ATTENZIONE: TRATTANDOSI DI UN DISPOSITIVO COLLEGATO ALLA RETE ELETTRICA E NON CONFORME ALLE NORMATIVE, IL CIRCUITO VIENE PROPOSTO A SOLO SCOPO DIDATTICO, RACCOMANDANDO CHI LO RIPRODUCE DI MANEGGIARLO SOLO DOPO AVER DISALIMENTATO L'IMPIANTO ELETTRICO PER EVITARE FOLGORAZIONI. L'AUTORE DECLINA OGNI RESPONSABILITA' PER QUALSIASI UTILIZZO ERRATO DEL DISPOSITIVO DESCRITTO.
Variante 1
Variante 2
In entrambi i casi, a condensatore carico, C1 continua ad essere attraversato da corrente per via del diodo Zener che richiede una corrente minima di esercizio di qualche mA per svolgere la sua funzione stabilizzatrice. Quanto costano quei 4.9 mA che continuano a circolare inutilmente? Il condensatore è già carico… non ci occorre altra corrente se non quella necessaria a compensarne le deboli perdite. Il calcolo, considerando una media di 0,25 euro tasse incluse per KWh di energia è presto fatto:
0.0049 * 220 * (24 *
365) * 0,25 / 1000 = 2,36 euro l’anno
Non per fare il tirchio… ma sinceramente mi sembrano soldi buttati. Soprattutto se di questo genere di circuiti ve ne sono diversi in funzione!
Anche impiegando un regolatore lineare, del tipo 7805 (limitato a 35 V di ingresso) per intenderci, l’efficienza sarebbe comunque molto bassa, perché internamente tali regolatori usano comunque un diodo Zener come riferimento (R4-D1):
Ulteriori ricerche portano alla luce regolatori più interessanti. La Microchip ha in catalogo il componente LR8N3 che opera con principi analoghi ai regolatori 78XX ma con tensioni di ingresso di 450V e uscita regolabile tra 1.2 e 438V, e sopratutto una bassa corrente di regolazione. Incuriosito, ne ho richiesto qualche campione per fare delle prove… risultato? Corrente di lavoro a vuoto di 0,2 mA dovuta più che altro al partitore in uscita che è necessario collegare per la regolazione. Il datasheet non riporta lo schema completo, ma solo quello di principio: un riferimento interno statico di 1.2V, protezione da sovracorrente e temperatura, ed una rete di regolazione dichiarata per un consumo massimo di 10 uA:
Lo schema applicativo impone però un partitore resistivo per la regolazione della tensione uscente, che naturalmente consuma energia, portando il consumo comunque a non oltre 0.2 mA:
Sulla base di questo integrato ho realizzato una luce di emergenza con accumulo in un piccolo ed economico Super-Condensatore dal classico valore di 1F/5.5V, in grado di alimentare un led bianco ad alta luminosità per una mezz’ora dopo un black-out, solo se è buio. Vi assicuro che fa luce almeno come una candela. Il consumo? Stesso calcolo di prima ma con 0.2 mA di ingresso:
0.0002 * 220 * (24 *
365) * 0,25 / 1000 = 0,096 euro
Meno di 10 centesimi l’anno!
Segue lo schema:
La tensione di rete giunge raddrizzata all’ingresso del regolatore. Il partitore lo configura per generare Vout=1.2*(1+18/5.6)+(10e-6)*18000=5.23V che diventano poi 4.54V una volta passato il diodo D5... misurata 4.8V all'atto pratico, ma comunque al di sotto della tensione massima di 5.5V sopportata dal Supercondensatore. R3 limita la corrente di carica ad ulteriore protezione di U1 rispetto a quella già intrinseca dell’integrato. Q1, grazie a D5, vede solo la sorgente di alimentazione e lascia passare corrente solo quando questa viene a mancare, Q2 consente l’accensione del LED solo quando la fotoresistenza non rileva luce ambiente. Seguono Layout e immagine del PCB da ridimensionare a 38 x 38 mm. Nelle foto il realizzato ed un esempio di montaggio in un tappo Vimar “Idea”.
Le immagini seguenti mostrano una debole e simpatica lucina al buio, quando la corrente è presente. Non appare consumare corrente ma è utile per far capire che il circuito funziona. La seconda foto è stata scattata al buio, togliendo la corrente.
Il dispositivo così assemblato è collocabile in un posto libero di un portafrutti standard e può essere collegato in parallelo ad una presa... o addirittura ad un interruttore! Infatti, la corrente che esso preleva è talmente minima da non far accendere le luci alogene. Attenzione però a quelle a Led o a basso consumo che potrebbero lampeggiare.