Elettronica da modellsita

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Gibu
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Elettronica da modellsita

#1 Messaggioda Gibu » 26/01/2022, 16:46

Buongiorno!

ho pensato di buttar giù quattro righe per cercare di (forse) aiutare chi non mastica molto l'elettronica ma non disdegnerebbe inserire qualcosa di semplice nei suoi capolavori.

Allora, inizierei con una veloce e semplice parte teorica che metto qui in spoiler così, chi già la conosce non deve sorbirsela : Lol :
Ne parlerò in modo volutamente riduttivo e semplicistico perché sono convinto che non serve ammattire per collegare 4 led : Lol : quindi non fustigatemi se riduco tutto a qualche scorcio base.

Pronti, via!

No, aspettate... precauzioni. Quando si tratta con l'energia elettrica, si può avere a che fare con energie potenzialmente letali quindi invito chiunque non sia qualificato, a non mettersi a giocare o sperimentare con la corrente elettrica (basta davvero poco per farsi male). Insomma, la tensione di rete (la 220V di casa per capirsi) lasciatela ai professionisti, così anche come altri dispositivi elettronici che non conoscete o volete metterci le mani (trasformatori, condensatori e compagnia bella), anche in questo caso lasciate fare a chi sa cosa sta facendo. Quanto tratterò di seguito infatti si rifarà solo a voltaggi molto bassi e componentistica elettrica che difficilmente potrà nuocervi. Nonostante questo invito tutti al buonsenso e a non improvvisarsi scienziato dell'elettrotecnica casalinga. Di certo non mi assumo responsabilità.

Ok, ora che la nota legale è al suo posto, ecco la breve teoria che avevo promesso:

Parte teorica di infarinatura.
Tratterò solo il regime di corrente continua che è quel che ci compete, niente pipponi sulla corrente alternata che è un mondo differente e non ci importa (la corrente alternata, per quel che ci riguarda ora, non viene utilizzata. Il regime alternato è, per capirsi, quello della 220 che vi scorre nei muri di casa : Lol : )

Spoiler: show
Potete più o meno correlare un circuito elettrico ad un circuito idraulico (si, lo so riduttivo ma non rideteci su, faccio del mio meglio : Lol : ).
Immagine

Potete immaginare la corrente elettrica come un flusso di cariche elettriche (elettroni) che vanno da una zona dove il numero di cariche è maggiore (per nomenclatura, polo positivo +,anche se per onor del vero la carica in eccesso è quella negativa "-" : Lol :) ad una zona dove le cariche scarseggiano (polo negativo -).

- (V) Nel mondo elettrico l'equivalente del livello dei due serbatoi è definito voltaggio, tensione o potenziale (volt), ed in particolare si prende in considerazione la differenza di tensione/potenziale tra i due "serbatoi". La "differenza di potenziale" tra i due serbatoi è mantenuta da una pompa nel disegno, in ambito elettrico questa differenza di potenziale viene mantenuta genericamente da un generatore (una batteria, un alimentatore, un generatore industriale, ecc..). Senza differenza di potenziale tra 2 punti, non vi è passaggio di corrente. Se abbiamo quindi un filo elettrico interconnesso tra 2 punti aventi lo stesso voltaggio (ad esempio, 12V) non vi sarà corrente che transita nel filo. Se invece abbiamo un filo a cui sono applicati 200V da un lato e 201V dall'altro, la differenza di potenziale rilevabile sul filo sarà ovviamente e solamente di un Volt.

- (I) La portata di acqua che scorre dal serbatoio a sx a quello a dx è l'effettiva corrente elettrica, a volte definito amperaggio e si misura (manco a dirlo), in Ampere. La corrente elettrica è ciò che produce gli effetti desiderati (o fatali), non il voltaggio di cui sopra. Se verificate il "salvavita" (chiamato correttamente interruttore differenziale) di casa, troverete scritto sopra "30mA" o "10mA". Sono correnti si molto basse ma possono essere comunque pericolose o fatali in alcune circostanze.

- (r) La portata d'acqua che si muove tra i due serbatoi è però anche influenzata da un altro fattore ossia la sezione del tubo che interconnette i due vasi. Un tubo stretto farà passare meno acqua di uno molto più grosso. In termini elettrici il diametro del tubo si può ricollegare alla resistenza (ohm) che oppone il conduttore (ma qui ci ritorniamo).

Detto questo le 3 grandezze si legano tra loro dalla semplice legge di Ohm:
V (tensione) = r (resistenza) * I (corrente)

Una nota interessante è che, dalla formula sopra è che se la resistenza è minima, le correnti in gioco possono essere importanti anche con tensioni basse.
Se mettiamo infatti in contatto polo positivo e negativo di una batteria qualsiasi, ipotizziamo quella della vs auto : Lol : (NON FATELO!) con un conduttore di rame (che ha resistenza bassissima) vi si ha che:
I = V / r = 24V / 0,02 ohm = 1200A (e vi assicuro che 1200A sono tantissimi... basti pensare che in casa quando girano 20A qualche interruttore di protezione scatta). Ovviamente la batteria dell'auto ha limiti pratici che non le permettono di erogare correnti tanto elevate ma di certo vi assicuro che non ripeterete l'esperienza. : Lol :

Ecco e qui mi fermo. Ho molto ridotto e banalizzato ma non dovrebbe servirci altro per i nostri scopi. Per ora.


Partirei con il collegamento dei LED. che sembra essere la parte più richiesta.
I led potrebbero definirsi delle lampadine in miniatura anche se non si comportano pienamente da lampadine.
I led di fatto sono dei semi-conduttori, particolari dispositivi che si comportano in maniera strana a seconda della differenza di potenziale che "rilevano" ai loro capi.
Sono di fatto dei diodi capaci di emettere luce.
Sono componenti più delicati e complessi di una lampadina, vanno in qualche modo gestiti con un po' più di cura (non basta un interruttore e via).

Vi dico innanzitutto che non si può alimentare direttamente un LED dandogli semplicemente tensione come una normale lampadina senza gestire la corrente del circuito.
Ogni LED inoltre è diverso e bisognerebbe conoscere i sui dati di fabbrica per poterlo collegare in modo opportuno.

Un parametro importante è la tensione di giunzione ossia quanta tensione serve ai suoi capi perchè entri in conduzione e soprattutto questa tensione si riflette nel circuito come una perdita di voltaggio ai capi del LED (caduta di tensione)
Come dicevo ogni LED ha i suoi valori che dovreste sapere per farlo funzionare in modo corretto ma, per praticità riporto alcuni valori tipici per LED da 5mm classici:
Colore ROSSO: 1.8 volt
Colore GIALLO: 1.9 volt
Colore ARANCIO: 2.0 volt
Colore VERDE: 2.0 volt
Colore BLU: 3.0 volt
Colore BIANCO: 3.0 volt

Altro parametro importante è la corrente ammissibile sul led (per il LED da 5mm di solito si parla di 20mA --> 0,02A insomma. Diciamo comunque tra 10mA e 30mA).
Ed è proprio questa corrente che va limitata. Dare tensione ad un LED senza limitazioni di corrente significa lasciare che tutta la corrente disponibile passi attraverso il LED. LED fulminato in tempo 0, proprio come nell'esempio in spoiler della batteria dell'auto in cortocircuito.

Per far questo si usa una resistenza. La formula è la seguente e si parte sempre dalla famosa legge di Ohm sopra.
Ma prima eccovi il circuito per singolo LED:
Immagine
Nota importante: i LED hanno una polarità che va tassativamente rispettata nei collegamenti (altrimenti, se vi va bene, il LED si limita a non funzionare):
Immagine

La resistenza si determina quindi con:
Immagine

Esempio pratico:
LED 5mm rosso, alimentazione 9V (la classica batteria rettangolare dei giocattoli, buona capienza, poco costosa):

R = ( 9V - 1,8V) / 0,02A = 7,2V / 0,02A = 360ohm

Fosse un LED 5mm blu, stessa alimentazione:

R = ( 9V - 3V) / 0,02A = 6V / 0,02A = 300ohm

Veniamo quindi alle resistenze. Cerco di non dilungarmi troppo su questa parte.
Esistono solo di taglie prefissate pertanto dovrete un po' adattarvi ai valori di commercio che generalmente si identificano con un codice colore:
Immagine
Ecco qui invece le taglie tipiche:
Immagine

Per i nostri impieghi vanno bene anche quelle con tolleranza 5% e con potenza di 1/4Watt (ma qui andate in fiducia per ora, semmai approfondisco poi : Lol : )

Ma... se si hanno più led??
beh, ci sono più soluzioni ma personalmente ciò che vi consiglio è: in parallelo:
Immagine

Collegarli in serie vi sgrava di qualche resistenza ma inserisce altre complicanze che ora non voglio mettere sul piatto.

Prossimo giro magari faccio un piccolo escursus su come effettuare i collegamenti nella pratica... Datemi tempo di attrezzarmi :D
Ultima modifica di Gibu il 27/01/2022, 1:10, modificato 3 volte in totale.

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Re: Elettronica da modellsita

#2 Messaggioda Dark Hawk » 26/01/2022, 18:17

Grazie mille per questa guida! Seguo con super interesse!
Alcuni miei lavori
http://darkhawkms.blogspot.com/

Tutorial per stampi con silicone e maizena
https://www.youtube.com/watch?v=nzJcTHmtE9g

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Re: Elettronica da modellsita

#3 Messaggioda Rainhart » 26/01/2022, 19:58

Cavolo si! Grazie per la spiega molto esaustiva. Una guida preziosa.

Inviato dal mio ONEPLUS 6T
Bisognerebbe avere la forza di avere sempre nuove idee!!!

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Re: Elettronica da modellsita

#4 Messaggioda BigTony » 27/01/2022, 1:41

Grande Gibu sono contento che tu abbia aperto questo 3d e spero ispiri tanti a seguire l'argomento... quello dell'inserimento dell'elettronica nei nostri lavori è qualche hanno che mi intriga non poco. Sono un appassionato a livello amatoriale di elettronica, anche se purtroppo avendo anche altri interessi, non ho approfondito molto. Mi limito a qualche piccolo progetto con i led usandoli, x esempio, in una mia versione di casa Baggins x il camino e luci negli ambienti, ma il mio pallino sarebbe quello di poter controllare luci, suoni e movimenti in un diorama come x esempio un presepe. Avevo iniziato a studiare come fare con l'aiuto di arduino, xò x il momento è in sospeso :D Magari è la volta buona che lo riprendo in mano...
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Re: Elettronica da modellsita

#5 Messaggioda Nigredo » 27/01/2022, 2:01

Tutto molto bello ma io non ci capisco comunque una mazza mi serve un corso pratico dal vivo :D
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Il Nigredo è la notte nera dell'anima,
l'angoscia provocata dai conflitti interiori,
il male che c'è in ognuno di noi....

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Re: Elettronica da modellsita

#6 Messaggioda Zombi Vegetariano » 27/01/2022, 9:17

Cavolo che post superfigo! Qui urge inserirlo nella sezione tutorial!!! Bravissimo Gibu. Anch'io dovrò rileggerlo più volte per capirlo bene. Ma cercavo proprio una spiegazione del genere. Grazie mille!
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Re: Elettronica da modellsita

#7 Messaggioda Gibu » 27/01/2022, 9:52

Felice che il 3d sia utile.
Per ora ho buttato giù dei concetti teorici che forse sembrano ostici, vi assicuro che la pratica è più semplice. Appena ho occasione metto qualche approccio più pratico e concreto.
Aimè l'argomento è molto ampio e l'elettronica è di per se un argomento complesso e variegato, quanto meno dal punto di vista teorico (ma mi sembrava giusto argomentare questa parte piuttosto che dire: si collega questo a questo e fine) sintetizzare tutto e scriverne (soprattutto per me che forse non sono proprio il migliore degli oratori : Lol : ) non è semplice :D

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Re: Elettronica da modellsita

#8 Messaggioda beppe69 » 27/01/2022, 11:26

davvero interessante e ben fatto , bravo
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