ROTORE CDE HY-GAIN HAM IV
Interventi sul blocco elettromagnetico
Onorio Cenni I4CIV i4civ.onorio@gmail.com
La produzione dei rotori CDE, dalla inconfondibile forma a campana, inizia negli anni cinquanta dello scorso secolo con rotori di piccole dimensioni progettati per antenne direttive ad uso televisivo. Questi rotori si potevano usare anche per la rotazione di piccole antenne direttive V/UHF ad uso amatoriale, mentre per le antenne direttive HF di maggiori dimensioni si evidenziava la necessità di grandi rotori i quali vennero prodotti a partire dal 1956. Diversi sono stati i modelli costruiti nel corso degli anni, poi nel 1981 l’Hy-Gain ha acquistato la CDE che ha continuato a produrre i rotori più conosciuti nel mondo fino a quando nel 1999 la stessa Hy-Gain è stata venduta alla MFJ.
I rotori della serie HAM I II III IV V e T2X, sono idonei ad essere utilizzati per la rotazione di antenne di grandi dimensioni; in particolare questi sono provvisti di un freno elettromagnetico per evitare che forti folate di vento possano danneggiare la corona dentata del rotore stesso.
Il principio di funzionamento del freno è molto semplice; quando si preme il pulsante del freno si chiude il circuito e la corrente alternata a 26 Volt fornita dall’avvolgimento secondario del trasformatore di potenza alimenta un elettromagnete. Questo, per effetto della forza elettromagnetica, attrae un cuneo di metallo che si sgancia dalla corona dentata. Quando si interrompe la corrente, a seguito del rilascio del pulsante ed il rotore è fermo in condizioni di riposo, due molle antagoniste premono il cuneo che si innesta in una delle sedi della corona dentata bloccandole la rotazione.
Nel control box (schema n.1) è presente il comando del freno ed altri due pulsanti che comandano la rotazione del rotore. Questi pulsanti per la rotazione debbono essere premuti singolarmente e contemporaneamente con il comando del freno, questo perché in caso di rilascio del pulsante del freno il cuneo andrebbe ad innestarsi nella corona e danneggiare il rotore. Inoltre, negli impianti realizzati con antenne di grandi dimensioni il momento torcente, che ne deriva per inerzia, è notevole nell’istante in cui il settore dentato ingaggia la corona.
Consapevole di questo problema mi sono messo alla ricerca di possibili soluzioni e leggendo alcune riviste e ricercando informazioni sul “web”, ho notato che una possibile soluzione a questo inconveniente consisteva nel realizzare una protezione mediante l’installazione di un semplice dispositivo in grado di ritardare la frenatura dopo il rilascio del pulsante di comando della rotazione.
Il dispositivo permetteva l’attesa di alcuni secondi di tempo per il mantenimento dell’alimentazione al solenoide in modo che l’aggancio del freno avvenisse solamente dopo che l’antenna fosse già ferma nella posizione selezionata.
La modifica che avevo apportato al mio rotore era in grado di fornire un tempo di ritardo di circa tre secondi dal momento del rilascio del pulsante di rotazione dell’antenna.
Dopo un breve periodo di impiego ho notato però che il ritardo di pochi secondi era valido quando il rotore veniva utilizzato ad orientare antenne direttive sulle frequenze HF, mentre tale ritardo era insufficiente per l’utilizzo di grandi sistemi di antenne, quali Yagi per V/UHF, che essendo molto più direttive, richiedevano più tempo per un preciso puntamento verso la direzione dei segnali bassi e quindi diversi aggiustamenti della rotazione con frequenti attacchi e stacchi del freno. Questo aspetto si evidenziava maggiormente durante i contest.
Timer per ritardo
Dovendo utilizzare il rotore per antenne Yagi V/UHF la soluzione sopraindicata non era certamente quella giusta ed allora ho messo insieme un semplice circuito che risolve il problema con l’impiego di pochi componenti così come indicato nello schema n.2. Questa modifica prevede di mantenere alimentato il freno del rotore per un tempo di circa quindici secondi dal momento che si fornisce tensione al motore. In questo lasso di tempo il rotore può essere azionato per affinare il puntamento anche in diverse riprese evitando in questo modo di attivare ogniqualvolta l’aggancio e lo sgancio del freno.
Il circuito impiegato per produrre tale ritardo fa uso di un timer che utilizza un integrato LM555. Chiudendo il pulsante S3 del freno, quello centrale dei tre, si alimenta il trasformatore di potenza il cui secondario fornisce alimentazione sia al motore del rotore che al solenoide del freno con una tensione alternata di 26 Volt.
La tensione per il funzionamento del timer viene prelevata dallo stesso secondario a 26 Volt in alternata e poi raddrizzata dal ponte di diodi P1 e stabilizzata a 18 Volt mediante un integrato 7818; questo provvede a fornire la tensione al relè RL1, il quale pur avendo la bobina per 24 Volt si eccita regolarmente anche con 18 Volt. Successivamente con una tensione stabilizzata e ridotta a 10 Volt mediante lo zener Z1, si alimenta l’LM555.
Il conteggio del tempo inizia dall’istante in cui viene premuto il pulsante S3; con il timer alimentato si eccita immediatamente il relè RL1 che, attraverso i suoi contatti posti in parallelo ad S3, mantiene l’alimentazione al timer per il tempo prefissato indipendentemente dal rilascio del pulsante S3.
Al termine dei 15 secondi il relè si diseccita, il timer si disalimenta così come pure il solenoide del freno che aggancia il cuneo nella sua sede. Poi il timer è immediatamente pronto per un nuovo conteggio che partirà non appena si premerà nuovamente il comando S3 assieme ad uno dei due pulsanti, posti a fianco di questo, che provvedono alla rotazione verso destra o sinistra del rotore. La procedura di utilizzo resta la stessa, così come previsto dal manuale di istruzioni, e si ricorda di tenere premuto contemporaneamente il pulsante del freno con quello che alimenta il motore fino al raggiungimento della direzione voluta.
Soft-start del freno
Il rotore presenta, purtroppo, un altro inconveniente ed è quello di un forte “toc” che si genera nell’istante dello sgancio del freno. Questo botto, quasi simile ad un colpo di arma da fuoco, viene prodotto all’interno della campana del rotore che lo amplifica diffondendolo per un discreto raggio, essendo il rotore posto in cima al traliccio. Questo tipo di rumore è oggettivamente un problema, il quale può diventare anche motivo di discordia quanto si hanno vicini con l’udito particolarmente sensibile.
Non avendo trovato soluzioni e segnalazioni atte ad attutire e/o risolvere questo aspetto ho realizzato il circuito presente nello schema n.3 il quale mi ha pienamente soddisfatto, poiché ora il rumore prodotto dal freno è all’incirca dello stesso livello di quello che fa il rotore durante la rotazione.
Il funzionamento si basa sul principio di ridurre il picco di corrente che l’elettromagnete del freno assorbe durante lo sgancio. Questo è possibile alimentando l’elettromagnete del freno con due diverse rampe di tensione; si parte con una prima rampa più bassa, e poi dopo alcuni secondi si alimenta la bobina con la tensione prevista dal normale funzionamento. In questo modo si riduce il “ toc” ad un rumore appena percepibile.
Il circuito necessita di un resistore limitatore di corrente che è posto in serie nel circuito primario del trasformatore del freno, ossia sulla linea di rete. Azionando il comando S3 del freno, con il resistore in serie R2 si determina la prima rampa di tensione, mentre la seconda avviene dopo circa 2-3 secondi dal momento che R2 viene cortocircuitato dai contatti ausiliari dal relè RL2.
Il tempo di ritardo (costante di tempo) può essere variato cambiando il valore del condensatore elettrolitico C1 e della resistenza R1 in serie al suddetto relè RL2.
Realizzazione
Per quanto riguarda il soft-start essendo molto semplice ho preferito evitare un montaggio su di un circuito stampato, ma semplicemente saldando i quattro componenti che lo compongono direttamente attorno al relè RL2 a 220 Volt il quale è stato fissato sul piano del box con una fascetta (foto n.1). Il timer invece è stato assemblato su di una basetta millefori in vetroresina dalla misure di 50 x 70 mm (foto n.2) che a sua volta è stata fissata verticalmente sul piano del box mediante due viti da 3 MA. Al timer servono solamente quattro conduttori per collegarlo al control-box.
I due conduttori provenienti dal ponte dei diodi del timer vanno collegati ai morsetti 1 e 2 della morsettiera ad otto poli del control-box, mentre gli altri due conduttori provenienti dai contatti normalmente aperti del relè RL1 vanno collegati, in parallelo, a quelli del pulsante S3 (foto n.3). Il lavoro si completa con l’installazione di un led che viene fissato sul pannello frontale mediante un portaled posizionato appena sopra il comando del pulsante S3 (foto n.4). Questo led di colore verde, quando acceso, segnala che il freno è alimentato.
I circuiti sono particolarmente studiati per i rotori CDE/Hy-Gain HAM serie IV ma possono essere applicati anche alle unità HAM V e Hy-Gain TX2. Le soluzioni proposte non comportano nessun intervento all’interno del rotore e quindi sono possibili senza la necessità di doverlo smontare in quanto sono eseguite ed inserite all’interno del control-box dove c’è spazio a sufficienza.
Segnalo che l’intervento non va ad influire sul regolare funzionamento del control-box per quanto attiene alla lettura della direzione dell’antenna sullo strumento analogico. Infine, con queste due semplici modifiche, posso affermare di essere pienamente soddisfatto nell’utilizzo di questo rotore.
i4civ.onorio@gmail.com
La presente descrizione è srtata pubblicata su Radio Kit Elettronica anno 2013 mese febbraio pagina 25
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