CIRCUITO DI INTERFACCIA CON INGRESSO UN COMPARATORE E COME USCITA UN RELE. FABRIKAM COMPONENTI UTILIZZATI N° socra 1 LM741 1 Fotoresistenza 3 Resistenza 10k (marrone, nero, giallo, oro) 1 Resistenza 4,7k (giallo, viola, arancione, oro) 1 Diodo limitatore socvratensioni 1n4001 1 transistorBC107 1 Relè 12v FABRIKAM SCHEMA CIRCUITALE:ALIMENTATORE+COMPARATORE FABRIKAM 3 SCHEMA DI MONTAGGIO FABRIKAM PROGETTO DIVISO NELLE SEGUENTI FASI 1- SCELTA DELL’ALIMENTAZIONE 2- PROGETTO DEL PONTE DI WHEATSTONE 3- SCELTA DELL’OPERAZIONALE «741» 4- PROGETTO DEL SISTEMA DI INTERFACCIAMENTO (BJT RELE) 5- PROGETTO DELL’ATTUATORE FABRIKAM 5 A L I M E N TAT O R I : C O N D E N S AT O R I Per la scelta dei condensatori, si deve fare riferimento ai datasheet. Se non si hanno a disposizione i datasheet è sufficiente inserire per ogni ampere in uscita un condensatore elettrolitico da 2000 microF. I condensatori da 100nF sono di tipo ceramico e vanno inseriti nelle vicinanze dei terminali dei regolatori, non consentendo in questo modo l’innesco delle oscillazioni che si hanno sui regolatori, che provocherebbero una carenza nella stabilità della tensione di uscita. FABRIKAM 6 CONDENSATORI . Eventuali diodi inseriti fra l’ingresso e l’uscita del regolatore «1n4007» impediscono che la tensione in uscita possa diventare più alta della tensione di ingresso impedendo in questo modo il danneggiamento del regolatore. FABRIKAM 7 SCHEMA CIRCUITALE • ALIMENTAZIONE DUALE FABRIKAM 8 Data-sheet LM7812 FABRIKAM Data-sheet ponte di graetz FABRIKAM D I O D O L E D S U L L’ I N G R E S S O D E L R E G O L ATO R E / U S C I TA R E L E L’Eventuale diodo led inserito fra l’uscita del ponte di Graetz e massa indica il corretto funzionamento dell’alimentatore. La resitenza di limitazione e viene progettata nel seguente modo: - Supponendo che la tensione su C1 sia di 12V AC è possibile calcolare la tensione corrispondente in DC. - Dai datasheet si ricava la tensione di soglia di 2V/1,8 e la I del diodo pari a 10mA. la formula sarà: 12 ππππππππ‘ππ§ππππ−ππ πππππ 1,41 −2 R= = = πΌπππππ 10ππ΄ 6000β¦. FABRIKAM 11 I N G R E S S O C O M PA R ATO R E : P O N T E D I W H E AT S TO N E Per quanto riguarda l’ingresso dell’OP, si deve progettare il ponte di Wheatstone, che consente di calcolare le variazioni di tensione correlate alla variazione di resitenza del ponte. E’ costituito da 4 resistenze tutte uguali, disposte a coppie di due, di solito la resistenza del sensore è molto elevata (circa 10kβ¦) quando non è illuminato, mentre intorno ai 100 β¦ quando è illuminato. Un trimmer: per il bilanciamento del ponte II trimmer: fotoresistenza FABRIKAM 12 U S C I TA C O M PA R ATO R E : P R O G E T TO D E L S I S T E M A D I I N T E R FA C C I A M E N TO ( B J T R E L E ) -> SCELTA DEL RELE. Per progettare la R di base, e la R di collettore, si deve conoscere il tipo di rele da inserire. A tale scopo, conoscendo la tensione di alimentazione, è possibile ricavare dai Datasheet la corrente richiesta dalla bobina del rele per eccitarsi. FABRIKAM 13 P R O G E T TO D E L S I S T E M A D I I N T E R FA C C I A M E N TO ( B J T R E L E ) -> SCELTA DEL BJT. Per determinare RB e RC, bisogna conoscere IB e IC del BJT, che si ricavano dal Datasheet (Ic del BJT deve risultate maggiore della I eccitazione del rele) Progetto della resistenza di base Ic= 33 mA • Ib=Ic/Hfe • ο Ib=33,3 /110=0,3 mA • Rb=(Vb-Vbe)/Ib ο Rb=(12-0,7)/ 0,3 *10^-3= 38kβ¦ FABRIKAM 14 COMANDO ATTUATORI RELE PER ATTUATORI DI PICCOLA POTENZA CONTATTORI: ATTUATORI DI GROSSA POTENZA Motori: cc., passo passo, asincroni, Brusless, lineari, elettrovalvole ecc… Elettrovalvola: esempio di azionamento elettromagnetico, in cui il movimento del nucleo magnetico è utilizzato per aprire o chiudere una valvola e controllare così il flusso di liquidi o di gas in una conduttura Le elettrovalvole si interfacciano direttamente con il micro in quanto l’elettronica è già integrata nelle stessa valvola FABRIKAM Rele Supponendo che la tensione di 5 V resa disponibile dalla scheda non sia sufficiente per l’azionamento dei dispositivi di potenza considerati di tipo ON-OFF (pompa e valvola di apertura) si rende necessaria un’interfaccia di potenza a relè. La bobina viene alimentata in continua a 5 V, un contatto NO sul lato di potenza consente l’azionamento della pompa e della valvola di apertura che rappresentano gli utilizzatori finali. Il funzionamento è quello tipico di un relè (schema funzionale e dispositivo sono evidenziati in figura). La figura evidenzia il funzionamento del relè; si individuano: • la parte fissa (costituita dal sostegno e dalla bobina di eccitazione); • la parte mobile (costituita dall’ancora o armatura); • il contatto NO. La bobina di eccitazione fa parte del circuito di comando, il contatto si trova nel circuito di potenza. FABRIKAM Contattori I contattori o teleruttori sono dispositivi di manovra usati per inserire carichi di potenza (ad es. motori). Il loro funzionamento è elettromeccanico e somiglia a quello dei relè: •si comandano a distanza •con circuito di comando a tensione ridotta separato da quello di potenza •che alimentando una bobina provoca la chiusura dei contatti del circuito di potenza •sono costruiti per eseguire moltissime manovre1) Come sono fatti Internamente il contattore è composto da: una nucleo magnetico composto da una parte fissa con avvolta la bobina una parte mobile collegata ai contatti mobili (equipaggio mobile) contatti fissi una molla di rimando che allontana i contatti fissi e mobili quando la bobina non è alimentata Circuito di potenza: tensione nominale (ad esempio es. 400V concatenata), corrente nominale, frequenza nominale, categoria di impiego (ad esempio la categoria AC3 è adatta per la marcia e arresto di motori asincroni a gabbia),potere di chiusura e potere di interruzione, durata meccanica (manovre a vuoto) ed elettrica (manovre a carico con arco sui contatti) Circuito di comando (bobina): sistema AC o DC, tensione nominale (24V AC, 24V DC, 110V AC, ecc.), frequenza nominale, valore che garantisce l'apertura dei contatti (in genere il 75% della tensione) Circuiti ausiliari: numero di contatti, tipologia di contatti (NO o NC), tensione nominale, corrente (ad esempio 6A) , frequenza, potere di interruzione FABRIKAM Schemi applicativi di interfaccia degli attuatori «pompa» Gli attuatori in linea di massima sono semplicemente dei normali relè a 12Vcc comandati ognuno da un transistore pilotato da un'uscita del micro. Per la pompa pure si utilizza il contatto del relè per abilitare o meno l'alimentazione In base alla potenza della pompa sarà opportuno valutare di interporre un opportuno teleruttore sulla linea Vac con protezione termica ed utilizzare il relè del nostro controllo per pilotare la bobina del teleruttore. La pompa immersa funzionerà a tensione di rete Enel e un relè a 24V comandato da un transistore pilotato dal micro interrompe o chiude iI circuito di alimentazione di linea della pompa. In serie alla linea è bene prevedere ai fini protettivi un interruttore magnetotermico capace di interrompere energia verso Ia pompa qualora ci siano assorbimenti anomali. In parallelo alla bobina del relè è previsto un diodo per lo smorzamento delle extra tensioni generate all'apertura del transistore FABRIKAM
