Il circuito descritto permette di pilotare una lampada
xenon, anche detta stroboscopica, in modo automatico,con frequenza variabile oppure
tramite comando manuale.
Per comprenderne il funzionamento è mostrato in figura lo schema a blocchi relativo.

Per funzionare, una lampada xenon ha bisogno di una tensione iniziale di 200 - 300
volt ai suoi capi, per essere azionata è necessario un segnale di trgger di tensione
impulsiva di circa 2 KVolt.
Una descrizione piu' chiara è mostrata in figura.

- Oscillatore: genera un segnale di frequenza di circa 100 Hz e forma d'onda onda quadra
o sinusoidale, anche se quella piu' facilmente ottenibile è un'onda quadra.
E' possibile utilizzare un NE555 in configurazione astabile (vedi tool di calcolo
su questo sito) o tramite due transistor creare un multivibratore.
- Amplificatore:
amplifica il segnale proveniente dall'oscillatore rendendolo di ampiezza maggiore
possibile e fornendo una corrente di uscita piu' alta possibile (circa 1A). Solitamnete
si impiegano 2 stadi amplificatori: il primo con configurazione emettitore comune
per amplificare maggiormente la tensione (es BC547b), il secondo con configurazione
a collettore comune per incrementare la corrente disponibile in uscita (es 2n3055).
Nel mio caso ho riciclato un transistor utilizzato per pilotare un tubo catodico
(deflessione) BUH315D.
- Trasformatore: l'uscita dell'amplificatore viene connessa ad
un trasformatore in salita (quindi l'alimentazione avviene dal lato con meno spire)
in modo tale da ottenere in uscita una tensione che sia, in valore efficace, intorno
ai 300 volt.
Solitamente è consigliabile utilizzare un trasformatore da 220 a 12 V (di potenza
adeguata).
- Ponte Ac/Dc:
l'uscita del trasformatore è posta in ingresso ad un ponte Ac/Dc che fornisce una
tensione continua
- Condensatore: si collega direttamente all'uscita del ponte.
Un valore tipico per i nostri scopi è 400 volt e 150 uF (micro Farad). Se si esagera
con la capacità si rischia di impiegare troppo tempo a caricare il condensatore
e la corrente che il condensatore puo' fornire potrebbe danneggiare la lampada.
Nel caso contrario la corrente potrebbe non essere sufficiente per avere un flash
di luminosità rilevante o potrebbe non essere in grado di generare l'impulso di
trigger a tensione elevata. ATTENZIONE !!! anche quando
scollegherete l'alimentazione ricordatevi che il condensatore fornisce ugualmente
tensione che potrebbe (seriamente) uccidervi o danneggiare altri dispositivi.
Non bisogna MAI toccare parti metalliche del condensatore o altre che vi siano connesse
senza essarsi con sicurezza sincerati che la tensione ai capi di questo non sia
troppo alta (>10V). In ogni caso meglio essere prudenti.
- Partitore di tensione:
viene collegato ai cavi collegati al condensatore per ottenere 6V quando la tensione
sul condensatore è di 310V. Viene realizzato tramite 2 resistenze messe in serie
tra loro di valore resistivo alto (> 100k totali) secondo la formula --> 6
= 310 * R2 / (R1+R2) dove R1 è la resistenza che viene connessa al positivo del
condensatore. Per risolvere il sistema porre R1 + R2 = 150 kOhm. e risolvere calcolando
i valori di R! ed R2.
Naturalmente la tensione di uscita di questo blocco proviene dal nodo di connessione
tra R1 ed R2.
- Stabilizzatore: utilizzate un 7806 (o simili) ricordandovi di
inserire anche una capacità in uscita per rendere affidabile la stabilizzazione.
Questa tensione di riferimento puo' anche essere sfruttata per l'alimentazione dell'NE555
e del primo stadio amplificatore. Non è da usare per alimentare il secondo stadio
amplificatore che pilota il trasformatore. Per la regolazione della frequenza dei
flash (si vedrà perchè in seguito) utilizzare un potenziometro da 10k. I morsetti
laterali (quelli per cui la resistenza è sempre 10k anche agendo sul potenziometro)
vanno collegati alla tensione di riferimento rispettivamente a +6V e 0V (massa)
quest'ultimo tramite una resistenza di 3KOhm.La tensione di uscita è quella del
piedino centrale.
- Comparatore: confronta
la tensione proveniente dal partitore collegato al condensatore con quella in uscita
dallo stabilizzatore (quindi dal potenziometro). Se la prima tensione è maggiore
della seconda dallo stadio esce una tensione di 6V, altrimenti in uscita si ha tensione
nulla. Per realizzare il comparatore ho utilizzato un amplificatore operazionale
UA741 collegando la tensione del partitore connesso al condensatore al morsetto
(+) non invertente e la tensione di riferimento uscente
dallo stabilizzatore di tensione al morsetto -. L'uscita di questo integrato va
alla tensione di alimentazione non appena il condensatore è caricato alla tensione
desiderata regolabile tramite il potenziometro.
- Amplificatore: si tratta di uno stadio aamplificatore a collettore
comune che ha la funzione di incrementare la corrente fornita in uscita dall'operazionale.
- Relay: il coil del relè viene connesso direttamente
all'uscita dell'amplificatore. Se si usa un relay a 2 scambi con contatti NA e NC
(normalmente aperto, normalmente chiuso) uno scambio verrà utilizzato per accendere
i led di controllo (ready e charging), mentre l'altro è adoperato per creare l'impulso
di trigger.
- Trasformatore (in basso):
anche questo, come il precedente, viene usato in salita. L'entrata del trasformatore
è connessa in serie al contatto NA del relè e ad un ulteriore controllo formato
da un interutore ed un pulsante posti in parallelo tra loro. Questi servono per
far funzionare il dispositivo in modalità automatica o manuale. In uscita al trasformatore
è disponibile quindi la tensione di trigger. Nel mio caso ho utilizzato un transistor
adeguato oltre al relè.
Per regolare la tensione di trigger e per evitare che la creazione dell'impulso,
che viene generato utilizzando la tensione ai capi del condensatore, può essere
posta in serie al trasformatore (in ingresso) una resistenza di circa 50 Ohm che
ha l'ulteriore importante funzione di evitare che la carica del condensatore venga
persa in maggior parte dal trasformatore per creare il trigger.
- Lampada xenon:
viene collegata come mostrato in figura in alto.
Considerazioni su
questo circuito rispetto al precedente: mentre
il precedente generava un segnale di trigger indipendente dalla tensione presente
ai capi del condensatore questo circuito evita di azionare la lampada se la tensione
disponibile non è sufficiente.
La regolazione di velocità deriva dalla scelta ,tramite il potenziometro, della
tensione di soglia.
Sotto alcune immagini relative
alla realizzazione sperimentale del circuito presentato (tempo di costruzione/progettazione/test
6h).