Questa è scheda progettata per fornire la corretta alimentazione elettrica per tutte le unità del bus MassaBus e pertanto deve essere unica in tutto il bus, se i dispositivi nel bus hanno una alimentazione centralizzata e interconnessa. L’utilizzo di una alimentazione centralizzata permette di proteggere in maniera efficace il sistema in caso di blackout o sabotaggio dell’alimentazione elettrica, attraverso l’utilizzo di un gruppo di continuità. Ovviamente le altre schede possono anche essere alimentate indipendentemente a discapito della centralizzazione delle alimentazioni dell’impianto. La scheda prevede una tensione in ingresso pari a 12Vac, pertanto per poter alimentare la scheda con la tensione di rete è necessario interporre un trasformatore riduttore di tensione (230V/12V), la cui uscita a 12V può essere connessa direttamente all’ingresso della scheda.
Caratteristiche scheda alimentazione progettata
La scheda progettata dispone delle seguenti caratteristiche:
- Dispone di raddrizzatore, pertanto può essere collegata direttamente a trasformatori di alimentazione. La tensione di alimentazione consigliata può essere almeno 14Vac in caso di tensione alternata diretta da trasformatore o almeno 18Vdc in caso di alimentazione con tensione continua (questa possibilità permette di collegare come alimentazione della scheda dispositivi di backup a batteria, evitando così l’utilizzo di costosi UPS).
- Supporta come tensione in ingresso un range molto elevato essendo dotata di stabilizzatore di tensione per l’alimentazione della scheda di interfaccia bus ed essendo i dispositivi slave dotati di proprio stabilizzatore interno.
- La scheda è protetta tramite fusibile da cortocircuiti (esso andrà dimensionato in base alla grandezza dell’impianto).
- Dispone di un uscita stabilizzata a 5V per alimentare la scheda di interfaccia bus.
- Dispone di un uscita non stabilizzata a 16V per l’alimentazione dei dispositivi slave presenti nel bus.
Schema elettrico progettato
Di seguito viene mostrato lo schema elettrico progettato della scheda di alimentazione dimensionato per una corrente massima erogabile di 2A.
L’alimentatore presenta al suo ingresso un fusibile di protezione che interviene in caso di cortocircuiti presenti nella linea di alimentazione del bus, prevenendo eventuali rotture del ponte rettificatore e del trasformatore a monte del circuito. Successivamente è presente un ponte di diodi che permette di utilizzare il circuito sia con corrente alternata, sia con corrente continua, evitando però la necessità di rispettare una polarità in ingresso al circuito. Infatti il ponte raddrizzatore a diodi permette di dare in uscita una ben precisa polarità anche in caso di inversione della polarità in ingresso ed è per questo motivo che la configurazione dei diodi BR1 viene comunemente chiamata a ponte raddrizzatore. In uscita dal ponte vi si trova un condensatore di livellamento C1 che provvede a livellare la tensione pulsante, nel caso di alimentazione in corrente alternata. La sua capacità deve essere tale per permettere all’alimentatore di fornire, a carico massimo, un ripple accettabile dai circuiti alimentati (solitamente viene utilizzata una capacità di 1000uF per ogni ampere da erogare).
In questo caso dato l’assorbimento massimo di 2A si è scelto di utilizzare una capacità da 2200uF che permette di garantire un basso ripple in uscita.
La tensione livellata dal condensatore C1 a questo punto viene inviata direttamente alla linea del bus e allo stabilizzatore di tensione IC1 della linea riservata all’interfaccia del bus.
I condensatori C2 e C3 connessi allo stabilizzatore provvedono ad evitare auto oscillazioni dell’integrato stabilizzatore 7805. Tale integrato provvede a stabilizzare la tensione nella sua uscita, mantenendo una tensione di 5V costante anche al variare del carico. Inoltre presenta verso massa un diodo D1, necessario per elevare la tensione stabilizzata (5V) di 0,7V in previsione della caduta di tensione del diodo di protezione polarità in ingresso alla scheda di interfaccia BUS.
In uscita dallo stabilizzatore di tensione vi è posto un led con relativa resistenza di limitazione che provvede ad indicare il corretto funzionamento del circuito. La resistenza di tale led è stata dimensionata per fornire al led una corrente molto bassa di circa 4mA, per poter risparmiare sul consumo, essendo questo led di sola indicazione ed essendo acceso ininterrottamente.
Come si può notare dallo schema l’alimentazione del BUS non utilizza alcuna stabilizzazione (essendo le schede slave dotate di proprio stabilizzatore) e pertanto per cambiare l’assorbimento massimo consentito, in relazione alle dimensioni previste del sistema, sarà sufficiente mutare i valori del fusibile, del ponte di diodi e della capacità. Lo stabilizzatore di tensione inserito (7805) interviene soltanto nella alimentazione della scheda di interfaccia bus, essendo essa non dotata di stabilizzatore. Il calore generato dall’integrato 7805 durante l’alimentazione della scheda di interfaccia bus non è tale da richiedere l’uso di un dissipatore, avendo essa un assorbimento, durante il normale funzionamento, inferiore al centinaio di milliampere.
Nel link sotto sono disponibili i file per realizzare la scheda con anche il file in formato fidocad.
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ALCUNE IMMAGINI
