Timer luci

 

 

 

Salve a tutti . Questo è il mio primo articolo sul gruppo, spinto anche da uno degli amministratori del sito ho voluto rendere partecipi anche coloro che leggeranno l’ articolo della mia esperienza nel campo dei temporizzatori per tempi lunghi. Come da titolo quello che vi presento e un timer luci interamente progettato da me quindi chiedo già scusa per eventuali errori .

Veniamo al dunque , dato che ho una bambina in casa e quando si tratta di dormire  non ne vuole sapere di addormentarsi a luci spente ma solo con la sua lampada  accesa e visto che io non riesco a spegnerla una volta che lei si addormenta ( spesso mi addormento prima io), ho deciso di realizzare un timer che faccia questo per me .

Partendo dal presupposto che dopo un 20 minuti circa si addormenta (quando è stanca)  al massimo dopo un oretta di dormiveglia crolla ( quando ha ancora un po di energia ) quello che mi servirebbe è un timer regolabile che vada da un minimo di 15 min ad un massimo di 2 ore  e 30 min .

Girovagando in rete mi sono imbattuto in diversi tipi di timer, ma uno mi ha colpito in particolare ed è il CD4060 con il quale e possibile realizzare timer con tempi di attesa lunghi , ho subito pensato ” bene il gioco è fatto!!” ma invece è stato un po più complesso di ciò che pensavo.

Partiamo dallo schema che ho realizzato :

Si tratta di un 4060 con in cascata un 4017  dal quale è possibile prelevare dalle sue 10 uscite tramite un switch rotativo il segnale desiderato  che varia da un minimo di circa 15 minuti ad un massimo di circa 2 ore è mezza, fin qui tutto in ordine come idea funziona mi sono detto .  Quindi devo avere un impulso ogni 15 min in modo da far avanzare il 4017 di uno step  alla volta fino al massimo (10 step =150 min), dunque il 4060 deve generare un impulso ogni 15 minuti ovvero il suo segnale in uscita deve essere di  7 min ON e 7 min OFF  per avere un periodo di 15 min tra uno step ed un altro . Come si nota dall’immagine qui di seguito i componenti esterni al 4060 sono un condensatore C1 e due resistenze R1 ed R2 dove C1 ed R1 servono a generare la frequenza base del nostro oscillatore, mentre R2 serve a limitare la corrente in ingresso al pin 11 ed e generalmente compresa tra il doppio di R1 (2R1) al massimo dieci volte R1 ( 10R1).

4060

Per avere dato periodo dobbiamo ora trovare i valori da assegnare  al condensatore C1 e alla resistenza R1  che tramite l’oscillatore interno genereranno la frequenza che serve al nostro scopo , dal datasheet si nota che  la frequenza dipende da :

F = 1/(2,2xR1xC1)

Dove (2,2xR1xC1) rappresentano il periodo T.

Sapendo che il nostro periodo e di 15 min ovvero 900 secondi  e la frequenza e data da 1/T  risulta che la nostra frequenza e di  1/900 = 0,0011 Hz , ma questa non è la frequenza che dovrà generare l’oscillatore, ma bensì la frequenza corrispondente ad un impulso ogni 15 minuti, per sapere quale frequenza  dovrà generare il nostro oscillatore , bisogna prima che decidiamo da quale piedino vogliamo prelevare il segnale, infatti il CD4060  dispone al suo interno oltre ad un oscillatore anche 14 stadi divisori che dividono la frequenza generata per multipli di 2  ovvero  : 16 , 32 , 64 , 128 , 256 , 512 , 1024 , 4096 , 8192 , 16384.

Io personalmente  ho scelto il pin numero 3 ovvero il divisore per 16384 per cui la frequenza che dovrò generare sarà di :

Fosc = F x 16384 = 18 Hz circa.

Per cui avendo adesso trovato il valore di frequenza che ci serve non resta altro che dimensionare i componenti esterni ovvero  C1 ed R1 , sempre dal datasheet  si evince che il periodo non e altro che :

T = 2,2xR1xC1,

ora dato che abbiamo due incognite  R1 e C1 ci conviene fissarne una arbitrariamente per comodità è preferibile fissare il valore di C1 , per questo ho scelto un valore  di C1 pari a 100nF ora sapendo il periodo e sapendo anche il valore di C1 non resta altro che calcolarci  la resistenza R1 tramite la formula inversa ovvero:

R1 =  T/(2,2xC1)  , segue;

R1 = (1/Fosc)/(2,2xC1) = (1/18)/(2,2 x 0,0000001) = 0,055/0,00000022 = 250000 ohm

Ne consegue che  per R1 il valore sia di 250Kohm  valore che non c’è in commercio , io ho utilizzato una resistenza da 68kohm (R3) in seria ad un trimmer da 220kohm (R4)  con tali valori si ottiene una temporizzazione più o meno precisa , ma tanto per il mio scopo va più che bene.

Per quanto riguarda il resto della componentistica , troviamo una rete di auto reset formata dal condensatore C2  da 10uF e la resistenza R1 da 10Kohm che servono a resettare entrambi i contatori al momento dell’accensione (come avrete sicuramente notato non è presente nessun interruttore che accenda il circuito quando desiderato, questo per il fatto che tutto il circuito e racchiuso in una cassetta per quadri elettrici con all’interno un alimentatore di recupero di un vecchio PC portatile che alimenta il circuito , ed io attacco la spina quando necessario) , il LED1 serve oltre che a segnalare che l’oscillatore funzioni ,anche ad una taratura dello strumento , infatti per avere un impulso più o meno preciso si ruota il trimmer R4 in modo da avere due lampeggi del LED1 in un secondo in modo tale da essere più o meno sicuri che i tempi siano quelli desiderati   ,  mentre  T1 è un comune transistor NPN che serve a pilotare un relè tramite il quale avviene l’accensione o spegnimento della lampada .

Questo e solo l’inizio del progetto , volendo si può collegare un circuito di start e stop tramite il quale una volta raggiunto il tempo voluto ad esempio 1 ora ( pin 5 del 4017) disabiliti il 4017 tramite il suo pin di Enable (pin 13) in modo tale da non avere un ciclo infinito , oppure un pulsante collegato in parallelo  a C1 in modo da resettare entrambi i contatori quando si vuole in modo da avere del tempo extra .

Spero che questa mia esperienza possa essere di aiuto per chiunque si cimenti in questo ambito dell’elettronica  , devo ringraziare  Amilcare  per avermi aiutato a capire meglio come funziona il 4060 ed ad aver risposto ad ogni mia domanda.

Saluti Alocin

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