IC1, IC2, IC3 sono 3 dei 4 amplificatori operazionali presenti nel circuito integrato LM324, che ha la particolarità di poter essere alimentato con una sola tensione di alimentazione (gli amplificatori operazionali di solito necessitano di una alimentazione "duale", ad es. +12V e -12V).

Quindi il morsetto Vcc dell'integrato LM324 va collegato a +12 V; il morsetto GND (ground o terra) va collegato al polo negativo dell'alimentatore o della batteria a 12V.

(Vedi simboli dei componenti elettronici).

TR1, TR2 sono dei transistor BC107 se la corrente di attivazione di ciascuno dei relè non supera  0,1 Ampere o 0,2 Ampere (100 milliampere o 200 milliampere); se superiore dovranno essere sostituiti con transistori di tipo "darlington"  NPN,  es. TIP120, TIP121 o TIP122  (con tensione massima tra collettore ed emettitore ispettivamente di 60V, 80V e 100V, quindi tutti adatti a controllare una tensione di 12 V con una corrente massima di collettore di 5 Ampere; la corrente di attivazione di base risulta di 0,1 Ampere, dalle caratteristiche fornite dalla STMicroelectronics).

N1, N2, N3 sono dei normali diodi rettificatori al silicio, ad es. 1N4007.

(Vedi simboli dei componenti elettronici).

Dall'analisi della prima parte dei due circuiti risulta che, ponendo R1=R2=R3=R4=R5=R6 ed Rf=1/2 R1, la tensione di uscita dal primo circuito integrato è espressa dalla relazione:

                            Voa = 0,5[(Va + Vc) - (Vb + Vd)] + 6  Volt    per il circuito di controllo del motore A

                            Vob = 0,5[(Va + Vb) - (Vc + Vd)] + 6  Volt    per il circuito di controllo del motore B

Quindi si può porre le resistenze R1,R2,R3,R4,R5,R6 = 220 KΩ  ed  Rf = 100 KΩ + 10 KΩ

I restanti due amplificatori operazionali  IC2 ed IC3, insieme alle resistenze R8,  R10,  R12 ed ai potenziometri o trimmers R9 ed R11 determinano sia la sensibilità del circuito di controllo sia il senso di rotazione del singolo motore elettrico.

Infatti la configurazione del partitore di tensione costituito da R8, R9, R10, R11, R12 determina una tensione Vsup = 6 + x Volt all'ingresso - o negativo dell'amplificatore operazionale IC2 ed una tensione Vinf = 6 - y Volt all'ingresso + o positivo dell'amplificatore operazionale IC3; i valori di x e y dipendono dalla regolazione dei potenziometri R9 ed R11.

Supponiamo Vsup = 6,1 Volt e Vinf = 5,9 Volt.

Quando il risultato della  somma algebrica delle tensioni Va, Vb, Vc e Vd secondo le relazioni riportate supera i 6,1 Volt, l'ingresso + di IC2 risulterà ad una tensione maggiore dell'ingresso - e la tensione di uscita di tale amplificatore sarà quasi uguale a +12 Volt; contemporaneamente l'ingresso - di IC3 risulterà ad una tensione maggiore dell'ingresso +, collegato a Vinf, quindi prevalendo il segno - l'uscita di IC3 avrà una tensione quasi uguale a 0 Volt; quindi sarà attivato il transistore TR2 tramite IC2 ma non TR1; di conseguenza verrà attivato il relè 1, che alimenta anche il motore elettrico, ma non il relè 2 ed il motore corrispondente ruoterà in un senso (ad esempio orario).

Se invece il risultato della somma algebrica delle tensioni Va, Vb, Vc, Vd è al disotto dei 5,9 Volt, l'ingresso + di IC2 risulterà ad una tensione inferiore di quella presente all'ingresso - (Vsup) e la tensione di uscita di tale amplificatore risulterà quasi uguale a 0 Volt; contemporaneamente l'ingresso - di  IC3 risulterà ad una tensione inferiore a quella presente all'ingresso + (Vinf), quindi, prevalendo il segno + l'uscita di IC3 sarà ad una tensione quasi uguale a +12 Volt; quindi IC2 non attiverà nessun transistore ma IC3 attiverà sia il transistor TR1 che il transistor TR2, che attiveranno rispettivamente sia il relè 2 sia il relè 1; quindi il corrispondente motore elettrico sarà alimentato ma, essendo stato attivato anche il relè 2 la polarità dell'alimentazione risulterà invertita, ed il motore ruoterà in senso inverso (ad esempio in senso  antiorario).

Infine, nell'ipotesi che il risultato della somma algebrica delle  tensioni Va, Vb, Vc, Vd sia compreso tra i 5,9 Volt ed i 6,1 Volt, cioè

                                                5,9 Volt < Voa  < 6,1 Volt

oppure

                                                5,9 Volt < Vob  < 6,1 Volt

sia all'ingresso dell'amplificatore IC2 che all'ingresso dell'amplificatore IC3 prevarrà il segno - e l'uscita di entrambi risulterà ad una tensione quasi uguale a 0 Volt; nessuno dei due transistori TR1 e TR2 sarà attivato e quindi nemmeno i relè 1 e 2; il pannello resterà nella posizione raggiunta fino a quando la soglia minima di attivazione di tali circuiti non sarà nuovamente superata, risparmiando energia elettrica.

Riguardo i valori delle resistenze, R8=R12=1 KΩ; R10=470  Ω; R9 ed R11 potenziometri o trimmers da 10 KΩ; R13=R14=R15= 10 KΩ

I relè 1 e 2 potranno anche essere del tipo miniatura; il relè 2 con almeno due deviatori, il relè 1 anche con un solo deviatore.

Per i motori elettrici è meglio utilizzare dei motori demoltiplicati, ad esempio dei giravite portatili; se la loro tensione di alimentazione  è inferiore a 12 V occorrerà mettere in serie una opportuna resistenza elettrica; oppure adattare due motori per tergicristalli delle autovetture, reperibili per pochi euro da un rottamatore di auto; di solito non assorbono più di 1 ampere ciascuno.

Per maggiori dettagli scrivere a zpavanel@libero.it

vedi anche  www.webgiorgio.it

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