Generatore di corrente, tensione e segnali
	Utilizzo del dispositivo Per effettuare prove , testare dispositivi o semlicemente alimentare un circuito puo' essere utilie costruirsi uno strumento in grado di generare tensione costante , corrente costante e variabile e segnali con frequenza, ampiezza e forma d'onda regolabile. Il circuito elettrico dello strumento che svolge queste funzioni non è logicamente complesso, tuttavia un'attenta realizzazione puo' richiedere anche molto tempo poichè i componenti da assemblare, cosi' come gli stadi, sono molti. L'alimentazione del dispositivo proviene dalla rete 230Vac e viene connessa (in serie ad un fusibile) direttamente al trasformatore alla cui uscita sono presenti circa 26Vac che vengono raddrizzati e stabilizzati da un ponte ed un condensatore elettrolitico. A questo punto viene creata una tensione di riferimento di 12V (tramite un 7812 e una capacità) che verrà utilizzata per alimentare i circuiti di generazione di segnale e per i primi stadi amplificatori che devono essere piu' precisi e non richiedono elevate correnti. Per mezzo di un integrato NE555 in configurazione astabile (vedi tool di calcolo e realizzazione circuitale tra i progetti da me realizzati) viene creata un'onda quadra con frequenza regolabile (agendo su un potenziometro ed un commutatore rotativo che cambia il valore di capacità connesso all'NE555) connessa direttamente al piedino di clock di un 4017b decade counter. Il decade counter ha 2 principali funzioni: per la generazione delle onde quadre di fare in modo che il duty cycle sia sempre del 50% , mentre permette la generazione di un'onda sinusoidale a gradini successivamente interpolata e quindi filtrata tramite un condensatore. La generazione della sinusoide avviene connettendo alle uscite u0 - u10 del decade counter 4017 a resistenze di appropriato valore (nel mio caso da 10 a 100 Kohm) e di diodi inseriti in serie a queste. Tutti i capi dei diodi (positivi) devono essere collegati assieme e occorre mettere questo collegamento a massa tramite una resistenza di almeno 10Kohm per avere una corretta polarizzazione. Sono stati creati quindi 10 partitori resistivi che forniscono una tensione fissa quando vengono alimentati dal 4017. Si intuisce come all'uscita di questo stadio è possibile avere, per mezzo di un comune deviatore, un'onda quadra o una sinusoidale a scalini. Il regolatore di frequenza costituito da un commutatore rotativo del precedente stadio deve essere a doppio scambio per poter selezionare, a seconda della frequenza prodotta dall'NE555, una capacità che effettui il filtraggio passa basso della sinusoide. Lo stadio finale dell'alimentatore è costituio da 2 (o piu') BJT npn di potenza come il 2n3055 con adeguata dissipazione termica ottenibile tramite dissipatore metallico e ventola. I collettori dei transistor sono connessi a Vcc ( 26V ) mentre gli emettitori sono connessi assieme tramite due resistenze da 0.7 Ohm e rappresentano l'uscita positiva del dispositivo a cui è consigliabile collegare per sicurezza un fusibile o un circuito di protezione contro i corti circuiti. Le basi dei transistori sono connesse assieme tramite 2 resistenze di circa 200ohm e sono alimentate dagli stadi che vedremo in seguito tramite 3 diodi comuni. - generatore di segnale: dopo aver amplificato il segnale proveniente dal 4017 con due stadi amplificatori: il primo costituito da un BC337 emettitore comune alimentato da 26 V e il secondo costituito da un BD139 collettore comune (il collettore è connesso a +26V). Tramite un potenziometro connettere l'uscita dello stadio a collettore comune ad uno dei tre diodi. Da notare che non è consigliabile utilizzare condensatori in serie al segnale se non di grande capacità neanche tra gli stadi per evitare di distorcere irrimediabilmente la forma d'onda proveniente dal generatore. Occorre pertanto fare in modo che la tensione relativa al punto piu' basso della forma d'onda lambisca il valore 0 e che il valore massimo raggiunga quasi Vcc. - generatore di tensione costante: il cuore di questo stadio è un amplificatore operazionale UA741 che confronta la tensione di uscita opportunamente ridotta tramite un partitore con una di riferimento (ottenibile tramite un partitore connesso alla 12V stabilizzata). Se la tensione di riferimento è piu' alta della tensione uscente dal partitore si avrà in uscita dall'operazionale 0. Cio' si ottiene connettendo la tensione di riferimento all'ingresso invertente. Naturalmente una delle due tensioni (di riferimento o di uscita) deve essere regolabile tramite un potenziomentro di adeguato valore. Il collegamento dell'operazionale è giustificato dal fatto che all'uscita di questo deve essere collegato uno stadio amplificatore invertente con emettitore comune e successivamente un amplificatore non invertente a collettore comune per incrementare la corrente erogabile come nel caso del generatore di segnale. I transistor utilizzabili sono nuovamente BC337 e BD139. L'ultimo stadio di uscuita, la cui tensione puo' variare tra 0 e Vcc (26V) è connesso tramite un diodo alle basi dello stadio finale. - generatore di corrente costante: sono necessari due stadi amplificatori come nei casi precedenti, la cui uscita è connessa tramite un diodo allo stadio finale. La base del transistor del primo stadio (quindi dello stadio ad emettitore comune costituito dal BC337) è connessa alla tensione stabile 12V tramite un partitore resistivo ed un potenziomentro. A questo punto non resta che chiudere il dispositivo in un case plastico o metallico facendo attenzione che racchiudendo il circuito in un case metallico è possibile che l'interpolazione della sinusoide ottenuta tramite i condensatori selezionati dal commutatore rotativo possa deteriorarsi a causa di capacità parassite tra i cavi di connessione o le piste e il case stesso. Per ragioni di tempo e pigrizia non ho realizzato lo schema circuitale come per la maggior parte degli altri progetti. Si nota come la forma d'onda sinusoidale sia generata in modo digitale e successivamente addolcita da un filtro passa basso. Come nel caso precedente, si nota la natura della forma d'onda. In questo caso (worst case) il filtro passa basso non riesce ad agire abbastanza sul segnale. La forma d'onda quadra anche ad alte frequenze presenta fronti di salita e discesa ottimali L'alimentatore sta caricando una batteria con un' onda quadra che viene distorta dal carico eccessivo applicato ai finali di potenza. Viene caricata una batteria con un segnale sinusoidale e una tensione costante. Onda quadra che carica una piccola batteria da 3V Onda sinusoidale che carica una piccola batteria da 3V Tensione (in alto) e corrente (in basso) relative alla carica di una batteria al piombo di 12V tramite onda sinusoidale a frequenza 1KHz, tensione costante e corrente costante. Tensione (in alto) e corrente (in basso) relative alla carica di una batteria al piombo di 12V tramite onda quadra a frequenza 1 KHz. Tensione (in alto) e corrente (in basso) relative alla carica di una batteria al piombo di 12V tramite onda quadra a frequenza 0.5 Hz. Come si vede dalle immagini precedenti il circuito è molto indicato per la carica di batterie di ogni tipo. Se viene usato per questo scopo è necessario connetter all'uscita positiva un diodo che evita problemi sia alla batteria che al dispositivo stesso. La carica di una batteria con tensione costante, corrente costante o tramite modulazione di corrente (sinusoidale o quadrata) permette di ottimizzare sia il tempo che l'efficienza della carica dell'accumulatore; inoltre è possibile caricare ogni tipo di batteria senza curarsi della sua tensione nominale poichè il dispositivo è in grado di erogare una corrente costante (ma solo della capacità della stessa). L'alimentatore puo' in molti casi rinvigorire accumulatori che presentano difetti causati da cicli di carica non ottimizzata (specie quelle al NiCd) o dovuti a dentriti, ovvero filetti metallici che cortocircuitano alcuni elementi. In ogni caso, per avere una carica performante sarebbe meglio, quando possibile, caricare o ravvivare singolarmente gli elementi che possono trovarsi a tensioni differenti ed ostacolare cicli di carica/scarica ottimali. Naturalmente l'uso del dispositivo per la carica di batterie o per alimentare apparecchiature particolarmente delicate è a vostro rischio e pericolo.