Rampa salita discesa

RAMPA DI SALITA/DISCESA [ALBA E TRAMONTO]

© by Vittorio Crapella - i2viu

Il circuito qui sotto raffigurato é nato per generare una rampa di tensione in salita o in discesa quando si chiude o si apre un contatto comandato da un timer.

La rampa di tensione compresa tra 0V e 10V comanda un circuito commerciale (ballast) che a sua volta fornisce tensione ad una lampada in maniera proporzionale alla tensione di rampa.

Progetto con ST6

Alba e tramonto versione 2010

Con i valori indicati il tempo di salita o discesa della rampa avviene in circa 20 minuti.

Per poter variare tale tempo é necessario cambiare i valori o di C4 e C5 o di R8 e R13+R14 mantenendo per le due resistenze il medesimo rapporto; R13+R14 = il doppio di R8..

Il tempo é direttamente proporzionale a tali valori.

Il Sign. Alfonso Mezzullo ha risolto il PCB dello schema qui sopra raffigurato conglobando anche il relativo alimentatore

Da una richiesta, per avere un relè che si eccitasse a fine rampa di salita e si spegnesse a inizio rampa di discesa, ecco il

nuovo schema.

GENERATORE UP-DW (circuito migliorato, tempi più lunghi)

Il circuito qui sotto raffigurato, oltre che generare la rampa, accende e spegne in maniera graduale una lampada mediante il controllo dell'innesco di un TRIAC.

La rampa questa volta viene costruita effettuando una conversione digitale analogica mediante una rete R2R. Dei contatori avanti-indietro cambiando il peso digitale sulle loro uscite cambiano il valore analogico della tensione sulla rete R2R.

FUNZIONAMENTO

All’accensione il pin 6 del 4011 resta basso, tramite la cap. da 47nF, sufficientemente per impostare la memoria S/R con livello 0 sui pin 3-5 così da tenere bloccato il 4060 (ciclo fermo).

I contatori si resettano con l’impulso positivo che sopraggiunge con il 10nF collegato al + Vcc.

Il 100nF fra + Vcc e i pin 6-13 del 4077 mantiene un livello alto così che livelli uguali sui pin 5-6 danno livello alto sul pin 4 del 4077 condizione per presettare i 4516 al livello impostato sul P3 (pin 11- 4077 e pin 3 – 4516). Se pin 11 (P3) = 1 alto avremo un preset a valore 80 h (h=esadecimale) = 128 d (d=decimale).

Se pin 11 (P3) = 0 basso avremo un preset a valore 0 h (h=esadecimale) = 0 d (d=decimale).

Questo dipende dal timer se è chiuso o aperto se chiuso presetta 80h (pin 2 – 4516 alto) viceversa se aperto prestta tutto 0. Chiuso significa pin 13-12 del 4011 a livello 0 cioè pin 11 alto e di conseguenza UP/DW alto cioè predisposto a contare in salita.

Se pin 11 del 4011 è alto anche pin 12 del 4077 è pure alto così all’accensione si trovano alti pin 12 e 13 del 4077 e di conseguenza alto pure il pin 11 del 4077 cioè P3=1 del 4516 come presupposto.

In pratica con timer chiuso all’accensione (o tensione che va a e torna) si imposta (presetta) con 80 h cioè pin 2 del 4516 alto pertanto Vout a circa 6V.

Viceversa se il timer è aperto il pin 11 del 4011 sarà basso come pure il pin 12 del 4077 così all’accensione sul pin 11 del 4077 si avrà livello 0 che presetta tutto a 0 con UP/Dw a zero che equivale a contare in discesa (come se avesse fatto la rampa di discesa) e tutte le uscite 4516 saranno a 0e Vout=0V.

L’uscita Vout viene garantita a livello dovuto in funzione dello stato del timer in modo che anche se va e torna la tensione di rete, le lampade si accendono come erano prima.

Infatti a timer chiuso il pin 11 del 4011 è =1 (alto) così pure l’emettitore del BC327 mentre la base attraverso 10K e lo zener da 6V8 è bassa (pin 5-6 del 4011 sono a 0); in queste condizioni il BC327 conduce e porta attraverso lo zener da 6V l’uscita alta come deve essere.

Il BC237 ha l’emettitore a 0 ma la base proviene dal pin 11 del 4077 che è a 0 infatti pin 13 =0 pin 12=1 ma ingressi diversi su una porta XOR danno uscita pin 11 del 4077 a livello basso = 0 e cioè il BC237 non può condurre. Viceversa se il timer è aperto il pin 11 del 4011 è = 0 (basso) questa volta il BC327 è interdetto mentre pin 11 del 4077 = 1 infatti pin 12 e 13 del 4077 sono = 0 ma ingressi XOR uguali danno uscita pin 11 del 4077 alta che attraverso lo zener da 6V8 e la resistenza da 10K portano in conduzione il BC237 e pertanto l’uscita a 0V (0,9V).

I collettori dei due BC comandano un altro BC327 così da avere o la lampada della rampa o quella del sole; cioè con timer aperto avremo lampade del sole accese e rampa spenta viceversa con timer chiuso saranno spente quelle del sole e abilitate quelle della rampa per una salita o per una discesa.

Questo ultimo BC327 potrà però agire solo a fine ciclo per l’accensione del sole mentre lo spegnerà a inizio ciclo di rampa in discesa.

A circuito alimentato a regime, ad ogni cambiamento del timer avremo la partenza della rampa in salita o in discesa. Infatti ad ogni cambiamento dello stato del timer i pin 8-9 del 4077 si trovano per un istante ad avere diverso livello di tensione essendo alimentati con due costanti di tempo RC diverse così sull’uscita pin 10 del 4077 si avrà un livello basso, appena i due livelli sui pin 8 e 9 tornano uguali l’uscita pin 10 torna alta. L’impulso generato sul pin 10 del 4077 e sufficiente a far commutare la memoria S/R del 4011 attraverso il pin 1 del 4011 (basta uno 0 per forzare i pin 3-5 alti e cioè l’oscillatore 4060 libero di contare).

Lo stesso impulso 0 del pin 10 del 4077 porta basso il pin 5 del 4077 ma 0 sul 5 e 0 sul 6 (R 10K a massa) mandano l’uscita pin 4 del 4077 a livello alto cioè presetta i due 4511 o con le uscite tutte 0 o il pin 2 a 1

In base al livello sul pin 11 del 4077 che a sua volta dipenderà (invertito) dal livello sul pin 11 del 4011 cioè dal contatto del timer.

Il contatore 4060 e 4040 generano sul pin 5 del 4040 il clock per il conteggio dei 4516.

La durata della rampa si può regolare con il trimmer da 1M in maniera lineare oppure anche spostando il filo dall'uscita Q5 del 4060 sulle uscite Q6 a salire fino a Q14.

Dopo 128 impulsi sul pin 5 del 4040 il pin 1 del 4040 cambia stato portando per un istante i pin 1 e 2 del 4077 ad essere diversi così da avere un impulso verso 0 sull’uscita pin 3 che arrivando sul pin 6 del 4011 resetta la S/R bloccando il contatore 4060 e fermando il ciclo.

Con questi 128 clock i 4516 possono aver contato da 0 a salire fino a 128d = 80 H o da 80 H = 128d a scendere creando attraverso la rete R 2R la rampa desiderata.

Con l'operazionale TL081, che guadagna circa 1,5 , si aggiusta l'escursione di tensione della rampa per avere una luminosità più corretta. Il trimmer P1 va regolato con la tensione di rampa in ingresso massima di circa 6V affinché la luminosità della lampada sia spenta o quel minimo desiderato. Con una tensione di 9,7V tra il centrale e massa di P1 si avrà una tensione minima sulla lampada di circa 25V.

Il Sign. Caira che ha realizzato e provato dal vivo il circuito mi segnala che ha utilizzato C1 sul collettore di Q1 da 47 nF (al posto del 100 nF).

Il Sig. Caira Giuseppe ha realizzato il progetto sopra descritto e mette a disposizione il suo lavoro

VARIANTE 2011

Volendo utilizzare delle strisce di led di diverso colore e intensità da accendere in successione ogni 4 o 5 minuti si può con la rampa di tensione

(vedi nuovo schema) pilotare due LM3914 che con le loro uscite pilotano un transistore che a sua volta controlla la striscia di led