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Oggi parliamo ancora di schemi elettrici, e in questa lezione scoprirai un metodo che ti permetterà di apprendere in poco tempo a leggere qualsiasi schema, che si tratti dello schema di un quadro elettrico, piuttosto che di un apparecchio elettronico.
Quando ci si trova davanti uno schema elettrico e non si conosce la materia, il disegno può davvero apparirci come un geroglifico; questo è perfettamente normale, soprattutto se il tipo di schema riguarda un circuito elettronico.
In effetti, come abbiamo visto nella lezione relativa ai vari tipi di schema elettrico, tra uno schema di un impianto elettrico, di apparecchiature elettriche, e quello dei quadri o dei microchip, ci sono parecchie differenze, non solo nella simbologia, ma riguardo anche allo scopo che ogni diagramma ha.
Cominciamo a vedere cosa considerare per leggere qualsiasi tipo di schema, partendo dalla tipologia di diagramma relativa ai quadri elettrici.
1. Introduzione all’analisi degli schemi dei quadri.
1.1. Osservare la funzione dei singoli componenti.
Uno schema è un insieme di componenti, tuttavia questi componenti messi insieme svolgono una determinata funzione.
La prima cosa da fare se non si conosce assolutamente gli schemi è informarsi riguardo alla simbologia, in questo modo possiamo capire la funzione di ogni oggetto preso singolarmente.
Dobbiamo tener presente che sapere cosa ogni singolo componente fa non è sufficiente, per capire lo schema è necessario anche conoscere le macro funzioni che ci si trovano nel disegno stesso. Facciamo un esempio osservando lo schema elettrico mostrato nella prossima figura.
Nello schema sopra, relativo a un quadro d’automazione, troviamo un paio di interruttori magnetotermici trifase, un alimentatore 230 VAC /24 VDC, un trasformatore, e altri due interruttori magnetotermici più piccoli, che interrompono una sola fase.
1.2. Identificare la funzione logica dei gruppi di componenti.
Se guardiamo lo schema da un altro punto di vista, possiamo anche distinguere la funzione logica di gruppi di componenti.
Per esempio, il primo gruppo a sinistra, formato dall’interruttore di protezione, l’alimentatore e il secondo interruttore, ha la funzione logica di alimentare e proteggere un circuito. Non sappiamo quale circuito (ho appositamente evitato di specificarlo nell’esempio) ma intanto abbiamo capito che stiamo osservando una catena di alimentazione.
Una volta imparato questo, quando guardiamo il gruppo a destra, in qualche modo ci accorgiamo che questi due gruppi sono simili, per cui sappiamo già che stiamo guardando un altra catena di alimentazione protezione.
1.3. Osservare i dettagli dello schema per completare il quadro di analisi.
Ora possiamo approfondire meglio l’osservazione, per scoprire che il primo gruppo preleva l’alimentazione trifase in corrente alternata, per trasformarla in un’alimentazione in corrente continua a 24 volt.
Come facciamo a sapere che l’uscita è a 24 volt continui? Basta cercare online la sigla dell’alimentatore indicata vicino al simbolo, e troviamo le sue caratteristiche.
Il secondo gruppo invece preleva la stessa tensione di partenza e si limita a ridurla a 110V, mantenendola in corrente alternata.
Su entrambi i circuiti l’uscita è protetta dall’interruttore di taglia minore.
Il processo di analisi può essere completato leggendo tutte le informazioni riportate sul diagramma. Nel nostro esempio troviamo la sezione dei cavi, i modelli delle apparecchiature e le loro caratteristiche; ecco di seguito l’elenco per il primo gruppo:
a) Interruttore magnetotermico: soglia di intervento tarabile tra 1 e 1.6A, si chiama 4F1.
b) L’alimentatore stabilizzato si chiama 4GD1 e alla sua uscita c’è l’interruttore da 4A che si chiama 4F3.
c) La sezione dei cavi a monte dell’alimentazione principale è 6 mmq, e diventa 2,5 mmq dopo l’interruttore.
d) Ci sono altre informazioni come la numerazione dei cavi e i rimandi per intercettare i percorsi dei vari collegamenti.
Ecco, per quanto riguarda il secondo gruppo potresti provare tu ad analizzarlo dettagliatamente, ormai dovresti aver capito come operare.
2. Introduzione all’analisi degli schemi dei circuiti elettronici.
2.1. Osservare la funzione dei singoli componenti.
Vediamo adesso come seguire la procedura (o metodo d’analisi) descritta al punto uno, quando ci troviamo davanti uno schema elettronico; partiamo naturalmente da un circuito relativamente semplice, come quello rappresentato nella prossima immagine.
Lo schema sopra mostra dei componenti molto comuni, ecco di seguito l’elenco e la funzione di ognuno di essi.
a) Resistenze: offrono una resistenza al passaggio della corrente e vengono utilizzate, tra le altre cose, per ripartire le cadute di tensione nei circuiti. Identifichiamo questi componenti dal valore espresso in Ohm.
b) Condensatori: hanno la caratteristica di immagazzinare le cariche elettriche, sono spesso impiegati per filtrare i segnali; la loro capacità si esprime in Farad.
c) Transistors: ne troviamo due dello stesso tipo, il BC547. Questi componenti sono impiegati come interruttori o come amplificatori di segnale.
d) Induttore: con l’unità di misura Henry, è simile al condensatore, ma invece di immagazzinare cariche elettriche immagazzina energia in forma di campo elettromagnetico; anche questi componenti si trovano spesso in circuiti filtri.
e) Trimmer: è un condensatore variabile, per mezzo di una vite permette di regolare la sua capacità.
f) Antenna: questo elemento trasforma i segnali elettrici in onde elettromagnetiche, le quali si propagano nell’etere.
g) Batteria: l’alimentazione del circuito è fornita da una batteria a 5V, naturalmente in corrente continua.
h) Microfono a condensatore: cattura le onde sonore e le trasforma in un segnale elettrico.
2.2. Identificare la funzione logica dei gruppi di componenti elettronici.
Una volta scoperto cosa può fare ogni singolo componente elettronico, vediamo di capire le funzioni macro che ogni gruppo di componenti svolge; in questo circuito identifichiamo tre sezioni:
a) Sezione di cattura e amplificazione audio: il fatto che nel circuito sia presente un microfono ci fa intuire che siamo di fronte a un’applicazione che in qualche modo elabora il suono. Dato che nei pressi del microfono abbiamo anche il transistor, possiamo ragionevolmente dedurre che questo serva a amplificare il segnale rilevato dal microfono stesso.
b) Sezione modulazione di frequenza: condensatori e induttori sono utilizzati in combinazione per creare quello che si chiama circuito osccillatore, il fatto che troviamo anche un’antenna nelle vicinanze di questi componenti avvalla l’ipotesi.
Il transistor collegato ai due componenti del circuito oscillatore ha la funzione di modulare la frequenza del circuito che oscilla, utilizzando il segnale che proviene dal microfono e che viene amplificato dall’altro transistor.
c) Stadio d’uscita: l’antenna rappresenta il punto finale del circuito, dove il segnale elettrico diventa onde elettromagnetiche.
2.3. Osservare i dettagli dello schema per completare il quadro di analisi.
Chiaramente la spiegazione di questo diagramma può essere molto più dettagliata, tuttavia il concetto importante da apprendere è che un singolo componente da solo non dice molto, mentre i gruppi di componenti, nel caso di questo tipo di circuito, sono la chiave per comprendere il funzionamento di ciò che stiamo analizzando.
Volendo analizzare ulteriormente il circuito elettronico troviamo:
a) Le resistenze opportunamente calcolate per mettere i transistor in condizione di operare con linearità.
b) I condensatori per l'accoppiamento dei segnali, il filtraggio dell'alimentazione, la stabilizzazione, e soprattutto per definire la frequenza di trasmissione nello stadio oscillatore.
Il trimmer serve proprio a variare in maniera fine la frequenza di oscillazione e quindi trasmissione.
Bene, io ti auguro buono studio e buon lavoro, e se vuoi, quì trovi un approfondimento sulla lettura degli schemi elettrici d’automazione.