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Milk net: inscatolamentificio

Non so se inserire questa cosa tra i tutorial o tra i progetti... potremmo chiamarlo “come realizzare una centrale ups di alimentazione hot-spot wireless” oppure “Una serata di carica!”. Lo metto tra i progetti solo perché, questa realizzazione, è finalizzata ad un progetto di copertura wireless di una zona piuttosto ampia.

Partiamo dalla fine, ovvero dagli obiettivi della cosa: dobbiamo realizzare un hot-spot che dovrà (nei limiti del possibile) essere sempre funzionante e che sarà installato all'aperto, per cui a prova di pioggia, vento, insetti e quant'altro. Gli ingredienti sono:
- due batterie 12 V a 7 Ah;
- un trasformatore con circuito di interruzione per la carica delle batterie;
- un riduttore di tensione e stabilizzatore switching;
- un access point.
A tutto questo aggiungiamo pure pressa-cavi, raccordi, tubi, guaine, scatole, fascette e... tanta fantasia!

Per prima cosa partiamo dall'ap: abbiamo scelto un DLINK DWL-2000AP+ perché, comparandolo con linksys, 3com, netgear e altri, è quello che offre il miglior compromesso tra prezzo, configurabilità e sensibilità in ricezione. Inoltre dispone dell'uscita RP-SMA per la connessione di un'antenna esterna, indispensabile nel nostro caso.
Per fissarlo saldamente all'interno della scatola abbiamo realizzato una piccola base di legno, fissata sul fondo, la quale a sua volta ha due piccole viti su cui attaccare l'ap, utilizzando gli incastri che questo presenta sul retro. La scatola ha un raccordo guaina-scatola da cui arrivano i cavi di rete e alimentazione, un pressa-cavo per il pigtail dell'antenna e due bocchette anti-condensa, con apposita retina, posizionate sul fondo. Come si vede dalla fotografia, la guaina ha al suo interno un tubo, saldamente fissato all'interno della scatola. I cavi dell'alimentazione e della rete sono stati fissati sul fondo, per una soluzione a prova di strattone! Il tubo che collega il box dell'alimentazione con quello dell'ap è lungo circa 60 metri, ed è un semplice tubo corrugato da 20mm. In prossimità delle scatole, però, abbiamo scelto di infilarlo all'interno di alcuni metri di guaina: questo perché queste due parti terminali (a differenza del resto del tubo) saranno maggiormente soggette a intemperie ed eventuali sfregamenti.

Nella scatola dell'alimentazione invece abbiamo messo un caricabatterie WAECO da 6 A con circuito di controllo integrato ed un riduttore di tensione switching della GBC, il tutto accompagnato da due batterie gel da 7 Ah. Il principio di funzionamento è molto semplice: il caricabatterie alimenta l'impianto fino a quando le batterie non raggiungono il livello di carica (14 V); a quel punto il circuito interrompe l'alimentazione fino a quando non si scende sotto il valore di soglia di 12,7 V. Lo switching, che fornisce i 9 V per l'ap, è collegato alle batterie, e quindi anche all'alimentatore: in questo modo, anche se manca l'alimentazione, l'ap continua a funzionare per circa 24 ore (14 Ah con un assorbimento di 0,6 A).

Una chicca sta nel collegamento della ventola: collegandola alla linea 12 V questa avrebbe continuato a funzionare anche in mancanza di rete, accorciando la durata delle batterie e raffreddando un trasformatore spento. Per ovviare a questo inconveniente abbiamo posizionato un ponte di diodi proprio all'uscita del secondario del trasformatore, a monte del circuito di carica, protetti dai diodi anti-inversione di questa scheda! Con questa alimentazione raddrizzata abbiamo alimentato la ventola... perfetto!

Fonti:
- programmino per calcolare la caduta di tensione... moolto utile!
- Riduttore switching della GBC.
- Battery charger della WAECO.
- Dlink DWL-2000AP+

Calcoli:
L'access point consuma, alimentato a 5 V, circa 0,6 A (dato misurato da noi). Aumentando la tensione di alimentazione (non oltre i 10 volt ovviamente, pena il danneggiamento dell'ap) possiamo ottenere un calo della corrente, secondo la formula

P = V x I

che nel nostro caso diventa

5V x 0,6A = 3W

e, a 9 V, da (arrotondando per eccesso)

3W / 9V = 0,35 A

Ora, una corrente di 0,35A ad una tensione di 9V continui su una tratta di 60mt composta da due cavi da 1,5mmq da una caduta di tensione di 0,5V. Considerando che l'ap lavora nel range tra i 5 ed i 10 volt... ci siamo!
Inoltre va considerato che, lavorando a 0,35A, aumenta la durata delle batterie: dato 0,10A l'assorbimento dei circuiti interni all'alimentazione (valore volutamente esagerato), abbiamo una durata delle batterie prossima alle 32 ore!