Schemi elettrici

Riportiamo ora gli schemi elettrici del telecomando e della centralina. Si tratta di due schemi molto semplici, proprio per aver utilizzato un microcontrollore che, svolgendo la maggior parte dei compiti, limita la componentistica esterna.

 

Il Telecomando NOVIT└ 1998 - Da non perdere - ╚ stato realizzato il telecomando a microprocessore. Usa un PIC16C54A, Ŕ pi¨ piccolo del precedente, molto pi¨ economico ed incorpora un efficace sistema porta batteria che risolve il problema dei falsi contatti!

 

 

Analizzando lo scema dalla tastiera (non rappresentata), troviamo che questa è connessa direttamente agli otto piedini di riga e colonna della decodifica. Alcune tastiere, come quella del prototipo, dispongono di un nono terminale, collegato ad una lamina metallica interna che funge da schermatura: si potrà collegare questo piedino indifferentemente ad uno dei capi dell'alimentazione, a seconda delle necessità di progettazione del CS.

Alla decodifica sono collegati due condensatori, C1 e C2, rispettivamente da 0,1 ed 1 mF: il primo serve a far funzionare l'oscillatore, mentre il secondo serve a regolare il circuito anti rimbalzi.

Le quattro uscite dato della decodifica sono direttamente collegate agli ultimi quattro ingressi dell'encoder. Dato che l'Output Enable (piedino 12, attivo a livello basso) è a massa, le uscite (provviste di Latch) sono sempre abilitate, consentendo all'encoder di continuare a leggere il dato anche dopo il rilascio del tasto (come già detto, l'encoder può dover trasmettere fino ad altre quattro parole dopo il rilascio del tasto)

Dato che l'uscita Dato Disponibile (Piedino 11) è attiva al livello alto, mentre IC2 trasmette se ha in ingresso (Pin.14)un livello alto, si è reso necessario negare l'uscita di IC1 tramite il transistor Q2 (NPN tipo BC 237). Quando l'uscita di IC1 è a Zero, Q2 è interdetto ed IC2 non trasmette, mentre, quando l'uscita di IC1 è a livello alto, tramite R3 Q2 passa in conduzione portando a massa il Pin.14 di IC2, che può così cominciare a generare il suo treno d'impulsi.

Questi ultimi, regolati da un oscillatore interno la cui frequenza dipende dai valori di R1, R2 e C3, si ritrovano sull'uscita (Pin.15) e vengono applicati, attraverso R4, alla base del transistor Q1. Il gruppo oscillante, formato da Q1, C1 e C2, forma anche lo stadio trasmettitore, dato che non si è prevista alcuna antenna (sarebbe anche possibile collegarne una in quarto d'onda nel punto d'incrocio tra Q1 e C4). L'induttanza J1 serve ad evitare che componenti ad alta frequenza possano ritornare verso il resto del circuito. Anche se sullo schema non compare, è sempre consigliabile inserire un condensatore di filtro da 100 nF tra i due capi dell'alimentazione.

Viene ora riportato l'elenco componenti: qualora non sia impedito da fattori esterni, si consiglia di usare componenti SMD

R1

 100 KW

R5

 120 W

C4

Compens. Blu 

IC1

 MM 74C922

R2

 47 KW

C1

 100 nF

C5

 6,8 pF

IC2

 MC 145026

R3

10 KW

C2

 1 mF

C6

 3,3 pF

 Q1

BF 199 o simili

R4

 47 KW

C3

 6,8 nF

J1

 10 mH

 Q2

 BC 237 o simili

 

Infine, dato che sono pochissimi i circuiti elettronici che oggi si possono realizzare senza un circuito stampato, viene qui riportato il tracciato dello stampato del telecomando, visto dal lato rame, in scala [1:0,48] in stampa, e la disposizione dei componenti. Si noti la bobina L1 incisa direttamente sullo stampato, e la presenza di solo alcuni componenti in versione SMD, gli altri erano introvabili anche sui cataloghi professionali.

 

Anche se può sembrare ovvio, è importante sottolineare che, dato che il circuito in questione risulta essere molto delicato, dopo il montaggio è importante ripulire tutte le saldature da residui di pasta salda (che, anche se non dovrebbe, conduce) con della trielina o altre sostanze simili: di solito si consiglia sempre la trielina (tricloroetilene) perché di facile reperimento e perché non infiammabile.

 

 

La Centralina

 

 

 

 

Questo è il circuito che andrà inserito sul veicolo da proteggere. Il suo schema si può dividere nei seguenti blocchi distinti.

Ricevitore A.F.

Decodifica

Stadio di alimentazione

Adattatori d'ingresso

Finale B.F.

Comandi esterni

Il micro, o MCU (Micro Control Unit)

 

 

 

Come già detto il ricevitore serve a ricevere gli impulsi digitali che il telecomando invia via etere. In questa applicazione, dato che si richiede in uscita un segnale TTL, oltre allo stadio di alta frequenza, anche lo stadio finale dell'ibrido RF290-A è alimentato a 5V. L'antenna è costituita da un semplice pezzo di filo rigido da 25 Cm da disporre in modo che sia il meno schermata possibile dalla carcassa metallica del veicolo.

Si esamini ora il decoder, anch'esso alimentato a 5V, per permettere il collegamento diretto delle uscite all'MCU. Per funzionare ha bisogno di alcuni componenti esterni per sincronizzare la frequenza di lavoro e per l'impostazione del codice. Troviamo quindi il gruppo oscillatore formato da R2 e C2, che formano l'oscillatore, mentre R3 e C3 determinano la temporizzazione del segnale di dato valido. Per evitare che dal piedino di Uscita Valida arrivi un segnale discontinuo al micro, che lo interpreterebbe come l'arrivo di due codici, si è inserito il gruppo D2, R12, C4, che mantiene l'ingresso del micro a livello alto per circa mezzo secondo. Si dovrà poi impostare sul ricevitore lo stesso codice del trasmettitore, altrimenti IC1 non riconoscerà i dati inviatigli dal telecomando. Come sul telecomando, per risparmiare spazio, non è stato inserito nessun tipo di Dip-Switch, ma il codice dovrà essere impostato mediante delle apposite saldature tra le piste dello stampato. Anche se è un'operazione molto semplice, grazie anche al disegno dei due stampati, ovviamente non tutti sanno usare un saldatore. Dato che questo codice può anche essere fisso (in una produzione in serie i codici potrebbero essere assegnati in maniera casuale in fase di produzione), quella delle saldature è comunque una buona soluzione ed un ottimo compromesso tra costi, prestazioni e, soprattutto, dimensioni. Quella di usare saldature o piste da tagliare è una soluzione molto in uso nei telecomandi di cui si conosca a priori il codice (antifurto, condizionatori, ventilatori, lampade, ecc.) mentre è un po' scomoda, ad esempio, se si vuole acquistare un secondo telecomando, o se se ne devono acquistare molti (si pensi ad un apricancello in un condominio di 150 famiglie); in questi casi, di solito, vengono ancora vendute le versioni con dip-switch.

 

Lo stadio alimentatore serve a fornire al circuito le tensioni necessarie al corretto funzionamento. Onde evitare danneggiamenti dovuti ad un'eventuale inversione della tensione di alimentazione, si è inserito il diodo D1, che ha anche il compito di evitare che la tensione accumulata dal condensatore elettrolitico Ce1 si riversi nuovamente sull'impianto elettrico del veicolo in caso di improvviso calo di tensione (fase di avviamento, rottura della batteria, ecc.). È invece molto importante che Ce1 mantenga l'alimentazione anche in questi casi, per evitare danni causati dall'arrivo di impulsi, se non proprio di corrente alternata direttamente dal generatore: se la batteria di rompe improvvisamente, infatti, la corrente alternata, filtrata da un solo diodo, potrebbe arrivare direttamente sulla linea dei 12V dell'intero impianto elettrico del veicolo.

Segue quindi lo stabilizzatore SC1, un 78l05, che fornisce in uscita 5V stabilizzati, con una corrente massima di 100mA, più che sufficienti ad alimentare il resto del circuito. Per evitare che un cortocircuito in questo integrato possa portare i 12V sul resto del circuito, si è inserito lo zener DZ1, da 5,1V 2W, che, in condizioni di normale funzionamento, è sempre interdetto: qualora SC1 dovesse andare in corto, la forte corrente che attraverserebbe il diodo farebbe saltare il fusibile, o, in assenza di questo, il diodo D1.

E inutile sottolineare che, sparsi per il circuito, in prossimità degli integrati, si trovano numerosi condensatori di filtro, da 0,1 mF, tra i +5V e la massa

 

Gli adattatori d'ingresso servono a convertire il segnale proveniente dai sensori esterni, quali il folle o la pressione dell'olio motore, in livelli accettabili per il micro, che accetta solo valori TTL, cioè compresi tra 0 e +5V (in realtà si parla, normalmente di Vss-0,6 e Vcc+0,6, corrispondenti quindi a -0,6 e + 5,6V). I sensori dell'olio e del folle sono, invece, solitamente due interruttori, con un capo a massa e l'altro collegato, tramite una lampadina, a +12V: sulle loro uscite troveremo quindi una tensione che potrà essere 0 o +12V, assolutamente inapplicabile al micro. Lo schema dell'adattatore è molto semplice ed è costituito esclusivamente da una resistenza e due diodi: la prima funge da limitatrice di corrente, il diodo DL+ (1N-4148 o versioni SMD, come anche DL-) interviene ogni volta che la tensione d'ingresso supera i 5,6V. In pratica, passando in conduzione, mantiene sempre la tensione al disotto di 5+Vd Volt, dove Vd è la caduta di tensione ai capi del diodo e vale mediamente 0,6V; compito analogo svolge il diodo DL- nel caso in cui la tensione d'ingresso scenda sotto gli 0-Vd Volt (cosa che comunque non dovrebbe mai verificarsi)

 

Per poter emettere suoni con una certa potenza, si ha naturalmente bisogno di un amplificatore. Questo è stato indicato come stadio finale B.F. Si tratta di un finale a bassa corrente per segnali digitali formato da sei transistor. È in grado di fornire in uscita una tensione di 24 Vpp con tensione di alimentazione di 12V e pilotaggio TTL.

Il funzionamento del circuito è molto semplice, specie considerando che il blocco formato da Q2, Q3 e Q4 è perfettamente identico a quello formato da Q5, Q6 e Q7, tranne che per il fatto che R9>R6. Quando l'ingresso è a livello basso, Q1, che è un NPN, è interdetto, perciò sul suo collettore, tramite la R8, troveremo un livello alto. Questo è applicato alla base di Q4 e, tramite la R7, anche di Q3: essendo il primo un NPN, questo passerà in conduzione, mentreQ3 resterà interdetto. Si avrà quindi una tensione di 12V sulla 1a uscita. Se, invece, si applica in ingresso un livello alto, anche a soli 5V, contro i 12 dell'alimentazione di questa parte del circuito, il transistor Q2 passa in conduzione, portando a massa la base di Q4 (che va in interdizione) e pilotando, attraverso R7, Q3, che passa in conduzione. Si avrà così un livello basso in uscita. Dato che l'uscita del primo stadio è collegata all'ingresso del secondo, e considerando il fatto che ogni stadio inverte il livello logico in ingresso, tra le due uscite si avrà sempre tensione a 12V, la cui polarità dipende dall'ingresso. Questa è applicata ad un tweeter di potenza, tipo KSN-1005; essendo questo piezoelettrico, non è influenzato dalla corrente continua. Applicando all'altoparlante una tensione di 24Vpp, come quella presente all'uscita del finale B.F. sopra descritto, ad una frequenza ben precisa, si possono ottenere fino a 120 dB ad un metro di distanza. Purtroppo, dato che in un allarme si devono produrre almeno due note diverse, e dato che la parte di programma che gestisce i suoni non è molto precisa, dal circuito dell'antifurto difficilmente verrà generata esattamente quella frequenza, ma si avrà comunque un frequenza abbastanza simile, tale da ottenere una potenza sufficiente allo scopo. Si è scelto un altoparlante piezo perché durante il funzionamento attivo l'intero stadio finale BF assorbe meno di 20mA !!!

 

I comandi esterni sono quelli che agiscono direttamente sul controllo del veicolo. I comandi esterni sono due:

Il primo, formato da Q1, D3 ed R5, serve a pilotare il relè che a sua volta piloterà il motorino di avviamento, facendo partire il motore. Q1 è un NPN, tipo BC 337, da 0,8A 50V, caratteristiche più che sufficienti per pilotare un relè a bassa tensione (saranno poi gli scambi di quest'ultimo, progettati per reggere fino a 150 A, a pilotare il motorino, sempre a bassa tensione). Dando un livello alto sull'uscita del micro, tramite la R5, il transistor conduce, attivando il relè. Al momento del rilascio il diodo D3 blocca i picchi di extratensione inversi per evitare danni al resto del circuito.

Altrettanto semplice, ma efficace, è il blocco dell'accensione. È costituito da un TRIAC per alte tensioni, fino ad 800 V, fatto per sopportare fino a 6A, ma con una corrente d'innesco di soli 4mA. Il suo compito consiste nel cortocircuitare l'uscita del Pick-Up. Il Pick-Up è una piccola, bobina che genera un picco di tensione nel momento in cui un pistone arriva nel punto in cui deve avvenire lo scoppio. Se si cortocircuita, o si scollega questo segnale, la centralina elettronica di accensione non genererà mai i 40KV necessari alle candele, quindi il motore non potrà funzionare. È importante collegare il cavo che esce dall'antifurto a quello che va dal motore all'accensione, in un punto ben nascosto, magari raggiungibile solo smontando il veicolo, lontano sia dall'antifurto che dall'accensione, in modo che un eventuale ladro con un po' di esperienza non riesca a manomettere il tutto, o almeno non in poco tempo ed inosservatamente.

 

Il Microcontrollore, detto anche mC, Micro, MCU e PLC, è quel componente che, governato da un programma che è specifico del circuito in cui è inserito, controlla tutto il funzionamento dell'antifurto. Oltre ai piedini dei Port e dell'alimentazione, ha degli altri terminali che dovranno così essere collegati.

 

Elenco componenti centralina.

R1: 1 MW

RL: 5,6 KW

Q1, Q4, Q7: BC 337

IC2: ST 62T10 by triky®

R2: 47 KW

Ce1: 1000 mF, 16V

Q2, Q5: BC 237

D1: SMD 1A, 100V

R3: 180 KW

Ce2: 100 mF, 16V

Q3, Q6: BC 327

D2, DL: 1N 4148 o simili SMD

R4 ¸ R6: 2,2 KW

C1, Cf: 0,1 mF

SC1: mA 78L05

D3: 1N 4007 o simili SMD

R7 ¸ R11: 4,7 KW

C2: 47 nF

AF1: RF 290A - 300

Piezo: KSN 1005 A (Motorola)

R12: 2,2 MW

C3: 22 nF

IC1: MC 145027

Scatola METALLICA

 

 

t

Stampato e piano di cablaggio della scheda della centralina.
Impostare la risoluzione immagine a 200 dpi, risoluzione di stampa 200 dpi min.

 

 

Rilevatore esterno di avviamento

Sui motori sprovvisti di sensore della pressione dell'olio (come quello della moto su cui è stato montato il prototipo), è impossibile sapere immediatamente se il motore si sia realmente avviato. Si è quindi utilizzato un semplice circuito esterno che raddrizza la tensione fornita dal generatore e la mantiene per circa mezzo secondo. Per la realizzazione di questo circuito non si è utilizzato uno stampato proprio, ma il tutto è stato montato su di una basetta millefori di piccolissime dimensioni. Il circuito è stato poi opportunamente isolato, installato all'esterno della centralina con della colla a caldo e collegato all'ingresso "Olio" della centralina come se fosse veramente il pressostato dell'olio.

 


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