Circuito di controllo accensioni fuochi artificiali

[tecnoart]

Ciao a tutti, vorrei chiedere il vostro parere riguardo la correttezza dello schema da me disegnato che allego al presente messaggio.
( http://www.tecnoartcamogli.it/schematest.jpg )
Tale circuito servirebbe a commandare le accensioni di fuochi artificiali, facendo il test dell'integrità dell'accenditore e variando la luminosità dei led di controllo.
I pulsanti P1-P2-P3...e Pn sono i pulsanti di sparo, che inviano direttamente la tensione di batteria (12V) all'accenditore designato.
Essendo il negativo in comune, ho optato per un transistor di controllo pnp, il bc 640.
La corrente tramite l'emettitore dei TR, transita verso la base, e mediante una resistenza da 1,5K chiude il circuito nell'accenditore, facendo transitare pochi milliamper, corrente insufficente ad innescare lo stesso.
Nel contempo grazie all'integrità dell'accenditore (che tramite la corrente di base da il consenso), una corrente di circa 25mA transita attraverso il collettore, precorrendo una resistenza limitatrice da 390 ohm in serie al diodo Led che si accende (I max forward 30mA - Vmax di forward 2,4V) e quando il deviatore S1 è spostato verso destra, i led si accendo a piena luce.
Su questo schema sono riportati solo tre pulsanti con tre relativi circuiti di test, ma nella realtà sarebbero ben 24, con una corrente assorbita dai Led, supponendo che fossero tutti accesi di ben 600mA (25mA x 24led);
da qui la neccessità tramite il deviatore S1 di poter ridurre la corrente assorbità e sia pure la luminosità dei Led, che di notte, tutti accesi contemporaneamente potrebbero risultare fastidiosi.
Ho inserito quindi un regolatore di tensione negativa MC7908CT che dovrebbe portare il negativo da -12 a -8 V (se si prende come riferimento O il + 12)
Così facendo quando il deviatore è spostato verso l'uscita del regolatore la corrente totale che percorre i led dovrebbe essere di circa 400mA e la luminosità totale si ridurrebbe di un terzo.
Secondo Voi il circuito da me studiato è corretto? e i valori dei componenti addottati, sono congrui all'impiego?
Vi ringrazio anticipatamente
Saluti, Fabio

[IsidoroKZ]

Sembra corretto. Il solo dubbio e` se la riduzione della corrente sia sufficiente. Proverei con un 7905 o un 337 cosi` puoi regolare la luminosita` notturna. Il regolatore deve avere un dissipatore e guarda che cosa dice il data sheet per il condensatore di uscita, che deve proprio essere quello indicato, altrimenti potrebbe autoscillare.

Per quanto riguarda sicurezze e protezioni, spero sia il tuo lavoro e sappia che cosa fare.

[g.schgor]

Ho provato a simulare il tuo circuito e
la simulazione (anche se non proprio col CB640,
ma con un transistor similare) ha sostanzialmente
confermato i tuoi calcoli (del resto già "approvati"
da IsidoroKZ).

Da parte mia volevo solo suggerire una possibile
semplificazione: eliminare cioè l'MC7908CT (e
i condensatori vari), mettendo semplicemente
In serie ai LED mediante il commutatore S1,
una catena di diodi (una serie di 6 diodi 1N4007).

La caduta di tensione su questa catena varia da 4V
con un solo LED (15mA), a 5V con tutti i 24 LED inseriti,
il che permette di abbassare a ca. 12mA la corrente
che transita in ciascun LED

[tecnoart]

Vi ringrazio moltissimo per aver preso in esame il mio problema, penso che addotterò la seconda soluzione ,che prevede la catena di 1N4007, in quanto piu sbrigativa e disemplice cablaggio.
Vi chiedo solo un'altra info... per la simulazione dei circuiti...esiste un software dedicato a tale impiego?
grazie
Fabio

[IsidoroKZ]

Si`, ce ne sono, ad esempio ltspice (mio preferito), pspice, microcap (preferito da g.schgor) intusoft... sconsiglio di usarli a meno di non avere ottime basi di elettronica, altrimenti si perde parecchio tempo e si rischiano cantonate.

In questo articolo RenzoDF fa una esaustiva panoramica su cosa si trova la` fuori.

[g.schgor]

per la simulazione dei circuiti...esiste un software dedicato a tale impiego?

Si ce ne sono diversi.
Io ho usato MicroCap9
ed ecco il risultato:

FuocArt.GIF (12.79 KiB) Osservato 5451 volte

La simulazione è con un solo LED, che viene così
alimentato con 15mA (facendo la simulazione con
24 LED, questa corrente si riduce però a 12mA).

la R2 simula la miccia che, come vedi, è attraversata
da 7mA: sicuro che questa corrente sia ininfluente
sull'innesco?

[tecnoart]

Anzittutto grazie a tutti per la cortesia e la tempestività con la quale mi avete risposto.
Molto interessante il software per il test dei circuiti...!
per quanto riguarda il punto di innesco degli accenditori pirotecnici, i dati riportati dalle caratteristiche tecniche degli accenditori di uso piu comune, riportano i seguenti valori:

Resistenza della testa elettrica : 1,5 - 1,9 ohm
Corrente sicura per il tempo di 5 minuti : 0.18 A
Impulso di accensione della corrente 4 ms : 1.0 A

Nel circuito di simulazione ho notato che la resistenza dell'accenditore è stata supposta pari a 100 ohm, ma in realtà la resistenza caratteristica come si vede dai dati qui riportati e di circa 1,5 ohm... di conseguenza la corrente che percorre l'accenditore, in fase di test credo che salga a 8 mA, corrente abbastanza debole , considerato il livello sicuro indicato a 180 mA.
Tra l'altro, bisogna considerare che in fase di test, gli accenditori sono collegati alle linee, realizzate spesso con copiola telefonica, in alcuni casi lunghe anche 100 m, di conseguenza la resistenza caratteristica dei conduttori si somma alla resistenza da 1500 ohm posta sulla base del TR.... mi sembra abbastanza sicuro... che ne dite?
Qual è inoltre il minimo valore di corrente di base sufficente a mandare in conduzione il collettore del transistor stesso ( BC 640 )e capace di farmi accendere il led... ?
Ancora grazie,
Fabio

[g.schgor]

I 100 ohm della miccia erano una mia supposizione,
ma ritengo che 1.5 Ohm siano pochi (alimentati a
12V assorbirebbero 8A !),
Comunque mi sembra che i tuoi dati confermino
la non pericolosità della soluzione adottata.
Buon lavoro.

[tecnoart]

I dati caratteristici li ho scaricati da una brochure dedicata e quindi credo siano attendibili...
personalmente con il tester digitale ho misurato la resistenza degli accenditori, e effettivamente ho rilevato un paio di ohm... considera poi che abitualmente adopero anche 30 o 40 accenditori in parallelo (ad esempio quando voglio accendere un certo numero di fuochi in simultanea) e che la batteria che adopero è da 12v - 2 A
se considerassimo l'assorbimento con la legge di ohm dovrebbero circolare sulla linea 240 - 320 A
L'accenditore, dopo la fiammata che accende la miccia si interrompe, diventando inutilizzabile.
Probabilmente è proprio solo quel tempo caratteristico di 4 mS in cui si ha tutto l'assorbimento.... un tempo talmente breve che anche se faccio un notevole numero di accensioni, la carica della batteria non ne risente proprio....
Immagino che la testina dell'accenditore sia composta da una pasta infiammabile, a bassa resistenza, che copra direttamente i reofori...
Non so spiegarmi diversamente....

[g.schgor]

Si, probabilmente è la resistenza interna della batteria
che limita automaticamente la corrente (e per un tempo
brevissimo).