Dall’Ara Davide
4ª AN
Relazione n° 6
26/04/05
1) OBIETTIVI:
1.1) Saper progettare e capire il funzionamento dei vari blocchi che compongono il circuito.
1.2) Verificare il corretto funzionamento dei vari blocchi e dell’intero circuito.
2) STRUMENTI UTILIZZATI:
2.1) Oscilloscopio.
2.2) Tester.
2.4) Alimentatore.
2.5) Bread-board.
3) CIRCUITO:
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4) SCHEMA A BLOCCHI DEL CIRCUITO:
Come si vede dalla figura il circuito è formato principalmente da 6 blocchi, di seguito viene
riportarta la spiegazione di ogni blocco:
4.1) Condizionamento (blocco 1):
Questo è il primo blocco, è formato da un
amplificatore operazionale in modo che
funzioni come differenziale.
La differenza viene eseguita tra il valore di
tensione in uscita all’LM35 che dipende dalla
temperatura e il valore fisso di 0.1V
4.2) Amplificatore (blocco 2):
Visto che i valori delle tensioni in uscita al
blocco di condizionamento sono molto piccoli,
questo amplificatore in configurazione non
invertente le amplifica di 100 volte, facendole
diventare cosi utilizzabili per i prossimi blocchi.
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4.3) Comparatore a finestra (blocco 3):
Questo blocco formato da 5 amplificatori
operazionali e altrettanti diodi LED permette di
visualizzare tramite l’accensione dei LED il
valore di tensione, e quindi di temperatura, che
vi è sull’LM35.
Per fare questo si è utilizzato una tensione di
12V che è posta a capo di 6 resistenze che
producono quindi 5 tensioni differenti a scalare,
ognuna delle quali è posta sull’ingresso
invertente dei comparatori, all’ingresso non
invertente di ogni comparatore viene invece
applicata la tensione in uscita
dall’amplificatore, questo permette l’accensione
dei LED solo quando il valore di tensione
all’uscita dall’amplificatore supera quello posto
sull’ingresso invertente che dipende dal
partitore.
4.4) Comparatore (blocco 4):
Questo blocco è un semplice comparatore che
ha la tensione di soglia posta a 9V, questo
permette di avere una tensione in uscita
positiva quando all’uscita dell’amplificatore
(blocco 2) si ha una tensione maggiore di 9V.
4.5) Astabile (blocco 5):
Questo blocco è un astabile composto da un
amplificatore operazionale e produce in uscita
un’onda quadra con frequenza di circa 1Hz e
DC= 50%, l’astabile si attiva solo quando dal
comparatore (blocco 4) arrivano i 5V perché
sono collegati alla sua alimentazione.
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4.6) Rilevazione (blocco 6):
L’ultimo blocco è formato da un transistor BJT
usato come interruttore: quando alla sua base
vi è una tensione positiva di circa 5V il
transistor Va in saturazione e cosi il diodo LED
posto all’emettitore si accende.
5) CIRCUITI INTEGRATI:
TL082:
LM35:
Descrizione generale:
Il circuito integrato TL082 ha al suo interno 2 amplificatori
operazionali, disposti come in figura.
Descrizione generale:
Il circuito integrato LM35 è un
sensore di temperatura di precisione,
in cui la tensione prodotta è
linearmente proporzionale alla
temperatura in gradi Celsius.
L'LM35 non richiede calibratura
esterna ed ha un range di
temperatura che va da -55 a + 150°C
6) FORME D’ONDA:
6.1) Di seguito viene riportata la forma d’onda in uscita all’stabile:
T/div: 0.5s
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Frequenza= 0.84Hz
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6.2) Di seguito viene riportata la tensione prima (verde) e dopo (rossa) l’amplificatore (blocco 2):
T/div verde: 200mV
Valore verde: 100mV
T/div rosso: 5V
Valore rosso: 10V
7) CALCOLI:
7.1) Tensione sul partitore:
Per calcolare la tensione nei vari punti del
partitore servono i valori delle resistenze e
della tensione applicata ad esse:
Tensione: 12V
Resistenza totale: 10KΩ
V1 =
12V
⋅ 1K = 1.2V
10 K
V2 =
12V
⋅ 3K = 3.6V
10 K
V3 =
12V
⋅ 5 K = 6V
10 K
V4 =
12V
⋅ 7 K = 8.4V
10 K
V5 =
12V
⋅ 9 K = 10.8V
10 K
7.2) Frequenza dell’astabile:
R1 ⎞
⎛
Th = Tl = R ⋅ C ⋅ ln⎜1 + 2 ⋅
⎟
R2 ⎠
⎝
1KΩ ⎞
⎛
Th = Tl = 450 KΩ ⋅ 1uF ⋅ ln⎜1 + 2 ⋅
⎟
1KΩ ⎠
⎝
1
Th = Tl = 0.494s
f = = 1Hz
T
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8) MONTAGGIO DEL CIRCUITO:
Dopo aver simulato al PC il circuito abbiamo iniziato a montare 1 blocco alla volta provandone il
funzionamento, una volta visto che tutti i blocchi funzionavano correttamente abbiamo provato a
far variare la tensione in uscita all’LM35 per vedere cosi i cambiamenti che dovevano succedere
nel circuito, per far variare la tensione bisognava far variare la temperatura e per far questo
abbiamo posto la fiamma di un accendino vicino all’LM35, aumentando bruscamente la
temperatura anche la tensione variava e cosi si è potuto vedere il circuito nelle varie fasi.
9) FUNZIONAMENTO CIRCUITO:
Il circuito in questione visualizza su 5 LED il valore della temperatura di un locale da 10° a 22°
seconda la tabella seguente:
10° - 11°
0 LED accesi
12° - 13°
1 LED acceso
14° - 15°
2 LED accesi
16° - 18°
3 LED accesi
19° - 20°
4 LED accesi
21° o +
5 LED accesi
Al superamento dei 19° (0.19V in ingresso) si attiva anche l’astabile il quale fa lampeggiare ad
1Hz il LED di rilevamento.
10) CONCLUSIONI:
Nella progettazione, nella simulazione e nel montaggio del circuito non ci sono stati problemi,
mentre nel funzionamento dell’astabile si sono riscontrati dei malfunzionamenti.
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