Luci psichedeliche LX749

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1 Istituto Professionale di Stato per l'industria e l'artigianato MORETTO Via Luigi Apollonio, 21 BRESCIA Luci psichedeliche LX749 Relazione stilata da : ROSSI MASSIMO FAUSTINI ALAN CAPOZZI ANTONIO classe 5BI TIEE corso per Tecnici delle Industrie Elettriche ed Elettroniche anno scolastico

2 INDICE PRESENTAZIONE... 3 SCHEMA ELETTRICO... 3 PRESENTAZIONE GENERALE DELLO SCHEMA ELETTRICO... 4 SCHEMA A BLOCCHI... 5 PRESENTAZIONE DEI COMPONENTI PIÙ IMPORTANTI... 5 TL DESCRIZIONE... 6 OPTOISOLATORE (FOTOACCOPPIATORE) 4N GRUPPO FILTRI : PASSA BASSO, PASA BANDA E PASSA ALTO BI

3 PRESENTAZIONE La luce psichedelica costituisce il più semplice ed economico effetto luminoso che sia possibile collegare ad un qualsiasi amplificatore di basse frequenze, oppure ad un mangianastri o, anche, ad un minuscolo ricevitore a transistor. Acquistando poi, presso un qualsiasi negozio di materiale elettrico, dei moderni spot da attaccare alle pareti, completi di lampade colorate,potrete gustare meglio il vostro disco o la voce del vostro cantante preferito. Le note basse saranno visualizzate da flash di luce rossa, le note medie da flash di luce blu e gli acuti da flash di luce gialla, e queste luci, miscelandosi in continuità, creeranno un fantasmagorico gioco di colori. SCHEMA ELETTRICO R8 R4 4,7K C4 1uF R5 22K R6 22K C5 3,3nF R7 22K C6 18nF IC1C TL C7 33uF BASSI DS1 1N4148 C3 5,6pF R3 330K ENTRATA 50K R1 C1 220nF R2 47K 5 6 IC1B 7 TL084 R13 4,7K R14 3,3K C11 C12 100nF 100nF R16 22K R15 6,8K C13 3,3nF R17 22K C14 1,8nF IC1D TL R C15 33uF DS3 MEDI 1N4148 C2 220uF R24 12K R C21 33uF 220V S1 SW T1 220V 12V D1 BRIDGE R23 4,7K C uF R C19 3,3nF C20 3,3nF R25 22K IC1A 1 TL084 R32 4,7K R33 4,7K DS5 ALTI 1N4148 DL1 LED 5BI

4 BASSI OC1 4N37 R TR1 BC238 TRC1 400V 6A C10 100nF R LP1 BASSI R9 6,8K C8 47uF DZ1 15V 1W RETE DS2 1N4007 C9 150nF R12 1K RETE MEDI OC2 4N37 R TR2 BC238 TRC2 400V 6A C18 100nF R LP2 MEDI R19 6,8K C16 47uF DZ2 15V 1W RETE DS4 1N4007 C17 150nF R22 1K RETE ALTI OC3 4N37 R TR3 BC238 TRC3 400V 6A C24 100nF R LP3 ACUTI R27 6,8K C22 47uF DZ3 15V 1W RETE DS6 1N4007 C23 150nF R30 1K RETE PRESENTAZIONE GENERALE DELLO SCHEMA ELETTRICO Il segnale di basse frequenze da applicare sulla presa ingresso del circuito, potrà essere prelevato dalla presa uscita di un qualsiasi preamplificatore o direttamente dai terminali dell altoparlante. Il trmmer R1 che segue la presa d ingresso, ci servirà come controllo della sensibilità, per poter così accendere le tre lampade, con segnali di debole potenza, come quelli di una piccola radio a transistor. Dal cursore di tale potenziamento, attraverso il condensatore C1 e la resistenza R2, il segnale giungerà sull ingresso invertente, del primo operazionale IC1-A che ha il compito di separatore ed amplificatore. 5BI

5 Poichè questo operazionale richiede una alimentazione duale, mentre noi utiliziamo una normale alimentazione singola di circa 16V, dovremo necessariamente creare una massa fittizia, cioè alimentare il piedino non invertente di tale operazionale e anche quelli degli altri tre operazionali, con metà tensione di alimentazione, prelevandola dal partitore resistivo ottenuto con le due resistenze R32,R33. Assumendo come punto di massa fittizia la giunzione di R32 R33 sul piedino11 collegato alnegativo dei 16V dell alimentazione, ci ritroveremo con una tensione di 8V negativi e sul piedino 5 con una tensione di 8V positivi. In pratica pur alimentando questo integrato con una tensione singola di 16V, è come se lo alimentassimo con una tensione duale di V. Dall uscita di quest operazionale il segnale di bassa frequenza raggiungerà i tre potenziometri R4 R13 e R23, necessari per equilibrare il livello del segnale di bassa frequenza sui tre canali: Bassi, Medi, Acuti. SCHEMA A BLOCCHI PASSA BASSO OPTO ISOLATORE POTENZA L1 BASSI SEGNALE PREAMPLI PASSA BANDA OPTO ISOLATORE POTENZA L2 MEDI PASSA ALTO OPTO ISOLATORE POTENZA L3 ALTI Presentazione dei componenti più importanti TL084 OUT 1 14 OUT IN IN- IN IN+ Da 1 a 3 : AMPL. 1 Da 5 a 7 : AMPL. 2 Da 8 a 10 : AMPL. 3 Da 12 a 14 : AMPL. 4 VCC VCC- IN IN+ IN- IN- 6 9 OUT 7 8 OUT 5BI

6 DESCRIZIONE Il TL084 jfet-input della famiglia degli amplificatori operazionali è disegnato per sviluppare una più larga selezione che in precedenza dava la famiglia degli operazionali. Ognuno di questi jfet -input OP-AMP incorpora ben accoppiati un JFET ad alto voltaggio e un transistor bipolare in un integrato. La fattezza del dispositivo : ha un alto slew-rate ed una bassa corrente di BIAS e di offset, ha un basso coefficiente di temperatura e offset di voltaggio. Questo integrato contiene 4 amplificatori operazionali. Lo slew-rate è la massima velocità di variazione della tensione in uscita (V/uS) che consente di avere un segnale di uscita non distorto. OPTOISOLATORE (Fotoaccoppiatore) 4N37 OPTOISOLATORE LED ANODO 2 LED CATODO 4 EMETTITORE 5 COLLETTORE Quando si ha la necessità di eliminare gli eventuali segnali di disturbo che andrebbero ad influire o sulla massa, o sull alimentazione si utilizza un componente chiamoto optoisolatore. VCC ALIMENTAZIONI DISTURBATE (per il prolungamento dei fili che raccolgono disturbi) VCC S2 S3 S1 R1 S R R2 Q Q In questo circuito si potrebbero riscontrare dei disturbi (massa o alim.)che potrebbero influire negativamente sul funzionamento del flip-flop. 5BI

7 Per evitare ciò utiliziamo come detto in precedenza l optoisolatore che ha il compito di separare l alimentazione di rete da quella che fa funzionare la parte di amplificazione come nella seguente figura: S R SI NOTA LA SEPARAZIONE NETTA, E QUINDI L'ELIMINAZIONE DEI DISTURBI VCC OPTOISOLATORE R S Q R Q L optoisolatore è formato da un fotodiodo che pilota un fototransistor. Noi utiliziamo un 4N37, che consiste in un diodo fotoemettitore all arseniuro di gallio (infrarosso)con un detector formato da un fototransistor monocristallino al silicio. Il fotoaccoppiatore ci serve per separare galvanicamente la parte di amplificazione e suddivisione del segnale da quella di potenza. Difatti nella rete di potenza ci sono forti disturbi, e se noi avessimo,tra rete di potenza e amplificazione, anche un solo filo in comune (ad esempio MASSA),la parte di amplificazione visto che amplifica bassi segnali sarebbe compromessa, compromettendo di conseguenza il lavoro della rete di potenza. 5BI

8 TRIAC (Thiristor triac) 400V 6A A1 G A2 Il triac è un relè allo stato solido e lavora in alternata o meglio è un interruttore elettronico. Dando impulsi al gate il triac entra in conduzione e vi rimane fino al momento in cui è attraversato da corrente. Questa corrente è detta corrente di holding ossia corrente di mantenimento; il triac lavora ad alte tensioni. Il triac commuta rapidamente dallo stato di interdizione allo stato di conduzione (in saturazione). Questo componente non lavora mai in zona attiva ossi o è ON o è OFF. Se mettessimo una corrente continua di alimentazione il triac una volta innescato, rimarrebbe sempre nello stato ON. L GATE TRIAC A1 A2 R C A.C. NB:R e C servono per un po' di disturbi tagliare Il triac fa variare la luminosità della lampadina a seconda di quando diamo l impulso al gate ; regolando il ritardo fra passaggio per lo zero dell alternata di rete e istante in cui forniamo impulso al gate. 5BI

9 PREAMPLIFICATORE Ha il compito di amplificare i segnali che arrivano in entrata, compresi in un intervallo di frequenze denominato Banda dell amplificatore. Lo otteniamo dall integrato TL084 (nello schema è presente con il n 2) ed è il primo operazionale IC1-A che separa ed amplifica. La sua funzione di trasferimento è: Vu Z F( jω ) = = 2 Vi Z1 Di cui la sua Z2 è: Z 2 = 1 R3 R3 j ω C 3 jωc3 = 1 jωc3r3 + 1 = 1 + R3 + jωc jωc 3 3 R 3 jωc R 3 3 E la sua Z1è: Z 1 jωc1r2 + 1 = R + = jωc jωc Quindi: Z Z 2 1 R 3 1 j C3R3 R3 j C1 j C R = + ω ω ω = * = 1 + jωc1r2 1 + jωc3r3 1 + jωc1r2 1 1 jωc ( + jωc R )*( + jωc R ) Ora analiziamo la funzione di trasferimento tramite i diagrammi di Bode. Innanzi tutto troviamo le varie ω : C C C * R = 0, 0726 = 72, 6 * * R = 18, * * R = 10, 3* ω ω ω C t1 t2 1 CR 13, 77 RAD SEC 2, 19 inhz = = CR RAD SEC 88 * 10 inhz = = CR 97 RAD SEC 15, 4 inhz = = BI

10 DIAGRAMMI DI BODE db A Wc B Wt2 C Wt1 (f) B C db RISULTANTE 20 0 (f) -20 5BI

11 Gruppo filtri : Passa basso, Pasa banda e Passa alto Il gruppo dei filtri attivi che succedono al preamplificatore servono per suddividere il segnale nelle diverse frequenze, affinche la parte di potenza amplifichi una banda di determinate frequenze. In generale si definisce filtro attivo quando è presente un elemento amplificatore. Questi soddisfano determinati requisiti: -Risposta in frequenza -Guadagno determinato -Selettività (pendenza della curva di risposta) -Andamento della risposta in banda I filtri che sono inseriti nel nostro schema differiscono dai filtri passivi per il fatto che presentano l aggiunta di un amplificatore operazionale,con una opportuna rete di reazione che comprende componenti resistivi e reattivi. La funzione di trasferimento di questi filtri coincide con il guadagno, e vale: A v Vu Z = = 2 V Z1 i Nel nostro circuito abbiamo tre filtri attivi: un passa basso un passa banda un passa alto. Abbiamo studiato le tre singole parti con l oscilloscopio; variando la frequenza abbiamo osservato che da 100Hz a 2,5kHz interveniva il passa basso,da 2,5kHz a 3KHz il passa banda e per le frequenze da 3khz a 10khz interviene il passa alto. 5BI

12 FILTRO PASSA BASSO Questi sono i vari comportamenti del passa basso a diverse frequenze (rilevati all oscilloscopio): 5BI

13 FILTRO PASSA BANDA 5BI

14 Questi sono i rispettivi punti di minimo, medio e massimo. 5BI

15 FILTRO PASSA ALTO Punto di minimo Punto di medio 5BI

16 Punto di massimo 5BI