U N TECNICO IN EL ETTRONICA INDU STRIALE È UN UOMO DIVERSO
Pensi all'importanza del lavoro nella vita di un uomo.
P
ensi a sé stesso e alle ore che passa occupato in un'attività che forse non La interessa.
Pensi invece quale valore e signifi
cato acquisterebbe il fatto di potersi dedicare ad un lavoro non solo inte
ressante - o addirittura entusiasman
te - ma anche molto ben retribuito.
Un lavoro che La porrebbe in grado di affrontare la vita in un modo di
verso, più sicuro ed entusiasta.
Questo è quanto può offri rLe una specializzazione in ELETTRONICA IN
DUSTRIALE. Con il Corso di Elettro
nica Industriale Lei riceverà a casa Sua le lezioni: potrà
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uindi studiare quando Le farà più comodo senza dover abbandonare le Sue attuai i attività. Insieme alle lezioni riceverà anche i material i che Le consentiran
no di esercitarsi sugli stessi problemi che costituiranno la Sua professione di domani.
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permetteranno di compiere interes
santissime esperienze e di realizzare un allarme elettronico, un alimenta
tore stabilizzato protetto, un trapano elettrico il cui motore è adattabile ai più svariati strumenti ed utensili indu
striai i, un comando automatico di ten
sione per l'alimentazione del trapano, e molti montaggi sperimentali.
Lei avrà inoltre la possibilità di se
guire un periodo di perfezionamento gratuito di una settimana presso i la
boratori della Scuola, in cui potrà acquisire una esperienza pratica che non potrebbe ottenere forse neppure dopo anni di attività lavorativa.
Richieda, senza alcun impegno da parte Sua, dettagliate informazioni sul Cor
so di Elettronica Industriale per cor- rispondenza. Presa d'atto Ministero della Pubblica Istruzione N. 1391
.� � .,
Scuola Radio Elettra
10126 Torino-Via Stellone 51633 Tel. (011) 674432
LE LEZIONI ED I MATERIALI SONO INVIATI PER CORRISPONDENZA
RADIORAMA N. 6 Anno XXVI
Giugno 1981 Prezzo: L. 1.000
Direzione - Redazione Amministrazione - Pubblicità:
Radiorama, via Stellone 5,
10126 Torino, Tel. (011) 674.432
(5 linee urbane)
RADIORAMA
RIVISTA MENSILE DIVULGATIVA CULTURALE DI ELETTRONICA RADIO E TELEVISIONE EDITA DALLA SCUOLA RAOIO ELETIRA IN COLLABORAZIONE CON POPU,LAR ELECTRONICS
SOMMARIO
TECNICA INFORMATIVA I l m i croca lco latore
Laboratorio test : 4
- Preamplificatore C-4000 della Carver 22 28 40 54 - Giradischi semiautomatico Philips AF877
R iferimenti d i precisione per tensione e corrente Musica al ca lcolatore - Pa rte 1 a
TECNICA PRATICA
A l i mentatore d i precis ione per i l banco d i lavoro
Pu lsatore ad a lta corrente per L E D 1 4
Contro l lo d e l la potenza cont i nua con la modu laz ione 32
a la rghezza d' i m pu lsi 46
S egnapunti e l ettro n ico per sa l e da gioco 60
LE NOSTRE RUBRICHE L'angolo d e l lo sper i me ntatore Panoram ica stereo
B uo ne .occasio n i
DIRETTORE RESPONSABILE: Vittorio Veglia.
DIRETIORE AMMINISTRATIVO' Tomasz Carver.
REDAZIONE. GUido Bruno, Gianfranco Flecchla, Cesare Fornaro, Francesco Peretto, Sergio Serml' nato, Antonio Vespa.
IMPAGINAZIONE: Giovanni LOjacono, Giorgio Bonis.
Adriana Piovano
SEGRETARIA DI REDAZIONE. Rlnalba Gamba.
SEZIONE TECNICA COSTRUTTIVA: Scuola Radio Elettra· Popular Electronlcs.
SEZIONE TECNICA INFORMATIVA: Consolato Gene·
rale Britannico; EIBIS . Engineering in Brltain; IBM;
IRCI . International Rectlfier; ITT . Components Group Europe; Philips; S.G.S .. Società Generale Semiconduttori; Siemens.
HANNO COLLABORATO A QUESTO NUMERO: Lo·
renzo Baiardl: Renata Peni ore, Claudio Panero. An
gioia Gribaudo, GIUseppe De Martino, Ida Verrastro.
Lorenzo Sartoris. Adriana Bobba. Gabriella Prelato.
Mario Durando. Angela Valeo. Filippo Bosso: Andrea
Vendilli. Giuseppe Picollo
34 50 64
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fettuati sul C.C.P. n. 17742107, Torino.
3
Da lIUti molto tempo i t(,c1/ici si ,tal/llU illtert:ss,l1ulo \'e1llprc pill U Cjuello clic potrd prob'lbilmellte e�s(r(' cou'zderdtcl ti piu ,igllijicatlL'o Pd,')'"O al'ul/ll uella
tecilologid dei .t'rnicol/dutturi ddi t( 11l/Jl deIZ'itll'('1/2ÙIIlC dc I trdllsi,t(lrt. il
micrl}ùdco!,ltore .\U si/l,\olu piu tripd (f, 'ilIClo, C01/t( IlIlto (io(' III Il/l Wl/CO circuito j,lttgrtlto. (2zu ,to di�pu ltl"(l ha tilnl>!dtl) eJ acC1'i' cil't(l l'I/ltere ,',e
vcnlJ "elettro/licJ, ]>,)rttll/clolo 41(/ 1U11i1'ello raramellt{ r,le,e,i1ttltu iu precedcllza.
Sv1l0 <-i1/( or.[ pochi col�)ro clIC. hdlll/O cUH/prc,\u LI jènldo (fuall Sdr(IW/t1 le CUll e:<aellzc (h Il.I (()11lpur. (1 del rUIL rOC,dC,)/ùton iII il1pohl l hc /lito /llte.e,rùt ).
l.u tu( 1l0{Oçid (/( Ila mil 'l,e/ett, IIlÙ li i eL'u!t'( lll'Ìl r(lpiclatl/c IrtE J {' 1'1' I{
impos 'ibile, (lllc!H' ]'( r col n I cl { .'011(1 Cl)lIlL'o'tl ill l'riln'l Pl r (I �, Id rL III phlll) il \IlO "iççHlfic lt) p()idl(: ,!i contlllltU !',lttcu ... il}J/{' {' ,I, tr' l d,l.dtre Ilvl'it,,- e pero il l ott Ilz/Jh Iltellfe rlOli Il.1 /tl/{l
'ufll
H I( � prl l, -i 1/1('dell,J projollditù <..' (h III J>0rUt{1 l'l)te/lzlalt di quc ti c.l'tI! 'lllllt , te (110' IkICI, filli:cl' per rl'u:plr1i .olu (�I1Ht fl1tti cii( aurm lltallO ti ( l/'fll I l/Il ii, L'l'Ce dI{
come 11/1/ }{'a::Élmi praticI/(.
R1/I�llT(, li comprel/J( r( (OH/l. ItI ,il' l!ltziOtlt' C I { ,lI'I'lt 1[( Il ll/l t, (Ulll!''' q el,(>ll',l Ile! t( H,]Hl S,1r .. l di I!r{lI,de li LI t I per l'r{ l' l/t rt ( li Irl,lggU)r t'l,i.lrt � Il le flltl/re pn lhilttù di "il11l'l'(l.
La p r i m a r ivoluz ione - Più d i 25 ann i or sono fu a nnu nci ata u na importante inven
z i one: si trattava di una scatol etta, rea l iz zata secondo la tecnica del l o "stato sol ido" e che conte neva il primo ricev itore a transistori . Qu este rad io rappresentavano la prima appl i
caz ione di massa del trans istore al germanio, i nventato i ntorno al 1 950 presso i Bel i Labo
ratories; a quel tempo i prezzi dei trpnsistor i erano scesi da 1 6 dollari a 2 ,5 dol l a r i .
U n altro importante passo avanti nel l a tecnol ogia d e i tra nsistori era stato annu ncia
to qualche mese prima . Alla riu nione del la
"National Conference of Airborne E l ectro nics" (Conferenza Nazionale su l l 'elettronica di bordo per aere i ) , Gordon Teal del la Texas I nstruments era il penu ltimo oratore in pro
gramma. I l titolo del l a sua rel az ione era "AI
cu ni nuovi e recenti sv iluppi nel G ermanio e nel Si l icio" ; ignorando i l contenuto d i qu esta relaz ione , g l i oratori precedenti, u no dopo l 'a l tro, avevano predetto che la tecnol ogia per p rodurre crista l l i d i sii icio con pu rezza sufficiente per costru i re dispositiv i a sem i co nduttore n o n sarebbe stata d isponibi l e se 4
non tra qualche anno. Teal d isse i nvece, stu
pendo tutto il pubbl ico: "Contrariamente al l e credenze comuni su l l a possibil ità di co
stru ire transistori al sil icio, ho propr io alcuni di questi d ispositivi nel l e m ie tasche".
Sono qu esti g l i eventi che d i ed ero inizio al la prima rivoluz ione ne l l 'e l ettron ica del l o stato sol ido: non sol o i l tra nsistore poteva essere prodotto in' grande quant ità, ma i prob l e m i d i temperatu ra insiti nel germanio erano stati r isol t i graz ie al l 'uso del s i l icio . Ciò perm ise a l la giova ne industria aerospa
z i a l e di cercare a l ternative ag l i ingombra nti , costosi e poco affidab i l i tubi el ettron ici che i ngombravano gli aerei sin dagl i anni prece
denti a l l a seconda gu erra mond i a l e .
L a seconda rivol uzione - N e l novembre del 1 958 Jack S. Kilby, del la Texas I nstru ments, mostrò al pubbl ico u n nuov issimo d i spositivo a sem iconduttore ch e per l a pri
ma volta incorporava più d i un tra nsistore , d i un resistere e d i u n condensatore su u n'u
nica piastr ina d i s i l ici o . /I ci rcu ito integrato el im i nava la necessi tà di una gran quantità
l
Una rivoluzione in continua evoluzione è in atto nell'elettronica per il largo consumo
d i disposit ivi separati e l e nu merosiss i me in terconnessioni el ettromeccan iche che qu esti rich iedevano; esso ha COSI spianato la via ad u na gran q ua ntità di apparecchi destinati al mercato del l a rgo consu mo, meno costosi e piu affid ab i l i.
I primi circuiti integrati prod otti nel 1 962 erano destinati a l l 'aeronautica america na ed erano dispositivi relativamente sem plici, cia
scu no dei qua l i conteneva da due a quattro gru ppi di el ementi attivi. I l G ru ppo di E le
menti Att ivi (brevemente ind icato con l a sigla A E G ) è l ' u nità d i m isura d e l l a comples
sità c ircuital e e coincide con u na porta logi
ca , un bit di memor i a od un singol o stadio di am plificaz ione .
La commercializzazione di questa rivol u zionaria tecno l ogia portò a d u n co ntinu o aumento del nu mero d i AEG raggruppati su un'area sempre piu ridotta . A titol o di co nfronto basti pensare che u n AEG con tubo a vuoto degli anni '50 occupava ci rca 25 cm2; un AEG a tra nsistor i a l l'inizio degl i a n ni '60 occu pava sol o 4 ,5 cm2; passando prima dal l a integrazione su piccol a sca l a
(SS I ) a l l ' i n tegrazione su media sca la ( M S I ) con piu d i 1 00 A E G per piastrina e poi al
l 'integrazione su l arga sca l a ( LS I ) con piu di 1 .000 AEG per piastrina, la superficie media di un AEG è stata r idotta a 3 milionesimi d i centimetro q u ad rato, con conseguente note
vole riduzione di costi.
U n o dei principal i svil uppi che hanno contrib u i to a l progresso del l a tecnologia LS I è stato il passaggio dai dispositivi bipol ari ad una configurazione u nipol a re denominata Meta l lo-Ossido-Semico nduttore ( M OS) . Con i dispositivi bipolari era molto difficil e o tte
nere e levate densità di componenti e le di
mensioni del l e piastrine su cui realizzare i circuiti integrati erano lim i tate dai probl emi de l la dissipazio ne del calore e de l l a bassa resa in produzione . La tec nol og i a M OS, che fa uso di un solo tipo di portato ri di cariche an
ziché di due, consente u na maggiore concen
trazione di componenti, un minor consumo di energ ia e richiede minori passi nel proces
so di produzione. Questi v antaggi sono però otten uti a spese del la velocità di fu nziona
mento.
5
U n o dei p r i m i r isu l tati dovu t i al perfez io
narsi del l a tecnol ogia M OS/ LSI fu l a calcol a
tri ce po rta t i l e rea I izzata ne l 1 967 ; qu esta prima calcolatr ice m i n i atu ri zzata m isu rava sol o 1 0 ,5 x 1 5 ,5 x 4 ,5 cm ed aveva come
"cuo re" un in sieme di ci rcu iti integrati che contenevano tutta l 'e l ettro nica necessar i a per esegu i re add izio n i , sottraz ioni , mol t i p l i caz ioni e d iv i s i on i .
L a tecno l og ia P M OS ( M OS a ca nale pos i tivo) u n i ta a l l a grande r i chiesta d i calco l ator i a basso costo portò d iversi cost rutto r i a d i n traprendere lo sv i l uppo d i u n ci rcu i to i nte
grato per calcolatore. La I nte l Corporation fu u n a del l e d itte che dec isero d i progettare u n m icroprocessore programmab i l e e molto versat i l e costru ito i n u n u n ico ci rcu i to i nte
grato , da usarsi , insieme ad altri ci rcu i t i i nte
grat i , per real izzare u n m i n ical col atore ; mes
so in commercio nel 1 9 72 il m ic roproces
sore I ntel 4004 el aborava b l occhi di 4 bit ciascu no . M eno d i un anno dopo, l a Natio
nal Sem icond u ctor, la Rockwe l l I nternatio
nal e l a F a i rchild Se miconductor lanciarono su l mercato m i croprocessor i ca paci di elabo
rare b l occhi di 8 b i t, contenenti d a i c i nque
m i l a ai d ieci m i l a transi stor i .
Per chia ri re meg l i o i l concetto , ricord ia
mo che un m icroprocessore è l ' U n i tà Cen
tra l e d i E l aboraz ione ( o CP U , cioè Centra i Processing U n it) d i un calcolatore; s e a d essa si aggiu ngono u na memoria, un generatore d i temporizzaz i o ne ( c l ock ) e c i rcu i ti d i in
gresso/uscita si ottiene u n m i n icalcolatore.
Se si completa l ' i nsieme con u n a l i menta
tore, d ispositivi d i interfaccia, visual i zzatori e d ispositivi d i contro l l o, nonché con u n gru ppo d i p rogram mi (cioè i l cosidde tto
"software" ) si ottiene u n si ste ma m i n i ca l co l atore che fu nziona nel vero se nso del l a parola come u n ca lcol atore el ettron ico .
La terza r ivo l uz io ne - I l success ivo evento r ivo l u z ionario n e l l a tecno lo,9ia m icroe lettro
nica si ve rif icò a l l ' i n i z io dél 1 97 1 , qu ando d ue tecn ici de l l a Texas I nstrume nts sv i luppa-
rono i l primo m icroca l co l ato re su un u n ico ci rcu ito i ntegrato . In q uesto d i spositivo era
no racchiusi piu di venti m i l a tra nsistori e tutti gl i a l t r i com ponenti necessar i per i d i versi organ i d i u n calcolatore, tutti raggrup
pati su una piastrina d i si l icio d e l l o spessore di pochi dec i m i di m i l l imetro e con u na su perficie d i ci rca due centimetri quad r i . I l numero d i compone nti necessa r i per rea l iz
zare un calcol atore scendeva in questo mod o pressappoco a l rapporto d i 1 0 a 1 , c o n u n a consegu ente notevol i ss i ma d im i nuzione de l costo .
I l picco l o calcol atore su singolo c i rcu ito integrato aveva u na capacità di ca l co l o di 4 bit ed era in grado d i esegu i re automatica
mente u na vasta gamma di operaz ion i com
pi esse . Su l l a piastr i na erano sistemati : ( 1 ) l ' u n i tà l og i co-aritmetica ( A L U ) che effettu a le operaz ion i fondamenta l i su i dati ed i l con
trol lo deci sional e ; (2) l a memoria per i m ma
gazzinare sia istruzioni d i programma sia dati che il calcol atore deve e l abora re ; (3) i cir
cu iti d i control l o e d i tem porizzaz i one che provved ono a richi am are l e i struz ioni dal l a ,memor i a e ad ind i r izzarle verso l e part i d e l siste ma che dov ranno esegu i r l e , n e l d ovuto . ordine e con la dovuta cadenza; (4) i sotto
. s istem i di i ngresso e di usc ita che permet
tono al calcol atore d i comu n i ca re con i l mond o esterno .
Du ra nte i l processo di fabbri caz ione de l l a piastrina d i s i l icio, i l p rogramma, preparato in base a l l e spec i fiche di que l l o che dovrà
�ssere il sistema final e , è i nserito ne l l a me
mor i a med iante u na tecnica di mascheratu ra ad u n sol o l iv e l l o che progra mma tre d i ve rse parti de l m ic rocalcol atore: la R OM , il deco
d i f icatore di i stru zioni ed il cod ificatore d'u
sci ta . Questi tre orga n i p rogrammati effet
tu ano l 'azi one di control l o sui dati che en
trano nel l ' u n i tà central e di e l aborazione , l 'e laboraz ione de i dati stessi e l a cod if ica dei dati i n usc i ta , COSI da soddisfa re i requ isiti de l sistema. I singo l i elem enti elettro nici co nte nuti ne l m icroca lcol atore hanno d i -
L o sviluppo dei microcalcolatori su singolo circuito integrato,
6
quale il TMS 1 000, ha portato alla realizzazione di generi di prodotti completamente nuovi, quali i giocattoli ed i giochi elettronici, gli elettrodomestici programmabili ed i radioricevitori con scansione automatica.
mens ioni dell 'ord ine dei m icron ; è COSI pos
s i b i l e che u n'enorme capacità di l avoro sia concen trata su u n'area pari ad u n terzo di centri metro q u ad rato. Ciò che è vera mente i m po rtante non è però tanto il fatto che si sia ottenuto un COSI e l evato grado di mi nia
tu rizzaz i one , ma che si siano real izzati so
sta nz ial i abbassa menti dei costi di produzio
ne sia dell 'elettron ica sia dei sistemi com
plet i , accom pagnati a nche da un sosta nz iale au mento dell 'affidab i l i tà . Per esempio, una fa m ig l i a d i dispositivi molto usata composta da qu attro serie di d ispositivi a 4 bit svi l u p
patas i a partire dal primo m icrocalcolatore offre u n 'affidab i l i tà super iore a l l o 0 ,05 % per 1 .000 ore, i l che equ ivale a meno d i u n gua
sto su duecentod ieci anni.
Con u n notevole m ig l i oramento nel costo e nell 'affidabi l ità rispetto ai sistem i composti da un m icroprocessore ed a l tr i c i rcu i ti LS I ca blati tra l oro, i l m icrocalcol atore sta rivo
l u z i onando i sistem i di control lo numerici.
L'effetto p i u evidente si è avuto nel l 'elettro
n ica desti nata al mercato di massa per il qua
le sono d ivenuti tecn icamen te ed econom i camente real izzab i l i t i p i d i prodotti com ple
tamente nuov i .
L e m i gl i or i rad i o a tra nsistori deg l i a n n i '70 offr ivano g i à la scansione autom ati ca del
la banda di frequenza accompagnata dal l'in
dicaz i one numerica del l a frequenza .
Le ca lco l atrici sono oggi capaci d i lavo
rare su un gruppo veram ente com pl eto di fu nzioni sc i entifiche e tecniche con un prez
zo che è del 90% piu basso rispetto a quel l o c h e avevano sino a poch i ann i o r sono.
I forn i a microonde sono ogg i d ivenuti program mab i l i grazie a l l 'u so del m icrocal co
l atore ; lo stesso accade per le l avatrici , i fru l l ator i , le macch ine p e r l a preparazione dei c i b i , le automob i l i , i s i nton izzatori per TV, i sistem i anti fu rto o di sicurezza e persino i gi ocattol i per bam b i n i .
Sen za esagera re, s i può, affermare c h e i l m icroca Icol atore h a reso rea I i cose che per molto tempo son o appartenute solo al cam
po del l a fantasc i en za. Il m icroca lcol atore, i l m icroprocessore e d i c i rcuiti logici L S I rea
l izzati su spec ifiche del com m i tente son o i l risultato d e i progressi tecnologici estrema
mente rapidi che conti nuano a mani festarsi ne l l ' i ndustri a dei sem iconduttori. Vi è inol
tre ragione d i credere che questo rapp resenti sol o u n i ni z i o e che la crescente com plessità de i nuovi disposi tivi sia accom pagnata da una proporz ionale r iduzione dei costi . 8
Dove si arr iverà? - Se ciò che è accaduto negl i u l t i m i diec i ann i può essere preso come una val ida i nd icazione, le poss i b i l i tà future sono v i rtual mente i l l i m i tate ed è ben d i fficile fare previsioni i n term i ni spec i fici ; l a tecno
logia si sta i n fatti sv i l uppando i n u na ma
n i e ra tal e come poche persone prevedevano anche so lo alcu n i anni or sono.
U n buon esem pio è offerto dal l ' i ndustr i a d e i g i ocattol i , la r ivoluz ione del la m ic roelet
tronica ha i nvestito il campo dei g i ocattol i piu d i ogni altro, da quando le batterie han
no sosti tuito i meccanismi a molla. Al l 'i n i z i o i fabbricanti erano alquanto esi tanti su l l 'op
portu ni tà di entra re nel campo dei giocattol i el ettron i c i ; nel 1 977 però alcune case co
struttrici di giocatto l i m isero cauta mente in vendita la prima generazione di gioch i el et
tronici , e da a l lora il loro mercato ebbe una espansione addirittura esplosiva ; neanche i l p i u ott i m ista degl i osse rvator i i ndustr i a l i avrebbe previsto i l successo d i massa d e i g io
cattol i e dei g i ochi el ettronici verificatosi da quel momento.
Anche i n a ltri campi l a velocità con cui l 'uso dei nuov i d ispos i ti v i si estende rende v i rtualmente i mpossibile pred i re con prec i
si one l ' i nfl uenza del m icrocalcolatore su i prodotti e serv izi dest i n ati al largo consu mo;
stanno però emergendo alcune tendenze in base alle quali si può avere una generica i nd i caz ione deg l i sv i l u pp i i n atto .
La maggior parte del l e appl icazioni avu
tesi neg l i u l t i m i anni non rappresenta a ltro che un adattamento relativamente semplice del l a tecnologia de i calcolatori (come l 'ag
g i u nta di un pannel lo o di una tastiera di co
mando elettronico) a prodotti esistenti ; re
centemente tu ttav i a sono compars i concetti i nteramente n uov i e si sono real i zzati pro
dotti che n on sarebbe ro rea l izzabil i , od al
meno problematici da real izzare, senza l 'a i u t o d e l m icrocalcol atore .
I l termometro numerico è u no di questi p rodotti ; u n dispos itivo a sem iconduttore molto sempl ice, il term istore, viene im pie
gato per rivel are un cambiamento di tempe
ratura, attraverso la variazione del l a sua re
sistenza el ettrica. La variazione di resistenza i n fu nzi one del l a temperatu ra, sia per i ter
m istori con coefficiente di tem peratu ra ne
gativa s i a per quel l i con coefficiente positivo, segue però leggi complesse si m il i a quel l a l ogar i tm ica. E ' però possibile sel ezion are u n campo di temperature piuttosto stretto, ad esempio per appl icazioni cl i n iche, ed agg i u n -
gere quindi diversi resistor! In derivazione per l i nearizza re l a cu rva . I segnal i l i nearizzati possono essere poi convertiti i n u na i nd ica
zione nu merica, ma tutto ciò l i m ita l e app l i caz ioni di un s i m i l e termometro e tende a portare i l suo prezzo al di sopra dei l i m iti accettabi l i dal mercato.
Una sol uzione molto piu conveniente per quanto riguarda i l costo è quel la adottata dal l a E l ectro-medics, una ditta di Denver nel Col orado ( U SA) . I progettisti di questa casa hanno messo a punto un algoritmo che defi
n i sce l a cu rva tem peratu ra-resistenza del ter
m istore memorizzandola nel m icrocalcola
tore ed usandola poi per passare dal l a gran
dezza anal ogica al l 'i nd icaz ione numerica . I l risul tato è u n termometro che può l avora re su u n 'ampia gamma d i temperatu re e che può serv i re a m oltissime appl icaz ion i , offren do u n a prec isi one d i 0 , 1 grad i . Grazie al m i
croca lcolatore è COSI poss i b i l e m isu rare l a temperatura d i u n paziente i n u n decimo del tempo rich iesto i n precedenza, con maggi ore precisione, senza il costo aggiuntivo dov uto a l risch io di rottura del termometro e senza l 'e rrore umano, sempre poss i b i l e quando si deve l eggere il val ore indicato da u n termo
m etro di vetro.
Un nuovo organo el ettronico recen temen
te l a nc i ato su l mercato dal l a Kenner Pro
ducts , di Cincinnati nel l 'Oh io ( USA) , è u n a l tro tip ico esempio d i prodotto l a cui rea
I i zzaz i one è resa possibile dal m icrocalcola
tore. Questo organo, denomin ato Play ' N Playback, grazie all 'uso d i u n m icrocalcola
tore TMS1 000 a 4 bit, contenu to i n u n sol o c i rcu ito i ntegrato, consente ai bam bini i n età prescolare di ascol tare u na tra otto can
zoni program mate nel l a m em oria, nonché di suonare, memorizzare e ri produrre canzoni d i l oro com pos i z ione o l ette sul l o spartito che accompagna l 'organo stesso.
Per coloro che hanno l avorato a l ungo con ronzator i meccanici ed el ettromeccan ici , campane l l i e fisch ietti , l 'idea di una p icco l a scheggia di sii icio che p a r l a od esegue musica sem bra i ncomprensi bile. I n passato, quando era necessario ottenere effetti sonori , ven i vano usati dispositivi composti d a mol ti componenti a semiconduttori per ottenere una varietà alq uanto l i m itata di suoni . I pro
dotti COS I costru iti presentava no però pro
bl emi de rivanti dal l e tol lera nze de i compo
nenti e dal l 'elevato costo di progetto e co
struzi one.
I possi b i l i circu iti i n tegrati real izzati su
specifiche del l 'utente non erano una sol u
zione conven iente per generare questi effetti sonor i , poiché non esi steva la poss i b i l ità di u n a p rogrammazi one esterna; se il suono n on era quel l o vol uto o non era soddisfacente, i l c i rcu i to doveva esse re riprogettato e d i l pri
mo d i sposi tivo svi l u ppato doveva essere el i m i nato. Un a l tro grosso p roblema con i ci r
cuiti per effetti sonori svi l u ppati su richi esta del c l i en te stava nel fatto che essi erano l i mi
tati ad una sol a -appl icazi one ed era necessa
ria perciò una produzi one i n quanti tativi ele
vati per ammortizzare i costi di svi l u ppo.
Il microcal colatore è stato i l passo tecno
l ogico che ha aperto l a porta al mercato de i generatori d i suoni a bassa frequenz a ; un m i crocalcol atore può i n fatti servi re di p e r sé a questo scopo, o ven i re usato per coman
dare i piu svar i ati c i rcu i ti generatori d i suon i . D a sol o un m icrocalcolatore può generare sol ta n to onde quadre; questo è poss i b i l e te
nendo un'usci ta per q ua lche istante n e l l o stato l ogico superiore, passando per qual che istante in quel l o inferiore , ritornando a quel l o superiore, e COS I v i a . Questo processo ge
nera un 'onda quadra che si rivel a acustica
mente accettabi l e per la m aggior parte del l e appl icazion i i n bassa frequenza. Per creare i nvece toni p i u puri , q ua l i l e note suon ate dagl i stru menti m usica l i , l 'onda quadra deve essere rimode l l ata al di fu ori del microca lco
l atore , ad esempio con l a sempl icissi ma ag
giu nta di un resistore e di un condensatore a l l 'uscita.
I ton i musica l i n on son o però l 'u n ico ge
nere di suono che si può creare con un m i crocalcolatore. I l nuovo g i oco el ettron ico, creato dal l a M arx E lectroni c e denom i n ato 300 B owl i n g Game, è un g i oco da tav olo co
mandato da un m ic rocalcolatore che simula tutti i m ov i menti ed i rumori propri del gio
co del "bowl i ng". I l cervel l o del l 'apparec
ch i o è un m icroca lcolatore a 4 b i t che fa ac
cende re l am pad ine che rapprese n ta n o i b i r i l l i e comanda un indicatore a L E D che segna l a i l pu nteggio ragg i unto ; i noltre esso riceve i dati d'ingresso da q uattord ici i n te rruttori strategicamente s istemati s u l l a cors i a di gio
co e comanda u n c i rcuito sonoro che i m ita il rumore dei b i r i l l i che cadono. Quest'u l t i mo effetto è ottenuto generando u n ton o a bassa frequenza e facendo poi smorzare i l suono med i ante componenti esterni ; i l ru
more de i b i ri l l i che cadono è poi otten uto raggruppando i nsieme d iversi di q uesti suon i , i n modo d a rappresentare i l numero d i b i ri l l i 9
colpiti.
Pe r app licazi oni che richiedono effetti sonori più complicati od a freq uenze più alte , i l microcal col atore può esse re usato per fornire i segnali di comando ad un gene
ratore di suoni più com plesso , contenuto in un a ltro circuito integrato , che imita le si rene , i l fischiare de i m iss i li, l e espl osioni, il cinguetti o degl i ucce l l i ed una gran qu antità di altr i effetti sono r i . I c i rcuiti integrati più pe rfezi onati possono generare su oni assai com p l i cati , com posti anche da tre d i versi toni, rum ore casuale o diverse com binazioni di qu este componenti , con tempi d i attacco ed estinzi one ind i pendenti .
Se s i sfruttassero l a vel ocità e l a capacità di elaborazione d i un microcalcol atore a 1 6 bit, quale i l T M S9940, sarebbe anche poss i b i l e insegna re a parl are al ci rcuito gene ratore di su oni SN76489, ovviam ente con un voca
bol ario a lq u anto limitato , ma pe rfettam ente ad egu ato ad una vari età di circuiti per an
nunc i; si potre bbe , ad esempi o , pensare d i com pletare i sistem i d i sorvegl i anza aventi l o scopo di ev itare col lisioni tra aerei con l a capacità d i dare un avvert i mento a voce;
COSI, invece che l uci fi sse o lam peggianti, il cu i sign i ficato deve ogni volta essere inter
pretato dal pi l ota de l l 'aereo, si udrebbe una voce che d i ffonde l 'avvertimento vol uto. In futu r o, g razie alla capacità d i riconoscimento de l l a voce di cui ver ranno dotati qu esti siste
mi per i l contr ol l o del vol o , essi potranno anche ag i re in base a comandi dati a voce . Le applicaz i oni dom estiche dei microca l col atori sono state in gene re lim itate a l l a cu
cina; in un prossimo futu ro si vedranno d i verse appl i cazi oni ne l campo de l l e tel ecom u
nicazi oni e degl i e lettrodomestici.
Sistem i pe r la combinazi one automatica de i numeri te lefonici e per l a risposta auto
matica al te lefono scende ranno presto , grazie al l ' uso dei microca l co l atori , a prezzi acces
s i bil i e sostitu i ranno i tel efoni normali, pro
prio come neg l i Stati Uni'ti i te lefoni a ta sti era stanno sostitu end o quel l i a di sco . G l i usi de l tele fono avranno COSI proba b i l mente una notev ole espansi one , poiché l ' utente potrà fare l e sue operazioni bancarie, pagare le fattu re ed inv i a re o ricevere informazi oni sc r itte su l l a linea te l efonica. I l "segreto" di qu esto nuovo uso del tel efono sta rà nel l a l arga d i f fusione d e i calco l atori per uso per
sonale .
Negli anni '60 , i d i l ettanti appassi onati di el ettronica si c i mentavano ne l l a progettazio- 10
ne e ne l la costruzione di apparecchiature aud i o "perfette" ; la sem pre più vasta diffu sione di questo hobby ha portato a l l a com
merci alizzazione ed a l l a produzione in massa su vasta scal a di questi perfezionati apparec
chi , portandoli ad essere disponi bi l i a prezzi rel ativamente bassi.
Negli anni '70 , i d i l ettanti hanno com in
ciato a r i volgere la l oro attenzi one ai calcola
tori. Sv i l uppare gi ochi ed a ltri progra m m i de l gene re sui calcol atori nati per usi professi 0-
nal i era un tempo il passatempo prefe rito da
gl i esperti di cal col ato ri e dai mate matici;
qu and o i m od u l i a microca lcol ato re comin
cia rono ad essere facilmente repe ribil i , chi aveva l'hobby di lavorare con il calcol atore cominciò a sposta re l a sua attività sui micro
calco l ator i . Come accadde con i sistemi ste re ofonici per alta fedeltà , i fa bbr icanti d i apparecchiatu re el ettroniche hanno preso nota di questo al l a rgamento del l ' inte resse sv i l u ppando una p r i ma serie d i calcolatori pe rsonal i appositamente pe r i d i l ettanti e successivamente sempre nuovi prodotti , pe r un mercato che s i estende ogni g i orno di più.
Sono ogg i disponibi l i calcolatori per uso domestico il cui uso non richiede esperienza in ca lcol atori o conoscenza de l l e tecniche di programmazione . I programmi sono infatti contenuti in apposite R OM ( memorie a sol a lettu ra ) che debbono soltanto esse re inse rite ne l calcolatore , proprio come le cassette per i d iversi giochi vengono inse rite negli appa
recchi per video-gi ochi nati ne l l a m età degl i anni '70 .
Si prevede che in un prossimo futuro i l ca l col atore pe r uso personal e sarà uno dei tanti congegni destinati a sempl i fica re e ad espandere l a capacità d i comunicazione a l l ' inte rno de l l e abitazi oni . Mediante un'inte r
facci a standardizzata , esso si col l eghe rà al te l efono, COSI da dare al l'utente i vantaggi di una com unicazi one au dio e v i siva auto
matizzata . Posta el ettronica , giornali e l et
tronici e com unicazioni automatiche diver
ranno serv izi d i uso comune. Con un' oppor
tuna inte rfacc i a a l l ' i m p i anto el ettrico d i casa, sa rà possi b i l e effettuare u n control l o su l l'energia consumata e comandare autom a
ticam ente le più sva riate apparecchi ature el ettr iche .
I l microcal col atore rende rà anche acces
sibili a tutti i sistem i antifu rto ed antiincen
dio perfezionati .
I siste mi antifurto riveleranno l a presenza di un eventu ale intruso ed ind icheranno i l
Sullo sfondo di una mlcrofotografla del circuito integrato per sintesI della voce TMC0280 compare lo schema a blocchi del sistema, basato su una codifica a predizione lineare, utilizzato nell'apparecchio "Speak and Spell"
della Texas Instruments.
11
Foto d, un c'rculto InregrJto per m,rrOld,coldtnre su cu' SOflO mdlcate le pnnclpdl, dree funzionalI
pu nto i n cui si è i ntrodptto; q uesta i n for·
mazi one compar irà su u n' moni tor video si a al prop rietario d i casa s i a a l l a centrale d i pol i z i a .
G l i a l l armi anti i ncen d i o riveleranno l a l o·
cal i zzazi one de l l ' incen d i o , calcol eranno l a s u a i n tensità e l a s u a velocità d i svil uppo e m etteran n o i n a l l arme gl i occupanti del l 'abi·
tazi on e i nd ica ndo l oro l a via più sicura per usc i re dall 'edi fici o ; provvede ran no inoltre a segnal are l ' i ncendio a l l a l ocale sezione dei pompi e r i , fornendo eventual i dettagl i su un m onitor video.
Tutti vorrebbe ro avere u n tosaprato, co- 1 2
mand ato da u n m icrocalcolatore , che, spi nto una vol ta sul prato lungo il cam m i n o vol uto, sia in grado di segu i re poi da solo lo stesso percorso . Con la sempl ice aggiu nta di un ra
di ocomando esso potrebbe anche esse re pro·
grammato in modo da uscire da solo dal l a rimessa e d i n i z i are i l lavoro.
Anche l 'automobi le non si sottrarrà al do
m i n i o del m icrocalcol atore ; in alcu n i dei mo
de l l i più l u ssuosi questo è già oggi una rea l tà . U n m icrocalcol atore te rrà sotto control l o i fre n i per rendere eguale l a frenata s u l l e d i verse ruote e m i n i m izzare i l risch io c h e q ue
ste sl i ttino su l l 'asfa l to ; l o stesso m icrocal co-
l atore control l erà i l funzi onamento de l mo
tore per ridu rre al m i n i mo l'emiss i one di gas i ncombusti ed ottenere il mass i m o r isparm i o . Grazie a i più recen ti progressi ne l l a sintesi vocal e , è prossimo il g i orno i n cui l 'automo
bi l e stessa "d i rà" a l guidatore che sta per mancare l a ben z i na o che l a pressione del l 'ol i o è vici na a l l i m i te m i n i mo.
Il m icrocalcolatore ha oggi appena i nco
m i nc i ato a sfruttare l ' i m menso potenziale che esiste nel campo del la istruz i one ; appa
recch i d i a i uto agl i i nsegnanti elementari , qual i i l "Li ttle Professor" (Piccolo Professo
re ) ed i l "Spea k & Spe l l " (Parla e Sc rivi ) en
tram bi del l a Texas I nstruments, con a l tr i ap
parecch i si m i l i , hanno trovato l a rga d i ffusio
ne negl i Stati U n i t i i n qual i tà di se mplic i apparecchi , portati l i ed a basso costo, che ai utano a rendere divertente lo stud i o . I cal
col atori son o stati resi adatti a l avorare nelle c l assi scol astiche per ai utare ad insegnare non sol o i fondamenti del l 'aritmetica ma anche l 'uso de l l a matematica d i per sé , i n te s a come l i nguaggio u niversal e .
G l i i nsegna nti e gl i studenti hanno d ato u n a risposta entusi asta a questi ausi l i di dat
tici basati sul calcol atore, tanto che si stanno ora facendo studi pe r uti l i zzare la stessa tecnolog i a anche per a l tri argomenti . Non è ce rto m ol to lon tano i l m omento i n cu i gl i studenti useranno i l calcol atore o mate rial i da esso prodotti per i mparare a leggere e a scrivere , per apprende re l a geografia, l a sto
ria e le li ngue straniere . Questa scienza è ancora a l lo stato pri mord i a l e , ma è op i n i one generale che essa potrà dare risu l tati sorpren
de nti nel campo de l l ' istruzi one ad ogn i l i ve l l o . I s i m ul atori comandati d a u n calcol a
tore , per esempio, sono oggi apparecchi nor mal mente usati ne l l e scuole di p i l otaggi o ; i n futuro ess i saranno proba b i l mente real i zzati in forma com patta e quindi portati l i e servi ranno come aiuto a l l ' istruzi one nei campi più disparat i , dal le pi ù semplici operaz ioni com merci ali a l pronto soccorso , dalle l ez i on i di br i dge alla manutenzi one dei calcolatori . Tra tu tte l e nuove caratteristiche si evol
verà anche que l l a che è forse l a .p i ù i mpor
tante: la faci l i tà di programm az i one . U n a programmazione sempl i ficata renderà faci le l 'uso de i cal col atori pe r compiti oggi i mpen sabi l i . Una nuova affasc i nante area di svi l up
po sta nel l a si ntesi e nel r iconoscimento au tomatico del l a voce . La tecno l ogia neces
sar ia per far "parlare" g l i apparecch i e let
tronici è oggi non solo acqu isita , ma anche
poco costosa, come è evidente dal l a compar
sa di apparecc h i parlanti q u a l i lo "Speak &
Spel l " . Alcun i esperti di e lettron ica preve
dono che il ricon osci men to del l a voce sarà effettuabi l e a costi ragi onevol i entro poc h i ann i . Pe r l a metà degli a n n i '80, g l i apparec
ch i e lettronici saranno abbastanza i ntel l i genti d a condu rre sempl ic i conversazioni con l 'u tente . Uno tra i grandi sog n i del l 'uomo, la macc h i n a che asçol ta e ri sponde , è i l pross i mo obiettivo da raggi unge re.
I n un futu ro non m ol to l ontano, una massa i a potrà i nseri re un arrosto su rge l ato nel forn o a m icroonde prima di u sc i re per una giornata di compere ; ad u na certa ora poi potrà ch iamare a l tel efon o la propria casa e col l egarsi al forno attraverso i l calco
l atore, ord i n andogli d i accendersi alle quat
tro del pomer i gg i o ; il for no risponderà:" A quale temperatura?". Alcu ne ore p i ù tardi l a massa ia arriverà a casa e d i rà alla porta d i aprirs i ; la serratura el ettronica riconoscerà come autentica la voce del l a padrona di casa ed apri rà la porta . Poi , come la si gnora en
trerà i n casa , l e luc i si accenderanno al suo i n gresso in ogn i stanza, spegnendosi n on ap
pe na l a sta nza viene abbandonata: tutto au toma ticamente. Ad un certo pu nto il forno potrà anche annunciare: " L'ar rosto è pronto"
Benché tutto c i ò possa sem brare fanta·
sc i enza non lo è sicuramente : la tecn olog i a p e r comporre un sistema d e l genere è già d i spon i b i l e , a nche s e p e r l a produz ione d i mas
sa si dovrà attendere qualche tempo. Ancora una volta, a l la base d i tutte queste poss i b i l ità sta l 'evolversi del l a rivoluz ione del m icrocal
col atore.
Verso l a metà degl i a n n i '60, Margaret Meade ha descr itto la soci età come nel mez
zo d i una esplosi one del l ' i nforma z i one: una situazione i n cui l a tecnologia ha fornito la capac ità d i raccogl i ere, orga ni zzare, i m ma
gazz i n are e di ffondere una enorme quan tità d ' i nform az i one i n m odo m ol to più vel oce d i quanto n o n si credeva fosse m a i poss i b i l e i n passato ; l 'uomo deve però ancora i m parare a sintetizzare l ' i nformaz ione. Questo è i l gros so problema che ha oggi dava nti a sé l 'i ndu
str ia dell 'el ettron ica per i l l argo consu m o . Grazie a l l a m icroel ettron ica è ogg i d i spon i b i l e una grande qua ntità d'i nformazione, d i prodotti e d i poss i b i l i tà; i l "probl ema" per i costruttor i che vog l iono produ rre qualcosa di nuovo è quello di fare una sintesi· di que
ste i n formaz ioni per ideare prodotti sempre
più efficienti ed util i . *
1 3
ALIMENTATORE DI PRECISIONE
per il banco di lavoro
È regolabile da 1
,25 V a 33 V
e fornisce fino a 1 ,5 A con eccellente
stabilizzazione
Uno strumento comunemente usato dagli sperimentatori è una sorgente di corrente continua stabilizzata e pulita. L'alimentatore ideale per il dilettante dovrebbe essere poco costoso, facile da costruire, regolabile su una gamma piuttosto vasta di tensioni d'uscita e in grado di fornire una corrente continua di 1 A o superiore. Inoltl e, tlovrebbe avere un alto grado di stabilizzazione contro le varia
zioni del carico e della tensione di rete e do
vrebbe contenere protezioni come la limita
zione automatica della corrente e della po
tenza massima e lo spegnimento automatico in caso di surriscaldamento.
Il progetto che proponiamo, formato da pochi componenti, presenta tutti questi re
qu isi ti ed è abbastanza robusto per soppor
tare gl i abusi ai qual i I a maggior pal te degl i al imentatori da banco è talvolta sottoposta.
La sua parte pl incipale è costituita da un 14
LM317, un IC monolitico a tensione varia
bi le, che può forni re una tensione d'uscita compresa tra 1,25 V e 40 V.
E' bene quindi, prima di esaminare il cir
cuito alimentatore, descrivere particolareg
giatamente questo circuito integrato.
L' l e stabi l izzatore LM317 - I l semplice schema riportato nella fig. 1 illustra il fun
zionamento basilare di questo componente, il quale mantiene la caduta di tensione tra il terminale d'uscita (l'involucro dello stabiliz
zatore di tipo TO-3) e il terminale di regola
zione (piedino 1) ad un valore costante di 1,25 V. In pratica, il resistore R 1 è collegato tra questi due terminali e stabilisce perciò una corrente di regolazione costante. L'in
tensità di questa COI rente e la posizione del potenziometro R2 determinano la tensione d'uscita dello stabilizzatore.
Se la corrente di regolazione è sufficien
temente intensa, il terminale d'uscita è sem
pre 1,25 V piu positivo del terminale di rego
lazione. Di conseguenza, disponendo il cur
sore di R2 in modo che il terminale di rego
lazione dell'lC sia a massa, ciò fa SI che l'in
tegrato si comporti come uno stabilizzatore a 1,2 5 V Ruotando l'alberino di controllo di R2, si eleva il terminale di regolazione so
pra il potenziale di massa, aumentando cOSI la tensione sul terminale d'uscita.
Su tale tel-minale si può ottenere qual
siasi tensione superiore a 1,25 V aumentan
do semplicemente la resistenza tra il termi
nale di regolazione e la massa. Anche se la ditta costruttrice specifica che la masSima
TERMINAL(/ I
DI REGOLAllONE
INVOLUCRO USCITA
REGOLAl CORRENTE
RI
STABILIZZATA
tensione differenziale tra l'entrata e l'uscita dell' le è di 40 V , i I dispositivo LM31 7 può essere usato per fornire tensioni stabilizzate piu alte. Tuttavia, un funzionamento del ge
nere richiede l'aggiunta di altri componenti per proteggere lo stabilizzatore da eccessive tensioni differenziali.
Si noti che Il LM31 7 non ha un terminale di massa, quindi se esso deve funzionare re·
golarmente, tutta la corrente di funziona
mento a riposo dell'le deve scorrere attra
verso il suo terminale d'uscita e l'le necessita di una minima corrente di carico. Nella fig. 2 è rappresentato un grafico della minima coro rente di funzionamento richiesta in funzione della tensione differenziale entrata-uscita.
Un modo conveniente per soddisfare questo requisito è scegliere per la corrente di regola
zione un valore opportunamente piu alto della corrente d i funzionamento a riposo
Fig. 7 -C"cuito basilare che I/lustra il funzionamento del circuito integrato stabilizzatore LM317.
dell'le.
La costituzione interna del LM317 rende possibile una grande varietà di applicazioni oltre a quella della stabilizzazione di tensio
ne con transito in serie; tra queste vi sono la prestabilizzazlone di traccia, la stabilizzazio
ne di commutazione, la stabilizzazione di corrente alternata, la stabilizzazione di cor
rente a due terminali e la stabilizzazione di potenza.
Ancora piu importante della semplicità e della flessibilità dell'le stabilizzatore a tre terminali è la sua abilità di proteggere prati
camente se stesso da ogni tipo di condizione di sovraccarico, aumentando perciò grande
mente la sua affidabilità. La corrente d'usci
ta viene limitata a 2,2 A per proteggere l'le ed anche il trasformatore d'alimentazione e il raddl izzatore. La protezione di sicurezza limita a 20 W la potenza massima dissipata 1 5
4,5
4,0
3,5
-c:(
..§.
3,0o CI) o 2: 2,5
ex:
c w 2,0
� 2:
w ex: 1,5
ex: o
(.) 1,0
0,5 .... ---.,
IO 20 30 40 Fig. 2 -Grafico delle minime
correnti di carico in funzione della tensione differenziale entrata-uscita.
TENSIONE DIFFERENZIALE ENTRATA-USCITA
(V)
dal l o sta bilizzatore, salvaguardando cosi il tra nsistore di tra nsito in se rie , incorporato nel ci rcuito integrato, da rottu re secondarie d istru tti ve. Il circuito di protezione di sicu rezza dimin uisce l a massim a corrente d'usci
ta possibi l e a mano a mano che la tensione diffe renzia le tra l'en trata e l 'uscita aumenta, l i mitando perciò la potenza dissi pata ad un val ore d i sicu rezza . U n grafico del l a limita
zi o ne de l la corrente d'uscita in funzione de l l a tensione diffe renzial e entrata -uscita è ri
portato nel l a fig. 3.
La protezione termica incorporata ne l l ' l e LM3 1 7 lim i ta l a tem peratu ra massima di qu esto integra to a ci rca 1 7'0 o C; ciò protegge lo stabil izzatore da l surriscal damento, qua
l u nque sia il tipo di sov raccarico o l a dissi pa
zione di ca l ore che si verifica. La tempera
tu ra viene sentita su l circuito in tegrato in un pu nto vicin o al transistore di transito in se
rie, consentendo al l o stabilizzatore di i nter
rompersi rapidamen te ne l caso si verifichi una condizione di sov racca rico potenzial mente distruttiva . U n a v o l ta che i l sov racca
rico è stato rimosso e il circuito integrato si è raffreddato, lo stabilizzatore riprende il suo normale fu nzion amento.
16
Tu tti qu esti ci rcuiti protettivi rimangono attivi fin o a che esiste almeno u na tensione differenzial e entrata-uscita di 2 V, anche se il terminale di regol azione viene accidenta l mente staccato dal resto d e l circuito.
I l circu ito - Lo schema completo del l 'ali
mentatore da banco è riportato ne l l a fig. 4.
Usando come stabi I izzatore di tensione u n LM 3 1 7, si semplifica grandemente i l p roget
to e la sua realizzaz i one, e si mantengono l e prestazioni e l 'affidabilità a d a l ti livel li.
Il trasfo rm atore d'alimentazione Tl è de l tipo un i versale con mol ti avvolgimenti . I l commutatore S 2 sceglie uno dei due avvolgi
menti primari, facendo variare l 'entrata al te rnata al raddrizzatore a ponte ad onda i n tera da 1 8 V nel l a posizione "Bassa " a 32 V nel l a posizione "Al ta". Ciò riduce al minimo l a dissipazi one di potenza del l o sta bil izzatore LM3 1 7 e consente la generazione di una pie
na corrente d'uscita a basse tensioni riducen
do la ten s i one d 'entrata al l o stabilizzatore qu ando l 'al i mentatore viene usato a bassi li
vel l i di tensione d'uscita. Un al tro van taggio è che il dissi patore di cal ore r i m ane meno cal do.
3
2
IO 2 0 30 40
Fig. 3 -Curve di funzionamento di sicurezza dell 'lC
stabilizzatore LM3 1 7 a tre
temperature di funzionamento. TENSIONE DIFFERENZIALE ENTRATA-USCITA
(V)
I l condensatore di fil tro C l mantiene l a tensi one d i ronzio d a picco a picco a d u n li
ve l l o inferiore a 2 V a l l 'entrata de l l o stabi
l izzatore e al l 'uscita di qu esto risultano pre
senti meno di 300 J.1 V efficaci di ronzio . I l condensatore ceram ico a disco C 2 deve es- ' sere m ontato vicino al l ' I C stabilizzatore ; an
che se nel l 'elenco dei mate ria l i viene indicato come facol tativo, esso è necessario se il con
densatore d i fil tro C 1 è montato a più di 1 0 cm dal l ' I C ., E' consiglia bi l e comunque in sta l l a re ugu almen te C2 anche se C 1 è vicino al l o stabilizzatore .
R4 e R 5 sono rispettivamente resistori di shunt e di cal ibratu ra del mil liamperometro M 1 ; si n oti che R4 è posto sul l ato d'entrata de l l o sta b i lizzatore anziché sul l ato d'usc ita, pe rciò esso non degraderà l a stabilizzazione contro l e vari azion i di carico. L 'esatto val ore di R5 dipende dal le caratteristiche del l o stru
mento usato per M 1 ; se si impiega uno stru
mento da 1 mA f.s. , tal e resistore deve avere un val ore compreso tra 1 0 n e 1 00 n.
Il resi store a strato di p recisione R 1 stabi
lisce una corrente di regol azione di 1 6 mA, che scorre attrave rso il potenziometro d i re
gol azione del l a tensione R 2 . R egol ando que-
5 t ' u l t i mo per l a mass i m a resi stenza , si porta il terminale di regol azione del l ' l e a 32 V ri
spetto a m assa e ciò porta la tensione d'usc i t a de l l 'a l i mentatore al val ore ric h iesto d i 3 3 , 2 5 V . P e r u n a l to grado di risol uzione ne l regol are l a tensione d'uscita , è consigliabile fare uso di u n potenziometro a d ieci g i r i . Qu al ora n o n s i a repe ribile un tipo de l genere , si può adottare per R 2 un normale potenzio
metro ad un sol o giro.
I l conde nsatore C3 fil tra qualsiasi tensio
ne di ronzi o che appaia su l te rm i na l e di rego
l azione, aumenta ndo la reiezione del ronzio a l l e a l te tensioni d'uscita. Il responso ai tran
sienti e l a sta bil ità del l 'a l imentatore vengo
no m igl iorati con l 'aggiu nta di C4 . Il diodo 01 forn i sce un percorso di scarica per C3 nel caso d i un cortocircuito al l ' uscita del l 'a l i mentatore . 02 invece protegge l ' I C stabi l i z
zatore contro ten sioni inverse che potreb be
ro essere acciden tal mente applicate al l 'uscita del l 'al imentatore .
R3 è il resistore addizion a l e per i I vol tme
tro d'usc ita M2; sia quest' u l timo sia M 1 sono normali strumenti da 1 m A f.s. con l e sca l e rifatte . L 'esatto val ore d i R3 dipende dal l e ca ratteristiche de l particolare strumento usa-
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LM 3 1 7K
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REGOlAZIONE VISTO DA SOTTO INVO��C��g O�
O VI NDI,D2 = IN4002
f�lNV�O.lU�C�RO� __ -. __ -. __ -. __ �(�ROOJI ��)
751l RI
DI 02
R2 +
2K REGOlAZIONE DEllA TENSIONE C3 20)JF
* VED. TESTO
F ig. ,; . �Ch/:1!11d "'Oll/p//:1 t U Ut:11 1 J/ / ! l I t1!1 CJlOi t:! UI pr/:1C / � / ont:.
M AT E R I A L E OCCO R R E NT E
C l = condensatore ele ttroli tico d a 3. 900 }1F -
50 V .
C2-C4 = condensatori ceramici da 0, 1 }1F (C2 è facoltativo)
C3 = condensatore elettrolitico da 20 }1F - 50 V 0 1 -02 = diodi 1 N4002
F 1 = fusibile a fusione len ta da 1 A IC l = s tabilizzatore di tensione National
5emiconductor L M3 1 7K TO-3 1 1 - 1 2 = lamp adine spia da 15 V J l -J2 = m orse t ti isolati (rosso e nero) M 1 = strumento da p annello da 1 mA f. s. ,
da 5 cm di diametro, con scala rifatta per un 'indicazione da O a 1 , 5 A
M2 = s trumento da p annello da 1 mA f. s. , da 5 cm di diametro, con scala rifatta per un 'indicazione da O a 30 V
R 1 = resistore a pellicola metallica da 75 U 1 /4 W, 1 %
R2 = po tenziometro a 10 giri da 2 k � l R3 = reslstore Il cui valore va ada ttato al
particolare s trumento us1rto (circa 30 k S l per uno s trumento d a 1 mA )
to per M 2 : s a rà pari a ci rca 30 k r 2 se viene usato uno strumento da 1 mA f .s. Le lampa
dine ad incandescenza I l e 1 2 i Ilum inano gl i strumenti del l'alimentatore e fungono anche da l ampad ine spi a .
Costr uzi one - I l prototipo del l ' al imentato
re da banco da 1 ,5 A ( fig. 5) è stato costrui - 1 8
R4 = reslstore da O, 1 i L - 1 /2 W, 5 %
R 5 = resistore da adattare allo strumento usato {in genere il suo valore varia tra 1 0 i l e 1 00 H per uno s trumento da 1 mA } R E C T 1 = raddrizzatore a pon te m odulare
da 2 A - l 00 V inversi di picco 5 1 -52 = commu tatori m iniatura a leve tta a
una via e due posizioni
T1 = trasformatore d'alimentazione universale con secondario da 30 V - 2 A
Scatola di allum inio adatta, dissip atore di calore, zoccolo TO-3 e rondella di mica, pas ta termica al silicone, cordone di rete, portafusibile, m anopola di controllo, piedini
di gomma, le ttere trasferibili a secco filo per collegamenti, s tagno, mtnu terie di montaggio e varie.
Pe r l ' acqU i sto del m ate r i al i rivolgersI a l l a d i t ta S V E T I -MAR -v i a L . Be l l a r d i 1 26 1 0 1 46 Tor i n o
t o i n una scatola d i alluminio alta 10 cm, lar
ga 15 cm e profonda 1 3 cm, il cui pannello posteriore è stato sostitui to con un diss ipa
tore di calore d'alluminio provvisto di tredici alette da 2, 5 cm. Si abbia cura di scegliere un dissipatore di dimensioni suf ficienti a l imi
tare l a temper atura dello stabili zzatore a non più di circa 75 c'C oltre la temperatura am-
biente quando d i ss i pa un massi mo d i 25 W . U n a ronde l l a d i m ica assicurerà u n a buo
na cond utti vità term ica tra l ' i nv ol ucro de l l o sta bi l izzatore e i l d i ssi patore d i cal ore, pur mantenendo l ' isol amento el ettrico. Si appl i chi uno strato d i pasta te rm ica a l si l icone su entrambe le facci ate del l a ronde l l a . Anche i l raddr izzatore a ponte ( R ECT 1 ) è stato i m bu l l onato a l d issipatore d i cal ore , m a , essen
do montato a l l ' i nte rno del d iss i patore, non è v i si bi le ne l l a fig. 6 .
Dopo aver praticato i fori pe r i var i com ponenti e aver tagl i ato i l panne l l o fronta l e
pe r l'inseri mento degl i stru menti , l a scatol a è stata vern iciata e contrassegnata con lette re trasferi b i l i a secco. Usando m i n ute rie d i montagg i o adatte , si s o n o p o i s i stemati tutti i com ponenti ad eccezione del condensatore di fi ltro e degl i strum enti , per l asci are lo spa
zi o necessa r i o a col legare i commutator i , i l potenzi ometro , ecc .
Pe r r i fare le scale degl i strumenti si son o asportati i cope.rchi ante r i or i d i p l astica, s i son o estratte le sca l e e si s o n o cancel l ati i numeri preesiste nti con u na gomm a ; qu i n d i
S I sono tracc iate le n uove sca le con lette re
F y. 5 - Vis ta In terna del pro totipo. /I dissipa tore di calo r e deve limitare la tempera tura dell 'lC a 7 5 :) C oltre la tempera tura ambien te.
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