Invertitore di polarita'

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L'invertitore di polarita' serve a rendere uniformi l'usura e la formazione di sporcizia sugli elettrodi. Affinche' ci sia questa uniformita' e' importante che le fasi di polarita' dritta o invertita durino esattamente lo stesso tempo.







Con questo schema l' inversione di polarita' e' ottenuta fisicamente tramite un rele' a due scambi, il funzionamento dell'inversione e' piu' evidente osservando le figure seguenti che mostrano la posizione degli scambi nelle due situazioni (rele' disattivo e attivo). Come si vede l'ingresso e' fisso, mentre la polarita' delle uscite viene scambiata:





Il rele' e' pilotato da un transistor BC517, a sua volta comandato da un integrato digitale CD4060.

Questo integrato contiene un oscillatore, la cui frequenza puo' essere regolata con i componenti applicati ai pin 9, 10 e 11. L'integrato contiene inoltre una catena di contatori binari che vengono usati come divisori di frequenza (ogni stadio della catena divide la frequenza per 2), l'utilizzo di divisori per 2 permette di ottenere la perfetta uguaglianza dei tempi dritto/invertito (cosa che non si riuscirebbe invece ad ottenere usando un solo oscillatore a bassissima frequenza).

In particolare sul pin 2 otteniamo una frequenza divisa 8192 volte, e una commutazione (da 0 a 12V o da 12 a 0) ogni minuto e mezzo circa (la polarita' degli elettrodi cambiera' quindi ogni minuto e mezzo circa).

L'alimentazione a 12V viene prelevata dall'uscita +12V del generatore di corrente costante, l'alimentazione per il rele' invece viene presa dalla tensione di alimentazione +LV.

Il diodo zener DZ va scelto in base al valore di +LV e alla tensione di funzionamento del rele'.

Ad esempio usando un rele' da 12V e un'alimentazione +LV da 24V, interporremo uno zener da 12V 1W.
Se invece usassimo un rele' da 24V lo zener non servirebbe.
Se la tensione +LV fosse di 30V e il rele' da 12V servirebbe uno zener da 18V e cosi' via, in pratica la tensione dello zener deve sempre essere la differenza tra l'alimentazione +LV e la tensione di funzionamento del rele'.

Il diodo 1N4007 protegge il transistor dai picchi di tensione che si possono creare ogni volta che il rele' viene spento.


Componenti necessari



 I componenti discreti (cioe' condensatori e resistenze).
Il primo e' un condensatore elettrolitico da 10 microfarad e almeno 25V di lavoro. Il secondo e' un condensatore al poliestere 100 nanofarad 63 volt.
I due diodi, in alto lo zener (se necessario)
e in basso il diodo raddrizzatore 1N4007.

Entrambi sono componenti polarizzati e vanno inseriti nel verso giusto. La fascia sul contenitore indica la punta dello schema elettrico (chiamata catodo).

Integrato cmos CD4060 con relativo zoccolo 16 pin.

Essendo un cmos e' piu' sensibile di altri componenti alle cariche elettrostatiche, quindi conviene maneggiarlo il meno possibile e non appoggiarlo assolutamente su materiali come il polistirolo che si caricano tantissimo, meglio piuttosto tenerlo avvolto in un pezzo di carta stagnola. e montarlo sullo zoccolo a lavoro terminato.

I cmos attuali sono comunque piu' robusti di quelli di una volta, per cui anche tenendoli un po' in mano o lasciandoli appoggiati al banco di lavoro non si danneggiano.
Transistor BC517, e' un transistor darlington, contiene cioe' due
transistor collegati assieme nello stesso contenitore.

Questo gli permette di avere un guadagno elevatissimo, cioe' per comandare la corrente collettore/emettitore basta una corrente di base piccolissima, e sono percio' l'ideale per essere comandati da integrati cmos che non forniscono molta corrente sulle uscite.

Rele' da circuito stampato con terminali passo 2,54 millimetri.

Questo tipo di rele' e' poco piu' grande di un circuito integrato e ha il vantaggio di assorbire pochissima corrente (10..20 milliampere).

Non e' il caso di utilizzare rele' piu' grandi in quanto la corrente da commutare (che e' quella che passa negli elettrodi) e' molto piccola.


Informazioni sui rele'



Montaggio






Nello schema si vedono dei ponticelli che passano sotto dei componenti, questi ponticelli vanno quindi messi per primi.

E'comodo segnarsi sempre dei riferimenti con un pennarello in modo da evitare errori.

Il foro grande serve eventualmente per il fissaggio della basetta in un contenitore.

I morsetti hanno i terminali piu' grandi dei fori della basetta, quindi si dovranno allargare con la punta da 1,5mm. Questo rendera' molto sottile il cerchietto di rame rimasto dall'altra parte, per cui bisogna fare un po' di attenzione nelle saldature.

Quando si fanno dei fori (o quando si segano le basette) si deve sempre controllare che dal lato rame non rimangano dei frammenti metallici che possono creare cortocircuiti.

I morsetti sono componibili, da 2 e 3 posizioni, qui sarebbero bastati due da due e uno da tre, ma non avendoli al momento ne ho messi due da tre, una posizione resta inutilizzata.


Il risultato ottenuto con le connessioni verso l'esterno:




Vista lato saldature:



Per quanto riguarda l'integtrato sono stati saldati solo i pin necessari.



Lista componenti:

Esempi di collegamento


 Collegamento dell'invertitore al generatore di corrente costante in caso di alimentazione con tensione singola.

All'invertitore arrivano le alimentazioni (+LV +12V GND) e i due fili con la corrente per gli elettrodi, questa viene invertita di polarita' ogni minuto e mezzo e messa in uscita sui morsetti E.

Collegamento nel caso si utilizzi un alimentatore a doppia uscita