Micheli Flavio 5AeN Interruttore Crepuscolare
INTERRUTTORE CREPUSCOLARE:
Questo dispositivo ci permette grazie al foto-resistore, un resistore variabile la cui resistenza varia al variare delle luce che lo colpisce, di attivare o no un qualsiasi dispositivo in uscita grazie all’irraggiamento che esso subisce.
Il funzionamento di questo dispositivo è molto semplice, se il foto-resistore è colpito dalla luce la propria resistenza è molto bassa, di conseguenza abbassa il potenziale sul piedino 3 dell’amplificatore operazionale in modo da non farlo funzionare.
Se invece il foto-resistore non è colpito dalla luce la propria resistenza aumenta e di conseguenza aumenta il potenziale sul piedino 3 dell’amplificatore permettendone il funzionamento che si noterà dall’accensione del led posto in parallelo all’uscita.
Molto importante nel corretto funzionamento del dispositivo è il trimmer che ci permette di variare la resistenza in modo da non far accendere il led se il foto-resistore è colpito dalla luce e ci permette pure di variare l’accensione del led in base alle condizioni di luce che desideriamo,cioè se vogliamo che il dispositivo funzioni solo con la totale assenza di luce tareremo il trimmer in un certo modo, se invece vogliamo che il dispositivo funzioni con una leggera penombra tareremo il trimmer in un altro modo.
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Una FOTORESISTENZA e' un componente elettronico la cui Resistenza e' inversamente proporzionale alla quantità di luce che lo colpisce.
Solitamente inserita in una ampolla trasparente , una FOTORESISTENZA si comporta come una tradizionale Resistenza elettrica, ma il suo valore in Ohm diminuisce mano a mano che aumenta l' intensità della luce che la colpisce.
Ciò comporta che la Corrente elettrica che transita attraverso tale componente e' proporzionale all' intensità di una Sorgente luminosa ed in tale maniera si realizza una sorta di Potenziometro attuabile tramite la luce anziché tramite forze meccaniche o segnali elettrici.
Il TRIMMER resistivo è concettualmente simile ad un potenziometro, svolge le stesse funzioni elettriche, si differenzia da questo, per essere più piccolo e strutturalmente meno robusto. La sua minore robustezza è giustificata dall'uso saltuario cui è destinato, ci sono casi in cui viene azionato una sola volta in fabbrica e poi sigillato. Le tipologie di costruzione sono due, una prevede solo i reofori per permetterne il fissaggio tramite saldatura sul circuito stampato, la seconda prevede una ghiera filettata per il fissaggio su un pannello. L'elemento resistivo è uguale a quello dei potenziometri, può essere carbone, filo in lega metallica, film plastico conduttivo, può essere anche multigiri, vi sono versioni ermetiche alla polvere. I valori resistivi sono equivalenti ai resistori fissi, spaziano da pochi Ohm a qualche decina di MegaOhm. Essendo strutturalmente più piccolo di un potenziometro, i valori di corrente trattati, dovranno essere minori, L'affidabilità nel tempo rispetto ad un resistore fisso è molto minore, l'alternativa per evitarne l'uso nel circuito in progetto, comporta la selezione della componentistica attiva e l'uso di resistori di precisione, soluzione questa molto costosa.
Un AMPLIFICATORE OPERAZIONALE è un amplificatore differenziale, accoppiato in continua e ad elevato guadagno (teoricamente infinito).L'uscita è la differenza tra le due entrate V+ e V− moltiplicata per un fattore G (guadagno):Vout = G·(V+ − V−).
rappresentazione simbolica di una fotoresistenza
Simbolo circuitale (A) e circuiti applicativi: inseguitore (B), amplificatore non invertente (C), amplificatore invertente (D), Sommatore (E), pinout di un amplificatore operazionale integrato (F)
In generale il circuito presenta due ingressi: uno definito invertente, indicato con il simbolo "-", l'altro definito non invertente, indicato con il simbolo "+", ed una uscita (figura A in alto a destra).
L'impedenza di ingresso presenta un valore molto elevato, teoricamente infinito, mentre l'impedenza di uscita ha valore basso, idealmente nullo.
Nella pratica questi valori, così come la banda passante e la frequenza massima di lavoro, sono determinati dalle caratteristiche costruttive dei singoli modelli di circuiti integrati.
La maggior parte degli amplificatori operazionali è progettata per lavorare con una tensione di alimentazione duale, cioè con un valore positivo ed uno negativo, simmetrici rispetto ad una massa, che può essere reale oppure virtuale. Le due tensioni non necessariamente debbono avere lo stesso valore: ad esempio la tensione positiva potrebbe essere di 15 volt, quella negativa di 7 volt, la versatilità di questi dispositivi è tale, che vi possono essere applicazioni in cui la tensione negativa può essere posta a zero, ovvero, il componente è alimentato da una tensione singola rispetto alla massa. Nell'alimentazione duale, il livello del segnale in uscita, può spaziare tra i due valori di tensione d'alimentazione, a meno di un piccolo margine, che può variare a seconda del tipo di operazionale adottato.
Quando gli ingressi sono posti allo stesso valore di tensione (cortocircuitati), l'uscita dovrebbe idealmente assumere il potenziale della massa. In realtà il valore diverge verso un estremo e la differenza di potenziale che deve essere applicata tra gli ingressi per azzerare l'uscita, è detta tensione di offset. In alcuni operazionali questa può essere corretta, agendo su una coppia di pin. Esistono operazionali progettati per lavorare con una tensione singola rispetto alla massa, uno fra i più diffusi è l'LM358.
Dal punto di vista costruttivo, l'amplificatore operazionale può essere realizzato con transistor bipolari bjt oppure mosfet, che lavorano a frequenze maggiori, con una impedenza di ingresso più elevata e un minore consumo energetico.
LED è l'acronimo di Light Emitting Diode (diodo ad emissione di luce).Il dispositivo sfrutta le proprietà ottiche di alcuni materiali semiconduttori per produrre fotoni a partire dalla ricombinazione di coppie elettrone-lacuna. Gli elettroni e le lacune vengono iniettati in una zona di ricombinazione attraverso due regioni del diodo drogate con impurità di tipo diverso, e cioè di tipo n per gli elettroni e p per le lacune. Il colore della radiazione emessa è definito dalla distanza in energia tra i livelli energetici di elettroni e lacune e corrisponde tipicamente al valore della banda proibita del semiconduttore in questione. I LED sono uno speciale tipo di diodi a giunzione p-n, formati da un sottile strato di materiale semiconduttore drogato. Quando sono sottoposti ad una tensione diretta per ridurre la barriera di potenziale della giunzione, gli elettroni della banda di conduzione del semiconduttore si ricombinano con le lacune della banda di valenza rilasciando energia sufficiente da produrre fotoni. A causa dello spessore ridotto del chip un ragionevole numero di questi fotoni può abbandonarlo ed essere emesso come luce.
I LED sono formati da GaAs (arseniuro di gallio), GaP (fosfuro di gallio), GaAsP (fosfuro arseniuro di gallio), SiC (carburo di silicio) e GaInN (nitruro di gallio e indio). L'esatta scelta dei semiconduttori determina la lunghezza d'onda dell'emissione di picco dei fotoni, l'efficienza nella conversione elettro-ottica e quindi l'intensità luminosa in uscita.