Accensione LED ritardata di 3 secondi

[emaborsa]

Ciao,
Avrei bisogno di uno schemino per accendere un LED con un ritardo di alcuni secondi. Andando nel dettaglio, premendo un interruttore tattile per 3 secondi il led si deve accendere. Una volta rilasciato si deve rispegnere. Non sono esperto in materia ma se non sbaglio dovrei cavarmela con un condensatore, qualche resistenza e un transistor, o sbaglio? Inoltre peró non ho idea dei valori. Posso dirvi però che il tutto deve lavorare dai 3 ai 5V.

Grazie in anticipo.

[emaborsa]

Ho trovato questo schema su un sito tedesco:

f-alpha.net: Experiment 11 - Verzögerungsschaltung

Dovrebbe funzionare. o?

[ElNonino]

Originalmente inviato da emaborsa

Ho trovato questo schema su un sito tedesco:

f-alpha.net: Experiment 11 - Verzögerungsschaltung

Dovrebbe funzionare. o?

Si dovrebbe funzionare.

[emaborsa]

Siccome ho 5V in entrata, mi sai dire indicativamente i valori di R1, R2 e C1 per avere un ritardo di circa 3 Sedondi?

[emaborsa]

Ho dato un occhio a casa, non ho BC547B. In cambio ho 2N5460, 2N3904 e BC337. Il 2N5460 può andare bene comunque?

[CarloRoma63]

Originalmente inviato da emaborsa

Siccome ho 5V in entrata, mi sai dire indicativamente i valori di R1, R2 e C1 per avere un ritardo di circa 3 Sedondi?

Per calcolare i dati dobbiamo fare delle considerazioni su come si comportano i componenti.
Il transistor entra in conduzione quando la tensione sulla sua base raggiunge c.ca 0,5 - 0,6V (alcuni transistor, ormai in disuso, avevano la soglia a 0,2), quindi devi calcolare il tempo per far arrivare la tensione sul condensatore a 0,5V in tre secondi.
La costante di tempo T è RC, ovvero il prodotto della resistenza per la capacità. Occhio ai multipli e sottomultipli....
Se non ricordo male, sono passati solo 38 anni dal diploma in elettronica, dopo il tempo T il condensatore sarà a 0,7 Vcc e la velocità di salita della tensione è inversamente proporzionale al tempo che passa (molto rapida all'inizio)

Dando un po di numeri, vediamo cosa succede con dei valori "a caso": R=1000 Ohm e C=1000 microFarad. La costante di tempo vale 1.000*1.000/1.000.000 (micro=1.000.000) = 1 secondo. Avendo 5V di alimentazione, dopo un secondo il condensatore raggiungerà la tensione di 3,5V

L'approccio corretto però non è questo. Dobbiamo innanzitutto evitare che si bruci il transistor quando teniamo premuto il tasto per lungo tempo. Dobbiamo quindi calcolare la resistenza R in modo da non far passare troppa corrente della Base del transistor (diciamo non oltre 10 mA). La formula diretta è Ibase=(Vcc-Vbe)/R, dove Vcc è la tensione di alimentazione, Vbe è la tensione tra Base ed Emettitore del transistor. Rigirando la formula e sostituendo i valori corretti, abbiamo che R=(Vcc-Vbe)/Ibase=(5-0,7)/0,01=430 Ohm. Approssimiamo a 420 o 470 Ohm, i valori commerciali più prossimi.
Se vogliamo che il condensatore arrivi a 0,5V dopo tre secondi, possiamo immaginare che arrivi ai 3,5V di cui parlavamo prima dopo trenta secondi. Dobbiamo calcolare C. Se T=RC, allora C=T/R=30/470=0.063 Farad... uno sproposito.
Per avere un condensatore "umano" siamo costretti ad aumentare il valore di R (nel circuito che citi viene usata una 100.000 Ohm ed un condensatore da 100 microF).
Abbiamo visto che il limite inferiore di R è dato dalla massima corrente accettabile dalla base, ma il limite superiore da cosa è dato? Sempre dalla corrente di Base, ma questa volta dobbiamo sapere quale sarà la corrente minima necessaria per far scorrere nel Collettore del transistor la corrente richiesta dal Led.
Sappiamo che la corrente di collettore dipende (quasi) esclusivamente dalla corrente di Base e i due valori sono legati da un parametro (quasi) costante chiamato Beta, tipico di ogni transistor. Il citato BC547B ha un Beta di 180 nell'intervallo di utilizzo a noi utile. Se il led deve essere alimentato con 10mA, significa che la corrente di Base dovrà essere di 5,5 microAmpere. Riutilizzando la Ibase di prima ma con i nuovi valori, abbiamo che la R non dovrà essere superiore a 781 KiloOhm, quindi la R indicata nel progetto (100 KiloOhm) è idonea allo scopo. Con questo valore (100 K)
ricalcoliamo il C=30/100.000 = 300 microfarad, valore "umano" e facilmente reperibile, magari al valore commerciale più prossimo.
Fai una prova con questi valori, se vuoi regolare meglio i tempi sostituisci la R1 con una R da 50.000 con in serie un trimmer da 100.000 (la R ti protegge da un errore di manovra del trimmer)
Per la R2 il discorso è completamente diverso. Per calcolarla dobbiamo considerare il transistor in "saturazione", quindi quasi come se fosse un interruttore chiuso. I parametri da cui dipende R sono la tensione di alimentazione Vcc, la tensione di funzionamento del led VLed, la tensione di saturazione del transistor Vce e la corrente che ci vogliamo far scorrere dentro ILed (supponiamo 10 mA). La corrente I sarà (Vcc - VLed - Vce)/R2. Siccome dobbiamo calcolare la R2, rigiriamo la formula e sostituiamo i valori noti R=(Vcc - VLed - Vce)/ILed = (5 - 2.5 - 0.5)/0,01 = 300 Ohm.

Buon lavoro

Carlo

[CarloRoma63]

Originalmente inviato da emaborsa

Ho dato un occhio a casa, non ho BC547B. In cambio ho 2N5460, 2N3904 e BC337. Il 2N5460 può andare bene comunque?

Devi vedere se sono dello stesso tipo (PNP o NPN) e utilizzare il Beta corretto (lo trovi nel datasheet) per calcolare R1 massima ed R2.

Carlo

[emaborsa]

Grazie per la lunga e dattagliata risposta/spiegazione, ma ho un problemino.

Prima di chiedere aiuto qui sul forum avevo già provato seguendo schemi e istruzioni trovate per il web. Il risultato era che il led si accendeva subito e poi piano piano si spegneva.
Ora seguendo le vostre dritte ho lo stesso effetto

Dove sbaglio?

[ElNonino]

Io per andare sul sicuro userei un buon vecchio NE555.

Il circuito con il solo transistor funziona sulla carta perchè non tiene conto della ESR del condenstaore elettrolitico, del beta del transistor e della sua Vbe (enormemente variabili anche fra esemplari della stessa marca e modello), inoltre il Led si accenderà/spegnerà sempre +o- gradualmente mai ON/OFF netti.

[emaborsa]

Originalmente inviato da ElNonino

Io per andare sul sicuro userei un buon vecchio NE555.

Ok..mi daresti anche uni schema?