Booster zDCC

Di Carlo Zamboni (12 ottobre 2004)
Copyright
Il seguente progetto (hardware) può essere realizzato liberamente, ma non può essere commercializzato in nessun modo, salvo diversa indicazione da parte dell'ideatore. Per ulteriori informazioni utilizzate il seguente indirizzo e-mail .
 
Premessa sul progetto
Il Booster amplifica i segnali DCC provenienti dal ricevitore e li manda sui binari. Questo booster è stato usato per più di 12 ore consecutive (insieme a tutto il sistema zDCC) sul plastico dell'Arcamodellismo di Torino in occasione dell'Hobby Model Expo 2004 di Fossano.
 

Booster (Prototipo funzionante).
 
Funzionamento Circuito
Il booster ha una struttura a mezzo ponte, il TL72-82 ed i mosfet adeguano il segnale DCC dal livello logico ai livelli di tensione richiesti dallo standard NMRA-DCC e con la corrente necessaria al funzionamento delle loco. L'utilizzo di questo tipo di struttura permette una notevole semplificazione e un costo di realizzazione contenuto - meno di €15 (trasformatore escluso).
Questa configurazione prevede l'utilizzo di un trasformatore a presa centrale o a doppio secondario (con secondari uguali) da 12-15V.
I MOSFET usati dal booster (IRF 530 per il canale N ed IRF 9530 per il canale P) sopportano anche 12A. Con 2A di carico rimangono freddi anche senza dissipatore, ma per potenze superiori potrebbe essere necessaria un'aletta di raffreddamento.
 
Taratura
La protezione dai cortocircuiti si imposta col Trimmer V1. A vuoto, cioè con l'uscita del booster scollegata dal tracciato, si preme S1; quindi con un tester si misura la tensione sul piedino 3 di ingresso dell'integrato U1 e la massa, ovviamente. Si imposta un valore pari alla caduta di tensione sulla R8 (da 0,2 ohm, v = 0,2 x I desiderata!).
Se si usano correnti alte, per limitare la caduta sulla R8 e la sua potenza dissipata (calore), si può mettere una R da 0,1 ohm, così per 4A V = 0,4 V. Inoltre si può sostituire il ponte raddrizzatore (D7) da 10A con uno da 20A, montato esternamente al circuito stampato.
Prima dei due ingressi AC15V vanno inseriti due fusibili F1 e F2 mediante portafusibili da quadro. Questi fusibili dovranno avere un valore leggermente superiore alla corrente che si desidera.
Un cortocircuito sul tracciato spegne il booster e accende il LED. Il booster può essere riattivato sia tramite il pulsante di riarmo S1 (che va collegato a J1), sia dai comandi palmari grazie al pin EN. La procedura di riattivazione dai palmari è semplice: basta premere una volta il tasto di stop di emergenza (riattiva il booster) e dopo qualche secondo ripremerlo.
 
Collegamenti
Il tracciato va collegato alla morsettiera M1, mentre il Ricevitore/Centralina va collegato alla morsettiera M3. L'uscita N.U. al momento non viene utilizzata.
Il trasformatore a presa centrale va collegato alla morsettiera M2 con la presa centrale collegata al morsetto centrale.
 
Schema Elettrico
 

Schema Elettrico
 
Schema di Montaggio
 
Schema di montaggio.
 
Circuito Stampato
 

Circuito Stampato
 
Elenco componenti
Resistenze (valori espressi in ohm)
  • R1 = 1K;
  • R2 = 1M;
  • R3 = 10K;
  • R4 = 33K;
  • R5 = 1K;
  • R6 = 12K;
  • R7 = 47K;
  • R8 = 0.22 5W (per una corrente maggiore di 2,5A R8 = 0.1);
  • R9 = 1.5K;
  • R10 = 180;
  • R11 = 1K;
  • R12 = 3.3K;
  • R13 = 1.2K;
  • R14 = 330K;
  • R15 = 100K;
  • V1 = 2K Trimmer;
Condensatori
  • C1 = C2 = 0.22 µF disco;
  • C3 = C4 = 4700µF 35V Elettrolitici;
  • C5 = 47 nF disco;
  • C6 = C7 = C8 = 10µF 36V Elettrolitici;
  • C9 = 0.1µF Poliestere;
  • C10 = 100µF;
Transistor
  • Q1 = IRF 530;
  • Q2 = IRF 9530;
  • Q3 = BT169D;
Integrati
  • U1 = TL082;
  • U2 = L7812;
  • U3 = L7805;
  • U4 = L7912;
Diodi
  • LED1 = Diodo luminoso (LED);
  • D1 = Zener da 4.7V;
  • D2 = D5 = 1N4148;
  • D3 = D4 = 1N4001
  • D7 = 10A;
Altro
  • P1 = pulsante normalmente aperto;
  • F1 = F2 = vedi testo;
  • Due portafusibili da quadro;
  • Morsettierie varie;
  • Aletta di raffreddamento per il L7805, L7812 e L7912;
  • Aletta di raffreddamento per i MOSFET (può essere una sola).


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