Da batteria LR14 ad alimentatore 230VAC

Ho da poco acquistato questo levapelucchi / rasalana marchiato Laica che utilizza le ormai poco diffuse batterie LR14 conosciute anche come "mezza torcia". La scomodità di utilizzo è assoluta perché le batterie sono relativamente costose e l'acquisto di batterie ricaricabili e caricabatterie, da utilizzare solo per questo strumento da pochi euro, è economicamente fuori luogo.

Rovistando fra le cianfrusaglie ho trovato il caricabatterie di un vecchio Nokia (ipotizzo del mio Nokia 1100 ormai scomparso). Il caricabatterie eroga 355mA a 3.7V, valore poco più alto dei 3V di due batterie LR14 in serie.

Con un pezzetto di legno ho realizzato la sagoma di due batterie su cui ho avvitato due viti autofilettanti che vanno a simulare i poli delle batterie regolati in modo toccare i contatti del rasalana mantenendo le molle comunque in tensione.

Ai due poli ho poi stagnato i cavetti provenienti dall'alimentatore ed incisa leggermente la scatola del rasalana per far passare il cavetto.

Dopo aver eseguito qualche prova di "rasatura" devo ammettere che l'alimentare, con solo 355mA, è sicuramente più fiacco di due batterie cariche ma è praticamente infinito.

Montare fari supplementari (2)

Uno degli articoli più letti di questo blog mostra un semplice schema per alimentare dei fari supplementari. E' stato scritto nel 2007 trattando in maniera superficiale il dimensionamento dei cavi e dei fusibili di protezione.

Qualche giorno fa un lettore mi ha chiesto:

lo stesso schema va bene per i faretti a led, cioe devo inserire e quindi alimentare 5 faretti da 48 w che fusibile devo usare, che filo?

Chiariamo subito che il tipo di lampada, incandescenza, alogena o LED non richiede modifiche allo schema. Quello che mi ha fatto pensare di riscrivere l'articolo e presentare un nuovo schema è il numero di faretti, cinque. Ripartiamo dunque da capo iniziando dal nuovo schema.

Schema elettrico

Attenzione! Utilizza questo schema a tuo rischio e pericolo!

Prima di tutto dobbiamo conoscere le correnti in gioco partendo dai dati delle lampadine. Supponiamo di voler montare delle lampadine da 12V e 48W (così vengono i conti tondi).

La corrente [Ampére] di una lampadina si calcola come il rapporto tra la potenza [Watt] e la tensione [Volt]; nel nostro caso: 48W / 12V = 4A.

Supponendo di voler montare quattro fari, la corrente totale del sistema risulta 4A + 4A + 4A + 4A = 16A.  

Il circuito di potenza del del relè deve sopportare tale corrente. Quindi occorre scegliere un relè in grado di portare da 16A in su. Chiaramente tutto il relè deve essere costruito per la tensione di 12V. Potremmo fare a meno del relè a condizione di avere un interruttore in grado di portare una ventina di Ampére. Interruttori di questo tipo sono però di grosse dimensioni e quindi potremmo incappare in problemi estetici o logistici. Utilizzando il relè possiamo montare un interruttore di dimensioni molto limitate.

Ora dobbiamo scegliere l'interruttore da montare sul cruscotto. Non deve avere particolari requisiti quindi va bene qualunque cosa.

Occorre decidere dove collegare l'alimentazione dell'interruttore (nel disegno ho segnalato il terminale con un punto interrogativo).

• Nel caso in cui volessimo accendere i fanali in qualunque momento, il terminale indicato con il punto interrogativo va collegato tra il fusibile F1 e il relè.
• Nel caso in cui volessimo accnedere i fanali solo quando è acceso il quadro elettrico, il terminale indicato con il punto interrogativo va collegato al morsetto al morsetto 15 o al 15/54 che solitamente indicano il positivo tagliato dalla chiave del quadro elettrico.
• Nel caso in cui volessimo accendere i fanali solo quando sono accese le luci di posizione, il terminale indicato con il punto interrogativo va collegato al circuito che alimenta le luci di posizione.

Nel disegno non è disegnato il conduttore di massa perché si presume sia possibile utilizzare il metallo del trattore come conduttore di massa.

Dimensionamento dei cavi

Sui cavi marchiati con S2 circola la corrente di un solo faretto: nel nostro caso 4A. Utilizzando la seguente tabella che indica la massima corrente che può circolare su un cavo considerando la sua sezione e la sua lunghezza.

La formula utilizzata per riempire la tabella è:

Corrente = 25 * Sezione / Lunghezza

si capisce che i cavi S2 che collegano i singoli fari al relè devono essere da 1.5 mm² se lunghi 10 metri o da 1.0 mm² se lunghi solo 5 metri.

Il cavo S1, che collega la batteria al relè e su cui circola la corrente di tutti i fari allo stesso momento (20A) deve essere di almeno di 4.0 mm² se lungo al massimo 5 metri.

Dimensionamento dei fusibili di protezione

Il dimensionamento del fusibile F2 deve:

• permettere di alimentare il faretto;
• proteggere il cavo dal surriscaldamento.

Il primo punto ci dice che il fusibile F2 deve resistere a più di 4A che è l'assorbimento del singolo faretto. Il secondo punto ci dice la taglia massima del fusibile F2, attraverso una formuletta empirica che consiste nella moltiplicazione per 4 della sezione del cavo. Analizziamo entrambi i cavi scelti:

• Filo lungo 5 metri di sezione 1.0 mm² * 4 = 4A.
• Filo lungo 10 metri di sezione 1.5 mm² * 4 =  6A.

Se l'assorbimento dichiarato è di 4 ampere è bene scegliere un fusibile della taglia commerciale immediatamente maggiore per evitare che si bruci durante il funzionamento normale (non dimentichiamoci che stiamo parlando di macchine agricole che lavorano per ore sotto al sole estivo). La taglia commerciale immediatamente superiore è 5A.

Attenzione! Un fusibile da 5A non è in grado di proteggere il cavo da 1.0 mm² dichiarato accettabile secondo la tabella analizzata poco sopra. Dobbiamo per forza scegliere un cavo da 1.5 mm² anche qualora la tratta sia inferiore ai 5 metri.

Quindi F2 = 5A e S2 = 1.5 mm².

Analizziamo il tratto di cavo S1 che va dal relè alla batteria e che è protetto dal fusibile F1. Sul cavo circola la somma delle correnti delle singole lampadine: il fusibile deve resistere ad almeno 16A. Abbiamo detto che deve essere di almeno 4.0 mm² il che vuol dire che va protetto da un fusibile di 4.0 mm² * 4 = 16A. Se consideriamo le taglie commericiali dei fusibili automobilistici abbiamo fusibili da 15A (non sufficienti) e da 20A. La scelta cade obbligatoriamente sul fusibile da 20A.

Attenzione! Un fusibile da 20A non è in grado di proteggere un cavo da 4.0 mm². Il cavo che connette la batteria al relè dovrà essere da 6.0 mm².

Quindi F1 = 20A e S1 = 6.0 mm².

Nota a margine

Il fusibile F1 è veramente necessario?
Lo scopo del fusibile F1 è quello di proteggere il tratto di cavo che dalla batteria va al relè ipoteticamente dentro al cuscotto del trattore. Il fusibile interviene in caso di cortocuito del cavo S1 verso la massa (il telaio del trattore). Si ha un cortocircuito praticamente solo se l'isolante del cavo si danneggia. Tale fusibile ha senso di esistere solo se viene installato in prossimità della batteria o sulla batteria stessa. Non ha senso se installato dentro al cruscotto. Quindi in caso di sistemi di protezione meccanici contro il danneggiamento del cavo elettrico (ad esempio una guaina corrugata o equivalenti) è possibile evitare di installare il fusibile F1 potendo, di fatto, limitare il cavo S1 ad una meno costosa sezione di 4.0 mm².

Il caso del lettore

Cinque lampade da 48W assorbono 4A l'una per un totale 20A.
Il dimensionamento di S2 e F2 è identico al caso precedente: F2 = 5A e S2 = 1.5 mm².
Il dimensionamento di S1 è di 6.00 mm² ipotizzando una lunghezza di 5 metri.

Modifiche all'alimentatore ATX (2)

Mi è capitato fra le mani un altro alimentatore ATX e dato che ora è più veloce cercare su internet ho deciso di studiare meglio l'integrato TL494 cuore di quasi tutti gli ATX. L'obiettivo è di realizzare qualcosa di più flessibile rispetto al primo tentativo di ben 8 anni fa.

La faccio breve: il TL494 ha alcuni ingressi da tenere sott'occhio.
Il pin 1 è generalmente utilizzato come regolazione di tensione: qui va collegato un partitore resistivo che riporta la tensione di uscita all'integrato.
Il pin 2 è il riferimento con cui verrà comparato il pin 1.
Il pin 4 è un ingresso che blocca l'integrato in caso di sovratensioni.
I pin 15 e 16 fanno esattamente la stessa cosa dei pin 1 e 2 ma generalmente sono utilizzati per limitare la corrente di uscite tramite un altro gioco di partitori resitivi.

Per prima cosa isolo il pin 4 dal resto del circuito e lo collego a massa con una resistenza da 2.2kohm. In questo modo dovrei aver annullato ogni sua funzione per evitare di trovare l'alimentatore involontariamente in protezione.

Nell'alimentatore ATX originale, sul pin1 arriva una parte della 5V di uscita che è l'unica tensione stabilizzata. Come l'altra volta, a me interessa stabilizzare l'uscita a 12V e tentare di creare un alimentatore a tensione variabile con un potenziometro di regolazione.
Scollego quindi il pin 1 dal resto del circuito e vado a collegare sul pin due resistenze variabili da 10kohm: quella verso massa è un trimmer regolabile con cacciavite e che dovrà essere resa inaccessibile una volta regolata; quella verso l'uscita a 12V è un potenziometro con manopola di regolazione da utilizzare una volta ultimato l'alimentatore per regolare la tensione di uscita. Agendo sulla prima resistenza si sceglie invece il range tensione dell'uscita durante la fase di taratura dell'alimentatore. Durante la taratura occorre fare molta attenzione ed evitare di porre entrambe le resistenze variabili a zero*. Giocando coi valori di resistenza sono riuscito ad arrivare anche a 30V ma, già sopra ai 20V, ho notato che l'alimentatore va in difficoltà ed inizia ad essere rumoroso a dimostrazione del fatto che stiamo pretendendo troppo da una cosa progettata per 12V. Nella bibliografia a fine articolo viene indicato come modificare il trasformatore per arrivare senza difficoltà a 30V.

Una raccomandazione: prima di fare prove alzando la tensione è necessario eliminare i condensatori elettrolitici dalle uscite a +5V, -5V e -12V in quanto anche quest'ultime aumentaranno la propria tensione e i condensatori esploderanno. Il consensatore dell'uscita a +12V va invece sostituito con uno in grado di sopporate una tensione di 35V. Io mi sono dimentato di sostituire quello nella linea a -12V ed ho sentito una bella botta appena superati i 26V.

L'alimentatore variabile porta con se anche il problema della ventilazione. Originariamente la ventola è alimentata dalla 12V che ora è diventata una tensione variabile da 2.5V a 20V: la ventola non può quindi funzionare in maniera regolare. Per questo motivo è stato necessario recuperare un piccolo trasformatore 220V - 12V da 5W e un ponte di diodi per dare alimentazione costante alla ventola. L'operazione più difficile è stato trovare lo spazio e il modo di fissare il trasformatore alla scatola: nel mio caso ho optato per avvitarlo al coperchio.

 

L'alimentatore variabile è stato poi completato con un paio di boccole per l'innesto delle banane e dal led verde di segnalazione alimentato (tramite resistenza da 180 ohm) dalla tensione di stand-by sempre presente e sempre stabile a 5V nonostante le mie modifiche agli altri stadi dell'alimentatore.

Bibliografia fondamentale

• Come realizzare un SPS da laboratorio dal sito chirio.com

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* Un ringraziamento al lettore che mi ha fatto notare il possibile problema.

Contaore elettrico per motore diesel

Il rinvio del contagiri dei motori Lombardini costa oltre 150 euro. Considerando che che è un ingranaggino di una lega di zinco mi pare un prezzo fuori da ogni logica. Considerando poi che del contagiri se ne può fare anche a meno in un trattore, rimane il problema di contare le ore motore che sono l'unico indicatore della scadenza della manutenzione.

Esiste il contaore elettrico, un piccolo motorino alimentato dalla batteria che fa girare gli indicatori che indicano le ore di funziomento. E' sufficiente collegarlo al morsetto 15 o 15/54 del blocchetto chiave ed ogni volta che il quadro elettrico è alimentato il contatore inizia a contare. Questa sarebbe la fine dell'articolo se non fosse che, ogni volta che propongo l'installazione del contatore elettrico, c'è sempre il "precisino" che puntualizza:

Se mi dimentico il quadro acceso dopo aver spento il motore il contatore continua comunque a contare.

L'articolo sarebbe dovuto comunque finire qui perché se tu sei sbadato non è un problema mio.

In realtà utilizzando un relè del costo di 2 euro è possibile far contare solo le effettive ore di moto del motore.

Lo schema di partenza è solito utilizzato per spiegare come fare l'impianto di avviamento dei Lombardini. In rosso ho messo i componenti nuovi. Al posto della spia della pressione olio mettiamo la bobina di un relè. La spia dell'olio è collegata al contatto normalmente aperto del relè mentre il contaore è collegato al contatto normalmente chiuso. Vediamo come funziona:

1. Quadro spento. Non c'è tensione sul morsetto 15 quindi il contatore non gira.
2. Quadro acceso. Motore spento. Zero pressione olio. Il relè si eccita per accendere la spia e quindi spegne il contatore che non gira.
3. Quadro acceso. Motore acceso. Pressione olio nella norma. Il relè si diseccita per spegnere la spia e accende il contatore che inizia a contare le ore motore.

Testato ieri mattina sul mio Valpadana.
Perché usare la spia dell'olio? Perché nel mio Valpadana non ho la spia dell'alternatore. Volendo si può modificare il circuito ed usare quest'ultima. Se avete capito il giochino potete farlo da soli.

Circuito di ricarica con spia alternatore

Ho ricevuto questo commento all'articolo "Ripristinare impianto elettrico Pasquali":

Come potrei inserire in questo schema una spia di ricarica batteria?
Grazie

Per inserire la spia che indica la mancata ricarica della batteria nel circuito per il Pasquali occorre usare un regolatore Ducati o Saprisa a 6 terminali. Il sesto terminale è indicato dalla lettera "L" (a volte dalla sigla "L.E.") e serve appunto per accendere la spia quando l'alternatore non è in funzione.

Allego lo schema di esempio:

La spia, normalmente di colore giallo prende alimentazione dal terminale 15 (o 15/54) del blocchetto chiave. Il terminale "L" del regolatore assorbe corrente quando l'alternatore non genera corrente e quindi la lampadina si accende. Appena l'alternatore genera corrente, il terminale "L" non assorbe più corrente e la lampada si spegne.

Aggiornamento 24/10/2020: Ho appena ricevuto una mail che mi chiede come collegare il regolatore Saprisa a sei terminali installato su un dumper Pasquali in cui i terminali hanno nomi leggermente diversi. Ecco lo stresso schema ma con regolatore Saprisa.

 

Impianto elettrico Lombardini con regolatore a tre fili

Ho ricevuto questo commento all'articolo "Ripristinare impianto elettrico Pasquali":

Ciao andrea vorrei chiederti un informazione.. Sto ristrutturando un vecchio Bertolini bm 12 con motore lda 97... Ho tutto il kit di avviamento. Con il regolatore come il tuo... Ducati... Ma ho tolto il coperchio. E ho trovato solo 3 capicorda originali... Ho visto che tu originariamente ne avevi 5 ma per motivi di attacchi hai saldato direttamente... Come possibile che io ne abbia solo 3? E' evidente che non ci sono mai stati perché non ci sono tracce di saldatura... Cosa ne pensi? Grazie per l'attenzione.

Cercando tra la documentazione della Lombardini ho trovato un vecchio schema elettrico allegato ad un LDA100 in cui un particolare regolatore Ducati ha solo tre cavi collegati e la presa centrale dell'alternatore (cavo rosso) va direttamente al polo positivo della batteria.

Ripristinare impianto elettrico Pasquali

Questo vecchio Pasquali con motore Lombardini LDA96 era da tempo senza impianto elettrico di avviamento e di ricarica della batteria. Per anni è stato avviato a strappo mentre ultimamente utilizzavamo un carrello avviatore dotato di due batterie da 12V in serie e cavi con pinze da collegare al volo su motorino d'avviamento ogni volta che serviva.

Dato che il trattore è da sempre stato dotato di alternatore e di relativo regolatore di tensione mai collegati, ho pensato di verificarne la funzionalità e poi di cablare nuovamente l'impianto elettrico in modo da poter montare una batteria per l'avviamento che venisse ricaricata dal motore.

Il volano del motore è dotato di alcuni magneti che, ruotando, inducono forza elettromotrice alternata nei due avvolgimenti posizionati attorno al volano. Tali avvolgimenti hanno un terminale in comune (filo rosso) e quindi due terminali in controfase (fili gialli). Quando il motore Lombardini è acceso, su questi terminali è possibile misurare tensione alternata a vuoto di circa 40V~ tra i due terminali gialli e di circa 20V~ tra il terminale rosso e uno a scelta dei terminali gialli. Nel caso in cui ci siano batteria e regolatore collegati la tensione può assumere valori inferiori in funzione del regime di rotazione del motore comunque mai inferiori a 12V~.

Attenzione: se si esegue la misura tenendo con entrambe le mani i fili a contatto con i puntali del tester si sente una leggera ma fastidiosa scossa dovuta alla piccolissima corrente alternata che i 40V~ fanno passare da mano a mano attraverso il nostro corpo. Faccia attenzione chi non sopporta le scosse elettriche.

Il trattore è dotato di un vecchio regolatore di tensione con innesti rapidi di forma circolare. Purtroppo non ho a disposizione tali innesti quindi ho deciso di saldare dei cavi direttamente sui contatti del regolatore. Per fare questo ho disossidato con carta vetrata le piazzole del regolatore. Ho colato sopra di esse del nuovo stagno con abbondande pasta salda. Ho preso dei tronconi di cavo di colore differente, ho prima sciolto dello stagno sui loro terminali e poi li ho saldati sui contatti del regolatore semplicemente appoggiandoci la punta dello stagnatore. Ho poi connesso i cinque tronconi di cavo in un mammut fissato sul convogliatore dell'aria.

Schema elettrico con regolatore a cinque terminali.

Come mostra lo schema qui sopra, si può vedere che al regolatore vanno portati due cavi: uno direttamente da positivo della batteria che verrà utlizzato dal regolatore per ricaricare la batteria stessa; l'altro deve provenire dal blocchetto della chiave perché deve esserci tensione solo quando il quadro elettrico è acceso (se si collega tale cavo direttamente al polo positivo della batteria, il regolatore assorbe corrente anche a motore spento e la batteria si scaricherà dopo alcune ore). Per verificare il funzionamento del regolatore e la correttezza dei cablaggi è sufficiente fare una misurazione della tensione della batteria quando il motore è spento (si ottiene un valore compreso tra 12,50V e 13,00V) e quando il motore è acceso e leggermente accelerato (si devono ottenere valori superiori a 13,00V che crescono fino a circa 14,50V con il motore al massimo del regime di rotazione).

Il motore è dotato di bulbo digitale di rilevazione della pressione olio e quindi ho pensato di collegare anche quest'ultimo. Quando non c'è pressione olio il bulbo chiude il contatto verso massa (carcassa del motore); un capo della lampada spia è collegato al bulbo mentre l'altro deve essere collegato al positivo. Per evitare di scaricare la batteria tenendo la spia accesa a motore spento, utilizziamo lo stesso positivo portato al regolatore di tensione in cui c'è tensione solo con la chiave girata.

I contatti del blocchetto chiave vanno usati come segue:

• 30 - Positivo di alimentazione direttamente da polo positivo della batteria;
• 15 -  Contatto per alimentazione servizi ausiliari solo quando la chiave è nelle posizioni 1 e 2: al regolatore di tensione e alla spia dell'olio (se hai un regolatore di tensione a 6 terminali collega qui anche la spia del regolatore);
• 50 - Al teleruttore del motorino di avviamento. In questo terminale c'è tensione solo durante l'avviamento del motore (chiave in posizione 2).

Aggiornamento 07/01/2017:
Ho realizzato anche lo schema in caso sia presente un regolatore Ducati a tre terminali.

Aggiornamento 03/05/2017:
Ho realizzato anche lo schema in caso sia presente il regolatore Ducati o Saprisa a sei terminali che permette di comandare anche la spia di indicazione della mancata ricarica.

Modifiche all'alimentatore ATX (1)

Avevo un alimentatore ATX in più e non sapevo cosa farci, poi ho cercato un po' su internet scoprendo che in molti lo avevano modificato per ottenere un ottimo alimentatore da laboratorio.

Il primo problema era capire come accenderlo: googlata di trenta secondi per capire che è sufficiente portare a massa il filo verde (PS_ON, nello schema a fianco). A questo punto si ha già un alimentatore che sembra funzionare quasi come previsto e già ci potremmo fermare. Googlando un altro po' mi sono letto diversi siti ed ho aperto l'alimentatore per vedere un po' com'era fatto scoprendo che con poche saldature è possibile migliorarlo e che con un'estrema maestria (non è il mio caso) è possibile ottenere un super alimentatore addirittura a tensione variabile (vedere i link in fondo).


Uscite stabilizzate

L'alimentatore ATX in mio possesso monta un regolatore switching di tipo IR3M02 compatibile con il più famoso TL494. Entrambi sono regolatori di tensione a 5 volt ottenuta sul secondario, multipresa di un trasformatore. Dalle altre prese del trasformatore escono le altre tensioni tipiche di un ATX: +12V, -12V; -5V. Queste tensioni non sono direttamente stabilizzate. Il loro valore viene dato per buono conseguentemente alla stabilizzazione dei +5V. Con l'uscita +5 a vuoto (nessun assorbimento di corrente), misuro +11.28V sull'uscita +12. Caricando l'uscita +5, la tensione sull'uscita +12 aumenta per via dell'azione del regolatore switching sul canale a 5V. Ini queste condizioni, l'unica uscita veramente stabilizzata è la +5.

Volendo utilizzare l'uscita +12 è necessario stabilizzarla ingannando il regolatore e rinunciando alla stabilizzazione dell'uscita +5. Sul pin 1 dell'integrato IR3M02 è collegato, attraverso una resistenza, un feedback della tensione dell'uscita +5. Ho eliminato questo feedback tagliando un ponticello e ho portato sul pin 1 un feedback "mascherato" dell'uscita +12. Inserendo un diodo zener da 7.5V nel percorso del feedback avrò in uscita una tensione di 5V + 7.5V = 12.5V. Io, avendo uno zener da soli 6.8V ho aggiunto in serie ad esso un diodo (1N4001) polarizzato direttamente in modo da avere in uscita 5V + 6.8V + 0.6V = 12.4V. Con questa modifica l'unica uscita veramente stabilizzata è la +12 mentre le altre avranno valori un po' sballati: nell'uscita +5 misuro 5.47V, nell'uscita -5 misuro -4.58V e nell'uscita -12 misuro -11.11V.

Ho quindi realizzato un alimentatore stabilizzato a 12V con almeno 10 Ampére di corrente di uscita.

E' possibile aumentare a piacimento il valore dell'uscita stabilizzata modificando lo zener? Non credo o almeno io non ci sono riuscito. Nell'alimentatore è presente un controllore di sovratensione (OVC) che spegne l'alimentatore se le tensioni sono troppo alte. Probabilmente bisogna escludere o modificare questo circuito. Sarà la prossima modifica...

Un discorso a parte va fatto per l'uscita +3.3 che è gestita da un regolatore indipendente e quindi mantiene la sua stabilizzazione indipendentemente dai lavori eseguiti.


Accessori

All'interno dell'alimentatore ATX è presente anche un normale stabilizzatore di tensione +5V usato per alimentare la scheda madre in stand-by. Ho utilizzato questa uscita (cavo viola connettore ATX) per alimentare un LED verde che si accende quando l'alimentatore ATX è alimentatore dalla tensione di rete (interrutore posteriore su ON).
Ho inoltre inserito un altro LED rosso che si accende quando l'alimentatore va in protezione. E' stato sufficiente controllare con un BJT la mancanza della tensione dell'uscita +5 in presenza della tensione di stand-by.


Realizzazione

Ho fatto un po' di foto dell'alimentatore finito. Nella prima foto si vede la schedina millefori in cui è saldato il circuito per il controllo dei due LED mentre nelle ultime tre è visibile la sistemazione delle uscite a diversa tensione: nel connettore ATX sono rimaste le uscite a bassa corrente (prevedo di non usarle) mentre le tre uscite ad alta corrente (+3.3, +5, +12) sono state inserite in altrettati mammut a modi morsetto.

Bibliografia fondamentale

Senza le seguenti fonti non sarei mai riuscito a mettere le mani su un alimentatore ATX:

• Come realizzare un SPS da laboratorio dal sito chirio.com;
• L'alimentatore del PC dal sito elma.it;
• Modifica alimentatore da PC STEP BY STEP! (MODIFICA ZENER) dal forum del portate di modellismo baronerosso.net.

Aggiornamento 20/11/2018
Ho realizzato un secondo alimentatore (questa volta stabilizzato variabile) partendo da un alimentatore ATX. Vai all'articolo.

Appunti sull'alternatore

In questo periodo stiamo mettendo mano al Lamborghini 654 e, dopo aver riparato il sistema di guida idrostatica abbiamo messo mano all'alternatore che, da tempo, non caricava più la batteria. La sostituizione del regolatore (scatoletta nera nella foto a sinistra) ha risolto tutti i problemi: ora la batteria viene caricata.

Con l'occasione ho voluto studiare il circuito dell'alternatore e in particolare del regolatore per capire come funziona.

Le considerazioni che seguono sono quindi frutto delle mie analisi e possono essere sbagliate od incomplete: è bene non prenderle come unico ed inconfutabile riferimento.

L'alternatore funziona seguendo la legge di Faraday - Lenz secondo la quale il campo magnetico rotante generato dal rotore induce negli avvolgimenti statorici un forza elettromotrice (leggi tensione) proporzionale ad esso e alla velocità di rotazione. Il campo magnetico del rotore dipende a sua volta dalla corrente di eccitazione che il regolatore fa circolare sull'avvolgimento rotorico. E' quindi possibile controllare la tensione di uscita dell'alternatore andando a modificare la corrente di eccitazione. Di seguito lo schema elettrico di un alternatore inserito nel circuito elettrico di un autoveicolo.

Nei tre avvolgimenti dello statore viene indotta una tensione alternata quasi sinusoidale che deve essere raddrizzata dal ponte di diodi a destra per poi essere inviata, tramite il contatto B+, alla batteria. Altri tre diodi raddrizzano la stessa tensione alternata sul contatto D+ a cui sono collegati il regolatore e la lampadina spia sul cruscotto.

Il regolatore viene alimentato dal contatto D+ e in base al valore della tensione di questo contatto modifica la tensione del contatto DF (immaginavo che F stia per "flottante" - "floating" in realtà un commentatore mi ha fatto notare che probabilmente F sta per "field" - "campo") modificando di conseguenza la corrente che circola sull'avvolgimento rotorico. Il contatto D- va collegato alla carcassa dell'alternatore a sua volta collegata al negativo della batteria.

Quindi ad alternatore fermo il regolatore viene alimentato dalla batteria attraverso la lampada spia che si accende. Appena l'alternatore inizia a girare e quindi a produrre energia elettrica, è l'alternatore ad alimentare il regolatore tramite i tre diodi collegati al contatto D+ e dunque la lampadina spia si spegne.

Il contatto W, non sempre presente negli alternatori, consente di prelevare un segnale alternato la cui frequenza è proporzionale ai giri dell'alternatore e quindi del motore. Questo segnale viene usato dai contagiri elettronici per mostrare i giri del motore dell'autoveicolo.

Con non poche difficoltà ho cercato di aprire il regolatore per scoprirne lo schema elettrico. Dentro la scatoletta di platisca nera era stata colata della resina per imprigionare tutti i componenti elettronici proteggendoli dagli agenti atmosferici e da sguardi indiscreti.

Armato di taglierino e tanta pazienza ho scoperto tutti i componenti riuscendo a scoprire, con qualche incertezza, lo schema elettrico (parziale) disegnato qui sotto.

Lo schema è parziale perché mancano i condensatori che ottimizzano stabilità e risposta in frequenza e non sono sicuro del tipo di transistor Q3 in quanto era impossibile leggere la sigla: se è un BJT dovrebbe trattarsi di un PNP, se è altro non saprei.
Q1 e Q2 sono in configurazione ad emettitore comune e variano il loro punto di lavoro in funzione del valore della tensione di uscita dell'alternatore. Q3 è in configurazione a collettore comune: si comporta come un inseguitore di tensione a meno delle zone di intervento dello Zener DZ2. Infatti, DZ2 impedisce che la tensione della spazzola DF salga troppo col rischio di ridurre troppo la corrente di eccitazione dell'alternatore andando a "spegnerlo" facendo riaccendere la lampadina spia durante il funzionamento.

Driiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiinnnnnnnnnnnnnnn

Offerte di fine serie all'Ipercoop di Cesena: un campanello wireless, 433MHz e 50 metri (secondo loro) di portata, tutto per soli 4,5€. Comodissimo per dare la possibilità al postino di suonare dalla cassetta della posta che si trova sul ciglio della strada; peccato che in casa non ci sia mai nessuno ad ascoltare il campanello... ma questo è un altro discorso.

Il funzionamento è semplice: sulla cassetta della posta c'è il trasmettitore, alimentato da una piccola batteria a 12V, mentre in casa c'è il ricevitore, alimentato da tre batterie da 1,2V, che emette il classico dlindlòn quando viene premuto il bottone sul trasmettitore. Un solo problema: il dlindlòn non mi piace; meglio il classico drin del campanello alimentato a 12V~.

Nel circuito originale, l'ultimo transistor pilota un altoparlante con impedenza di 8Ω. Impossibile collegarci direttamente un relè per via della tensione troppo bassa: ho tutti relè con eccitazione a 12V.

L'unica opportunità consiste nel creare una seconda alimentazione di almeno 12V in corrente continua ottenuta raddrizzando con un diodo e filtrandola con un condensatore quella fornita dal trasformatore del campanello. Con l'alimentazione appena creata si alimenta la bobina del relè comandata da un transistor NPN qualunque (io ho messo un sovradimensionatissimo TIP31 perché è stato il primo che ho trovato). La base di questo transistor va a sostituire l'altoparlante. La resistenza da 10Ω serve per mantenere più o meno invariato il carico del circuito a monte. Ovviamente il contatto del relè va messo in parallelo al pulsante posizionato vicino alla porta di casa.

Nella figura seguente, realizzata con un Cad sofisticatissimo, si vedono il circuito originale e il circuito modificato.


Due unici inconvenienti:

• I sistemi di comunicazione a 433MHz sono veramente noiosi. Prima di fissarli al muro o alla cassetta è bene verificare che funzionino. Bisogna inoltre tenerli lontani dal contatore dell'enel, come consigliato dal manuale allegato.
• Il dlindlòn originale è abbastanza lungo; ora, il relè chiude per lo stesso intervallo di tempo alimentando il campanello per un periodo abbastanza elevato che allunga spaventosamente il suo suono diventando insistente quasi ai limiti dei Testimoni di Geova.

Collegare il computer portatile al televisore

Sarebbe meglio intitolare questo articolo come "Collegare il computer portatile al televisore vecchio" poiché ho saputo che i televisori LCD hanno anche l'ingresso VGA e che in alcuni televisori a tubo catodico dotati di due prese SCART, una è configurata per la trasmissione S-Video. Non è il caso dei miei televisori Mivar.

Mia sorella, avendo la necessità di collegare l'uscita s-video del suo notebook alla SCART del televisore, ha acquistato un cavo apposito al MarcoPolo che si è immediatamente rivelato non funzionante. Per questo, cannibalizzando il cavo acquistato, ho realizzato un collegamento funzionante con qualunque televisore aggiungendo solo un condensatore da 470pF.

Gli ingredienti per la realizzazione di tale cavo (senza modificarne uno acquistato da MarcoPolo) è necessario avere:

• un cavo schermato a due conduttori caldi per la trasmissione dell'audio stereo;
• un cavo schermato ad uno o due conduttori caldi la trasmissione del video;
• un connettore SCART;
• un connettore maschio JACK stereo;
• un connettore maschio MiniDIN a 4 poli;
• un condensatore ceramico da 470pF;
• un saldatore.

La certezza del funzionamento di tale cavo sta nella conversione dei due segnali S-Video (luminanza e crominanza) nel segnale video composito tramite il condensatore di 470pF utilizzato per accoppiare i due segnali come mostrato nella figura sottostante.


Il segnale video composito va poi collegato all'ingresso video della SCART (pin 20) mentre le due masse dei segnali S-Video devono essere collegate insieme e portate al pin 18 della SCART. Il cavo può avere un solo conduttore caldo qualora il condensatore venga inserito all'interno del connettore miniDIN, viceversa deve avere due conduttori caldi qualora il condensatore venga inserito all'interno del connettore SCART.

Il circuito audio non richiede nessun trattamento particolare, è sufficiente collegare correttamente i segnali stereo come mostrato nella figura sovrastante.

Relazioni di laboratorio

In questi giorni ho terminato di scrivere le relazioni del Laboratorio di Elettronica e Telecomunicazioni L-S, corso che ricicla il Laboratorio di Elaborazione Numerica dei Segnali L-A e il Laboratorio di Elettronica L-A.

Il Laboratorio di Elaborazione Numerica dei Segnali era incentrato sull'utilizzo di Matlab e sulla progettazione e sintesi di filtri numerici a risposta finita. Tali relazioni sono state scritte in collaborazione con Angelo Facondini e Francesco Venturini.

Il Laboratorio di Elettronica ha invece riguardato le simulazioni tramite Pspice di dispositivi elettrici a semiconduttore (MOSFET e BJT) e di qualche loro applicazione per l'amplificazione dei segnali a bassa frequenza. Tale relazione è stata scritta con la collaborazione di Emiliano Balestri, Andrea Giunchi, Facondini Angelo e Peter Negretti.

Trovate entrambi i pacchetti contenenti le relazioni nella sezione download del mio sito.

Montare fari supplementari

Aggiornamento 03.04.2020
Articolo e schema modificato a seguito dei commenti di utente. L'articolo nuovo è qui.

Ripropongo uno schema elettrico per montare dei fari supplementari realizzato per gli utenti di un forum sulle macchine agricole. Lo schema può comunque essere utilizzato in qualsiasi applicazione: trattori, automobili, motociclette, ...

Attenzione! Utilizza questo schema a tuo rischio e pericolo!

Prima di tutto dobbiamo conoscere le correnti in gioco partendo dai dati delle lampadine. Supponiamo di voler montare delle lampadine da 12V e 48W (così vengono i conti tondi).

La corrente [Ampére] di una lampadina si calcola come il rapporto tra la potenza [Watt] e la tensione [Volt]; nel nostro caso: 48W / 12V = 4A.

Supponendo di voler montare 2 fari, la corrente totale del sistema risulta 4A + 4A = 8A. Il fusibile dovrà essere dimensionato in modo da sovrastimare questa corrente. In questo caso un fusibile che sopporta una corrente massima maggiore po uguale a 10A fa al caso nostro. La presenza del fusibile non è fondamentale per il funzionamento dell'impianto; è però fondamentale per la sicurezza dell'impianto: un fusibile infatti evita i sovraccarichi provocati ad esempio da cortocircuiti.

La sezione del cavo che porta una decina di Ampére deve essere di almeno 1.5mm². Utilizzate il seguente schema per dimensionare i cavi in base alla corrente:

• 1.5mm² --> da 6A a 10A;
• 2.5mm² --> da 10A a 16A;
• 4mm² --> 16A;
• 6mm² --> 25A.

Anche il circuito di potenza del del relè deve sopportare la stessa corrente. Quindi occorre scegliere un relè in grado di portare da 8A in su. Chiaramente tutto il relè deve essere costruito per la tensione di 12V. Potremmo fare a meno pure del relè a condizione di avere un interruttore in grado di portare una decina di Ampére. Interruttori di questo tipo sono però di grosse dimensioni e quindi potremmo incappare in problemi estetici o logistici. Utilizzando il relè possiamo montare un interruttore di dimensioni molto limitate.

Ora dobbiamo scegliere l'interruttore da montare sul cruscotto. Non deve avere particolari requisiti quindi va bene qualunque cosa.

Rimane da decidere dove collegare l'alimentazione dell'interruttore (nel disegno ho segnalato il terminale con un punto interrogativo).
Nel caso in cui volessimo accendere i fanali in qualunque momento, il terminale indicato con il punto interrogativo va collegato tra il fusibile è il relè.
Nel caso in cui volessimo accendere i fanali solo quando sono accese le luci di posizione, il terminale indicato con il punto interrogativo va collegato al circuito che alimenta le luci di posizione.

Nel disegno non è disegnato il conduttore di massa perché si presume sia possibile utilizzare il metallo del trattore come conduttore di massa.

Aggiornamento 03.04.2020
Articolo e schema modificato a seguito dei commenti di utente. L'articolo nuovo è qui.

Schemi alternativi

Oggi descrivo uno schema alternativo per l'implementazione di una "deviata". La "deviata" è il comando di accensione di una luce da due punti della stanza.
Nello schema tradizionale e legale (figura A) la lampada è collegata tra il neutro e il centrale di un deviatore. I due deviatori devono essere collegati tra loro da due fili.

La figura B mostra la "deviata con un solo filo" in cui un solo filo collega i due deviatori passando pure dalla lampadina. La lampada è spenta quando i deviatori sono commutati nella stessa direzione (fase-fase, neutro-neutro) ed è accesa quando i deviatori sono collegati fili diversi (fase-neutro, neutro-fase).

Entrambi i circuiti funzionano perfettamente e il B sembrerebbe più conveniente dato che utilizza meno filo e che si adatta meglio alle applicazioni in vecchi edifici con canaline strette o dove non è possibile fare nuove traccie per far passare i fili. In realtà c'è un grosso problema di sicurezza!

Nel circuito A la lampada è spenta solo quando è scollegata da un lato. Nell'altro lato è collegata al neutro, quindi non c'è possibilità di prendere la scossa.

Nel circuito B la lampada è spenta anche nel caso sia collegata alla fase da entrambe le parti. Durante eventuali interventi alla lampadina o al lampadario è possibile prendere la scossa anche se la lampada è spenta.