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MINILAB

L'idea mi era balenata quando ho letto l'articolo di TardoFreak "Il primo laboratorio di elettronica" ma in seguito me ne ero dimenticato; successivamente, collaborando con TONYSTARK alla realizzazione di un suo progetto ( in questo thread) la cosa mi e' tornata in mente e, quasi contemporaneamente, ho ritrovato un pezzo di millefori su cui avevo montato (senza portarlo a termine per mancanza del quarzo) un generatore di clock, in occasione del mio precedente articolo "Uno strano OROLOGIO DIGITALE".

A quel punto mi sono messo a frugare in tutti i vari cassetti per reperire i necessari componenti ed ho dato inizio alla progettazione e realizzazione di MINILAB

MINILAB

MINILAB


Perche' lo abbia chiamato cosi' mi sembra evidente viste le sue dimensioni (dovute allo spazio che avevo a disposizione) e in effetti, se andiamo bene a vedere, e' poco piu' che un "gadget", tuttavia credo possa essere utile a quanti vogliano intraprendere la strada dell'elettronica, sia per "farsi le ossa" che per avere - sempre a portata di mano - alcuni strumenti che in un laboratorio non dovrebbero mai mancare.

In questa realizzazione ho tenuto conto solo ed esclusivamente delle mie esigenze personali (come di seguito spieghero') tuttavia e' possibile fare "qualcosa di simile" con altri strumenti che piu' si adattino alle proprie.

I circuiti non sono per nulla nuovi, anzi mi sono servito di schemi comuni e ampiamente sperimentati, proprio per aiutare le giovani leve che, di conseguenza, non troveranno eccessive difficolta nella costruzione.

Per favorire la sua realizzazione, oltre agli schemi elettrici, ho pensato di disegnare anche degli schemi pratici di ogni particolare per permettere, anche ai piu' pigri, di poterlo montare su millefori (come ho fatto io).


Indice

COMPOSIZIONE DELL'INSIEME

Minilab consta di sei parti distinte che possono tuttavia essere collegate tra loro al fine di svolgere determinate funzioni. Per motivi di spazio (e perche' non ho trovato nulla che fosse idoneo) non ho adoperato ne interruttori ne deviatori, che ho pensato di sostituire con connettori a pettine; questi ultimi, opportunamente cortocircuitati con dei "cavallotti", svolgono questa funzione.

Passiamo ora in rassegna le varie parti che compongono "la cosa":

1. ALIMENTATORE STABILIZZATO 1.2 - 30V, 1A

2. LIMITATORE DI CORRENTE

3. GENERATORE DI CLOCK

4. ALIMENTATORE A TENSIONE FISSA 12V 700mA

5. SPLITTER DUALE

6. GENERATORE DI ONDA QUADRA / PROVACIRCUITI

REALIZZAZIONE, SCHEMI E DOCUMENTAZIONE

Fase 1

La foto che segue, rappresenta la fase iniziale della realizzazione:


Come ho gia' avuto modo di dire, il generatore di clock era gia' montato in precedenza; quindi non ho dovuto fare altro che aggiungere il quarzo (smontato da una vecchia sveglia) ed un paio di led atti a segnalare le due uscite di frequenza che puo' essere prelevata dal connettore in primo piano. Sull'altro connettore (all'estrema destra) ho volutamente montato due dei "cavallotti" gia' menzionati (uno bianco ed uno rosso), solo per farveli vedere.

Lo schema seguito e' quello classico che usa un quarzo da 32.768 Hz ed un integrato 4060 come divisore. Il seguente 4013 ha la funzione di dividere per due la frequenza ottenuta sull'uscita dell'oscillatore (2Hz).

</fidocad>


E di seguito come promesso, uno schema pratico dello stesso circuito:


Ho disegnato in rosso i collegamenti da effettuare ed in nero la disposizione dei componenti; quelli indicati in marrone sono da farsi (al fine di evitare ponticelli) al disotto degli integrati. Per lo stesso motivo, ed esclusivamente per un fatto estetico, sono solito usare delle "resistenze da zero ohm".

Quella indicata nello schema con la freccia e' proprio una di queste ed altre ne ho usate anche per far "uscire" le due frequenze che si trovano all'interno degli altri collegamenti.

In altre occasioni ho creato collegamenti tra i pin degli zoccoli degli integrati saldando un filo sottile tra gli stessi prima di metterli in opera e fissarli alla basetta.

Fase 2

A questo punto ho provveduto al montaggio dei componenti l'alimentatore stabilizzato che si rifa' al classico schema del LM317 che qui riporto per dovere di cronaca, facendoli precedere da un ponte raddrizzatore e da un condensatore elettrolitico da 220uF 50V.


Mi sembra inutile descrivere questo "illustre circuito"; quelli che volessero saperne di piu', possono leggere il mio precedente articolo "Alimentazione dei circuiti sperimentali" dove trovera' tutte le informazioni del caso.

Di seguito lo schema pratico:

Il tutto dovra' essere servito da un idoneo trasformatore che fornisca una tensione alternata di circa 26V ed una corrente nominale di 2.5A. Io personalmente, non avendone uno sottomano, mi sono servito di uno switching, recuperato da una stampante, che eroga 30V ed 1.5A e che, per le ridotte dimensioni, ben si adatta all'insieme. (e' visibile nelle foto finali)

Fase 3

Giunto a questo punto ho pensato fosse utile aggiungere un "limitatore di corrente" ad evitare, durante le prove, di mandare a fuoco i nostri prototipi e che potra' servire, in accoppiata con l'alimentatore, anche per la ricarica delle piccole batterie NiCd e al piombo piombo/gel.

A questo scopo ho voluto provare un vecchio schema che gia avevo sperimentato in passato con buoni risultati, ricavato dal seguente:


Naturalmente la parte "alimentatore" e' quella gia' montata in precedenza, quindi non ho fatto altro che aggiungere la parte interessata, a destra dell'alimentatore; al posto del commutatore, come vedrete, ho adoperato un DIP SWITCH che collega, volta per volta, le resistenze interessate.

I valori di corrente ottenibili sono quelli indicati a lato nel disegno.

Chi ritenesse troppo complesso questo circuito, potra' adottare in sostituzione quello che si trova nel datasheet della National, aggiungendo il numero di resistenze che riterra' necessario, inserendole volta per volta, con un commutatore.

Nello schemino che segue e' indicata anche la formula per calcolare il valore in ohm delle resistenze in funzione delle correnti volute.

Questo e' il particolare a montaggio ultimato e, a seguire il circuito con le tre parti montate.

Il cavallotto rosso che si vede sul connettore in primo piano serve da deviatore; il suo scopo e' quello di far pervenire la tensione proveniente dal ponte e successivo condensatore o all'alimentatore (che in questo caso funzionera' isolato) o al limitatore di corrente che essendo collegato con l'uscita all'entrata dell'alimentatore,lavorera' in coppia con quest'utlimo.

Per meglio capirsi, nella posizione attuale il cavallotto "serve" il limitatore di corrente e, di conseguenza anche l'alimentatore; spostandolo di "una tacca" a sinistra, dara' tensione al solo alimentatore.

Di seguito, trovate lo schema pratico di quest'ultimo circuito:

Fase 4

Qualcuno, a questo punto avra' notato che nell'ultima foto d'insieme oltre ai due LM317 e' gia' stato montato anche un altro regolatore.

Si tratta di un 7812 il cui compito e' fornirci una tensione di 12V che servira' per le applicazioni seguenti. Di seguito il particolare:

Non credo sia necessario descrivere questo circuito che consta del solo regolatore e di due condensatori sull'In e sull'Out, ne allegare schemi.

Fase 5

Continuando il nostro percorso, e' noto che in laboratorio - specie per gli amplificatori operazionali - si renda a volte necessaria un'alimentazione duale.

Per fare un vero e proprio alimentatore duale pero', su questa piccola basetta mancava proprio lo spazio; ho pensato quindi ad uno Splitter che, in pratica svolge le stesse funzioni (o quasi).

In realta' non fa altro che dividere in due rami la tensione d'ingresso che sara' in uscita negativa o positiva rispetto lo zero centrale, ma che si presentera' dimezzata rispetto all'origine.

Quindi se faremo pervenire (come nel caso) una tensione di 22V, ci ritroveremo in uscita con una variabile da 1.2 a 11V, tensione peraltro atta a soddisfare la maggior parte delle applicazioni.



Questo e' lo schema usato e, di seguito, l'immagine del particolare; il connettore che si vede a destra dei bjt se cortocircuitato, collega all'uscita dell'alimentatore ed al regolatore di corrente; ci troveremo quindi (se collegheremo i tre circuiti insieme) una tensione duale regolabile, limitata in corrente.

Come al solito poi, anche lo schema pratico. Le frecce indicano le "resistenze zero ohm" impiegate. Non fate caso alle differenze di colore nei collegamenti; le ho fatte solo per mia comodita'.



Ed ecco come si presenta l'insieme dopo le operazioni effettuate:

Fase 6

Quando ho cominciato quest'avventura mi ero ripromesso di "fare entrare" sulla basetta almeno altri due circuiti oltre quelli gia' montati.

Purtroppo (forse sono stato un po' largo ed ho sprecato spazio) arrivati a questo punto, come si vede dall'ultima foto, lo spazio disponibile e' decisamente esiguo (e sotto e' ancora peggio); quindi mi sono rassegnato e ne ho montato uno solo.

Fra i due che avevo previsto ho scelto un circuito con NE555 astabile che, in grado di fornire un onda quadra, potra' servire a tutti coloro che si cimentano nel "lampeggio dei led" ed in numerose altre applicazioni.

Lo schema alternativo sarebbe stato quello di un "probe" in grado di verificare lo stato logico degli integrati, segnalandolo con appositi led e in grado anche di rilevare (sempre con led) frequenze impulsive. Per completezza ( e anche perche' tanto ormai l'ho disegnato) vi riporto lo schema:


A mio uso esclusivo ho aggiunto poi una variante che permette, collegando due puntali all'apposito connettore, di verificare la continuita' dei circuiti dotandolo di una piccola capsula atta a produrre un suono abbastanza percepibile. I miei tester infatti producono un suono che (sara' per la radio accesa) non riesco mai a sentire.

Chi poi volesse aumentare il volume del suono, potra' aggiungere un bjt seguendo lo schema a destra (PNP o NPN):


Nello schema pratico uno dei due collegamenti in colore dovra' essere fatto sotto l'integrato e l'altro ai pin dello zoccolo, come mostrato in precedenza.

E dopo aver fatto anche questa fatica (non e' stato uno scherzo farci entrare tutto) il circuito sarebbe finito.

Considerando pero' che sulla basetta ci sono tre regolatori e due bjt, ho pensato fosse necessario fornire un idoneo dissipatore e ne ho trovato uno di un vecchio Pentium che ho provveduto a montare, dotando ogni regolatore e bjt di rondelle plastiche ed isolatori.

Ed ecco il risultato finale:


Sulla parte posteriore e' disponibile anche una ventola per il raffreddamento che potra' collegarsi o meno tramite il connettore visibile.

CONSIDERAZIONI FINALI

Sinceramente non so dirvi per quale oscuro motivo mi sono messo a fare quest' aggeggio; devo dire pero' che in questi due o tre giorni in cui ho potuto usarlo (sia per le prove di rito che per uso normale) ho imparato ad apprezzarlo sia per le prestazioni che per la maneggevolezza.

Non voglio con cio' assolutamente dire che ho creato la Cappella Sistina o inventato qualcosa di nuovo; credo pero' che questo mio sforzo servira' in modo ottimale coloro che da poco hanno imparato ad apprezzare l'elettronica ed intendono continuare a praticarla.

Come di consueto vi prego di segnalarmi eventuali errori ed inesattezze e, sperando di non avervi annoiato, vi rimando alla mia "prossima pazzia".

Marco

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Commenti e note

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di ,

Bellissimo progetto, è proprio quello che mi serviva in barca ..secondo te esiste un modo di alimentare il tutto a 12V , e magari riuscire a creare un alimentatore stabilizzato che elevasse la tensione delle batterie in modo da avere il range da 1,2 a 30v comunque?

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di ,

Grazie mille mir

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di ,

questo è solo un esempio: http://www.ebay.it/itm/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=280760844987&hlp=false se cerchi puoi trovarne di più buone qualitativamente parlando si intende.. :D

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di ,

scusa marco 438 , dove le trovo quelle pinzette che usi per tenere la millefori nella prima foto sotto FASE 1 ? Grazie mille

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di ,

avevo realizzato un'alimentatore ma mi pare di non avere fatto niente di questo comunque l'ho letto

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di ,

Se non hai capito le sue funzioni, non lo hai letto. E dire che una parte di questo lo hai anche realizzato con il mio aiuto (se non ricordo male).

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di ,

Se hai un motore che gira in un senso, il minilab lo fa sempre girare al contrario ;)

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di ,

Bellissimo quest'articolo , ma non ho capito bene a cosa serva questo MINILAB

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di ,

Alla faccia del divertimento!!!! Complimenti anche per l'ingegno...

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di ,

Splendido articolo e splendida realizzazione. L'ordine dell'assemblaggio e il layout sono dei punti di forza da non sottovalutare.

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di ,

Assolutamente magnifico; con questo anche uno zuccone come me ha tutte le carte in regola per iniziare! Non posso dire altro che... grazie!

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di ,

Mi fa piacere che sia Admin che TardoFreak abbiano apprezzato l'articolo e quanto contiene e ringrazio entrambi. Per quanto riguarda un seguito Steve, al momento sono un po' a corto di idee; si accettano suggerimenti.

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di ,

Marco,
è proprio dal divertimento con cui l'hai sviluppato che nasce la forza comunicativa della documentazione del tuo lavoro. Nell'articolo poi, non si coglie solo il piacere della realizzazione di un dispositivo multifunzionale che invoglierà molti appassionati ad iniziare un'avventura elettronica, ma anche quello di una descrizione dettagliata ed esteticamente curata, che è un'esemplare dimostrazione di ciò che si deve intendere per condivisione di conoscenze ed esperienze.

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di ,

Bravo Marco, bell' articolo! Penso che questo genere di articoli sia utilissimo per chi vuole iniziare con l' elettronica e lo dico per esperienza personale. Se poi ti sei divertito a farlo ancora meglio. Mi auguro che questa "moda" continui. :)

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di ,

Vi ringrazio sentitamente per l'apprezzamento dimostrato; tuttavia, come vi ho detto nell'articolo, volevo solo divertirmi un po'.

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di ,

Davvero un ottimo articolo!:-)...Ho trovato davvero interessante l'idea di questo MINILAB e ti ringrazio per averla condivisa!:-)

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di ,

Bel lavoro marco, insieme a TardoFreak state fornendo ottimi spunti e supporti teorico-pratici per chi ha intezione di avvicinarsi all'affascinante mondo dell'Elettronica, ottimo direi che un voto è poco..:-)

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di ,

Bell'articolo, circuito utilissimo! 1Up! :)

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