Ciao a tutti!
Sto cercando di realizzare questo circuito per controllare la velocità un motore DC in una sola direzione: http://www.smartsurfaces.net/transistor
Però mi piacerebbe capire meglio qual è il ruolo del diodo e della resistenza, anche perchè il motore in mio possesso è leggermente diverso (3V, 300mA)
So che entrambi servono per protezione, ma vorrei capire cosa succede dal punto di vista elettrico, perchè la resistenza è da 1 KOhm e perchè il diodo si collega in antiparallelo tra collettore ed emettitore.
Difficile che tu possa trovare risposte semplici su questo forum, sopratutto perchè si tratta di capire come sono fatti e funzionano i transistor e già questo comporterebbe un paio di pagine, poi il motore dc un'altro paio di pagine.
Un motore dc si comporta anche come un generatore di tensione, se al suo asse colleghi un volano questo continua a girare dopo avere tolto alimentazione x tot tempo producendo ai capi del motore una differenza di potenziale proporzionale alla velocità dell'asse, puoi misurare questa tensione con il tester anche girando l'asse manualmente ma devi fargli fare un bel po di giri, il diodo da come la vedo io serve per scaricare l'energia induttiva accumulata durante la fase on dell'onda pwm, proteggendo il transistor.
Se hai interesse verso l'elettronica devi studiare le basi, partendo dall'elettrotecnica.
Ciao e intanto grazie per la risposta.
Mi rendo conto che la risposta non è immediata, e non mi aspetto che mi si venga spiegato come funziona un transistor...
Il discorso della tensione inversa causata dal motore per fortuna lo comprendo abbastanza bene (ho studiato fisica ad ingegneria), ma purtroppo non posso dire lo stesso per elettrotecnica, in cui ho delle scarse basi (sto provvedendo).
Facendo un ragionamento sul diodo in questione ho capito che, se percorso dalla corrente da C (collettore) ad E (emettitore) viene "visto" come un circuito aperto e quindi la corrente da C ad E dovrebbe continuare a passare inalterata. Se invece viene percorso da E a C, si comporta come un cortociruito e questo significa che se c'è una tensione tra E e C, la corrente "sceglierà" di percorrere il cortocircuito, in quanto presenta una resistenza teoricamente nulla.
Quello che ho detto è corretto? Se si, perchè si vuole ottenere questo funzionamento?
Se hai studiato fisica ed ingegneria sei ad un passo dalla comprensione, perchè hai delle basi e ti basta studiare elettrotecnica in particolare la cerca l'induttore sottoposto a corrente continua (elettromagnete) e induttore sottoposto a corrente alternata o in reggime impulsivo.
Per il diodo dipende tutto da come vedi la circolazione della corrente, semplifichiamo e parliamo di differenza di potenziale dp, il diodo ha un dp intrinseca di 0.7 volts, e si comporta come una strada a senso unico, se l'anodo ha dp maggiore di 0.7 volts rispetto al catodo ci sarà pasaggio di corrente come se fosse un circuito chiuso, diversamente il circuito e aperto. Se l'anodo è posto a GND perchè ci sia passaggio di corrente il catodo deve trovarsi ad un potenziale minore di 0.7 volts rispetto l'anodo, quindi a tensione negativa -0.7volts.
Dalla logica deduttiva allora durante le pause degli impulsi pwm sul collettore si può presentare un potenziale negativo che potrebbe compromettere il funzionamento dello stesso, il diodo trovandosi in conduzione scarica questa tensione a GND proteggendo il transistor inversione di polarità.
Davvero sono andato oltre, e c'è il rischio che abbia detto delle imprecisioni, senza contare che da quanto detto scaturiscono 3000 domande a cui davvero non saprei rispondere e se ci provassi rischerei di dare informazioni errate o imprecise.
Ciao, se hai quelle conoscenze di base ne sai potenzialmente più di me, ti serve solo integrare con un corso di elettrotecnica ed elettronica analogica, per rispondere alle tue domande molto meglio di come possa fare chiunque. Specie se hai studiato fisica il diodo ed il transistore ti sembrerà quasi banale.
Grazie davvero!!!
Sei stato chiarissimo e finalmente sono riuscito a capire questo circuito e soprattutto la funzione del diodo collegato così!
Se mi spieghi anche il ruolo di quella resistenza, per oggi posso posso ritenermi soddisfatto!
Mi interessa saperlo, oltre che per curiosità personale, anche perchè nel mio caso il transistor che utilizzerò è un BC337, e vorrei capire che resistenza mettergli...
Ti posso dire solo prova. Ti serve per il motore da 3Volts 300mA giusto?
Il valore non è critico, dovresti poter pure portare il valore a 10k, dipende tutto hfe del transistore che non è una costante, ad occhio usa una 4.7k o 3.3k.
E fammi sapere se il transistor scalda o noti anomalie, al limite anche con 1k dovrebbe andare, però davvero è difficile perchè il tip è un darlington con hfe 1000 il bc e un semplice NPN con hfe molto variabile.
Ci vorrebbe qualcuno che ha già usato questo transistor in questa applicazione per avere conferma.
@MauroTec, supergiox usa un BC337 non un TIP120. @supergiox
la resistenza sulla base serve per proteggere l'uscita del Arduino. Il suo valore é determainato da 2 fatori: valore minimo: dalla corrente che l'uscita puó dare. valore massimo: Il transiatore deve essere portato in saturazione. Solo in saturazione la tensione collettore - emettitore é picola ( ca 0,2V) e percui la potenza che deve dissipare il transistore é piccola. In saturazione si arriva se la corrente della base é abbastanuza grande da non limitare la corrente del collettore/emettitore. Il valore preciso della corrente base dipende dalla corrente del collettore/emettitore (percui dalla corrente del motore nel Tuo caso) e il guadagno del transistore. Spesso si usa un transistore darlington perché ha un guadagno alto. Oltre questo normalmente trasistori per correnti alte hanno guadagni piú piccoli. Se la resistenza é troppo gande da non dare abbastanza corrente di base in modo che il transistore rimane nella funzionalitá proporzionale ( Icollettore proporzonale a Ibase) si romperá il transistore perché deve dissipare tanto calore.
Una resitenza da 1kOhm va bene.
Spero di essere stato chiaro
Ciao Uwe
Ciao e grazie anche a te per le informazioni Sono riuscito a fare funzionare il circuito seguendo lo schema e con la resistenza da 1KOhm.
Ho provato a calcolarmi il valore "esatto" della resistenza alla base come mi hai detto tu:
uwefed:
la resistenza sulla base serve per proteggere l'uscita del Arduino. Il suo valore é determainato da 2 fatori: valore minimo: dalla corrente che l'uscita puó dare. valore massimo: Il transiatore deve essere portato in saturazione. Solo in saturazione la tensione collettore - emettitore é picola ( ca 0,2V) e percui la
Il valore preciso della corrente base dipende dalla corrente del collettore/emettitore (percui dalla corrente del motore nel Tuo caso) e il guadagno del transistore.
Sul datasheet ho letto che il guadagno (hfe) del BC337-25 varia tra 160 e 400. Allora ho provato a trovarmi il valore della resistenza nei due casi, per poterne scegliere una compresa tra i due valori.
Nel primo caso: i=0.3/400=0.75mA --> R=5/0.00075=6.7 KOhm
Nel secondo caso: i=0.3/160=1.9mA --> R=5/0.0019=2.6 KOhm
Quindi il valore ideale della resistenza dovrebbe essere compreso tra questi due?
Poi ho un altro piccolo problema, cioè che il mio alimentatore fornisce una tensione di 4.5V e di conseguenza anche tra collettore ed emettitore ho una tensione di circa 4.5V, ma il motorino richiede solo 3V. Anche se così funziona (ho provato per max un minuto), come affronto questo problema?
Al momento ho pensato di inserire, in serie al motore, una resistenza R=(4.5-3)/0.3=5 Ohm. Può funzionare?
Questa informazione può servirmi anche per alimentare il circuito con una batteria da 9V.
parlo da super neofita, quindi in un certo senso credo di essere in una situazione simile a quella di Supergiox, cioè alla ricerca di una strada per capirci qualcosa non solo di Arduino in particolare, ma dell'elettronica in generale.
Da neofita scrivo e quindi correggetemi se sbaglio, ma mi domandavo se ha senso prendere per buona la spiegazione di un tutorial che insegna come pilotare un motore DC con un transistor quando su uno qualsiasi dei libri che sto provando a studiare leggo:
"[...]as the collector-to-emitter resistence increases [per rallentare i giri del motore] with varying base voltage/current, the transistor must dissipate a considerable amount of heat. This can lead to transistor meltdown.[...]"
Il controllo della velocità del motore, a quanto ho capito, si ottiene generalmente modulando la tensione di alimentazione con impulsi di ampiezza variabile.
No, non proprio cosí.
Per primo riguardante il guadagno si prende sempre il valore peggiore (piú piccolo).
come valore minimo:
40 mA 5V usciata Arduino percui R = 125 Ohm
Valore massimo dipende dalla corrente del motore. Non sapendo non so calcolare. Non ho capito perché avevi usato 300mA e 700mA.
ma prendendo il valore piú grande:
700mA/160 =4,375mA 5V/4,375=1,142 Ohm.
Qua é meglio usare un transistor darlington.
Per ridurre la tensione da 4,5V a 3V puoi usare uno stabilizzatore oppure 2 Diodi tipo 1N4007 in serie al motore. Una resistenza non é buona perché la tensione sulla resistenza dipende dalla corrente. La corrente del motore dipende dal carico del motore. I valori dati sono quelli nominali al carico nominale.
supergiox sta usando un segnale PWM ( Puls With Modulation) per regoalare la velocitá del motore.
La seconda possibilitá di regolare in modo analogico la corrente del motore ha 2 problemini:
Per primo usi il transitore come amplificatore proporzionale percui Ic é proporzionale Ib. lo svantaggio é che il transistore visto che tra colelttore e emettore c'é una tensione abbastanza alta dissipa un bel po di potenza e deve essere ben rafreddato.
Per secondo Arduino non ha un convertitore Digitale Analogico e percui devi aggiungerne uno oppure usare il segnale PWM e filtrarlo in modo da avere uan tensione continua.
È molto piú semplice usare un segnale PWM e pilotare un transistor che interrompe la corrente motore.
uwefed:
Non ho capito perché avevi usato 300mA e 700mA.
Perchè avevo sbagliato a scrivere (adesso ho corretto) Era sempre 300mA e il risultato della divisione è corretto: 1.9mA
Quindi mi sembra di capire che il calcolo del valore massimo e quindi della R=2.6 KOhm è giusto
Quello calcolato con il guadagno di 400 quindi non ci serve?
Che la resistenza non fosse buona l'avevo sospettato, proprio per il fatto che è un componente lineare e la corrente che attraversa il motore è variabile. Ho avuto conferma di questo anche con il multimetro perchè leggo valori di tensione che variano continuamente.
uwefed:
Per ridurre la tensione da 4,5V a 3V puoi usare uno stabilizzatore oppure 2 Diodi tipo 1N407 in serie al motore. Una resistenza non é buona perché la tensione sulla resistenza dipende dalla corrente. La corrente del motore dipende dal carico del motore. I valori dati sono quelli nominali al carico nominale.
Scusami ancora una volta per l'ignoranza, ma non so cos'è uno stabilizzatore... e non ho capito come fanno due diodi a ridurre la tensione. Sono diodi particolari?
Morusaka:
I diodi provocano una caduta di tensione (0.6 v per quelli al silicone e 0.2 v per quelli al germanio mi pare di capire).
Si hai ragione! E la tensione ai capi del diodo non dipende dalla corrente che li attraversa (cioè anche quella del motore) come succede per le resistenze?
supergiox:
Si hai ragione! E la tensione ai capi del diodo non dipende dalla corrente che li attraversa (cioè anche quella del motore) come succede per le resistenze?
Oibò, non ho idea, ho preso i libri in mano più o meno da un giorno!
A sentimento direi che la tensione ai capi è 0.6 o 0.2 a seconda del tipo di diodo nel caso di forward biasing, mentre sarà quella che potresti leggere se il circuito fosse aperto in caso contrario. Questo almeno fino a quando la tensione non supera il limite massimo che il diodo è in grado di sopportare prima di sparaflesciarsi.
Comunque è tutto molto fumoso nella mia testa, aspetto di leggere la risposta di qualcuno che ne sappia veramente qualcosa.
Tra lo ziglione di libri che esistono sulla materia ne ho scelti due:
Make: Electronics, learning by discovery di Charles Platt
Practical electronics for inventors di Paul Scherz
Il primo è molto "visivo" e credo rappresenti una specie di avvicinamento "il meno traumatico possibile" all'elettronica.
Il secondo lo trovo fantastico.
Ciao
Per primo avevo sbagliato sigla del Diodo e l' coretto. la sigla giusta é 1N4007; sono diodi standard al silicio per 1A e 1000V di tensione inversa.
Il diodo al silicio a singola giunta P-N ha una curva dove fino a ca 0,6 V non conduce e sopra conduce e la caduta di tensione resta ca 0,7V.
Morusaka:
Questo almeno fino a quando la tensione non supera il limite massimo che il diodo è in grado di sopportare prima di sparaflesciarsi.
Il diodo sparaflesciato è spettacolare!
Quei libri li ho "intravisti" anch'io e sembrano buoni, però per il momento sto studiando quà e là su libri in italiano... e anche come siti ho trovato qualcosa di interessante: http://digilander.libero.it/nick47 http://www.antoniosantoro.com/elett.htm
Sono esattamente quelli che mi hai consigliato di comprare (e che ho comprato)
Quindi indipendentemente dalla corrente del motore, una volta entrati in conduzione i diodi manterranno una tensione costante di 0.7*2=1.4V ?
D'accordo!
Per quanto mi riguarda ho chiarito i dubbi che avevo sul circuito!
Grazie ancora!
[OT]
Uwe posso chiederti come hai acquisito queste conoscenze di elettronica e cosa/come mi consigli di studiarla?
Mi piacerebbe imparare e ci sto provando da autodidatta, ma penso che un consiglio da chi ha più esperienza possa tornarmi utile.
Ciao!
