Actuators

Led

Il LED è il più semplice attuatore e può essere collegato direttamente ai connettori di Input-Output del sistema Theremino

Connettere ai connettori
da 1 a 10

 

Il filo rosso centrale ( V+ ) che porta i 5 volt NON deve essere connesso al LED

Connettere il positivo del LED sul lato “Io” del connettore (giallo sui cavi di connessione)

Connettere il negativo del LED sul lato “GND” del connettore (nero o marrone sui cavi di connessione)

Per i led si può usare qualunque pin di InOut. Configurare il pin come “DigOut” per un funzionamento “On-Off” oppure “Pwm_8″ o “Pwm_16″ per poter regolare la luminosità del led da zero al massimo.

I led possono essere connessi direttamente o con un resistore in serie per limitare la corrente, secondo la seguente tabella.

I moduli del sistema theremino dalla serie 3 in poi dispongono di un resistore di limitazione della corrente da 100 ohm su ogni pin di InOut per cui tutti i led possono essere collegati direttamente, se si usano moduli delle prime serie o prototipi senza serigrafia allora si devono rispettare le note seguenti:

NOTE PER I MODULI PRECEDENTI ALLA VERSIONE 3
I “Pin” di InOut sono protetti in corrente, se si superano i 15 mA, anche solo per un millisecondo, l’intera porta si spegne temporaneamente. Inoltre a causa della capacità interna dei led la corrente di spunto è sempre un poco maggiore di quella calcolata. Pertanto, se si connettono i led con caduta di tensione inferiore a 2 Volt senza resistore, può accadere di superare i 15 mA e sperimentare lampeggi inattesi di tutte le uscite che fanno capo alla stessa porta del processore. Pertanto con i moduli delle prime versioni, è sempre bene usare led con un resistore in serie da 100 ohm.

Led indicatori di prova

E’ utile disporre di led colorati saldati su connettori femmina da tre terminali con passo 2.54 che possono essere usati come jolly durante le messe a punto.

Questi piccoli indicatori di grande aiuto per la didattica dove è necessario aggiungere o togliere componenti velocemente per non perdere l’attenzione degli studenti.

Se la luminosita’ dei led è eccessiva si può limitare la corrente con un resistore in serie come visibile qui di fianco

I nuovi moduli del sistema thremino (dalla serie 3 in poi) dispongono di un resistore interno di limitazione per cui tutti i led possono anche essere collegati direttamente, senza resistore.

Potrebbe comunque essere una buona idea collegare sempre i led con un resistore di valore molto basso, 10 ohm o meno, in modo da evidenziare il filo positivo.

 

Collegare sempre il resistore sul lato positivo del led (il filo più lungo) in modo da avere un riferimento quando si inseriranno questi indicatori sui connettori del sistema Theremino.

Anche inserendo i led al contrario non si danneggia nulla, semplicemente il led non si accende.

 

Luce bianca con led Verdi, Rossi e Blu

Con tre led di colore Verde, Rosso e Blu è possibile generare luce di qualunque colore, compreso il bianco e regolare l’intensità e la saturazione del colore da zero alla massima luminosità disponibile.

I tre led devono essere connessi a tre canali Pwm e controllati indipendentemente in modo manuale o con un programma host apposito.

Per ottenere un colore uniforme è preferibile usare led da 5mm con il fascio abbastanza largo e completare il tutto con uno schermo in materiale opalino o di carta bianca sottile.

 

 

 

Scegliere i led tra i più luminosi disponibili sul mercato e collegarli con un resistore di basso valore, come indicato all’inizio di questo documento, saranno ben visibili anche in ambienti molto luminosi.

Drivers per led a corrente costante

I led ad alta potenza devono essere alimentati con una corrente costante solitamente da 300 mA a 700 mA sono delicati e necessitano di un controllo preciso della corrente. Per alimentarli esistono in commercio molti modelli di drivers e alimentatori.

Per i particolari consultare la pagina: hardware/actuators/led-drivers

Driver on-off per alta corrente

Questo adattatore può alimentare relè, motori in continua, elettrovalvole, lampadine a bassa tensione, strisce di LED e qualunque altro attuatore che necessiti di una tensione continua da qualche volt fino a 60 Volt con correnti fino a 2 Ampere.

Il connettore CN1 si collega ad un qualunque PIN di InOut del sistema Theremino e fornisce il collegamento di massa e il segnale del primo canale. Il connettore CN2 si collega ai pin di segnale di tre InOut adiacenti e fornisce i segnali per gli altri tre canali. In questo modo si collegano quattro canali con due sole prolunghe standard.

Il connettore CN3 si collega ad un alimentatore in continua, solitamente da 12 o da 24 Volt (o da 1Volt a 55Volt o anche di più se si usano mosfet adatti) Fare attenzione che il negativo dell’alimentatore deve essere collegato sul lato GND

I connettori CN4, CN5, CN6 e CN7 sono le uscite per gli attuatori. Fare attenzione che gran parte degli attuatori devono essere connessi con la giusta polarità.

   

Usando la disposizione di componenti qui mostrata è possibile realizzare questo adattatore molto facilmente anche su un ritaglio di basetta millefori. I mosfet di tipo a montaggio superficiale hanno una distanza tra i piedini compatibile con la distanza standard di 2.54 mm tra i fori.

I connettori e i resistori stanno sul lato superiore senza rame,  i mosfet si saldano sul lato opposto. Con quattro pezzi di filo recuperati dai resistori si fanno i collegamenti e in pochi minuti l’adattatore è finito.

Per i mosfet noi consigliamo i BSP318S (60v 2.6A 30nS) che costano circa 0.4 Euro da Farnell, oppure i ZXM6005SG (60v 2A 50uS) che sono più lenti nella commutazione ma adatti a ogni genere di normale applicazione e che costano circa 0.3 Euro da Farnell.

Questi mosfet contengono anche un diodo di protezione e sono praticamente indistruttibili, collegandoli con i resistori si evita che disturbi elettrici ed extra-tensioni possano ritornare verso il PC (non si romperebbe nulla anche senza ma altri sensori molto sensibili potrebbero venire disturbati)

Esistono anche altri mosfet simili a quelli da noi consigliati ma si deve fare attenzione che devono essere con tensione di soglia Gate-Source molto bassa (meno di 3 volt) altrimenti non chiuderanno bene e scalderanno con forti correnti.

Il progetto completo in formato Eagle può essere scaricato da qui: Adapter_OnOff

Regolatori di luce isolati

Questi regolatori sono simili ai normali “Dimmer” ma sono più lineari, sopportano anche carichi induttivi, sono protetti contro i corto circuiti e sono isolati fino a 3000 volt per la massima sicurezza.

Per lampade alogene e lampade a incandescenza ma anche trasformatori e motori fino alla potenza di 1000 watt…

Relè a stato solido

Questi attuatori esistono in due versioni, “zero crossing” e “random”.

I modelli “zero crossing” garantiscono che la commutazione avvenga sempre nel momento in cui la tensione è minima, riducendo a zero i disturbi elettrici causati dalla accensione e dallo spegnimento e possono quindi essere usati con qualunque tipo di carico dai più delicati a quelli difficili, induttivi e di grande potenza come saldatrici, puntatrici e grandi motori.

I modelli “random” commutano in un tempo molto breve (circa 1 mS) e possono essere quindi usati con una uscita Pwm per regolare la potenza in modo continuo ma attenzione: è possibile regolare in modo random solo i carichi resistivi, praticamente solo lampade a incandescenza e resistenze riscaldanti, gli altri carichi creerebbero fortissimi disturbi elettrici e potrebbero anche danneggiarsi.

                   

Limitatore di corrente

Questi limitatori di corrente seguiti da un elettrolitico di grande capacità possono risolvere anche le situazioni più difficili senza dover aggiungere un alimentatore esterno. La limitazione è molto precisa, molto migliore di quella dei PTC normalmente usati nell’USB e in caso di corti circuiti l’uscita “si spegne”, e si “riaccende” automaticamente non appena si rimuove il corto (funzionamento a “foldback”)

Il limitatore deve essere interposto tra il +5 Volt che arriva dalla USB e la pista di alimentazione che va ai Pin, questo puo essere

Cambiando i valori dei resistori è possibile scegliere la corrente massima.

Il limitatore deve essere interposto tra il +5 Volt che arriva dalla USB e la pista di alimentazione che va ai Pin, si può fare sia sul Master sia sugli Slaves tagliando la pista che porta il +5Volt ai Pin e saldando tre fili.

Attenzione: Solo l’alimentazione dei Pin deve essere limitata, non la alimentazione dei processori. Non si devono interporre limitatori lungo la linea seriale.

E’ facilissimo costruire questa versione (non SMD) anche senza circuito stampato, usando un piccolo ritaglio di basetta millefori. Tutti i componenti sono a passo 2.54 mm (distanza tra i fori), quindi con gli stessi terminali dei resistori si fanno i collegamenti sul retro e in pochi minuti si finisce. 

Questo file comprende il progetto Eagle, le immagini in 3D e le simulazioni LTSpice del limitatore in versione ThruHole:  Adapter_Limiter

Limitatore di corrente versione SMD

Questi limitatori di corrente seguiti da un elettrolitico di grande capacità possono risolvere anche le situazioni più difficili senza dover aggiungere un alimentatore esterno. La limitazione è molto precisa, molto migliore di quella dei PTC normalmente usati nell’USB e in caso di corti circuiti l’uscita “si spegne”, e si “riaccende” automaticamente non appena si rimuove il corto (funzionamento a “foldback”)

Cambiando i valori dei resistori è possibile scegliere la corrente massima.

Il limitatore deve essere interposto tra il +5 Volt che arriva dalla USB e la pista di alimentazione che va ai Pin, si può fare sia sul Master sia sugli Slaves tagliando la pista che porta il +5Volt ai Pin e saldando tre fili.

Attenzione: Solo l’alimentazione dei Pin deve essere limitata, non la alimentazione dei processori. Non si devono interporre limitatori lungo la linea seriale.

Questo file comprende il progetto Eagle, le immagini in 3D e le simulazioni LTSpice del limitatore in versione SMD: Adapter_LimiterSMD