Lampeggiatore LED con BJT

[Nicholas]

scusatemi, ho trovato adesso questo post, e vorrei sapere con che frequenza lampeggia il led^^ grazie mille

[Analogik]

scusatemi, ho trovato adesso questo post, e vorrei sapere con che frequenza lampeggia il led^^ grazie mille

in teoria circa 1HZ

[RenzoDF]

Mica te la cavi cosi ' Ora che sei entrato in ballo, fai la cortesia di spiegarcelo

Hai ragione bisogna cercare di spiegarlo, magari a puntate
(meriterebbe un articolo, ma con tutto quello che ho in cantiere, lascio il compito ai posteri )


**** Prima puntata ****

Ridisegnamolo in LTspice

o1.png (4.94 KiB) Osservato 4618 volte

A chi si interessa di elettronica lo schema porta di sicuro alla mente diverse "cose" già viste (latchup ecc), ma a un giovane studente con "(taaaaaaaaaanta teoria, 0 pratica)", come sottolinea rage88, probabilmente il circuito non ricorda nulla di particolare.

E già che ci siamo, anche se rage88 lo ha già confermato, da buoni "santommasi" , proviamo a vedere se funziona; ci accorgiamo che dipende dal LED che scegliamo dalla libreria, comunque provandone alcuni verifichiamo che con un QTLP690C il circuito funziona e fornisce degli impulsi ad una frequenza di circa 2 Hz.

o2.png (7.64 KiB) Osservato 4612 volte

Dove vediamo come la tensione del punto A salga da 1,5 V a circa 4,8 V, confermando "il pericolo" previsto per il diodo ... 4,8 V direte, possibile (su questo punto mi aspetto domande e risposte dai lettori di questo post )
forse il diodo ci "lascia le penne" ... ma forse no, vista la durata dell'impulso! (se qualcuno ricorda quanto abbiamo discusso http://www.electroportal.net/admin/wiki ... oneinversa sul comportamento di un LED l'anno scorso, non si stupirà di certo ... vero davidde ? )

Prima di iniziare a studiarne il comportamento, conviene comunque procurarsi i datasheet dei due transistor e del QTLP690C !
http://www.fairchildsemi.com/ds/2N%2F2N3904.pdf
http://www.fairchildsemi.com/ds/2N%2F2N3906.pdf
http://www.digchip.com/datasheets/downl ... r=QTLP690C

Diamo un occhio al ds del LED

o3.png (18.05 KiB) Osservato 4577 volte

vediamo che come massima corrente diretta impulsiva per un LED -R, abbiamo un limite di 160mA ma con un D.F. di 1/10 e una f=1kHz; nel nostro caso sia il duty factor sia la frequenza sono inferiori di più di 2 ordini di grandezza ... forse ce la fa

o3c.png (18.71 KiB) Osservato 4591 volte

ecco un altro grafico interessante, una tensione di soglia intorno a 1,7V e una resistenza incrementale determinabile con


[ il nostro LED lo possiamo quindi rappresentare con un "circuito equivalente" costituito dalla serie di un diodo ideale + un generatore di f.e.m. -1,7 V + una R=6 ohm ]

Controlliamo per curiosità i parametri nel modello di LTspice

o3d.png (11.25 KiB) Osservato 4590 volte

==== Considerazioni iniziali ====
Ad una prima analisi notiamo come fra i due transistori ci sia un collegamento diretto fra collettore dell'NPN (Q1) e base del PNP (Q2); la corrente IC1 dell'NPN sarà la IB2 del PNP .... l'NPN poi è polarizzato dai 100k, quindi la sua IB1 sarà circa (VCC-VBE1)/100 = (5-0.7)/100 = 0,043 mA (43uA) che con un guadagno di 300 porta a una IC1=IB2= 13 mA e la corrente di collettore di Q2 IC2 è a questo punto difficile da stimare, in quanto il guadagno a correnti così elevate non è riportato nel datasheet; possiamo supporre di usare il valore per 100mA (30) che porta a 13*30= 390 mA, ma è un calcolo più che spannometrico, con una corrente di base così elevata Q2 sarà di certo in saturazione.
Dal datasheet notiamo che siamo "fuori scala",

vces.png (27.78 KiB) Osservato 4500 volte

assumiamo una VCEsat= 0.4 V e concludiamo che ai capi del LED ci sono ben 5-0,4=4,6 V con una corrente
I=(5-1,7-0,4)/6= 0,48 A ... mmmmmmorto e sepolto

Proviamo a simularlo aprendo come detto la connessione del condensatore ...

open.png (4.45 KiB) Osservato 4501 volte

e otteniamo

open_op.png (11.43 KiB) Osservato 4499 volte

i valori ottenuti dalla simulazione confermano le nostre ipotesi ... il diodo in questa situazione "ci lascierebbe"

per fortuna però, questo avviene per un intervallo di tempo molto breve ...



.......... process-aborted

[ginfizz]

Allora, secondo LTspice funziona, e sembra che funzioni anche in pratica.
Io per quanto mi sforzi, non riesco ancora a capire perche' funziona: la descrizione fin qui fatta caro Renzo, e' molto bella ma tu sai la soluzione ed aspetti che quacuno abbia la folgorazione come quel santo sulla via di Damasco. Ma io continuo a brancolare nel buio e vedo solo un bel led che fa una bella luce per quache decina di secondi, e poi si spegne per sempre
Caro Rage88 ma dove l' hai trovato quel circuito ? Se era in un libro del tipo "The most interesting and complex exercises for electronic engineers" ti picchio

[RenzoDF]

Se la metti su questo piano, non perdo tempo a scrivere il resto

... in effetti, pensandoci, mi sa che interesserebbe a pochi ... come al solito

A noi, dove abbia trovato il circuito non interessa se ha provato in pratica e funziona ... no

[ginfizz]

Se la metti su questo piano, non perdo tempo a scrivere il resto

No ti prego, dai adesso voglio capire anch'io come finisce

A noi, dove abbia trovato il circuito non interessa se ha provato in pratica e funziona ... no

Ma scherzavo dai ! Certamente era meglio avvisare che non era cosa di normale amministrazione : un conto e' se era stato preso da "Elettronic for dummies" un altro conto se era stata presa dal tipo di libro che ho detto nel precedente messaggio
PS se avessi saputo fin da subito che funzionava e che era roba sofisticata, ci avrei pensato un po' di piu' fin dall'inizio (non che sarebbe cambiato, ma tanto per spiegarmi)

[rage88]

Grazie ancora a tutti per le risposte.
Ho provato a smanettare un po' con SPICE e anche se non ne sono assolutamente sicuro, mi sono fatto un'idea su come funzioni il circuito. Provate a sentre se quello che dico ha un senso: al momento dell'accensione del PNP, quello che dà poi corrente al led, arriva un "impulso di corrente" sul ramo del condensatore che (?? in qualche modo ??) fa diminuire la corrente che circola sulla resistenza, facendo aumentare il potenziale sulla base dell' NPN e spegnendo sia l'uno che l'altro. A questo punto la corrente sulla resistenza torna ad essere come prima, sia riaccendono tutti e due e si ricomincia. In tutto questo non riesco proprio a farci entrare il condensatore, cioè al momento dello spegnimento dell'NPN questo si comincia a scaricare, sebbene non circoli alcuna corrente , ma non è questo che influisce su quanto il led stia accesso/spento.

Comunque questo circuito l'ho trovato su internet (su google cercate transistor led flasher, dovrebbe essere il primo risultato), ma la spiegazione che ne ha dato l'autore non è molto convincente

EDIT: non avevo visto la risposta con l'analisi spice, ora me la leggo a modo

[ginfizz]

Ho provato a montare il circuito, e dato che non avevo quei transistor ho usato un BC337 e BC327 ed un led giallo.
Risultato: una bella luce fissa da parte del led. Sono arrivato a 4 V e 200 mA di assorbimento, dopodiche' mi sono fermato.
Ai capi del led c'erano 4 V. Solo al momento di dare tensione al circuito si ottiene una-due pulsazioni, poi piu' nulla.
Evidentemente quel circuito funziona, cioe' lampeggia, solo se si usano solo i transitor indicati.

Provate a sentre se quello che dico ha un senso: al momento dell'accensione del PNP, quello che dà poi corrente al led, arriva un "impulso di corrente" sul ramo del condensatore che (?? in qualche modo ??) fa diminuire la corrente che circola sulla resistenza, facendo aumentare il potenziale sulla base dell' NPN e spegnendo sia l'uno che l'altro.

Certamente l'impulso di corrente proveniente dal condensatore riduce la corrente proveniente dalla resistenza, ma dato che il transistor e' NPN quello stesso impulso dovrebbe aumentare la conduzione del transistor, come avevo detto nel mio primo messaggio. Se fosse stato un PNP allora si' che si bloccherebbe la sua conduzione.

Comunque questo circuito l'ho trovato su internet (su google cercate transistor led flasher, dovrebbe essere il primo risultato), ma la spiegazione che ne ha dato l'autore non è molto convincente

Grazie per l'informazione: l'ho visto ed addirittura l'autore ne avrebbe fatto diverse versioni, con carichi diversi (lampadine, altoparlanti ) . Evidentemente il 2n 3906 e 2n3904 hanno una particolare affinita' l'un per l'altro

PS: Renzo, vedo solo ora la successiva puntata del lavoro (sembra una di quelle serie televisive tipo LOST, dove tutti aspettano la rivelazione alla prossima puntata) ed aspettiamo il seguito !

[RenzoDF]

PS: Renzo, vedo solo ora la successiva puntata del lavoro (sembra una di quelle serie televisive tipo LOST, dove tutti aspettano la rivelazione alla prossima puntata) ed aspettiamo il seguito !

Vista la tua impazienza abbandono il completamento della mia solita "paginata di considerazioni" e posto una conclusione telegrafica.

... come dicevamo Q1 viene a essere polarizzato dai 100k che lo fa entrare in zona attiva ... pilotando Q2 in saturazione ... l'anodo del LED si alza verso Vcc e così pure il positivo del condensatore che viene di conseguenza caricato velocemente attraverso la base di Q1 portando al famoso processo rigenerativo della reazione positiva e Q1 viene portato in saturazione; l'impulso di corrente che attraversa C si riduce esponenzialmente verso zero e così la corrente IB1 tende a riportarsi verso suo valore iniziale (i 45u forniti dai 100k) facendo progressivamente rientrare Q1 in zona attiva. Questo rientro di Q1 in zona attiva porta ad una riduzione della sua corrente di collettore che si riperquote nel livello di saturazione di Q2 e tende a ridurre il potenziale del punto A (vedi figura); il condensatore carico ad una tensione intorno ai 4 V viene quindi a "spingere" la base di Q1 verso il basso (a 1.7-4=-2.3 V) con un nuovo effetto rigenerativo opposto, portando rapidamente Q1 in interdizione e Q2 di conseguenza.
In questa situazione i due transistori sono interdetti e C1 viene a scaricarsi attraverso LED -> Vcc -> 100k facendo risalire la base di Q1 con una costante di tempo 100k X 10u =1 s ; la risalita della base e il superamento di qualche decimo di volt avverrà proprio intorno ad una frazione del periodo (0,5 ... 1s )... dopo di che il processo riparte.

Spero di essere stato breve

[ginfizz]

Vista la tua impazienza abbandono il completamento della mia solita "paginata di considerazioni" e posto una conclusione telegrafica.

Ma, no, compatibilmente con i tuoi impegni andava benissimo anche l'esposizione precedente: era una buona occasione per imparare qualcosa

il potenziale del punto A (vedi figura); il condensatore carico ad una tensione intorno ai 4 V viene quindi a "spingere" la base di Q1 verso il basso (a 1.7-4=-2.3 V) con un nuovo effetto rigenerativo opposto, portando rapidamente Q1 in interdizione e Q2 di conseguenza.

Questo punto non mi e' chiaro: da dove salta fuori 1,7 V ? Dovrebbe essere la tensione che si avrebbe ai capi del led con una corrente "umana", ma anche quando Q1 era polarizzato dalla sola resistenza non abbiamo detto che in Q2 passava una corrente "disumana" ed esattamente 0,478 A secondo LTspice ?
Il tuo ragionamento e' giusto, ma io penso che essendo, come hai detto tu stesso un gioco di diversi gradi di saturazione, il conticino suddetto dovrebbe essere per es. 3.8 - 4=- 0.2 V solamente (dove al posto di 3.8 si puo' mettere un valore qualsiasi vicino ai 4 V) , ma dato che Q1 e' polarizzato da una resistenza da ben 100k , quei -0.2 V dovrebbe essere sufficienti ad interdire Q1, con quello che ne consegue.
Non so se ho capito il tutto