Comparatore a soglia

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Fabio13
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Comparatore a soglia

Messaggio da Fabio13 » 22 set 2012, 16:53

offgrid2 ha scritto:...stavo pensando che non sarebbe male che qualche volenteroso ,mettesse insieme un sensore di soglia regolabile che possa fare scattare un relè... una cosa semplice... con due trimmer si regola la finestra di intervento del relè... attacca ad una certa tensione e stacca ad un'altra.


Purtroppo ho letto solo ora, questo post.
Ho buttato giù uno schema di un circuito che potrebbe rispondere a queste richieste, ma premetto che è solo disegnato su carta, andrebbe fatto un prototipo e verificato il funzionamento.

Immagine

Lista componenti:
- R1 = R2 = R3 = R5 = 10kohm
- R4 = 8.2kohm
- R6 = 2.2kohm
- RV1 = 4.7kohm (trimmer)
- RV2 = 22kohm (trimmer)
- C1 = 1uF ceramico
- D2 = D3 = D4 = 1n4007
- X1 = LM358 (o equivalente)
- Q1 = BC547 (o equivalenti)
- RL1 = Relè 12V

Perché il circuito lavori correttamente è necessaria una alimentazione stabilizzata a 12V indipendente dalla batteria da controllare (nello schema chiamata Vcc).
Il circuito è pensato per controllare sistemi a 12V, ma con qualche cambiamento potrebbe lavorare anche a 24V.
Se la tensione della batteria scende sotto una soglia il relè si attiva e rimane acceso fino al raggiungimento di una certa tensione.
Il trimmer RV1 regola la soglia inferiore alla quale il relè deve essere attivato, mentre RV2 regola la soglia superiore alla quale il relè deve sganciarsi.

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Re: INVERTER IN120/155Vdc OUT220AC

Messaggio da maxlinux2000 » 22 set 2012, 19:05

direi di staccare queto ultmo schema e creare una nuova discussione... Fabio...come la intitolo?
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Re: INVERTER IN120/155Vdc OUT220AC

Messaggio da Fabio13 » 22 set 2012, 21:23

offgrid2 ha scritto:Fabio...come la intitolo?

Come preferisci, tecnicamente è un "comparatore a soglia" che può essere usato per un'ampia varietà di compiti.

Bridge ha scritto:Sai Fabio quante volte ho utilizzato quel circuitino con regolazione dell'isteresi?.- E' semplice e funzionale!.-

Io ho una certa preferenza per gli schemi semplici, anche se, devo ammetterlo, odio i trimmer! Si starano sempre! :D

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Re: Comparatore a soglia

Messaggio da Bridge » 22 set 2012, 23:13

Fabio13 ha scritto:Io ho una certa preferenza per gli schemi semplici, anche se, devo ammetterlo, odio i trimmer! Si starano sempre!


.....perchè Fabio?, cosa utilizzi normalmente?.-
Normalmente qui sono quasi sempre multigiri.
Ciao
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Re: Comparatore a soglia

Messaggio da maxlinux2000 » 22 set 2012, 23:22

mmm... quindi usando un paio di trimmer multigiri, otteniamo una discreta stabilità nel tempo, giusto?

Altra cosa... esistono relé automobilistici elettromeccanici anche da 150A, ma Fabio ha parlato di Stato solido.... ci sono vantaggi con relé allo stato solido?
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Re: Comparatore a soglia

Messaggio da elettrauto » 23 set 2012, 2:56

Si maxlinux2000, durano molto di più perché non sono soggetti all'arco elettrico come i relè a contatto metallico, sono i cosiddetti triac ed SCR il primo per corrente alternata, il secondo per corrente continua, ma poi devi anche fare un circuito per il controllo del gate, e per il triac non è banale la comprensione, ci vuole un diac se non ricordo male.

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Re: Comparatore a soglia

Messaggio da Bridge » 23 set 2012, 14:49

Sto attendendo la risposta di Fabio, comunque adoperando componenti di qualità non ho mai trovato incertezze di setting nel tempo. Il problema lamentato da Fabio è comune nei dispositivi commerciali di uso comune, soprattutto quando stanno "immersi" in ambienti con presenza di contaminanti; credo che Fabio si riferisca a ciò.-
OffGrid non pensare di utillizzare relè impiegati in ambiente automobilistico, poichè non risolvi il problema come detto da Fabio e Elettrauto in precedenza, poi non è nello spirito del risparmio energetico.- Prova a misurare la corrente assorbita dalla bobina del relè.- Rimarrai stupito.-
Interrompere repentinamente la corrente continua non è cosa facile nel nostro caso, anche per la presenza di reattanze indesiderate, come i cavi di collegamento, ecc. che complica ulteriormente la gestione.- Si potrebbe inserire degli Snubber o spegniscintilla, ma ......lasciamo perdere!.- Concordo con Elettrauto anche se in regime DC la strada è preclusa per l'SCR per via dell'impossibilità di spegnimento a meno di circuitazioni veramente complesse ed anche fonti di problematiche serie.-
Relè alla stato solido sono comunemente in commercio, ma ....costicchiano.- Non ho avuto mai la possibilità di testarne uno, ma credo che sarebbe vantaggioso realizzarlo da soli.- Forse Fabio ne ha avuti tra le mani e può dirci le sue impressioni.-
Dimmi con precisione le grandezze in gioco e "come e dove" lo vorresti utilizzare.-

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Re: Comparatore a soglia

Messaggio da maxlinux2000 » 23 set 2012, 17:08

dovrebbe funzionare sia a 12 che 24V (devo fare 2 mini impianti in casa) quindi o se ne fa uno solo con un ampio margine di manovra oppure due versioni specifiche.

le correnti possono variare da 100mAh (per fare partire un gruppo elettrogeno) fino a 50A (per attivare una resistenza di zavorra per un aerogeneratore)

Infatti è probabile che me ne debba costruire almeno 2 versioni, ma penso che sarebbe interessante anche per altre persone... cominciamo con un comparatore di soglia, e finiamo con un super regolatore ibrido eolico/solare con recupero energia, in gradi di accendere e spegnere un gruppo elettrogeno di emergenza.

Polvere? si, quella non manca mai in campagna :) più che altro terra.
Autocostruire i relais allo stato solido? non sapevo si potesse fare! molto interessante. :mrgreen:
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Re: Comparatore a soglia

Messaggio da maxlinux2000 » 23 set 2012, 17:10

dovrebbe funzionare sia a 12 che 24V (devo fare 2 mini impianti in casa) quindi o se ne fa uno solo con un ampio margine di manovra oppure due versioni specifiche.

le correnti possono variare da 100mAh (per fare partire un gruppo elettrogeno) fino a 50A (per attivare una resistenza di zavorra per un aerogeneratore)

Infatti è probabile che me ne debba costruire almeno 2 versioni, ma penso che sarebbe interessante anche per altre persone... cominciamo con un comparatore di soglia, e finiamo con un super regolatore ibrido eolico/solare con recupero energia, in gradi di accendere e spegnere un gruppo elettrogeno di emergenza.

Polvere? si, quella non manca mai in campagna :) più che altro terra.
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Re: Comparatore a soglia

Messaggio da elettrauto » 23 set 2012, 17:38

Si Bridge, l'SCR ha il problema dello spegnimento, ma è stato oppurtunamente modificato per usi in corrente continua, ed oggi si può usare il GTO (gate turn off) che ha anche la possibilità di essere spento elettronicamente

http://it.wikipedia.org/wiki/Gate_Turn_Off
Il Gate Turn Off (GTO) è un diodo controllato (o tiristore) che può essere innescato e disinnescato,

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Re: Comparatore a soglia

Messaggio da Fabio13 » 23 set 2012, 19:13

Bridge ha scritto:.....perchè Fabio?, cosa utilizzi normalmente?.-
Normalmente qui sono quasi sempre multigiri.

Nelle mie scatole porta componenti, di trimmer multigiri, ne ho giusto due, il resto sono i classici trimmer di forma tonda o quadrata e colore blu-bianco e nero-bianco.
Basta il calore del circuito e la taratura inizia a cambiare. Quindi, io in questi casi peferisco un "trimmer digitale", cioè un microcontrollore dove via software definisco mumericamente le soglie. Però, mi rendo conto che questa non è una strada facilmente percorribile da tutti.

Bridge ha scritto:Relè alla stato solido sono comunemente in commercio, ma ....costicchiano.

Infatti.
Aggiungerei anche che, per quanto buoni possano essere, non sono equivalenti ad un interruttore ideale.
In pratica, per gestire correnti di 50A, probabilmente il nostro relè allo stato solido si troverà a dissipare fra i 50 e i 100W quando attivo, a causa della resistenza interna.
Lo stesso problema ce l'hanno i GTO dato che hanno una caduta "costante" di 4V (se non ricordo male).

E' l'ennesima dimostrazione che in elettronica i problemi aumentano proporzionalmente alla corrente e tensione di lavoro. :(

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Re: Comparatore a soglia

Messaggio da Bridge » 23 set 2012, 19:46

Parole ...sante Fabio, è proprio così.- Manipolare correnti importanti impone un'adeguata attenzione anche ai minimi particolari dove normalmente nemmeno ci si pensa, tipo giunzioni (mi sembra di avere accennato in precedenza che anche la resistenza di contatto ha una sua influenza negativa sull'efficienza), dimensionamento connessioni ecc.!.- se il tutto è condito da tensioni elevate, le difficoltà ingigantiscono ulteriormente.- Comunque oggi sono disponibili MOS con una Rdson di qualche milliohm, valore che sale leggermente con l'aumento della corrente trattata.-
I GTO sono decenni che sono sul mercato, ma non hanno avuto un riscontro come da aspettative, anche per l'avvento dopo poco dei powerMOS.-

E' bello scambiarsi qualche impressione!.-

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Re: Comparatore a soglia

Messaggio da Ferrobattuto » 23 set 2012, 22:42

Bridge ha scritto:E' bello scambiarsi qualche impressione!.-

E' bello anche leggerle in silenzio!!! :D
Buone realizzazioni a tutti!
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Re: Comparatore a soglia

Messaggio da Bridge » 24 set 2012, 9:52

Bel pensiero, Ferro, .......sinceramente rincuora!

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Re: Comparatore a soglia

Messaggio da elettrauto » 24 set 2012, 15:08

I GTO sono decenni che sono sul mercato, ma non hanno avuto un riscontro come da aspettative, anche per l'avvento dopo poco dei powerMOS.-


Si sono d'accordo, ma sono stati sostituiti per questo problema del consumo con i più efficienti IGBT (Insulated gate bipolar transistor, per chi non lo sa ancora, sono l'accoppiamento di un BJT PNP comune, ovvero un transistor a cariche bipolari, con uno a cariche unipolari comunemente chiamato MOSFET nella sua versione più conosciuta) il che porta ad avere un maggiore prodotto guadagno-larghezza di banda e ad un consumo di gran lunga inferiore al GTO o SCR.

La caduta di tensione nello stato on è più bassa anche di 4 volte rispetto ad un GTO e le caratteristiche di velocità di accensione e spegnimento sono state migliorate tanto da eliminare le code di corrente cui penso si riferiscono Fabio13 e Bridge.

Naturalmente non è la migliore scelta in ogni caso, visto che poco tempo fa Hal9000 aveva la necessità di corrente bilaterale senza complicazioni circuitali, e dove non poteva permettersi il problema dello "zero crossing" (non so bene il perché, ma penso che lui abbia le idee chiare sui dettagli per quello che gli necessitava, quindi potete chiedere a lui per questo), ma per il resto, credo che sia il componente meno peggiore degli altri.
Naturalmente l'interruttore ideale non esiste, ma nella realtà un interruttore si dovrà montare, di qui la scelta forzata del componente migliore.

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Re: Comparatore a soglia

Messaggio da Bridge » 24 set 2012, 23:17

[quote= ...........senza complicazioni circuitali,[/quote]

La semplificazione circuitale, "accorciare la strada o prendere quella più comoda" per intenderci, porta sempre ad un compromesso, è un pò come la coperta corta, ....sempre secondo me, e su questo argomento mi sono scontrato e dibattuto più volte nella mia vita professionale. Non perchè io abbia ragione, ....per carità, ma la ricerca di una funzionalità all'altezza delle aspettative porta sempre ad una complicanza circuitale che va sempre al di fuori delle previsioni iniziali, ....ricordate quel "....strada facendo"?.-

L'evoluzione tecnologica ha consentito di migliorare ulteriormente la commutazione (lo stato ON-OFF tipico negli alimentatori switching) introducendo i POWERMOS e di seguito gli IGBT (quest'ultimi snocciolano ampere come bruscolini!) semplificando notevolmente lo stadio di pilotaggio, cosa non possibile con i BJT (transistori).- L'interruttore ideale non esiste, sono daccordo, ma l'interruttore che funziona bene ed alla grande, ...SI.- E' chiaro che un pò di perdita la si deve accettare, ma bisogna anche tenere conto dei valori delle grandezze in gioco e fare a posteriori, la valutazione del rendimento, ed allora ci si accorge che le cose funzionano ed anche bene.-
Per fare un'esempio: nel progettino del regolatore di carica, come inizialmente era nelle intenzioni, si è tramutato in qualcosa di notevolmente diverso e complesso divenendo un sistema di gestione impianto FV in isola, atto a mantenere a "margine", nei limiti del possibile, il PRELIEVO dall'accumulo pur mantenendone lo stato ottimale di carica. Ora arrivo al commutatore allo stato solido. In questo momento sto impiegando due IGBT in due stadi diversi: uno preposto alla ricarica e l'altro alimenta la porta recupero.- Sono consapevole che la tensione VCEsat, ossia la tensione presente tra 2 terminali quando il disposivivo è nello stato ON (interruttore chiuso), ammonta a circa 2,2V per una corrente in transito di una decina di ampere o poco più, a cui si deve sommare la tensione Vf del diodo che è di circa 1,2V.- Quindi in totale ho una perdita di 2.2+1.2=3.4volt.- Sembrerebbero tanti, ma così non è, poichè facendo due conti la potenza persa sul diodo e IGBT equivale a P=V*I, quindi 3.4V*10A=34watt, ma non bisogna dimenticare cosa "transita" su quei due componenti e nella fattispecie: tensione di 150volt per una corrente di 10ampere fanno 1500W!!!.-
Sono "transitati" 1500W con una perdita di soli 34W.- Ci si avvicina al 98% di rendimento!!.- Tanto male non vanno questi disposivivi, l'importante è la cura del dettaglio.-
Il linguaggio utilizzato non è prettamente tecnico, ma così ci si intende meglio.-
In realtà esiste anche un'altra tipologia di perdita che non menziono, comunque quest'ultima è vincolata anche alla bonta del progetto, ....eccoci ...ci risiamo.-
Bahh, ...come sempre mi faccio prendere dalla mano e non la smetto più.
E' meglio che vada a nanna, ciao.-

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Re: Comparatore a soglia

Messaggio da maxlinux2000 » 25 set 2012, 0:43

e se tornassimo al semplici relais eletromeccanici, ma aumentandone x 4 la potenza.... del tipo, se serve fare passare 50A, noi gli mettiamo 2 relais da 100A in parallelo.
Basterebbero?
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Re: Comparatore a soglia

Messaggio da Bridge » 25 set 2012, 8:09

No OffGrid, ...perchè complicarsi la vita!.

Bridge ha scritto:OffGrid non pensare di utillizzare relè impiegati in ambiente automobilistico, poichè non risolvi il problema come detto da Fabio e Elettrauto in precedenza, poi non è nello spirito del risparmio energetico.- Prova a misurare la corrente assorbita dalla bobina del relè.- Rimarrai stupito.-


e di seguito:


Bridge ha scritto:Interrompere repentinamente la corrente continua non è cosa facile nel nostro caso, anche per la presenza di reattanze indesiderate, come i cavi di collegamento, ecc. che complica ulteriormente la gestione.- Si potrebbe inserire degli Snubber o spegniscintilla, ma ......lasciamo perdere!.-


Fermare un flusso di elettroni nelle condizioni qui sopra riportate, è sempre un disturbo di non poco conto che si risolve con più facilità in ambiente alternato (AC), ma diventa veramente problematico quando trattasi di corrente continua laddove ci sono valori di tensione e/o corrente importanti.- E' un pò come avere difronte un gatto o una tigre inferocita.- La differenza è .......-

Quindi in sostanza, il modo più sicuro per governare, disciplinare in regime di CC, come nel nostro caso, è l'introduzione di dispositivi allo stato solido, .....sempre secondo me!.-

In realtà ci sarebbe un'altra soluzione ...più semplice e parsimoniosa, ma può solo interrompere in modo sicuro.- Il riarmo avviene solo manualmente.- Questo è comodo in caso di anomalia di funzionamento e non solo.- Basta munirsi di un differenziale (salvavita) ed adattarlo al funzionamento in CC aggiungendo qualche componente.- E' comodo perchè una volta inserito (contatti chiusi) non assorbe energia al contrario dei relays e l'apertura dei contatti avviene in modo repentino facilitando lo spegnimento della scintilla.-

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Re: Comparatore a soglia

Messaggio da elettrauto » 25 set 2012, 16:04

se serve fare passare 50A, noi gli mettiamo 2 relais da 100A in parallelo.

No maxlinux2000, se metti 2 relais da 100A in parallelo puoi farci scorrere 200A e non 50.
(Le resistenze in parallelo dimezzano il valore totale e lo stesso vale per le caratteristiche del relais)

Ma dipende anche dalla frequenza di commutazione del relais, se la frequenza è alta il relais, prima di tutto non ci riesce, e secondariamente si brucerà dopo non molto a causa dell'arco elettrico, anche i relais con contatti in oro non hanno vita lunga, rispetto ad i dispositivi a semiconduttore.
Qual'è la frequenza di commutazione per il relais?

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Re: Comparatore a soglia

Messaggio da maxlinux2000 » 25 set 2012, 16:25

frequenza? io intendevo aprire o chiudere una volta ogni 5 minuti... ah!! voi intendere fare una commutazion batteria/resistenza parecchie volte al secondo in modo da abbassare dolcemente la tensione? non sono tanto sofisticato :mrgreen:
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