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Esperienza e simulazioni

Come affrontare i progetti elettronici


Gli ultimi articoli di g.schgor

pubblicato 12 anni fa, 1.203 visualizzazioni

Il recente articolo sugli allarmi e successive richieste di monitoraggio dell' integrità dei cavi di collegamento, mi hanno fatto ricordare studi (di ormai molti anni fa) su come rendere più sicure le segnalazioni che dai punti più remoti degli impianti convergono verso il centro di controllo.

Mi limiterò a considerare la più semplice forma di segnalazione data dall'apertura o chiusura di un contatto che può indicare sia lo stato di un particolare dell'impianto (es. finecorsa), oppure situazioni di consenso (es. presenza tensione), oppure di allarme (es. antincendio).

Il fatto è che di questi "contatti" in un impianto industriale moderno ce ne possono essere centinaia o addirittura migliaia. Non tutti ovviamente hanno la stessa importanza, ma si capisce che ce ne sono almeno alcuni che sono vitali per la sicurezza dell'impianto stesso.

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pubblicato 12 anni fa, 4.807 visualizzazioni

Questo articolo non ha lo scopo di aiutare gli studenti svogliati ad evitare i calcoli (imparare a svolgerli è una formazione indispensabile !), ma, dopo la scuola, nella pratica progettazione, non avrebbe senso continuare a svolgerli "manualmente", con perdita di tempo e grande possibilità di errori.

Soprattutto nei calcoli di circuiti elettrici in alternata, il ricorso ai numeri complessi costringe a passaggi gravosi per ottenere i risultati finali.

Il ricorso agli attuali mezzi di calcolo, fra cui i programmi di simulazione circuitale, diventa quindi una necessità.

L'approccio alla loro utilizzazione non è però sempre immediato, così come l'interpretazione dei risultati può presentare, almeno inizialmente, qualche difficoltà.

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pubblicato 12 anni fa, 34.432 visualizzazioni

L'NE555 è un circuito integrato che contiene un multivibratore che può essere configurato come monostabile (timer), come astabile (oscillatore) e come bistabile (flip-flop) permettendo la realizzazione di numerosissime applicazioni diverse."

Questa è la definizione data da Wikipedia, che aggiunge anche la data di nascita: 1970, e l'origine del nome: un partitore di 3 resistenze da 5 kΩ che genera i riferimenti interni.

Da quarant'anni questo componente è stato utilizzato infatti nei modi più diversi ed ha avuto una diffusione così vasta che ormai il suo prezzo è dell'ordine di quello di un singolo transistor (0.25 €, IVA compresa).

Ciò spiega la sua popolarità ed il perché si tende sempre più ad utilizzarlo in configurazioni "insolite", cioè che vanno al di là delle normali temporizzazioni, soprattutto nelle applicazioni artigianali dell'elettronica.

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pubblicato 12 anni fa, 4.569 visualizzazioni

Nella progettazione di circuiti capita spesso che il valore di un resistore debba essere stabilito con una certa precisione, ma che questo valore non corrisponda ai resistori disponibili.

Questo succede ad es. con i resistori limitatori di corrente in serie a LED, o a quelli che determinano i tempi di un oscillatore con NE555 (argomenti molto seguiti nel Forum di ElectroPortal).

Per non ricorrere a dispendiosi "trimmer" di tipo multigiro (perché siano di precisione), può essere presa in considerazione l'alternativa di mettere in parallelo due resistori, con valori tali da ottenere la massima approssimazione alla resistenza voluta.

Il valore equivalente di resistenza (Rp) di 2 resistori (R1 ed R2) messi in parallelo, è dato da:

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pubblicato 12 anni fa, 4.243 visualizzazioni

In un precedente articolo era stato trattato il comparatore con isteresi.

L'articolo è molto seguito, ma mi viene il dubbio che venga interpretato come l'unica soluzione per la realizzazione di un comparatore.

Si vuole allora qui precisare che esistono altre configurazioni che possono essere utilizzate per superare i limiti che tale soluzione comporta.

Se è vero infatti che quella con isteresi è la configurazione più usata per la sua semplicità e compattezza (richiede un solo comparatore), non sempre è infatti possibile con questa risolvere particolari casi di precisione e soprattutto di indipendenza delle soglie di intervento.

Ripartiamo quindi dal classico comparatore a soglia (senza alcuna retroazione):

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pubblicato 12 anni fa, 6.364 visualizzazioni

Nel Forum di Electroportal vengono spesso chieste informazioni per realizzare circuiti di temporizzazione, circuiti quasi sempre basati sull'ormai vetusto (ma sempre utile) NE555 . Un timer è semplicemente un dispositivo che dà in uscita (OUT) un impulso con fronte d'onda ritardato rispetto all'impulso d'ingresso (IN): [Immagine] Si vuole qui proporre, per i casi in cui fosse richiesta una elevata precisione nel tempo di ritardo, un' alternativa digitale , cioè basata sul conteggio di un determinato numero d'impulsi di una frequenza costante. Di per sé, una soluzione del genere non è (come spesso erroneamente si crede) più "precisa" di una soluzione analogica: dipende essenzialmente dal valore della frequenza d'impulsi, ma soprattuttp dalla sua costanza nel tempo . [...]

pubblicato 12 anni fa, 2.425 visualizzazioni

Nel precedente articolo abbiamo visto i filtri non-ricorsivi senza però introdurre il concetto di ricorsività.

Torniamo allora al più semplice tipo di filtro visti nel primo articolo di questa serie: il circuito RC.

Per ottenerne la sua funzione di trasferimento (cioè il rapporto fra segnale d'uscita e quello di ingresso), avevamo applicato al circuito il metodo di Laplace, ed avevamo poi sostituito ad s, per ricavarne la risposta in frequenza.

Un approccio diverso è applicare al circuito le relazioni differenziali che definiscono il comportamento dei singoli componenti: per un circuito RC (senza carico sull'uscita) possiamo scrivere che la corrente nel condensatore C è uguale alla corrente nella resistenza R:

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pubblicato 12 anni fa, 2.026 visualizzazioni

Riprendendo l'argomento del precedente articolo , è opportuno approfondire la struttura di calcolo che il metodo della convoluzione comporta. Si è detto che i coefficienti ricavati dall'antitrasformazione della risposta in frequenza del filtro devono essere moltiplicati per i singoli campionamenti del segnale entrante nel filtro stesso, il che conduce ad una struttura di questo tipo: [Immagine] Cioè gli M coefficienti h ricavati moltiplicano ciascuno un dato campionamento x precedente, in corrispondenza all'istante nΔT (i rettangoli della figura esprimono ciascuno appunto un ritardo ΔT , mentre i cerchietti rappresentano moltiplicazioni), ed infine sommati per ricavare il singolo valore di y all'istante n-simo. [...]

pubblicato 12 anni fa, 5.895 visualizzazioni

Scopo di questa serie di articoli è l’illustrazione, nel modo più elementare possibile, dei concetti che stanno alla base dei filtri digitali . Compito non facile dato che questi concetti sono tutt’altro che elementari. Sarò pertanto grato a tutti coloro che con osservazioni e consigli, potranno migliorare la trattazione stessa, trattazione destinata a tutti coloro che non hanno avuto occasione di affrontare tali tecnologie, ma che desiderano capirne almeno le basi concettuali. Il concetto di “filtro” credo sia abbastanza diffuso e nella sua forma più semplice può essere esemplificato da questa figura: [Immagine] Una forma d’onda sinusoidale a 50Hz , “distorta” da una terza armonica (quindi a 150Hz), è applicata all’ingresso di 2 filtri, di cui il primo lascia inalterate tutte le frequenze <100Hz e blocca tutte quelle superiori (filtro passa-basso ), mentre il secondo (filtro passa-alto ) si comporta nel modo opposto. [...]

pubblicato 12 anni fa, 6.913 visualizzazioni

Recenti richieste nel Forum hanno evidenziato un interesse nella progettazione del raddrizzatore monofase per piccoli alimentatori in corrente continua . L'argomento è piuttosto semplice, ma spesso viene sottovalutata la forma che assume la tensione "continua" d'uscita. Dovrebbe essere infatti noto che raddrizzando una tensione alternata monofase con un ponte di Graetz , si ottiene una serie di semisinusoidi, il cui valore medio è , ma che di fatto è pulsante, oscillando fra 0 e Vp (dove Vp e' il valore di picco , cioè il massimo della semisinusoide). [Immagine] E' quindi chiaro che tale forma d'onda è inadatta ad alimentare carichi che richiedano una tensione costante. La soluzione spesso adottata è l'aggiunta di un condensatore all'uscita del ponte, con il compito di spianare la tensione pulsante , ma è qui che sorge il problema: che condensatore? come viene modificata la forma d'onda? [...]
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(10 pagine)


Chi sono

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Nome: Giovanni Schgör

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Bio: Laureato nel 1955 in Ingegneria Elettrotecnica, dopo esperienze nelle telesegnalazioni e telecomandi a relè, ho progettato automazioni di impianti con logiche statiche cablate (a transistor). Dal 1970 dirigente responsabile del settore Automazione Industriale di una grande azienda elettromeccanica, con impiego di PLC e calcolatori di processo. In pensione dal 1994, ho sviluppato molti programmi didattici e di simulazione per l'insegnamento della Logica Booleana e dell'Elettronica, sia analogica che digitale. Dal 2004 collaboro al Forum di ElectroYou.

Web: http://nonnog.altervista.org/index.html

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