Selettore a BJT

Selettore didattico di 2 canali via LPT.

articolo pubblicato su grix.it

Selettore di due canali audio a BJT
 

 

Costruzione di un selettore didattico che impone la comprensione del funzionamento in saturazione dei BJT

di Marco Gottardo

Questo articolo è dedicato a tutti coloro che per la prima volta si avvicinano all'elettronica e vogliono affrontare  l'argomento dei transistor senza dover prima leggere infinite pagine di elettrotecnica o di chimica dei semiconuttori.

Leggendo queste poche righe non diventerete dei mostri dell'elettronica, ma sarete sicuramente in grado di discutere sull'argomento con una persona esperta del settore e di applicare nel concreto i transistor.

Spero nella comprensione dei veterani della comunità, e che non mi tirino le pietre per aver presentato un progetto cosi di base.

 

Cosa è un transistor?

Cominciate subito con il dimenticare cose assurde e fantascientifiche del tipo "è una tecnologia aliena" ...Rooswelt ..e baggianate varie.  I transistor sono stati semplicemente la naturale evoluzione dei tubi a vuoto, esitenti in epoca antecedente agli anni 50. In quegli anni i tre scienziati Brattain, Shockley e Bardeen, presso i Bell Labs nella storica data del 23 dicembre 1947 presentarono il prototipo del trasistor BJT. Il dispositivo avevo lo scopo di amplificare dei segnali telefonici sostituendo i tubi a vuoto che risultavano poco affidabili a causa delle frequenti rotture e poco convenienti a causa della grande quantità di energia convertita in calore invece che in segnale utile. I tre scienziati vennero premiati con il Nobel nel 1956. Benchè tutta la storia sia ampiamente documentata, e il lavoro di questi scienziati riconosciuto, al mondo c'è ancora qualche "malato" che va a dire in giro che i transistor sono stati portati dagli alieni e sviluppati dagli americani grazie al reverse engineering.   ...ma porca !!!!....
 

Brattain, Shockley e Bardeen, inventori del transistor
 

Ai primordi delle ricerche sui transistor, gli scienziati si accorsero che possono essere costruiti due tipi di semiconduttore "migliorato". Quello di tipo P e quello di tipo N. I cristalli di silicio assumevano caratteristiche di surplus elettronico (elettroni liberi in più nel reticolo cristallino) quando venivano resi impuri a causa delle presenza di una sostanza del quinto gruppo chimico. Divenivano quindi complessivamente più negativi della condizione neutra assunta dal silicio che si trova nel gruppo quattro. Analogamente si otteneva un cristallo di tipo P inquinando la sostanza pura del quarto gruppo (silicio) con un elemento del terzo. Questo procedimento assunse il nome di drogaggio del semiconduttore.

Oltre al silicio, nel quarto gruppo chimico vi è anche il germanio, con analoghe caratteristiche. Il prototipo del primo transistor fu presentato dai tre scienziati costruito proprio con questa sostanza.

transistor al germanio presentato il 23 dicembre 1947
 

Il nome transistor è la combinazione di due termini, TRANSconductance e variSTOR. uniamo le parti evidenziate e otteniamo transistor. I transistor odierni sono ovviamente molto più eleganti di questo frankestain ed hanno diversi alloggiamenti di cui bisogna tenere conto nel momento in cui si progetta il circuito e si disegna il circuito stampato.
 

Tra qualche riga vedremo perchè usare un certo TO invece che un altro. (il TO è la scatoletta che alloggia il cristallo che forma il componente).
 

Per il momento è importante evidenziare che esistono due tipi di configurazione dei 3 cristalli drogati internamente al dispositivo.

IL transistor orginale visibile nella foto era cosituito da una piastrina di materiale di germanio drogato che fu chiamata base. Sul lato opposti di questa piatrina erano saldati altri due terminali molto sottili detti elettrodi che assunsero il nome di emettitore (o emittore per derivazione diretta dall'inglese emitter) e il collettore. Da questa configurazione deriva direttamente il disegno elettrico del transistor.
 

Cose fondamentali da sapere sul transistor.

 

Le sigle europee.

lL sistema europeo  di  nomenclatura  prevede  l'identificazione del dispositivo  con due lettere  seguite da un numero. Vediamo in breve  quali  sono:
 
prima lettera:
 seconda lettera:

numero di serie:

Il numero di serie dei dispositivi per elettronica "domestica" o meglio "commerciale" è composto da 3 cifre che seguono le due lettere precedenti, ad esempio BC337.  I dispositivi da utilizzarsi in ambito industriale hanno una terza lettera e due sole cifre come ad esempio BFX30.

 

Tipo di tecnolgia.
Polarità del supporto incontrato dagli elettroni durante il transito.
Durate il funzionamento il transistor è attraversato da almeno due correnti, una nella maglia di ingresso (maglia di base: Ib) e una nella maglia di uscita (maglia di collettore- emettitore: Ic).  Secondo la nota legge di Kirchhoff queste si sommano algebricamente nel terzo terminale. Dato che la corrette di controllo è spesso molto più piccola di quella da inviare al carico, specialmente nei piccoli BJT di segnale, allora si pù spesso dire che il terminale interessato dal passaggio della somma di correnti porta in realtà un valore prossimo a quello di Ic (conf. NPN) quindi Ie è circa Ic. 
 

Prendiamo come riferimento la corrente nella maglia di uscita. Dato che come precedentemente detto esistono delle sequenze di drogaggio (PNP o NPN) il flusso elettronico sarà costretto ad attraversare un cambio di polarità pur non cambiando la propria. Transistor di questo tipo si chiamano BIPOLARI o meglio bipolar junction transistor che abbreviato restituisce la famosa sigla BJT.
 

Esistono transistor, al dire il vero molto comuni, in cui il canale di potenza è costruito in tecnologia unipolare (unipolar junction transistor) noti come UJT.

Unipolari sono anche tutti i transistor di tipo MOS.

Qui ci limitiamo a presentare le caratteristiche di funzionamento, in una particolare zona di lavoro, del BJT.

Zone di lavoro.
 

Il BJT per lavorare ha bisogno di une rete di resistenze esterne nota come "rete di polarizzazione". La mancanza ne comporta la distruzione immediata.
 

Nel caso minimale bisogna che ci sia almeno la resistenza nella maglia di base, solitamente indicata con Rb, e qualcosa che funga da resistenza nella maglia di collettore, ad esempio la bobina di un piccolo rele, o un piccolo motore DC. Insomma sia sulla maglia di ingresso che su quella di uscita deve esserci qualcosa che limiti la corrente ai valori accettati dalle caratteristiche dello specifico transistor. vedere databook del dispositivo.

Le due maniere principali di lavoro sono:

Il primo si studia con il modello equivalente detto ai grandi segnali, mentre il secondo con il modello ai piccoli segnali. Il primo approccio è bene che avvenga  nello studio del  dispositivo  impiegato per simulare un interruttore.
 

Valgono le seguenti relazioni:

Intuiamo dunque che esistono tre zone di lavoro, Saturazione, interdizione, zona lineare. che corrispondono a:

 Tempo permettendo, e a seconda del riscontro favorevole o no da parte della comunità, produrrò un articolo analogo per la spiegazione del transistor BJT polarizzato in zona lineare. Questo articolo potrà essere usato come introduzione alla progettazione degli amplificatori audio discreti. Esiste una dispensa, purtroppo manoscritta, che ho fatto qualche anno fa, che spiega il modello ai piccoli segnali.

Come già detto, per questo articolo ci concentriamo nell'uso in zona saturazione/interdizione.

Saturazione e interdizione.
 

Per quanto detto, i termini sovrastanti indicano nell'ordine interruttore chiuso e interruttore aperto.  Dato che un transistor può essere pensato come un interruttore controllato in corrente sarà sufficiente trovare la corretta resistenza Ib, nella maglia di base, in funzione del valore della tensione del segnale di comando, che abbia come effetto il raggiungimento della minima tensione possibile tra i terminali di collettore ed emettitore, ovvero la Vce-sat pari a circa 0,2 volt.

Ecco uno schema di base.

 

Come faccio a fare saturare questo transistor? Ovvero come faccio a fare in modo che simuli il funzionamento di un interruttore? Devo fornire alla base un segnale di comando, per i transistor BJT è un segnale in corrente, dell'intensità opportuna. Per fissare la Ib è necessario conoscere la corrente massima di collettore del transistor Ic-max, e la corrente di base che la causa.

Quello che presento ora è un metodo da principianti, ma risulta semplice e funzionale.

Il transistor viene fornito dal costruttore accompagnato con una scheda tecnica (data book), in cui è contenuto il parametro di guadagno in corrente. Nella bibbliografia corretta si chiama "Beta", ma bene si approssima a un parametro molto più comune noto come hfe. L'errore che si compie interscambiandoli è minimo, sopratutto quando si vuole calcolare una rete di polarizzazione per la saturazione.

Se non possiedo questa informazione me la posso procurare facilmente semplicemente inserendo i terminali del BJT nell'apposito zoccolo di un qualsiasi tester.  Mi comparirà un numero privo di unità di misura, ad esempio 250.  Si tratta  del rapporto tra la corrente di collettore e quella di base, quindi [A]/[A] comporta la semplificazione dell'unità di misura. quindi ->  Ic / Ib =hfe .

Prendiamo il numero letto sul display per hfe o il valore noto da data book, risolviamo la semplice equazione di primo grado, rovesciando le posizioni di hfe e Ib, si ottiene, per la corrente di saturazione di 1A del BC337 il seguente calcolo:

  1[a] / 250 = 4 mA     (valore da riaggiustare un attimo se hfe non fosse 250 come supposto).
 

Rimane da chiedereci quanto vale la resistenza Rb che garantisce la corrente di 4mA sulla maglia di base. Ovviamente dipenderà dal valore della tensione (supposta ora stazionaria) che costituisce il segnale di comando. Supponiamo che Vs sia pari a 12V. Il calcolo da impostare è l'equazione di Kirchhoff alla maglia di ingresso. Bisogna però sapere che la giunzione base-emettitore si comporta esattamente come un diodo polarizzato diretto, quindi farà cadere la tensione Vgamma, pari a 0,6V.
 

Ecco l'equazione:

Ib*Rb - Vbe - Vs = 0   (la somma delle tensioni in una maglia è uguale a zero).

Che risolta rispetto a Rb mi restituisce il valore cercato. ovvero Rb=2850 Ohm.   Questo è un valore non standard, quindi metterò quella resistenza commerciale che più si adatta. ad esempio 2700 Ohm (rosso-viola-rosso).
 

vedi tabella sottostante.

Per quanto riguarda il BJT complementare, ovvero PNP, i calcoli sono analoghi, ma i versi delle correnti risultano invertiti.

CONCETTO FONDAMENTALE AGGIUNTIVO: La freccetta nell'emettitore indica il verso reale della corrente che fluisce nel dispositivo.

Detto questo rimane fissato che la Ib è uscente nel BJT di tipo PNP (vedi figura) ed è entrante in quello NPN.

Come si vede facilmente dallo schema, la corrente di base risulta uscente mentre la corrente di emettitore entrante. Questa situazione è esattamente invertita rispetto alla versione NPN.

Facciamo la supposizione che il nostro circuito sia comandato con un livello Logico, ad esempio un bit proveniente da un microcontrollore. Vale quanto segue:

Lascio al lettore il semplice esercizio di ricalcolare la resistenza Rb per accendere la lampadina con un segnale di comando TTL (ovvero a 5V), proveninete da una uscita di un microprocessore o microcontrollore.
 

Il selettore didattico a BJT.
 

Purtroppo, pur volendo essere sintetici, l'introduzione è stata piuttosto prolissa, ma necessaria.  Per spiegare il funzionamento di questo semplice circuito (dal quale non dovrete pretendere i miracoli) ci serve un altro concetto di base. Questo è:
 

Un segnale buttato a massa è un segnale morto !

Quindi se usiamo il nostro interruttore elettronico per deviare il segnale che dall'MP3 viaggiava verso l'amplificatore portandolo a massa, questo non avrà più alcun peso rispetto al segnale utile da amplificare. Ovviamente non lo dovrete portare a massa tramite un corto ma tramite un carico resistivo.

Vediamo subito uno schemino di principio:

 

I segnali audio hanno il ritorno comune sulla massa del circuito, mentre il filo di "mandata" è il centrale degli RCA-DIN) che normalmente sono impiegati in circuiti audio. Il segnale di "mute" che annichilisce l'amplificatore arriva dal generatore Vcc tramite la chiusura dell'interruttore indicato con "mute". Questo generatore è stato volutamente lasciato indicato in modo da poter applicare qualunque valore a patto che venga ricalcolata con la tecnica indicata prima, la resistenza Rb. Se Vcc vale 12 volt allora Rb è quella indicata sulla lista. Se invece è il segnale TTL proveniente dalla porta parallela del vostro PC dovrà valere circa 1000 Ohm   (presento sia la versione manuale che interfacciata al PC, tramite porta LPT,  per il controllo del selettore).

Quando il BJT è interdetto il segnale transita attraverso le resistenze R1 e R2  subendo una attenuazione che in molti casi non è dannosa, dipenderà dall'amplificatore che metterete in cascata.
 

Quando il transistor è saturato il segnale viene portato a massa nel punto centrale tra le due resistenze. Queste garantiscono un carico a ciò che sta a monte quindi non avviene un corto circuito. L'effetto è che il segnale audio non può raggiungere l'amplificatore posto a valle.

Inseguitore e invertitore a BJT.
 

Un singolo transistor collegato come nello schema precedente rappresenta un invertitore di stato logico. in effetti se si applica un 1 logico alla maglia di base si trova, ed è facile dimostrarlo, uno zero logico sulla maglia di collettore.

Lo schema seguente invece rappresnta un inseguitore dello stato logico di ingresso dato che segue una doppia negazione.  

 

Al morsetto di collettore del secondo transistor vi è il medesimo segnale presente alla base del primo, sembra perciò un circuito inutile, ma nella realtà ha la funzione di disaccoppiare i circuiti di monte e di valle. La sua utilità diventa quindi di immediata comprensione non appena se ne analizza il funzionamento in combinata con il cinrcuito "invertitore".
 

 

Questo schema non è niente di più che l'insieme dei due precedenti. I canali audio destro 1 e destro 2 sono in realtà uno solo dei due cavi per ogni singola fonte. Quindi se l'interruttore (o il bit che potete inviare via LPT) è aperto (il bit è a zero) allora il canale destro 1 si porta all'uscita (anche se attenuato a causa della presenza dei reistori), mentre il canale destro 2 viene portato a massa quindi il segnale non raggiunge l'amplificatore.
 

Quando l'interrutore è chiuso la situazione si inverte quindi il segnale su destro 2 attraversa il circuito e arriva all'amplificatore mentre destro 1 viene portato a massa tramite le giunzioni interne tra collettore ed emettitore del BJT.

Ora basterà duplicare il circuito per ottenere la versione stereo.

 

La sezione alimentatore.
 

la sezione di alimentazione è davvero molto classica ma altrettanto funzionale. Tantissimi dei dispositivi elettronici che troviamo in commercio sono alimentati in questo modo.
 

Per brevità dico solo che l'alimentatore è composto da una sezione di raddrizzamento costituito dal ponte di diodi. Consiglio sempre ai mie allievi di disegnarlo in questa maniera (tutti i catodi in alto) perchè diventa impossibile sbagliare la configurazione. Nel classico sistema in cui il ponte viene disegnato romboidale spesso i principianti sbagliano mettendo in corto un ramo del ponte, ovvero disegnano senza accorgersene due diodi che si inseguono verso massa formando un corto circuito. Disegnate tutti i catodi all'insù e applicate l'alternata al centro, così vi sarà impossibile confondervi.

 

Segue un condensatore elettrolitico detto di livellamento. All'uscita del ponte infatti la tensione è solo stata raddrizzata, ovvero le semionde negative sono state riportate simmetricamente al di sopra dello zero volt. Questo comporta che le oscillazioni a 50Hz sono ora diventate a 100 Hz , eppure la tensione è continua dato che non si transita mai sotto la linea di zero. Una tensione di questo tipo può già essere applicata a un motore DC ma è assolutamente inadatta ad alimentare un circuito elettronico il quale si troverebbe perennemente in transitorio di accensione. IL o i condensatori di livellamento riducono le oscillazioni unipolari raddrizzate ad un ripple residuo, sfruttando la riserva di carica della capacità che non si scarica istantaneamente come come scenderebbe verso massa  la sinusoide.

 

Il regolatore di tensione merita una trattazione tutta sua. Farò in un altro articolo per principianti su questo argomento dato che è uno dei componenti più usati e utili al mondo. Per il momento diciamo solo che serve a stabilizzare la tensione al  valore indicato nelle ultime due cifre della sua sigla. ad esempio 12V.

 

Il condensatore elettrolitico che segue è utile come riserva di carica. in questo caso non serve praticamente a niente ,ma lo mettiamo per spiegare ai principianti la configurazione standard di un alimentatore molto classico. Come possiamo notare è di valore inferiore a quello che si trova a monte del regolatore. Questa deve diventare una regola, infatti in fase di spegnimento del dispositivo la combinazione alto a monte e basso a valle impedisce l'inversione dei flussi di corrente che potrebbero portare alla distruzione il componente. Analogo scopo ha il diodo contro polarizzato in parallelo al regolatore. Crea una via di fuga per le correnti inverse proteggendo il regolatore.

 

I due piccoli condensatori che obbligatoriamente vanno saldati vicinissimi al terminale di massa servono ad impedire le fastidiose autoscillazioni che portano al surriscaldamento il regolatore.

 

Eliminazione dell'alimentatore.

E' possibile, facendo bene attenzione agli assorbimenti, alimentare direttamente il dispositivo usando un Bit comandato alto della LPT. In questo caso dobbiamo calcolare gli assorbimenti in modo che non si assorbano più dei 10 mA che la porta può dare. Se osserviamo il circuito notiamo che la corrente dell'alimentatore arriva solo alle basi dei BJT che sono in grado di saturare con soli 2 mA, quindi siamo a cavallo.
 

Ecco lo schema predisposto per essere controllato da PC.

 

 

Esistono molti software che inviano dati alla parallela, ce ne è uno in Pyton, nel mio sito, creato per controllare un piccolo robot in marcia avanti, indietro, destra, sinistra, ma per chi volesse qualcosa di funzionamento molto sicuro potete scaricare questo:

scarica il software di controllo (zippato)

Per chi conosce pyton invece metto a disposizione questo:
 

scarica l'interfaccia Python (zippata)

 

Realizzazione pratica.

Personalmente ritengo opportuno organizzare i lavori cercando di gestire al massimo le potenzialità delle risorse umane disponibili.

E' fondamentale cercare di coinvolgere il gruppo il più possibile, spesso aggiungendo "colore" di contorno, raccontando aneddoti o esperienza passate.  Queste cose hanno sempre l'effetto di pompare l'entusiasmo dei 14-enni che vengono avviati alla materia.

Per esperienza personale, posso suggerire ai colleghi di raccontare le proprie esperienze tecniche di quando si aveva la medesima età di chi avete di fronte.

Se conquistate la fiducia degli allievi automaticamente accenderete anche il loro entusiasmo...e i risultati saranno strabilianti anche se in posseso di scarse nozioni tecniche consolidate.  Insomma, gli allievi impareranno "facendo" piuttosto di dovere "intuire" nozioni cartacee che richiedono astrazione di pensiero. So che è un po lavorare al contrario, ma è ormai evidente che davanti a un circuito funzionante e autocostruito, per un allievo di 14 anni, è più semplice chiedersi...Ma come funziona sta cosa?    e quindi digerire la teoria.

Procedo dando uno sguardo panoramico ai mie allievi...e puntando con parvenza di "sicurezza di azione" un paio di uomini a cui assegnare l'incarico di assemblare il prototipo. Un altro paio per disegnare il contenitore su cui alloggiare il circuito. Altri due per intestare i cavi schermati e saldarli agli RCA. Un paio di uomini vengono incaricati a riportare dalla lavagna la bozza dello schema sul FidoCad. Nella classe prima infatti preferisco insegnare questo Cad piuttosto che Eagle dato che costringe l'allievo alla ricerca manuale del footprint. Altri due cominciano a realizzare il PCB sempre con l'ausilo del FidoCad.

L'allievo Carta Davide lavora al FidoCad per la preparazione del PCB (non visibile nell'articolo)

 

L'importante incarico di modificare un vecchio cavo LPT viene assegnato a altri due uomini, mentre i rimanenti della classe vengono coinvolti sulle cose di contorno come effettuare ricerche in internet dei databook nonchè alla predisposizione del presente articolo su grix.  (gli ho fatto creare le cartelle delle immagini sul server ed eseguire i trasferimenti man mano che il materiale era pronto).  Cosi ne approfittiamo per crearci un po di "vivaio" per i futuri iscritti alla comunità. 

Manuel Borgato carica su Grix

(Manuellllll  !!!!    più leggere le foto !!   più leggereeeeee!!!)

Le lavorazioni iniziano, saldatore alla mano, con più gruppi che lavorano in parallelo. Seguiamo Nicola e Gianni che hanno tagliato il pezzo di millefori della dimensione più opportuna e cominciano a stimare la migliore distribuzione della componentistisca. Un piccolo punto di saldatura è sufficiente per tenere fermo il componente e stimare se il layout è accettabile. In questo caso fisseranno i componenti in maniera definitiva.

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Ballardin Nicola e Gianni Fabrello

(classe prima sezione elettrotecnici scuola dei salesiani di Schio Vicenza Italia) 

Questa fase richiede manualità e intuito. Non dimentichiamoci che questi ragazzi vedono per la prima volta i BJT, quindi alle classiche domande ....quali sono le gambette?...gli viene risposto di andare a consultare la documentazione tecnica. L'ambiente è e deve essere amichevole...ma su schemi e documentazione ci vuole rigidità germanica !!!  Su queste cose anche "papà Gottardo" risponde ...arrangiati "omo" ! 

Ecco, finalmente, identificato il layout più idoneo alla realizzazione. Si arriva a mettere i componenti sul supporto millefori nella posizione più consona solo se si è raggiunto il livello tecnico minimo necessario di lettura di uno schema e posizione dei terminali sull'housing del componente.  Questo livello posso dire che è stato pienamente raggiunto.

Sulla foto sottostante infatti notiamo che c'è una suddivisione in blocchi logici.  Il lato sinistro è uguale a quello destro visto che si stanno realizzando due circuiti identici (stereo).  Ogniuno dei due blocchi è formato dal ramo di comando diretto (transistor singolo) e dalla sua inversione (coppia di transistor).

Il cavo LPT, una volta tagliato in modo da eliminare il lato centronix, viene intestato facendo delle ricoperture delle punte spellate per circa 1 mm. Il cavo va poi battuto in modo da identificare per ogni PIN del connettore il colore del cavetto.

 

Il punto dolente di una realizzazione su millefori è sempre la disposizione delle piste. Anche se può sembrare strano esiste sempre, o quasi sempre, un percorso che si potrebbe identificare con una pista se il PCB venisse sbrogliato con il CAD. L'importante è che le "piste" create con percorsi di stagno siano meno ondulate possibili, di spessore piu o meno costante e sopratutto che non abbiano anime in metallo create con pezzi di reoforo. Insomma devono essere fatte puramente di stagno. Questo vi permetterà di correggere rapidamente un percorso se ritenete che uno sia stato piazzato erroneamente.
 

Il trucco per riuscire a fare le piste di stagno su mille fori sta nel fare un primo passaggio mettendo uno cupoletta di stagno per ogni foro. Poi li uniamo a due a due  e per  ultimo..con il saldatore non troppo caldo, uniamo i gruppi di due formando la pista. Per eveitare che lo stagno fuso ci segua mentre muoviamo il saldatore soffiamo leggermente tenendo la superficie fusa "borderline" con la solidificazione.

Questo metodo porta sempre a risultati strabiglianti. Le piste ottenute saranno molto lineari e lucide. ovviamente dopo avere fatto un po di esperienza.

Ecco una realizzazione eseguita discretamente. Le piste di stagno risultano ben ordinate e facilmente identificabili.

Un vero peccato che durante il taglio con la forbice da elettricista, l'allievo sia scivolato con l'effetto di smussare leggermente il lato in basso a sinistra del supporto. Pazienza, tutto fa esperienza.

 

Il connettore RCA a due posizioni, che vediamo nella prossima foto, è quello relativo all'uscita. Ricordiamoci che siamo in ambito audio e per giunta nella  sezione in cui i segnali sono solo preamplificati quindi molto sensibili a disturbi e interferenze varie. Il cavo qui è obbligatoriamente schermato. Il contenitore finale deve essere metallico e la carcassa riferita a massa. 

Ci si presentano più possibilità per alloggiare il circuito finale.  Alcune riguardano il riutilizzo di vecchi HUB bruciati disponibili a scuola. Un ottimo suggerimento, in mancanza di mezzi e soluzioni alternative, è quello di usare due strati di cartoncino rigido tra i quali è stato inserito un fogli di alluminio domopack collegato a massa. Questo dovrebbe garantire un'ottima schermatura.

In questa foto ravvicinata vediamo che lo schermo comune ha un tratto piuttosto lungo scoperto. Funzionerebbe meglio se ogni segnale avesse un conduttore e uno schermo, ma anche così non è male. L'importante è evitare di portare questi segnali con cavo normale. 

Vediamo altre foto del prototipo finito:

Nella foto vediamo un particolare dei connettori RCA relativi ai due ingressi stereo. 

Particolare delle saldature relative ai cavi schermati di ingresso e di uscita.

 

Ecco il circuito visto dall'alto. Faccio finta di non notare che alcuni transistor non sono proprio verticali ma concentro gli elogi per gli allineamenti delle resistenze. Le tolleranze sono tutte dalla stessa parte e il diodo led è ben piazzato. Le saldature sono identiche a quelle che avrei fatto io, in effetti, copiano il mio stile ed è questo che gli ho chiesto di fare.

Bravi ragazzi.   andiamo avanti.
 

 

La versione "LPT" non ha bisogno di alimentazione  perchè il consumo è estremamente basso e quindi ricavabile da un Bit della porta LPT. Questa soluzione è un pò brutale e andrebbe evitata, specialmente perchè priva dell'obbligatorio optoisolamento, ma questo primo esercizio di interfacciamento è comunque didatticamente molto valido.

Usando il software di test di cui ho postato il link, e mettendo lo spunto sul bit 7, vedremo accendersi il LED indicante che il circuito è operativo.

Agiamo sul bit zero che a secondo del suo stato seleziona il canale 1 o il canale 2.

 la porta parallela (LPT).

La porta parallela ha la piedinatura indicata nella figura sottostante:

Dopo aver tagliato il cavo ricaviamo la seguente corrispondenza colori pin

 

 

Filmato del collaudo finale.

in questo breve videoclip vediamo il  circuito in funzione. La versione controllata via LPT riceve i comandi di accensione e spegnimento e ne segnala lo stato tramite il L.E.D. verde. I canali vengono selezionati agendo sul canale D0 della porta parallela.

 download del filmato del collaudo del selettore comandato via LPT.

il filmato è in formato mp4. Per vederlo usare quick time.  Alcuni browser lo mandano comunque in esecuzione semplicemente con doppio click.

In caso di difficoltà scaricare usando tasto destro e convertirlo nel formato più consono. 

 Appendice di fine pagina.

 Nelle immagini che seguono possiamo vedere la forma dei principali housing per transistor. Questo vi torna utile se userete un Cad per il disegno dei PCB. Alcuni cad infatti non abbinano in automatico gli housing al nome del componente quindi è necessario conoscere il footprint.

 

                  

 

                           

 

                                                                

                                                                      

                                                                                     TO 5

 Metto a disposizione delle tabelle riassuntive che vi aiuteranno ad applicare i transistor nelle varie condizioni di lavoro.

http://www.gtronic.it/energiaingioco/it/scienza/formulari/formulario%20BJT%20A.pdf         (lato A)

http://www.gtronic.it/energiaingioco/it/scienza/formulari/formulario%20BJT%20B.pdf         (lato B)

 

Condivido questa dispensa scritta qualche anno fa ma dagli argomenti assolutamente ancora validi. Si tratta del funzionamento del transistor BJT secondo il "modello ai grandi segnali".

http://www.gtronic.it/energiaingioco/it/scienza/dispense_pdf/BJT%20-%20modello%20a%20grandi%20segnali.pdf

La dispensa è manoscritta. Il formato è fronte/retro su normali fogli A4. Poi piegate a metà e ottenete un comodissimo formato quaderno. Vi consiglio di non stampare la copertina perchè è una pagina gialla con il titolo e un disegnetto ma ha l'effetto di scaricarvi la cartuccia d'inchiostro.

Se qualche volenteroso si prende l'onere di riscriverla al PC, ben venga. Potremmo ad esempio condividere la paternità mettendo Il nome di chi la riscrive affianco al mio e diventare quindi co-autori.

L'ho usata molto per gli istituti tecnici, per la formazione universitaria e perfino per l'università.

Se può essere utile come appendice a qualche testo in fase di stesura da parte di chiunque prendetela pure, in questo caso chiederei di essere citato tra gli autori (anche relativamente al singolo capitolo).

Gli argomenti trattati non sono stati tratti da alcun testo ma sono frutto di studio e rielaborazione di concetti noti, quindi non violano alcun copyright.

Autorizzo chiunque alla stampa, rielaborazione e distribuzione purchè gratuita dell'elaborato, con la cortesia che tra i nuovi autori venga citato anche l'autore originale.

La dispensa fa parte di una collana che copre ogni singolo argomento nell'ambito elettronico. Alcune sono state terminate e rese disponibili nel web, altre sono rimaste opere incompiute. Chi le volesse terminare se le prenda e proceda.  Ne dovrebbe risultare uno spartano ma ben chiaro libro di testo di elettronica applicata.

Auguro a tutti una buona vita ricca di soddisfazioni personali.

Marco Gottardo.

 

download del filmato del collaudo del selettore comandato via LPT.

 

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