N
15.484346933333335 E, 38.24267264473684 N
15.546763338461538 E, 38.24267264473684 N
15.546763338461538 E, 38.26717207894737 N
15.640387946153847 E, 38.291671513157894 N
15.640387946153847 E, 38.19367377631579 N
15.515555135897436 E, 37.997678302631584 N
15.453138730769233 E, 37.97317886842105 N
15.359514123076924 E, 37.75268396052632 N
15.328305920512822 E, 37.75268396052632 N
15.328305920512822 E, 37.70368509210527 N
15.29709771794872 E, 37.70368509210527 N
15.265889515384618 E, 37.58118792105263 N
15.234681312820513 E, 37.58118792105263 N
15.234681312820513 E, 37.53218905263158 N
15.203473110256411 E, 37.53218905263158 N
15.172264907692309 E, 37.33619357894737 N
////////

sardegna
9.336331028205128 E, 41.25610305263158 N
9.742037661538461 E, 41.06010757894737 N
9.71082945897436 E, 40.93761040789474 N
9.773245864102565 E, 40.91311097368421 N
9.929286876923078 E, 40.52112002631579 N
9.866870471794872 E, 40.42312228947368 N
9.804454066666667 E, 40.398622855263156 N
9.804454066666667 E, 40.37412342105263 N
9.742037661538461 E, 40.349623986842104 N
9.742037661538461 E, 40.30062511842105 N
9.71082945897436 E, 40.30062511842105 N
9.679621256410258 E, 40.178127947368424 N
9.804454066666667 E, 39.98213247368421 N
9.742037661538461 E, 39.614640960526316 N
9.71082945897436 E, 39.614640960526316 N
9.71082945897436 E, 39.565642092105264 N
9.679621256410258 E, 39.565642092105264 N
9.679621256410258 E, 39.222650013157896 N
9.617204851282052 E, 39.222650013157896 N
9.429955635897436 E, 39.222650013157896 N
9.086665407692308 E, 39.222650013157896 N
9.086665407692308 E, 39.19815057894737 N
9.055457205128205 E, 39.19815057894737 N
9.055457205128205 E, 39.00215510526316 N
9.024249002564103 E, 39.00215510526316 N
8.9930408 E, 38.97765567105263 N
8.961832597435897 E, 38.97765567105263 N
8.961832597435897 E, 38.953156236842105 N
8.836999787179487 E, 38.92865680263158 N
8.836999787179487 E, 38.953156236842105 N
8.649750571794872 E, 38.953156236842105 N
8.431293153846154 E, 39.27164888157895 N
8.462501356410257 E, 39.49214378947369 N
8.524917761538461 E, 39.51664322368421 N
8.524917761538461 E, 39.76163756578948 N
8.649750571794872 E, 39.76163756578948 N
8.680958774358974 E, 39.93313360526316 N
8.649750571794872 E, 39.93313360526316 N
8.649750571794872 E, 39.957633039473684 N
8.524917761538461 E, 39.957633039473684 N
8.524917761538461 E, 40.08013021052632 N
8.61854236923077 E, 40.12912907894737 N
8.61854236923077 E, 40.37412342105263 N
8.524917761538461 E, 40.42312228947368 N
8.49370955897436 E, 40.619117763157895 N
8.368876748717948 E, 40.619117763157895 N
8.337668546153846 E, 40.839612671052635 N
8.368876748717948 E, 40.839612671052635 N
8.368876748717948 E, 40.93761040789474 N
8.712166976923077 E, 40.839612671052635 N
8.774583382051283 E, 40.91311097368421 N
8.836999787179487 E, 40.91311097368421 N
8.836999787179487 E, 40.93761040789474 N
8.961832597435897 E, 40.93761040789474 N
9.024249002564103 E, 41.011108710526315 N
9.055457205128205 E, 41.011108710526315 N
9.11787361025641 E, 41.10910644736842 N

Hacking Hayabusa 2 ;-)

Posted in astronomia by jumpjack on 29 settembre 2018

La pagina del simulatore di Hayabusa 2 contiene tantissimi dati ma per la maggior parte di scarso interesse (alba e tramonto di H2 sulle antenne DSN, frequenze usate,…).

C’è però una piccola, insospettabile parte della pagina che contiene un’informazione molto importante: il box che rappresenta in modo stilizzato come Hayabusa appare nel campo visivo (FOV) della telecamera grandangolare ONC-W1:

 

Esaminando il complicatissimo codice sorgente si scopre che il box è un oggetto che si chiama “onc-w1__screen”, che contiene al suo interno un oggetto “onc-w1__target”, cioè il dischetto che rappresenta Ryugu stilizzato.

Le dimensioni di quest’oggetto sono fissate mediante codice HTML5 come percentuale delle dimensioni dell’oggetto padre onc-w1__screen. Questa percentuale è ottenuta tramite una serie di complessi calcoli, implementati tramite un codice Javascript estremamente complicato da decodificare; tuttavia, usando il debugger di chrome ho scoperto che la pagina carica continuamente questo file: http://haya2now.jp/data/data.json ; inserendolo in un convertitore JSON/XML per facilitarne la lettura, e incrociandone il contenuto con alcune parti del codice javascript, ho scoperto questa struttura dati nel file:

 <status>
      <connections>
         <MLG>
            <band>Ka</band>
            <endAt>2018-09-29T22:00:00.000Z</endAt>
            <pass>180929-0200</pass>
            <startAt>2018-09-29T14:00:00.000Z</startAt>
         </MLG>
      </connections>
      <spacecraft>
         <Bus-P>703.391</Bus-P>
         <CMDBitrate1>1000</CMDBitrate1>
         <CMDBitrate2>15.625</CMDBitrate2>
         <COH>COH</COH>
         <CSAS>
            <element>13.009</element>
            <element>-0.128</element>
            <element>0.019</element>
            <element>-nan</element>
         </CSAS>
         <MGA>
            <element>-85.003</element>
            <element>-66.000</element>
         </MGA>
         <ModIndex>1.25</ModIndex>
         <ONC_A>297</ONC_A>
         <ONC_XY>
            <element>262</element>
            <element>260</element>
         </ONC_XY>
         <RNG_LIDAR>52</RNG_LIDAR>
         <RX-ANT1>XMGA</RX-ANT1>
         <RX-ANT2>XLGA-A</RX-ANT2>
         <RX1-Lock>CRR+DEM</RX1-Lock>
         <RX2-Lock>CRR</RX2-Lock>
         <RXLv1>-97.836</RXLv1>
         <RXLv2>-99.381</RXLv2>
         <THR>
            <element>60.561523</element>
            <element>24.645508</element>
            <element>0.759766</element>
            <element>23.698242</element>
            <element>6.846680</element>
            <element>37.575195</element>
            <element>13.926758</element>
            <element>32.855469</element>
            <element>0.926758</element>
            <element>59.537109</element>
            <element>56.843750</element>
            <element>61.607422</element>
         </THR>
         <TLMBitrate>8192</TLMBitrate>
         <TX-AMP>KaPA</TX-AMP>
         <TX-ANT>KaHGA</TX-ANT>
         <TX-XTRP>XTRP1</TX-XTRP>
         <TxMode>TLM</TxMode>
         <generatedAt>2018-09-29T16:28:14.138Z</generatedAt>
         <receivedAt>2018-09-29T16:46:16.895Z</receivedAt>
      </spacecraft>
      <updatedAt>2018-09-29T16:50:07.000Z</updatedAt>
   </status>

Si ha cioè un oggetto status che contiene le proprietà:

  • connections
  • spacecraft
  • updatedAt

La proprietà spacecraft contiene una molteplicità di sottoproprietà; ho evidenziato quella che mi interessa, cioè l’oggetto ONC_A, che quindi in javascript risponde al nome di status.spacecraft.ONC_A .

Dai sorgenti si intuisce che questo dato rappresenta l’area del dischetto che rappresenta Ryugu, e viene utilizzato per calcolare le dimensioni del dischetto in percentuale rispetto al box.

E’ possibile verificarlo osservando che nei giorni in cui H2 era in orbita di parcheggio a 20.000 metri di distanza dalla superficie, il valore di ONC_A oscillava intorno a 297, e quello della percentuale intorno a 3.76%. Sapendo che il diametro di Ryugu è di circa 900 metri, con un po’ di matematica e trigonometria si può calcolare che l’angolo sotteso da Ryugu nella telecamera è pari a beta = 2 * arctan (Diam/2  / Alt) = 2 * arctan (450/20.000) = 2 * arctan (0,0225) = 2,57788°

Dividendo quest’angolo per il campo visivo di 60° della telecamera si ottiene una percentuale pari al 4.2%, molto vicina al 3.76% visibile nella pagina web.

Questo significa che è possibile procedere a ritroso: noto il diametro di Ryugu e il valore di ONC_A, si può calcolare la distanza di H2 dalla superficie.

I calcoli non sono per niente banali, e sono illustrati in questa figura:

Cioè in breve:

Con l’argomento della tangente espresso in gradi.

Usando i radianti, invece:

calcolo-finale-rad

In termini più generici, validi cioè per un corpo celeste di qualunque diametro D e una telecamera con qualunque angolo visuale FOV che genera immagini larghe W pixel:
calcolo-finale-gen.png

Non essendo specificata l’unità di misura del FOV, la formula va bene sia per gradi che per radianti.

 

Grazie a questo semplice calcolo e a molta trigonometria sto allestendo una pagina che permetterà di seguire in tempo reale le varie prossime discese di H2 durante il rilascio di MASCOT, durante le prove di atterraggio, ecc..

Il suddetto file .json contiene anche altre due sottoproprietà di spacecraft:

 <generatedAt>2018-09-29T16:28:14.138Z</generatedAt>
 <receivedAt>2018-09-29T16:46:16.895Z</receivedAt>

Vista la distanza di circa 20 minuti  tra i due orari, dovrebbero essere gli orari di invio dati e di ricezione a terra.

 

Infine, questa tag nei sorgenti lascia supporre che la pagina venga aggiornata ogni 8 ore:

<meta http-equiv=”refresh” content=”10800″>

In realtà osservando l’esecuzione si vede un aggiornamento ogni pochi secondi, e il file viene ricaricato, stando al timestamp dell’url di chiamata, ogni 5 minuti:

http://haya2now.jp/data/data.json?1538249547553

http://haya2now.jp/data/data.json?1538249622621


In realtà la distanza di H2 da Ryugu è calcolata nella pagina in un altro modo, ma usando un codice Javascript complicatissimo che non sono riuscito a decodificare.

Se qualcuno vuole cimentarsi nell’impresa, il calcolo è nel codice racchiuso nella riga 155 del file http://haya2now.jp/js/app.js

var calcDistance = function (x, i1, i2) {
   return Math.sqrt(
      Math.pow(i1.x.interpolate(x) - i2.x.interpolate(x), 2) + Math.pow(i1.y.interpolate(x) - i2.y.interpolate(x), 2) + Math.pow(i1.z.interpolate(x) - i2.z.interpolate(x), 2)
   );
};

var distHaya2Ryugu = calcDistance(now.valueOf(), __WEBPACK_IMPORTED_MODULE_4__Util_js__[\"a\" /* default */].getInterpolators('hayabusa2'), __WEBPACK_IMPORTED_MODULE_4__Util_js__[\"a\" /* default */].getInterpolators('ryugu'));

AGGIORNAMENTO 2 OTTOBRE 2018

Ho scoperto che da quando è iniziata la discesa di Hayabusa per il rilascio del rover MASCOT, il dato RNG_LIDAR, che prima conteneva valori insensati intorno a 50, ha iniziato a contenere valori compatibili con la quota di Hayabusa, come facilmente verificabile confrontando i valori con quelli comunicati via via tramite account twitter dalla JAXA.

La pagina interattiva, quindi, durante la discesa mostra la “quota LIDAR” anzichè quella dedotta dal valore di ONC_A.

SIMULATORE


Aggiornamento 3 ottobre 2018

Ho scoperto altri dati utili nel f ile .json: vengono fornite le coordinate di Hayabusa, Terra e Ryugu nello spazio; quelle di Hayabusa in questa fase sono poco utili perchè rilevate da terra e quindi approssimate di +/-200 km (dichiarato da JAXA da qualche parte), ma sarà interessante usarle per seguire il rientro a terra a fine missione, quando Hayabusa riporterà i campioni analizzati; chissà fino a che quota da terra continueranno ad aggiornare i dati: se non sbaglio, la sonda si sfracellerà nell’atmosfera poco dopo aver rilasciato la capsula di rientro, che sarà l’unico pezzo a tornare a terra sano e salvo.

Non è però molto chiaro QUALI coordinate tenere in considerazione, perchè ci sono 7 gruppi di coordinate ma 6 stazioni, boh…:

  • data.geometry[i].hayabusa2.x
  • data.geometry[i].hayabusa2.y
  • data.geometry[i].hayabusa2.z

“i” varia da 0 a 6.

Un altro dato interessante è la distanza in secondi-luce tra hayabusa e la terra; qui ce n’è uno per ognuna delle 6 stazioni: data.geometry[x].obs[y].hayabusa2.delay_from ; in realtà c’è anche il tempo di ritorno (data.geometry[x].obs[y].hayabusa2.delay_to), ma ovviamente è identico; forse durante il viaggio terra-ryugu ad alta velocità però cambia per effetto doppler? “x” può valere da 0 a 6 e non so cosa significhi; y varia da 0 a 5 e ogni “obs” è un “observer”, cioè una stazione DSN.

Gli altri dati elencati in precedenza sono:

ONC_A: area in pixel^2 del cerchio che rappresenta Ryugu in un quadrato 1024×104:

  • data.status.spacecraft.ONC_A

RNG_LIDAR: distanza in metri di Hayabusa dalla superficie di Ryugu in metri; il LIDAR però non è sempre attivo; funziona per certo durante le operazioni di discesa sotto i 20.000:

  • data.status.spacecraft.RNG_LIDAR

Ci sono infine i “tempi cumulativi dei 12 thrusters di bordo”; forse potrebbero essere utili per simulare i cambiamenti di assetto di Hayabusa… ma solo sapendo dove si trova e dove punta ogni thruster! Comunque i dati sono:

  • data.status.spacecraft.THR[i]

Con “i” che va da 0 a 11.

In teoria, esaminando il log nei momenti di accelerazione/decelerazione, dovrebbe essere possibile capire almeno quali sono i thrusters che puntano in alti e quelli che puntano in basso.

BMS con intercomunicazione a infrarossi

Posted in auto elettriche, batterie, scooter elettrici by jumpjack on 12 settembre 2018

La Lion Smart ha avuto un’idea geniale: il BMS a infrarossi! (o forse esisteva già, ma io l’ho scoperto adesso)

Quest’idea comporta l’enorme vantaggio di non dover più costruire batterie come questa!

 

Cioè niente più fili di segnale che svolazzano dappertutto, ma solo massicci collegamenti di potenza.

Questo comporterà probabilmente anche una grossa riduzione dei prezzi di fabbricazione delle batterie, rendendo il processo molto più automatizzabile: basta infatti un braccio robotico che infila nel contenitore/batteria tanti moduli quanti ne servono per raggiungere l’amperaggio e la  tensione desiderati, e la batteria è pronta. Molto meglio di dover saldare 200 fili con precisione millimetrica.

Considerando che nella batteria di un’auto possono esserci anche 100-150 celle in serie (sulle auto le batterie sono da 300 o 400V e ogni singola cella è da 3 o 4 V), e che ognuna deve essere collegata al BMS per poter essere bilanciata, e considerando per ognuna un filo di lungezza media di 1 metro per collegarla al BMS, parliamo di quasi 200 metri di filo in meno.

E nessun problema di interferenza nelle trasmissioni tra celle, essendo chiuse in una scatola buia e non essendo una trasmissione nè WiFi nè Bluetooth.

Chissà se una tecnologia del genere potrà mai arrivare nei BMS amatoriali a cifre ragionevoli (ne dubito, visto che un BMS “discreto”, cioè con un circuito per ogni cella, costa 400 euro invece che 100).

 

Una batteria Lion Smart a infrarossi è stata installata per prova su una BMW i3 (link a inizio articolo).

 

 

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Auto elettriche e riscaldamento globale

Posted in auto elettriche, fotovoltaico by jumpjack on 7 settembre 2018

Il 100% dell’energia estratta dalle batterie di un’auto elettrica finisce per diventare, sempre e comunque riscaldamento globale dell’atmosfera:

  • il calore disperso dai freni riscalda l’aria;
  • il calore prodotto dalle ruote che toccano la strada scalda l’asfalto che a sua volta scalda l’aria;
  • il movimento stesso dell’auto nell’atmosfera scalda l’aria aumentandone l’agitazione delle molecole.

Quindi è bene che l’energia delle batterie venga dal sole, perchè se viene dai combustibili fossili è come se viaggiasse nel tempo da 1 miliardo di anni fa ad oggi: sempre di energia solare si tratta, ma accumulata 1 miliardo di anni fa da piante e animali che poi sono diventati petrolio.

Penso che sia come se oggi risplendessero migliaia soli invece che uno solo; cioè, se per formare 1 litro di benzina ci sono volute, che so, 10 tonnellate di piante marcite, putrefatte e diventate petrolio, che erano cresciute in 6 mesi, e poi bruciamo questo litro in 1 giorno , vuol dire che è come se in quel giorno risplendesse l’equivalente di 6 mesi di sole, o che risplendesse un sole 180 volte più intenso.

 

Ma proviamo ora a fare un calcolo un po’ spericolato:

1)il mix energetico italiano ha raggiunto il 40% di rinnovabili e 60% di fossili;
2) una centrale a combustibili fossili ha efficienza del 50% invece che 25% come un’auto;
3) con un litro di benzina (10 kWh) un’auto a benzina fa 15km, un’elettrica fa 70km.

Dovrebbe significare:
1) 0.6 * 6 = 3.6 mesi di sole invece che 6
2) 0.5 * 3.6 = 1.8 mesi di sole invece che 3.6
3) 15/70 * 1.8 = 0.38 mesi di sole invece che 6, cioè 1/16

Cioè, se ho fatto bene i conti, vorrebbe dire che un’auto elettrica riscalda il pianeta 16 volte meno di un’auto a benzina.
Sarà vero? Sono calcoli decisamente strampalati… 🙂

Raduno Elettrico Romano – sabato 22 settembre 2018 – 16:00-20:00

Posted in auto elettriche, minicar elettriche, scooter elettrici by jumpjack on 3 settembre 2018

Pagina ufficiale:

https://autoguida.wordpress.com/2018/09/03/raduno-elettrico-romano-sabato-22-settembre-2018-1600-2000/

NOTA: E’ necessario iscriversi tramite apposito modulo di iscrizione per permettere al Comune di organizzare preventivamente gli spazi.

Batterie al litio a stato solido

Posted in auto elettriche, batterie by jumpjack on 27 agosto 2018

Ultimamente si sente parecchio parlare di batterie al litio a stato solido, e di svariati milioni di dollari investiti da varie aziende sulla loro ricerca e sviluppo; queste batterie occuperebbero infatti metà spazio (e metà peso) di quelle attuali, scatenando quindi una vera rivoluzione nella mobilità elettrica, quanto lo ha fatto l’introduzione delle Li-NCM da 250 Wh/kg al posto delle LiFePO4 da 100 Wh/kg.

Ecco un interessante grafico riassuntivo delle capacità gravimetriche e volumetriche di varie tecnologie  attualmente esistenti (a livello di cella; dentro una batteria le densità diminuiscono per la presenza di separatori, condizionatori, elettronica,…):

Fonte: https://www.researchgate.net/publication/320425585

Ecco una ricerca recentissima (2018) che descrive molto tecnicamente come sono fatte e funzionano (o funzioneranno) le  batterie al litio a elettrolita solido (Solid State Electrolite – SSE, o Solid State Battery – SSB), di cui esistono molteplici varianti, ma per ora tutte soltanto a livello di laboratorio: A Brief Review of Current Lithium Ion Battery Technology and Potential Solid State Battery Technologies – Andrew Ulvestad

Le uniche fuori dal laboratorio sono installate sulle auto elettriche Bollorè, ma hanno la densità gravimetrica delle LiFePO4 (100 Wh/kg) e devono lavorare a 80 °C.

La ricerca non parla però della nuova tecnologia inventata dal prof. Goodenough, inventore delle batterie al litio 30 anni fa, che ora (nel 2017), alla tenera età di 94 anni, le ha “perfezionate” inventando quelle a elettrolita solido vetroso.

In genere se una tecnologia per le batterie funziona, ci vuole una decina d’anni perchè arrivi sul mercato delle auto elettriche, forse qualcuno in meno perchè arrivi sui modellini telecomandati, più sacrificabili, e sui cellulari, perchè tanto la gente li comprerebbe anche se funzionassero a nitroglicerina…

Quindi non resta che aspettare, e intanto ringraziare questo simpatico vecchietto se la rivoluzione della mobilità elettrica è diventata possibile.

Prof. Goodenough