Problemi di cuore (cardio-circuito)

[Sjuanez]

Allora, occorre premettere che sto imparando or ora le basi dei transistor, e questo implica due-tre cose:
1) quasi certamente scriverò delle baggianate...
2) mi piace imparare, quindi non vi chiedo la soluzione, ma di vagliare il mio ragionamento ed aiutarmi a capire dove sbaglio, se vi va ovviamente.
3) se vedete che ho sparato troppo in alto con questo schema, ditemelo tranquillamente che lo rimando a quando avrò imparato di più.

Come dicevo da due giorni ho iniziato ad utilizzare i transistor, ed essendo anche i primi giorni con l'oscilloscopio mi sono detto: perché non provare a mettere giù un circuito divertente?

L'obbiettivo dello schema è raccogliere il mio battito tramite un sensore che funziona a 3-5.5V e restituisce un segnale analogico. Il mio battito dovrebbe far lampeggiare a ritmo un po di led. Più è forte il battito più è intensa l'illuminazione.

Il sensore è questo: http://www.ebay.it/itm/Heart-Rate-Senso ... 58bd30278e

Siccome il sensore lavora a 4 volt nel mio circuito, mentre i led a 9, ho inserito un transistor 2N3904. Ecco lo schema.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Invece dei led ho inserito l'oscilloscopio che registra questo segnale direttamente dal mio cuore:

Cosa c'è che non va? La tensione tra il collettore e l'emettitore del transistor dovrebbe essere 9V quando questo è inattivo, e dovrebbe chiudere il circuito quando sulla base arriva il segnale dal sensore. Almeno secondo i miei calcoli.

Cioè io uso il transistor proprio per attivare il carico a 9-12V che non possono uscire dal mio sensore, come amplificatore insomma. Nei miei test invece del carico sto mettendo proprio l'oscilloscopio, ma ovviamente ho provato anche coi led che non si accendono nemmeno (trattasi di cerchio led a 12 V).

Perché la tensione non sale oltre i 3-4 volt? Cioè perché dal transistor mi esce lo stesso segnale analogico che vorrei amplificare?

Ho notato un possibile errore che forse friggerà il mio transistor. Corrente massima supportata: 200mA https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/2N3904.pdf

Mi sa che me lo sogno di farci funzionare tutti quei led. Ok. non è un problema per il momento. Ma almeno all'oscilloscopio non dovrei vedere gli stramaledetti 9V?

Grazie infinite come al solito.

[claudiocedrone]

Oltre alle basi, dei transistor dovresti imparare anche gli emettitori e i collettori... scusami ma non ho saputo resistere; comunque, il comportamento che osservi è assolutamente corretto (il circuito ha sempre ragione... e non è una mia affermazione ma del grandissimo Malesani ) poiché quella configurazione circuitale, col carico connesso all'emettitore, è denominata inseguitore di emettitore (emitter follower) o inseguitore di tensione; in pratica con quella configurazione il guadagno di tensione è quasi unitario (leggermente inferiore all'unità) mentre si ottiene un forte guadagno di corrente; in pratica stai bufferando il segnale del sensore facendo fornire esclusivamente dalla alimentazione la corrente assorbita dal carico.
P.s. Tieni presente che non sono certo un elettronico ma un semplice (ex) hobbista, per cui potrei essere impreciso e non esaustivo nelle risposte

[DarwinNE]

Perché la tensione non sale oltre i 3-4 volt? Cioè perché dal transistor mi esce lo stesso segnale analogico che vorrei amplificare?

Beh, quando "accendi" un transistor bipolare, in buona sostanza ti ritrovi sempre una tensione dell'ordine di 0,7V tra base ed emettitore. In pratica, è un diodo polarizzato direttamente.
Prova a collegare il carico sul collettore, in questa maniera:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

La resistenza che ho messo sulla base permette di limitare la corrente che vi scorre (a quanto?).
Se il carico non richiede più di una corrente abbastanza rilevante (quanto, secondo te?), il transistor sarà in saturazione, ovvero si avrà tra collettore ed emettitore una tensione dell'ordine di 0,3V-0,4V ed il carico sarà alimentato.

[Sjuanez]

Innanzitutto ringrazio...di cuore! (Come resistere?)

Ora sono dall'Ipad ma domani mi metto all'opera sui vostri suggerimenti, penso di aver individuato quale parte del discorso approfondire: le correnti.

Grazie ancora.

[DarwinNE]

Forse un modo semplice di capire cosa succede è il cosiddetto "transistor man" dell'Horowitz&Hill

FT8mP.png (25.62 KiB) Osservato 4718 volte

(poi la questione è un po' più incasinata, ma per iniziare va bene così). Se tu vuoi utilizzare il transistor come interruttore, cosa devi fare fare all'omettino?

[claudiocedrone]

Secondo me quello che devi approfondire teoricamente, in primis, sono le tre principali configurazioni emettitore comune, collettore comune e base comune; tutto il resto viene di conseguenza. Scusa la sovrapposizione Davide.

[Sjuanez]

Quello è un libro che bramo, ma dicono non sia il caso di cominciare con quello...arriverá il giorno!

L'omino dovrebbe ridurre al minimo quella resistenza quando c'é tensione sulla base (più positiva di quella dell'emettitore).

Quando manca tensione sulla base, l'omino aumenta l'impedenza al massimo ai limiti di un circuito aperto. Ai limiti perché un piccolo passaggio di corrente c'é sempre.

Ora forse un mio errore concettuale é quello di pensare alle tensioni sul transistor e non alle correnti.

[Sjuanez]

:-) Secondo me quello che devi approfondire teoricamente, in primis, sono le tre principali configurazioni emettitore comune, collettore comune e base comune; tutto il resto viene di conseguenza. Scusa la sovrapposizione Davide.

Sicuramente! Troppo intrigante l'elettronica!!!

[Sjuanez]

Innanzi tutto a DarwinNE i più grandi complimenti per FidoCadJ chè è di una semplicità e utilità mostruosa! Vado matto per i software ben riusciti! [semi-cit] Davvero grazie!

Torniamo a noi che mi sono un po informato, anche se ancora parzialmente e ho trovato alcune lacune nel mio precedente discorso. Prima di tutto io mi attendevo un'amplificazione di tensione, ma il transistor indicato e la configurazione scelta poteva fornire solo un'amplificazione di corrente.

E infatti quella è misurabile e la ottengo. Però ho visto che il piccoletto era troppo delicato per lo scopo a cui lo avevo destinato. Accendere un cerchio di led che vanno nei fari delle macchine.

Non ho più i datasheet di questo "carico" ma penso possa superare i 250mA massimi del transistor e friggerlo. Ho anche visto che nelle configurazioni di solito il transistor va dopo il carico, è per sfruttare la caduta di tensione del carico e far lavorare il transistor con meno watt?

Pensando e ripensando sono arrivato alla soluzione parziale del mio problema. Nel senso che ora ho un oggettino che funziona in maniera carina, ma devo ancora comprenderne a pieno il funzionamento.

Non vi chiedo altre spiegazioni, perché so che devo studiare ancora molto e non vorrei incatenarvi in una discussione sulle basi che apprenderò sui libri. Già quello che mi avete suggerito è stato utilissimo e apprezzatissimo.

Però volevo portarvi a conoscenza di questo piccolo progresso e mostrarvi come ho ottenuto l'effetto desiderato.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

C'è stata qualche modifica. Il transistor 2N222 è stato sostituito dal più robusto IRF520 che so utilizzare solo grazie all'esempio del libro di Arduino (quindi potete immaginare). Ho aggiunto un condensatore + resistenza per ottenere un fichissimo effetto fade-out dei led e simulare meglio il battito del cuore.

Infatti sono passato ad un segnale molto più "rilassato" che vi garantisco da un effetto visivo MERAVIGLIOSO.

Eccolo qua:

Ora cerchèrò di alimentare il sensore con la stessa batteria dei led mediante una resistenza e sarò soddisfatto del mio nuovo werable. L'articolo sulla maglietta per discoteca è in arrivo!

[Sjuanez]

Eliminato il generatore a 4V per il sensore ed inserita una resistenza funziona tutto con una batteria da 9V.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad