Modificare una presa temporizzata digitale

Timerpresadigitale

Visti i limiti di consumo, precisione e resistenza ai black out delle prese analogiche ho deciso di procurarmi una presa temporizzata digitale a meno di 10 Euro in un negozio di fai da te.

Essendoci viti particolari e non avendo i cacciaviti adatti, ho provato a fondere la plastica (molto dura) con il saldatore (attenzione ai fumi tossici), ecco cosa c’è dentro.

Timerpresadigitale1 Timerpresadigitale2 Timerpresadigitale3 Timerpresadigitale4

Timerpresadigitale6 Timerpresadigitale5

All’interno c’è un orologio digitale che consuma circa 6uA, (davvero poco) ed una batteria tampone contro i black out da 40mAh, la durata della batteria è di circa 40mah/0,006mA=6666ore (circa 9 mesi), il relè a 24V (di tipo normale) ha la resistenza della bobina da circa 1,3k, quando il relè è attivo il consumo è di circa 24V/1,3k=18mA, non essendoci trasformatori, sarà corrente consumata a 230V cioè circa 230×0,018=4W, che è davvero esagerato.

Se il relè fosse sempre attivo porterebbe ad un consumo annuo di 4Wx24hx365=35kWh, se poi se ne usano molti il consumo aumenta.

Usando un relè bistabile il consumo si ridurrebbe drasticamente, passando da 4W a circa 0, si potrebbe pensare di farlo funzionare con la luce ambientale, se non riusciste a trovare relè bistabili a 3V potete sempre sbobinarne uno (Modificare un relè bistabile).

Timerpresadigitale40

La tensione di uscita del timer quando è alta è di circa 1,3V quando è bassa è 0V, dei transistor avrebbero richiesto troppa corrente consumando velocemente la batteria del timer, i mosfet sono sostanzialmente dei condensatori e vengono pilotati in tensisone ma hanno bisogno di almeno 2V per chiudere (dipende dal mos), quindi il timer da solo non è in grado di pilotarli, ci viene in aiuto il mosfet 2SK2961 che ha una tensione di soglia molto bassa, a circa 1,3V riesce ad accendere debolmente un led (c’è ne sono di migliori), a questo punto il mosfet può amplificare il segnale e pilotare il gate di altri mosfet per esempio Si4532DY, il segnale verrà invertito 2 volte quindi l’uscita del timer sarà solamente amplificata (non sarà invertita), con 3V (in modulo) il mosfet di turno riesce a condurre abbastanza corrente da attivare il relè bistabile.

Mi mancavano i pannelli solari così in un negozio di cineserie a circa 1,5 Euro ho trovato un fiore solare (dovrebbe andare bene anche una calcolatrice solare) ed un portachiavi solare fake su eBay ad 1 Euro (si può trovare a meno), i pannelli solari sono di tipo amorfo, questi pannelli lavorano molto bene con la luce artificiale e diffusa e ho notato che non hanno autoscarica notturna e possono quindi essere collegati alla batteria senza diodo, i mosfet 4532 sono stati recuperati da un driver per lampada a scarica di un computer portatile non funzionante (c’è ne sono di più performanti), il 2SK2961 da una scheda (alimentatore) di una stampante non funzionante.

Timerpresadigitale7 Timerpresadigitale8 Timerpresadigitale9

Uno dei pannelli è stato usato come copertura per il display contro la polvere ma più che altro contro il sole che danneggerebbe i cristalli liquidi, è stata usata una striscia conduttiva (recuperata dal computer portatile di prima) per aprire e chiudere la copertura del display riducendo l’usura che altrimenti spezzerebbe i cavi.

Timerpresadigitale10 Timerpresadigitale11 Timerpresadigitale12

Questo relè bistabile a 3V ha bisogno di impulsi da circa 100mA, la potenza può sembrare molta ma il consumo energetico è quasi nullo, ipotizzando 1 secondo ogni giorno ci vorrebbero 3650 giorni per consumare 100mah (circa 9 anni).

Timerpresadigitale13 Timerpresadigitale14 Timerpresadigitale15 Timerpresadigitale16 Timerpresadigitale17 Timerpresadigitale18

Per alimentarlo ho usato 2 batterie AAA da 1000mah (mini stilo), erano le più piccole che avevo ma sicuramente batterie con capacità inferiore funzionerebbero ugualmente, l’importante è che reggano gli impulsi (forse un condensatore in parallelo potrebbe aiutare), non avendo un contenitore per 2 pile, ne ho modificato uno da 4, prelevando anche il centrale per il bilanciamento.

Timerpresadigitale19 Timerpresadigitale20 Timerpresadigitale21 Timerpresadigitale22 Timerpresadigitale23

Data la potenza e tensione maggiore dei pannelli rispetto ai consumi, c’è bisogno di limitare in qulche modo la tensione, in questo caso sono stati usati dei led rossi, con una caduta minima di circa 1,6V, uno per la batteria del timer e due per le AAA, per fare anche da bilanciatore.

Timerpresadigitale24 Timerpresadigitale25 Timerpresadigitale26 Timerpresadigitale27 Timerpresadigitale28 Timerpresadigitale29 Timerpresadigitale30 Timerpresadigitale31 Timerpresadigitale32

Il relè è stato montato con i pin in alto per facilitarne la chiusura grazie alla gravità.

Timerpresadigitale33 Timerpresadigitale34 Timerpresadigitale35 Timerpresadigitale36 Timerpresadigitale37 Timerpresadigitale38 Timerpresadigitale39

Assicuratevi di aver staccato la spina prima di lavorare con i 230V, c’è pericolo di morte, il consumo della presa in off è nullo, in on è dato della resistenza da 3M quindi circa 3V/3M=1uA, c’è anche da considerare la perdita nel condensatore di circa 1uA e l’autoscarica delle batterie (spero poca), sicuramente per questa applicazione funzionano meglio le Eneloop o quelle non ricaricabili (alcaline) per via della bassa autoscarica, caricare batterie non ricaricabili con bassissime correnti (meno di 1mA) non dovrebbe provocare danni (reversiblilità), inoltre grazie al bilanciatore (o equalizzatore), possono essere usate batterie diverse fra loro.

Questa presa verrà usata per scollegare, non più manualmente, diversi apparecchi durante la notte, annullandone il consumo, per poi alimentarli di giorno, avrei potuto installare il sistema direttamente in una presa ma sarebbe stato troppo ingombrante e ci sarebbero stati troppi fili concentrati e diramazioni, inoltre c’è il rischio che, da nascosta sotto un tavolo o in un angolo, non riceva abbastanza luce.

I due led laterali, una volta tolte le batterie, consentono di controllare se il pannello carica correttamente, in caso di necessità premendo on/off più volte, è possibile passare dalla modalità automatica a quella sempre automatica ma in off oppure a quella automatica ma in on, oppure solo on o off manuale, è anche possibile cambiare l’ora solare/legale, ci sono fino a 14 programmi giornalieri con risoluzione di 1 minuto a settimana, si possono scegliere tutti o solo alcuni giorni, oltre a funzioni come display a 12/24 ore, conto alla rovescia e random.

La resistenza in parallelo alla boboina del relè serve per attenuare le eventuali sovratensioni pericolose per i mosfet (Vds max) per quanto possibile, un saluto e alla prossima.

Precedente Modificare un relè bistabile Successivo Modificare un joypad