Regolatore tensione 12 V Vespa + controllo luci (Xenon + Led)

settembre 7th, 2012 | Posted by Marco Plessi in Elettronica | Visite: 13.627

Regolatore di tensione per Vespa con statore modificato (6 poli tipo Ape), da 80/100 W. Il regolatore è progettato per essere collegato ad una batteria. Comprende anche il circuito di controllo luci (Xenon + Led), in uscita offre 13,5 V (per la carica della batteria) con corrente massima teorica fino a 30/40 A.

La Vespa in questione è una 50 special di un mio amico, che voleva montare un impianto di illuminazione diverso e più potente, e ha optato per l’utilizzo di led per le luci di posizione, e di una lampada allo xenon da 35 W per la luce abbagliante anteriore (con il suo ballast elettronico, già pronto).

Quindi c’era bisogno di un regolatore di tensione che potesse accettare in ingresso una tensione alternata molto variabile, perché in seguito a prove effettuate con il mio oscilloscopio, ho notato che ha un andamento molto strano, che provo a disegnare qui (quando l’ho provato mi sono dimenticato di fare delle foto):

tensione statore vespa

Questo quando il motore è quasi a regime (a regime non l’abbiamo provato perché il mio amico non voleva accelerare al massimo con il motore in folle).

Quindi l’idea iniziale che avevo, cioè di utilizzare un ponte di diodi seguito da un L7812 non va bene, dato che L7812 accetta in ingresso tensioni fino a 35 V.

Ho pensato allora di aggiungere un “preregolatore”, che non è altro che un regolatore shunt a triac, presentato in questo articolo: http://www.tecnovolt.it/progetti/elettronica-progetti/regolatore-shunt-vespa-6-12-v-acac/ ma utilizzanto un diodo zener da 27 V (27 volt per evitare di sprecare troppa energia sul preregolatore, dato che quella che c’è in più la spreca mettendo in cortocircuito lo statore, ma allo stesso tempo per far si che sia più bassa di 35 V, per poter utilizzare successivamente un L7812)

I due articoli (questo e quello del regolatore shunt) in realtà fanno parte dello stesso progetto, sdoppiato successivamente in due articoli per evitare di caricare troppo un articolo solo.

Quindi adesso abbiamo una corrente alternata con valori di tensione massimi di 27 V, perfetto per L7812, ma prima è necessario un ponte di diodi, per raddrizzare la corrente, e di un bel banco di condensatori per renderla stabile al massimo. Nello schema ho inserito due condensatori da 10000 uF, ma nella realizzazione li ho messi più piccoli, perché non li avevo (uno da 4700 uF e uno da 2200 uF, ma vanno bene lo stesso se non collegate altre luci e altri carichi oltre quelli predisposti).

Quindi secondo me è ora di inserire lo schema:

thumb_schema_reg

CLICCA SULL’IMMAGINE PER APRIRE IL FILE PDF DELLO SCHEMA

Clicca QUI per la lista dei componenti

NB: alla morsettiera X1/X1.1 è collegato lo statore, ma è necessario collegare il parallelo allo statore il preregolatore shunt, descritto prima, altrimenti il regolatore brucia.

Come si può vedere, la tensione viene raddrizzata con il ponte di diodi, stabilizzata con il banco di condensatori, e regolata con un L7812, dotato di 3 diodi verso massa, che servono ad aumentare la tensione in uscita del 7812, per ogni diodo si hanno +0,7 V, quindi in uscita dal 7812 si avranno 14,1 V, che pilotano i 4 transistor 2N3055, da raffreddare adeguatamente, tramite resistenza di base. Per una maggiore sicurezza, come scritto sullo schema, montare sul dissipatore anche il 7812, dato che pur essendo attraversato da qualche decina di mA necessaria a portare in conduzione i transitors, scalda comunque.

La batteria (12 V / 12 Ah) è collegata al morsetto x3/x3.1, che si collega alla morsettiera X7/X7.1, quest’ultima morsettiera si collega ad un deviatore bipolare, tramite il quale si seleziona la modalità di funzionamento:

-OFF (posizione centrale, la batteria è staccata da tutto)

-Marcia (la batteria è collegata al regolatore, e viene caricata agli alti giri del motore, mentre al minimo si scarica leggermente per poter tenere accesa la lampada allo xenon)

-Carica (la batteria è collegata alla morsettiera X8, che può essere utilizzata per collegare un caricabatterie esterno nel caso in cui la batteria si fosse scaricata, magari perché le luci sono rimaste accese a motore spento)

 

L’uscita del regolatore è collegata anche ad un 7805, che ha il compito di stabilizzare la tensione a 5 V, per poter alimentare un voltmetro digitale, da collegare al connettore X9/X9.1 (pin header).

In basso a sinistra nello schema ci sono i collegamenti esterni delle varie lampade, e a metà (morsettiera X2/X2.1) ci va collegato il deviatore da montare poi sul manubrio, per controllare le luci (posizione centrale :OFF / posizione 1: luci di posizione / posizione 2 : abbaglianti).

Fotografie (con relativa descrizione):

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Complesso scheda+dissipatore, (i 2N3055 sono dall’altro lato), notare la barretta di rame, che collega assieme gli emettitori dei 2N3055, per evitare cavo in più, che costituirebbe solo intralcio e confusione. Attenzione: se volete utilizzare anche voi il metodo della barretta di rame, isolatela con 2 o 3 mani di lacca isolante, per evitare la remota (ma pur sempre possibile) possibilità di cortocircuiti accidentali.

 

 

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Altro lato del dissipatore, stesso metodo della barretta di rame per collegare, stavolta, i collettori.

Notare che io ho montato solo 3 transistor invece che 4 come ho fatto sullo schema, questo perché il quarto (del quale avevo già fatto i fori, ma che poi ho utilizzato per altri scopi, come si può vedere dalla foto 🙂 ) creava troppo pieno tra la scheda e il dissipatore, poi con 3 transistor è più che sufficiente.

 

 

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Regolatore finito, le due resistenze di potenza sono per i led.

 

 

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Prove in corso : tensione di uscita 13,37 V. I due cavi grigi sono la 24 Vac.

 

 

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Regolatore montato su una piastra in acciaio per il fissaggio all’interno del bauletto.

 

 

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Cablaggio finito:

La morsettiera bianca al centro sono i morsetti della scheda riportati in una posizione accessibile, dato che una volta montata la morsettiera sulla scheda dove vanno collegati i fari viene nascosta sotto e resa inaccessibile.

Appoggiato sullo sportello c’è l’interruttore generale (unipolare perchè il bipolare non era disponibile)

A destra dentro la gommapiuma c’è la batteria, e sopra il ballast elettronico per lo Xenon.

In basso al centro (non visibile in foto) c’è il preregolatore shunt.

Il cablaggio è abbastanza brutto, perché era una prova di funzionamento, infatti l’interruttore generale deve ancora essere fissato e il voltmetro digitale deve ancora essere collegato.

 

 

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Fanale anteriore pronto per il montaggio, la lampada allo Xenon è stata incastrata nel foro già presente, e fermata con due piastrini in bachelite (ricavati da ritagli di piastre ramate), il cordone di silicone sopra copre i 9 led bianchi, alloggiati in 9 fori da 5mm, a forma di semicerchio.

 

 

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Fanale posteriore con il pezzo di piastra con i 10 led rossi montato e collegato (i fili sono sotto).

 

 

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Foto della Vespa con le luci di posizione a led accese all’interno del garage totalmente buio, come si può vedere la luce (per essere di posizione) è abbastanza intensa.

Le foto con lo Xenon acceso non le ho fatte perché non rendeva bene l’idea con la fotocamera, ma fate conto che il garage (6×7 metri) viene illuminato a giorno.

NB: Le dimensioni della scheda possono essere ridotte di molto, magari integrando in una scheda unica entrambi i regolatori (preregolatore e regolatore in continua), quindi non spaventatevi per le dimensioni un po’ esagerate, è dovuto al fatto che è la prima scheda del progetto, quindi è una sorta di prototipo (dato che la traccia del PCB è stata fatta a mano con il pennarello apposito)

Per chi volesse la realizzazione del progetto, vistare la pagina Contatti.

 

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