Stepper e opto isolatori

Dopo una giornata a catalogare i componenti di recupero mischiati alla rinfusa in un cassetto, in attesa di necessità imprevedibili, trovo ben 6 optoisolatori P652 (marca sconosciuta), 2 in più di quelli che mi servono. Per la verità ne ho trovati di più, compresi dei fototriacs, che conservo in quanto ho in mente alcune cose da fare. Cerco i datasheet per avere i dati costruttivi e trovo "qualcosa" che sembra "compatibile" per somiglianza di sigla. Procedo con uno schemino di massima. Segnale in ingresso 3,3 volts, Alimentazione in uscita 4,98 Volts. Vcesat 0,4 Volts con una corrente di 0,5 mA a cui vanno aggiunti gli ampere che alimentano il led collegato al gate del mosfet (quest'ultimo, comandato in tensione non assorbe corrente). Dovrei avere dimensionato correttamente le resistenze di carico del led e del transistor dell'optoisolatore. 1K per il led (calcolata sulla corrente massima erogabile dalla porta della fox board) e 10K per il transistor, che una volta collegata si troverà in parallelo ad un led con in serie una resistenza da 1kohm. Prima di collegare il tutto voglio sperimentare sulla breadboard il circuito e verificare le tensioni in gioco. Non voglio infatti cimentarmi in saldature se poi la cosa non funziona, non si sa mai. Il segnale lo prelevo dall'emettitore, prima della resistenza posta a massa. Il collettore è collegato direttamente ai 5volts. Credo che la configurazione si chiami "a collettore comune". Con una Vcbo di 70 volts dovrei essere sotto i limiti costruttivi dell'optoisolatore. Mi sono anche disegnato lo schema con un programma di progettazione, a fini documentativi (se tutto funziona metterò qualche schema dettagliato, forse con le istruzioni necessarie a calcolare i dati dei componenti.

Per catalogare i componenti, ho preso dei fogli di polistirolo, li ho tagliati in lastre sottili su cui ho spruzzato della colla spray. Alla fine li ho rivestiti con un foglio di alluminio che serve a prevenire le scariche elettrostatiche cui i Cmos sono particolarmente sensibili. Presto arriverò alla fase sperimentale pratica, sono ansioso di iniziare per verificare finalmente il funzionamento dello stepper con coppia sufficiente a far girare un albero. Stay tuned.

P.S. L'avvocato è stato radiato. Ripeto: L'avvocato è stato radiato.

Stepper unipolare - i MosFet

Studia, studia.... man mano che approfondisco le mie conoscenze nel tentativo di rispolverare le nozioni apprese a scuola da ragazzo (ed abbandonate per lungo tempo causa l'intrapresa di un lavoro in altro settore della scienza e della tecnica), mi imbatto in nuovi "problemi" (nuove sfide) da affrontare e risolvere senza l'aiuto di nessuno. Per prima cosa devo dire che in rete si trovano un sacco di informazioni....sbagliate, discordanti ed imprecise. C'è infatti una grande mole di dati da cui va sottratto il "rumore", ovvero le cose inutili. Per quello che resta (non molto per la verità se si cerca una risposta specifica e particolare) devo dire che esistono alcuni piccoli geni davvero disponibili a lasciare le proprie conoscenze in rete, nei forum o nei propri blog personali. a tutti loro va un sincero ringraziamento per il prezioso contributo "sociale" apparentemente profuso senza chiedere nulla in cambio.

Nel mio progetto che sto pian piano portando avanti, ho adottato e sperimentato i Mosfet (vedi post precedente). Ho utilizzato quelli della International Rectifier, di potenza (sino a 400Volts 10 ampere). Questi mosfet hanno una Vgsth ( Gate Source Treshold, la tensione minima da applicare al gate per mandarli in conduzione) da 2 a 4 Volt. Sfortunatamente la tensione disponibile nelle porte di uscita è di 3,3 Volt.

Sarà, ma ho beccato i 4 mosfet più sfigati del mondo, non entrano in conduzione con 3,3 volt (e te pareva). Ho infatti provato (o la va o la spacca ed è andata) a pilotare i gate dei Mosfet con 5Volts (4,98 per la precisione) e il circuito funziona (sembra funzionare), le fasi del motore si alimentano.

L'errore che avevo commesso era di tipo interpretativo. Una Vgsth da 2 a 4 volt l'avevo intesa come il range di soglia minima e massima da applicare al gate, mentre va inteso come un valore costruttivo (variabile da componente a componente) che occorre "superare" e che sotto il quale il mosfet si rifiuta di "lavorare". Per inciso il valore massimo di tensione al Gate è di +/- 20 volts. Almeno mi sono informato meglio su come funzionano quei componenti, ai miei tempi a scuola mi hanno insegnato come funzionano le valvole termoioniche (mai usate nemmeno nelle prove pratiche) e qualche nozione su transistor e mosfet, tutta teoria e niente pratica.

Non ho fatto i calcoli (il mio procedere è più sperimentale per tentativi (come Alessandro Volta) che per applicazione della teoria (che conosco poco) e spero che il volt di differenza sia sufficiente a mandare in piena conduzione il mosfet (altrimenti sono punto ed a capo). Ora...come faccio con 3,3 volt a pilotare degli ingressi che richiedono più di 4 volts?. Pensavo ad un foto-accoppiatore, che però ha il "pregio" di invertire il segnale (0 volt in uscita con 1 logico in ingresso), così però dovrei prevedere degli inverter (con conseguente complicazione del circuito) per riportare il tutto in logica positiva.

Ho inoltre il limite dei 5 volt di alimentazione (lo stepper è da 4,2 volt nominali), alla faccia del driver hardware "multi purpose" che volevo realizzare. Se me ne servono di più? Pensa unamico, pensa... fatti venire un idea, spremi le meningi, fai qualcosa che è frutto del tuo ragionamento, che di neuroni ne hai ancora da vendere.... Intanto procedo col progettarmi un altro alimentatore (4 ampere) regolato in corrente (tanto di transistor PNP ne ho recuperato un pacco), che sia pensato per poter essere regolato in uscita con tensioni anche superiori (sempre partendo dai 7805 che ne ho a iosa, sono diffusissimi negli alimentatori switching dei PC).
Per ora basta. Spengo lo stagnatore e sistemo la documentazione con i risultati e le osservazioni. Potrebbero servirmi in futuro ed evitare questi errori che sicuramente fanno ridere ma personalmente li ritengo un metodo per imparare e tenere la mente allenata e "giovane".

P.S. il mosfet conduce. Ripeto: il mosfet conduce.

Stepper unipolare... un errore

Ho commesso un errore di progetto. Chiedo perdono ma non sono 'ingeniere' e l'elettronica è solo un hobby per me. Nel precedente post avevo alimentato le fasi del motore con dei TIP33C (400Volt 10Ampere). La resistenza di base da 1k è errata. Non manda infatti in conduzione completa il transistor, ed ecco perchè l'asse del motore di poteva fermare con un solo dito. Con un alimentazione da 5 volt ed una Vce da 4,3 Volt non resta molto per il motore.
Ho commesso l'errore in quanto avevo fatto i calcoli con una tensione di base da 5 volt (ttl) calcolando la resistenza in modo che fossero sufficienti 4 mA (è la corrente massima che la Fox utilizzata è in grado di erogare nei pin di I/O.
Il problema è che la fox pilota le uscite a 3.3 volts e non 5 volts.Per mandare in conduzione completa il transistor di potenza, dovrei inserire una resistenza di base da circa 40/70 ohm, troppo pochi per la capacità massima della porta.
Non ho voglia di progettare uno stadio di potenza per pilotare le basi dei 4 transistor, anche se forse in futuro vorrei inserire dei foto-accoppiatori..... Per ora preferisco rituffarmi nei cassettini dei componenti recuperati quà e là alla ricerca di 4 MosFet, magari non uguali ma "compatibili". Domani inizio gli esperimenti. Intanto ho già un "problema". I mosfet dissaldati hanno dei residui di stagno nei terminali che comunque sono un pò grossi per entrare in una mille fori. Vedrò di risolvere. La buona notizia è che posso sostituire i TIP33C con i FET che hanno una piedinatura "compatibile. Gate Drain Source in sequenza mentre i tip hanno Base Collettore Emettitore. Mi basterà eliminare la resistenza di base (dopo le prove) e inserire i MosFet senza grosse modifiche (se non per la spaziatura dei pin che sono più stretti). Nel frattempo ho provato ad alimentare una fase direttamente con 4,98 volt ed ho notato una coppia di torsione più che soddisfacente.

L'alimentatore che mi sono costruito (ed interamente progettato calcolandomi i valori delle capacità e resistenze) si comporta egregiamente. Ho inserito un regolatore di corrente in modo che il 7805 assorba 200 mA mentre i restanti ampère (sino a 4) li faccio passare per un PNP collegato ad un altro PNP per la protezione dai cortocircuiti. Mi ha dato un pò di soddisfazione. L'unico cruccio è l'aver filettato 3 fori nell'unico dissipatore. Il calore generato dal Transistor che pilota la corrente assorbita va a scaldare anche il regolatore di tensione... li ho collocati troppo vicini nella 1000fori e non ho voglia di spostarli.Spero che il tutto non vada in fumo.

Quasi dimenticavo. anche questo è realizzato interamente con componenti di recupero, riciclati e riutilizzati...costo Zero ed ambiente pulito, entrambi dei buoni motivi per sentirsi a posto con il portafoglio e con la coscienza ecologica. Anche i cavetti di collegamento ed i transistor PNP sono di un vecchio alimentatore di un PC, il dissipatore da una stampante epson, i ceramici da 0.1 mF provengono da un vecchio Fax. Praticamente ci ho messo solo lo stagno. Cercherò di fare una foto, anche se il tentativo di riparare la digitale non ha dato esito positivo. Dovrò investire qualcosa o cercare su 'ebai' qualche offerta. Alla prossima.

P.S. La sentenza è emessa. Ripeto: La sentenza è emessa.