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armonizzare lavatrice, condizionatore, lavastoviglie...

Partenza ritardata per apparecchi elettrici

intuitivo e facile da azionare

Introduzione | Schema elettrico | Montaggio | Tavola Nutchip | Collaudo

 

Accende o spegne, a tempo debito

Oggi le lavatrici e lavastoviglie più costose dispongono di un timer per farle accendere con un ritardo di pochi minuti o di alcune ore.
E' una funzione utile in molti casi:

  • chi sta fuori tutto il giorno può preparare la lavatrice, e ritardare il lavaggio in modo che il lavaggio finisca appena prima del loro ritorno a casa. In questo modo gli abiti non resteranno umidi e stropicciati per tante ore all'interno del cestelllo.
  • chi desidera vedere la TV nel tinello senza il disturbo della lavastoviglie, può tranquillamente preparare i piatti e ritardarne l'accensione a quando sarà già a letto
  • chi ha pochi kW a disposizione, e non può accendere contemporaneamente più elettrodomestici o l'aria condizionata, potrà ritardare l'accensione in modo da non fare scattare il limitatore ENEL

Ma il nostro circuito funziona anche al contrario, cioè anche spegnendo l'apparecchio dopo un determinato tempo: potrete vincolare l'uso di televisori, illuminazione sportiva, motori di pozzi, riscaldatori e ogni altro apparecchio elettrico al periodo che desiderate.

       


CARATTERISTICHE TECNICHE

  • 3 ritardi: 90 minuti, 3 ore o 6 ore (*), azionati da pulsante diretto
  • pulsante per accensione e spegnimento immediati
  • contatto in chiusura (partenza ritrdata) oppure in apertura (arresto ritardato)
  • indicazione LED del tempo selezionato
  • alimentatore incorporato

(*) potete scegliere altri tempi modificando la tavola della verità

Schema elettrico

Lo schema elettrico richiede pochi componenti, perchè la funzione del timer è incorporata dal Nutchip. Una volta tanto cominciamo dall'uscita, costituita dai contatti del relè RE1 collegati al morsetto M2.
Se vogliamo far accendere un elettrodomestico al termine del tempo, utilizzeremo il contatto del relè siglato NA (normalmente aperto) ed il contatto COM (comune). Se invece ci interessa spegnere il carico al termine del tempo useremo la coppia di contatti COM e NC (normalmente chiuso).
Il relè RE1 è pilotato dall'uscita 4 del Nutchip tramite il transistor TR1, ed è adatto per collegare apparecchi fino a 300-350W di potenza. Per potenze superiori ricorreremo ad un relè di potenza esterno, come descritto più avanti.



Schema del temporizzatore per partenza ritardata. Il relè si spegne premendo SW3, SW4 o SW5, e si riaccenderà solo dopo il tempo prefissato. Per accendere manualmente il relè premete SW1(che azzera anche il tempo),e SW2 per spegnere.

Oltre ad accendere il relè RE1, il transistor pilota anche il diodo LED DL4, che si accenderà ogni volta che il relè è eccitato. Le altre uscite del Nutchip, da OUT1 a OUT3, sono collegati ad altrettanti LED che indicano il tempo di ritardo selezionato.

La selezione del tempo avviene premendo uno dei pulsanti SW3 (90 minuti), SW4 (3 ore), SW5 (6 ore). Premendoli, l'ingresso relativo (da 2 a 4) andrà a livello logico 0.
Il pulsante SW2 è collegato all'ingresso 1, e serve per disattivare manualmente il relè, annullando l'effetto del timer. Un altro pulsante, SW1, ha l'effetto opposto, e funziona resettando il chip.
Il Nutchip oscilla alla frequenza di 4MHz, determinata dall'oscillatore ceramico OSC1. Il connettore CN1 serve solo per la porgrammazione del chip, e potete ometterlo se pensate di pre-programmare il chip su di un altro circuito. Vi consigliamo di tenerlo, non solo perchè così è più facile modificare la tavola della verità "al volo". Tramite l'interfaccia, potrete infatti "vedere" ingressi e uscite sullo schermo del PC usando il software Nutchip Commander: uno strumento utilissimo per capire veramente a fondo come "gira" il chip.

Il circuito ricava la tensione a stabilizzata 5 volt da un trasformatore esterno da collegare ai capi del morsetto M1. I diodi D2, D3, D4 e D5 nella classica configurazione a ponte raddrizzano la corrente alternata, che viene poi livellata da C4. L'integrato IC2, un 7805, stabilizza la tensione al valore fisso di 5 volt,



Sulla basetta trova posto anche l'alimentatore. La tensione alternata di 9V proveniente dal trasformatore (non mostrato) viene raddrizzata e stabilizzata a 5 volt prima di alimentare il circuito.

Relè di potenza per potenze superiori a 350W


Un relè della Merlin Gerin, montabile su barra DIN.
Se la bobina del relè non fosse a 220V, dovrete interporre un trasformatore.

Per accendere un elettrodomestico ad elevato consumo (più di 1-2 ampere, pari a circa 350 watt) si utilizza il relè di potenza (teleruttore) in corrente alternata. Li trovate nei negozi di materiale elettrico.
Un relè di potenza non si pilota direttamente con il Nutchip, si interpone invece un relè più piccolo (il relè pilota, nel nostro caso RE1).
E' il relè pilota che accende il relè di potenza, secondo lo schema qui a lato.
Chiedete sempre al vostro elettricista quale modello è più adatto per la vostra applicazione.


Collegamento del relè di potenza (con bobina a 220 volt) al relè pilota RE1 presente sul circuito stampato.
A voi scegliere se utilizzare il contatto NC o NA di RE1.
Nota: la numerazione dei morsetti del relè di potenza si riferisce al modello della foto, e può variare da modello all'altro.


Montaggio

Per realizzare questo circuito vi consigliamo di preparare un circuito stampato seguendo il disegno che segue. Potete usare una millefori (seguendo la quadrettatura del disegno, pari al passo dei fori) solo se siete davvero esperti in questa tecnica, perchè ai capi del relè sono presenti pericolose tensioni a 220V. Per rispettare gli isolamenti, dovrete assolutamente riumuovere dalla millefori tutte le piazzoline dalla zona evidenziata in giallo (usate un cutter o un Dremel con la fresa tonda).

Cominciate a montare i componenti più bassi (resistenze), per passare via via a quelli più alti e grossi. Meglio usare uno zoccolo per IC1. Attenzione a non invertire la polarità dei LED e degli integrati IC1 e IC2, del transistor, dei diodi. In caso di dubbi controllate la pagina dei componenti per i dettagli.

 

 

CABLAGGIO SEMPLIFICATO



La disposizione dei pulsanti e dei LED sul circuito stampato è concepita per il montaggio di pulsanti tipo a "levetta" montati dal lato delle saldature. In questo modo si ottiene un circuito compatto che può essere montato direttamente dietro il pannello del'apparecchio, senza utilizzare fili di collegamento nè per pulsanti nè per i LED.

 


Elenco componenti:

  • IC1: Nutchip (si acquista dai distributori autorizzati)
  • IC2 stabilizzatore uA7805
  • R1: resistenza 4700 ohm
  • R2, R3, R4, R5: resistenza 820 ohm
  • R6: resistenza 100 kohm
  • C1, C2, C3: condensatori ceramici 100 nF
  • C4: condensatore elettrolitico 470uF/25V
  • C5: condensatore elettrolitico 100uF/16V
  • DL1, DL2, DL3, DL4: diodo LED rosso
  • D1, D2, D3, D4, D5: diodo 1N4007
  • TR1: transistor BC337
  • OSC1: risuonatore ceramico 4MHz 3 piedini
  • M1 morsetto bipolare da circuito stampato
  • M2 morsetto tripolare da circuito stampato
  • SW1... SW5: pulsanti normalmente aperti
  • CN1: connnettore per la programmazione del Nutchip (opzionale)
  • RE1: relè a 5V, contatti 250V 5A (vedi testo)
  • trasformatore 220V/9V 150mA,

Varie: materiale eletrrico per collegamenti e conteniotre plastico isolante, zoccolo a 20 piedini per IC1, basetta "millefori" o circuito stampato.

Disposizione dei componenti sulla basetta.
Se usate una "millefori" seguite la quadrettatura, rimuovendo tutte le piazzole nella zona evidenziata in giallo.

 

Tavola del Nutchip

La tavola della verità ha 5 stati. Nello stato iniziale (st00) il relè è eccitato, in modo da potere usare tranquillamente l'apparecchio collegato al timer. Possiamo diseccitarlo, premendo SW2 (passaggio allo stato st04), oppure premere uno dei tre pulsanti SW3, SW4, SW5 per iniziare il ciclo di ritardo.



La tavola "delaystart.nut".

Per ognuno dei tre tempi possibili c'è un differente stato: st01 per il ritardo di 90 minuti, st02 per quello di 3 ore, st03 per quello di 6 ore. Ognuni di questi stati funziona allo stesso modo, spegnendo il relè RE1, e impostando un timeout a meno che non venga premuto il tasto di spegnimento manuale (SW2) o di reset (SW1). Ricordiamo che il tasto reset funziona portando sempre il Nutchip nello stato iniziale, anche se non compare esplicitamente in nessuna delle righe della tabella.

Un ultimo commento sullo stato st04 (spegnimento manuale del relè RE1): premendo un qualsiasi pulsante (tranne SW2) si esce da questo stato e si torna allo stato st00, da cui eventualmente si proseguirà verso lo stato st01, st02 o st03 nel caso avessimo premuto uno dei pulsanti per la partenza del tempo.

Collaudo

Per la vostra sicurezza, effettuate il collaudo senza collegare nulla al morsetto M2. Basterà infatti osservare il LED DL1 e ascoltare il "click" del relè RE1.
Cominciate con il collegare il trasformatore da 9 V al morsetto M1. Prima di infilare il Nutchip nello zoccolo, alimentate il trasformatore e controllate con il tester che ci siano 5V fra il piedino 20 e 10 dello zoccolo di IC1, con il positivo in corripondenza del pin 20. Tenendo il puntale nero sul 10, controllate che ci siano i 5V anche sul piedino 1.

Potete ora spegnere, infilare il IC1, riaccendere e programmare il Nutchip con la tavola della verità. Magari per le prove riducete i timeout ad portandoli ad alcuni secondi...
Premete SW3. Il relè RE1 ed il LED DL1 devono spegnersi, mentre si accende DL2. Premete SW1 (RESET) e ripetete l'operazione con SW4 (verificando che si accenda DL3), ed in seguito SW5 (verificando che si accenda DL4). Premendo SW1/SW2 il LED DL1 dovrà accendersi/spegnersi.

Riportate i tempi della tavola della verità ai valori normali e riprogrammate il Nutchip. Staccate il cavo dell'interfaccia seriale dal connettore CN1, per evitare ogni possibile contatto fra il PC e la tensione di rete a 220V.
A questo punto siete pronti per collegare il relè di potenza e/o l'apparecchio che desiderate comandare, un'operazione da eseguire con la massima prudenza e con il circuito stampato protetto ed isolato dentro ad un idoneo contenitore plastico.

Prima di ridare tensione al dispositivo, fate controllare il lavoro ad una persona di provata esperienza o al vostro elettricista.