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COME REALIZZARE UN SEMAFORO STRADALE

di Gian Luca Giovannini

 

1. GENERALITA’

 

L’idea di realizzare un semaforo stradale non modellistico bensì perfettamente funzionante era da tempo "in cantiere" nella mia testa vista l’assenza sul nostro mercato di articoli similari e soprattutto ambientabili in un paesaggio tipicamente italiano. Finalmente, prima di Natale u.s., durante una mostra mercato a  ROMA nel circolo del Serafico, ho trovato, per pochi euro, presso un artigiano di Macerata alcuni simulacri in lega metallica di semafori stradali per uso modellistico che, con alcune piccole modifiche, forse, potevano fare allo scopo mio e rendere possibile la mia idea.

 

Unica pecca: i simulacri sono leggermente fuori scala. Infatti sono di circa 1 mm più lunghi e 0,2 mm più larghi rispetto alle dimensioni previste per la scala 1:87. Però, a mio avviso, un "difetto" simile si può ritenere del tutto trascurabile considerando, in primis, la difficoltà nel reperire sul mercato tali oggetti e, in secondo luogo, l’assoluta incapacità di percepire tale "errore" una volta inserito nel paesaggio, a meno di non essere a conoscenza di questo particolare.

2. I MATERIALI E E LE ATTREZZATURE

Una volta deciso di andare avanti con il progetto (e non poteva essere diversamente vista la sfida), tenuto conto che era la prima volta che mi cimentavo nella saldatura e maneggio di micro smd,  ho dovuto, innanzitutto, reperire tutti i materiali necessari nonché verificare di possedere tutte le attrezzature atte allo scopo.

In particolare:

1. piastrina di rame stagnato, da utilizzare quale supporto per i tre micro smd colorati;

2. simulacro di semaforo stradale;

3. micro-smd, di colore rosso, giallo e verde. Porre particolare attenzione nella scelta di quelli "rossi e verdi"; cercare micro smd che abbiano una alta luminosità  per ottenere colori decisi e brillanti;

4. resistenze da 270 Ohm (ne andrà 1 per ogni semaforo);

5. filo elettrico di 3 colori del tipo semi rigido da 0,2 mm di diametro per il collegamento dei micro smd all’alimentazione;

6. filo elettrico del tipo normale del diametro di 0,2 mm per la “massa”;

7. tubo in ottone da 0,2 mm diametro esterno;

8. n.3 interruttori "acceso-spento";

9. n.4 morsetti elettrici;

10. n.1 alimentatore da 3,3 V;

11. resina liquida "Synthaglass" del Dr. Tofano per realizzare le lenti dei diffusori;

12. foglio in stagno da 0,2 mm di spessore.

Per quanto riguarda  le attrezzature, invece:

stazioni saldanti una idonea per led/smd/micro-smd e l’altra normale, stagno, flussante, taglierino, forbici, colla ciano acrilica, nastro biadesivo, pinzette e lente di ingrandimento, trapano elettrico, etc,.

3. FASI DI LAVORAZIONE

a. Prendere, innanzitutto, il simulacro del semaforo e pulirlo con carta vetrata fina dalle impurità dello stampo e cercare di ridurre al massimo lo spessore. Successivamente, forarlo con un trapano elettrico in corrispondenza di ognuno dei punti in cui dovranno essere realizzate le lenti dei diffusori.

Pulire perfettamente eventuali sbavature ed accertarsi che i fori praticati siano su di una unica linea verticale.

b. Prendere la piastrina di rame stagnato, strutturata, fondamentalmente, su due settori conduttori separati fisicamente da una traccia longitudinale lunga per tutta la lunghezza della stessa, ed appoggiarla su di un pezzo di nastro biadesivo incollato precedentemente su di una superficie rigida, possibilmente in legno.

Conviene che la piastrina sia molto più lunga rispetto al necessario, ciò consentirà di lavorare meglio evitando che il calore del saldatore riesca a scollarla dal supporto di legno.

 

Appoggiare, quindi, il simulacro del semaforo sulla piastrina di rame stagnato aiutandosi nel posizionamento con un pezzetto di biadesivo posto sul retro del simulacro. Con una matita a punta fine segnare sulla sbarretta il centro dei 3 fari, posto in cui dovranno poi essere saldati i micro smd. In tale fase bisogna fare molta attenzione che il micro smd si trovi perfettamente, o almeno il più possibile, al centro del foro dei diffusori.

 

c. Togliere il simulacro e ripassare definitivamente i segni precedentemente realizzati. Rimettere il simulacro e fare un ulteriore verifica.

 

Tutto OK? Molto bene, procediamo.

 

d. Una volta individuati i punti dove i micro smd dovranno essere posizionati bisogna fare in modo che ogni micro smd abbia, dalla parte del suo polo positivo (+), un settore suo proprio isolato dai settori contermini.

 

Per fare ciò occorre fare due nette incisioni trasversali rispetto alla traccia longitudinale in modo da realizzare tre settori isolati tra di loro all’interno dei quali troverà collocazione il polo positivo (+) del micro smd.

e. A questo punto si passa a saldare i micro smd partendo da una delle due estremità (Rosso o Verde). Nel posizionamento bisogna fare attenzione affinché il polo positivo (+) del micro smd (Foto disegno n. 7) venga posizionato in corrispondenza di uno dei settori isolati precedentemente realizzati. In questo modo il "-" sarà posizionato nella traccia non sezionata divenendo così polo comune per tutti e tre i micro smd.

 

f. Passare quindi alla saldatura del micro smd. Io ho utilizzato un saldatore a temperatura controllata elettronicamente con potenza ridotta e regolabile dotato di una punta molto sottile commercializzato appositamente per la saldatura di led, smd e micro smd (così almeno ha detto il negoziante). In ordine, anche se la procedura è sicuramente conosciuta dai più:

- goccia di flussante su ambo le tracce;

- posizionamento a freddo del micro smd tenendolo fermo con una pinzetta;

- saldatura facendo attenzione che la goccia di stagno rimanga ben confinata all’interno della sezionatura.

Terminata la saldatura dei micro smd si passa alla saldatura dei fili del polo positivo (+) riscaldando il tanto che basta la saldatura precedentemente realizzata.

Una volta terminato ciò si salda il filo del polo comune, il polo negativo (–) leggermente al di sotto del micro smd verde nella parte di pista priva dei sezionamenti.

g. Tagliare la sbarretta della lunghezza del simulacro con un tronchesino di precisione.

 

h. Si è quindi pronti per una prima prova di funzionamento. Ricordarsi di inserire sul filo comune la resistenza di 270 Ohm utilizzando un alimentatore da 3,3 V.

 

i. Prendere il tubo di ottone e, facendo molta attenzione,  praticare un taglio longitudinale nel tubo fino a poter avere accesso alla cavità interna. Il taglio deve avere una lunghezza tale (comunque leggermente inferiore alla lunghezza del simulacro) da poter inserire agevolmente all’interno i tre fili corrispondenti ai poli positivi (+) dei singoli micro smd.

Rifinire il taglio onde evitare eventuali rotture dei fili durante l’inserimento nel tubo di ottone. Verniciare con del primer per agevolare la successiva fase di verniciatura.

 

j. A circa 90° rispetto al taglio ed all’altezza di questo ultimo, al fine di appiattire leggermente la superficie ed aumentarne l’aggrappaggio, limare leggermente il tubo in ottone allo scopo di preparare la superficie allo incollaggio della piastrina di rame stagnata  con del cianoacrilato.

 

k. Infilare attentamente i 3 fili di poli positivi (+) all’interno della fessura ed iniziare (Foto disegno n. 11) ad avvicinare la piastrina di rame stagnata alla superficie del tubo di ottone precedentemente preparata.

Una volta infilati completamente i fili all’interno del tubetto e una volta sistemati opportunamente sul lato della  piastrina passare ad incollarla con del ciano acrilato sul tubetto.

l. Lasciare asciugare la colla e quindi saldare il filo di massa, polo negativo (–) (il comune a tutti e 3 i micro smd) subito sotto il limite basso della piastrina di rame stagnato nella parte posteriore del tubetto. Un eguale spezzone di filo dovrà essere saldato alla base del tubetto per poter assicurare il collegamento elettrico del semaforo una volta posizionato nel plastico.

 

m. Fare una seconda prova di funzionamento. Ricordarsi, ancora una volta, di inserire sul filo comune la resistenza di 270 Ohm utilizzando un alimentatore da 3,3 V.

 

n. Si passa ora ad operare sul simulacro del semaforo. E’ il momento di realizzare le lenti dei diffusori. Si riempiono i fori con il liquido Synthaglass.

Sistemare il simulacro su di un piano rigido e riempire i fori  con la miscela per mezzo di uno stecchino da denti facendo attenzione che tutto il foro sia perfettamente riempito di liquido. Lasciare asciugare per almeno 24 ore. Sollevare dalla superficie ed assicurarsi che il liquido sia indurito e divenuto completamente trasparente.

 

o. A questo punto bisogna isolare la piastrina di rame stagnato con i micro smd dal simulacro. Ritagliare del nastro biadesivo pari alla lunghezza della piastrina di rame stagnato ed in quantità tale da rivestire il tutto. Rivestire il tutto, quindi, inglobando anche il tubetto di ottone.

 

p. Sovrapporre il simulacro del semaforo alla piastrina di rame stagnato. Il nastro biadesivo agevolerà il posizionamento e manterrà fermo il simulacro del semaforo durante le operazioni di rivestimento.

 

q. Siamo arrivati quasi alla fine.

 

Si prende il foglio di stagno e se ne ritaglia una striscia di grandezza pari alla lunghezza del simulacro e lunga tanto da rivestire tutto il semaforo compreso il tubetto. Rivestire, facendo aderire a tutta la struttura, grazie al nastro biadesivo, il foglio (facilmente modellabile) (Foto n. 14 e 15).

 

r. Una volta fissato, sebbene in maniera provvisoria effettuare una prova di funzionamento finale prima di passare all’incollaggio definitivo assicurandosi che i micro smd siano al centro dei diffusori. Se tutto a posto, incollare con del ciano acrilato sui bordi del simulacro i lembi esterni del foglio di stagno opportunamente tagliato a misura.

 

s. Eccoci arrivati alla fase di coloratura con i seguenti colori:

-  palo del semaforo: giallo segnale;

-  semaforo: verde brillante.

 

La realizzazione è terminata e non rimane che sistemare il segnale all’interno del nostro paesaggio.

 

4. COLLEGAMENTO DEL SEMAFORO

 

Una volta completato il semaforo e saldati i fili di collegamento con la relativa resistenza sul filo di massa di 270 Ohm si deve realizzare il modo di far funzionare il sistema.

 

a. Funzionamento manuale

Lo schema, purtroppo, solamente disegnato a mano (speriamo renda l’idea) è per un funzionamento manuale in quanto per le mie esigenze nel borgo medioevale ho bisogno che i colori dei due semafori siano invertiti. Per essere più chiaro: semaforo 1 rosso, semaforo 2 verde e viceversa.

b. Funzionamento automatico

Per quanto ha tratto, invece, con il funzionamento in automatico, ho trovato in rete un circuito che penso possa fare egregiamente al nostro caso.

Per poter sfruttare, però, questo circuito, ritengo (almeno per quello che ne capisco io) sia necessario apportare una piccola modifica al processo di realizzazione precedentemente illustrato.

Secondo quanto credo di aver evinto dallo schema ogni  micro smd deve avere disponibile il proprio polo negativo (-). Ne consegue che bisogna realizzare dei settori isolati anche sulla traccia longitudinale del polo negativo (-) in analogia a quanto fatto per i poli positivi (+).

Non potendo sfruttare il tubo di ottone quale massa comune occorrerà ridimensionare il tubo di ottone che dovrà "ospitare" sei fili al posto dei precedenti tre.

5. CONCLUSIONI

Come ho già detto in una mia precedente guida, pubblicata su questo bellissimo sito, ritengo che l’anima del modellismo sia la condivisione di esperienze con la consapevolezza di poter ricevere plausi così come critiche purchè fatte con quella onestà intellettuale che normalmente contraddistingue chi ha la nostra passione. Quindi, il tutto è stato fatto con il solo scopo, da una parte, di poter dare un piccolo contributo al forum, dall’altra, di poter sollevare argomenti di discussione e scambio di opinioni interessanti, e sicuramente costruttive.

Prima di concludere queste mie brevi e spero utili note vorrei innanzitutto precisare che quanto di seguito indicato deve essere messo in pratica sempre e solo adottando tutte le misure di sicurezza necessarie (guanti, mascherine, occhiali, cavi, utensili ed apparecchiature elettriche efficienti ed a norma, etc.) in quanto le attività indicate prevedono comunque l’utilizzo di attrezzature che devono essere impiegate con la dovuta attenzione e, se da minori, in presenza di persone adulte.

Ed ecco il semaforo stradale, inserito nel Borgo medioevale.

A questo punto siamo arrivati proprio al termine. Ora non rimane che rimanere in attesa delle vostre critiche e suggerimenti e... se poi ci sarà anche qualche complimento farà sicuramente piacere. Per domande, curiosità, informazioni e chiarimenti, sono a disposizione nel  FORUM GAS TT ed in particolare QUI, nella discussione relativa alla mia autocostruzione.

Nell’augurare a tutti Voi un "buon controllo del traffico stradale" sono lieto di salutare il nostro gentilissimo e disponibilissimo Andrea e rivolgere a tutti un cordiale saluto.

Gian Luca GIOVANNINI "Littlejohn"