Salva pressostato per Autoclave

Salva pressostato per Autoclave, di che si tratta?

Un problema noto ai possessori di barche e camper è la rottura del pressostato dell’autoclave. Un guasto di piccola entità che però ci può rovinare la vacanza… ho così realizzato questo micro progettino dal costo massimo di 15 – 20 euro se non si hanno pezzi di recupero, che ha lo scopo di preservare il maledetto pressostato dalla precoce ed inevitabile rottura.

Ma andiamo con ordine….

Recentemente, mentre ero in vacanza con la mia amata barca, è capitato anche a me, e non trovando subito il pezzo di ricambio, sono rimasto per alcuni giorni senza acqua. Così, mentre ho smontato il pressostato rotto, mi sono soffermato un attimo sul suo funzionamento:
In pratica si tratta di un micro-swich N.C. che viene azionato da una massa mobile, spinta verso il micro-swich in modo proporzionale all’aumento della pressione dell’acqua, fino a farlo commutare interrompendo così l’alimentazione positiva dell’autoclave.

Osservando il microswich, sinceramente ho avuto subito molti dubbi sul fatto che questi possa sopportare a lungo l’assorbimento del motore, che nel mio caso di aggira attorno ai 4,5 A. Inoltre quando l’acqua sta per raggiungere la pressione di soglia, il microswich effettua alcuni veloci rimbalzi tra aperto e chiusa, generando così un arco sui contatti, che ne accorciano notevolmente la vita.
Questo fenomeno l’ho potuto verificare visivamente usando il pressostato per comandare un relè al quale ho collegato il motore della pompa.
A questo punto, ecco la soluzione che ho trovato. Un relè con lo sgancio ritardato, in modo da eliminare il problema dell’arco sui contatti.

 

Descrizione

Il circuito è veramente banale, si tratta di un relè, comandato da un transistor NPN, in classica configurazione ad emettitore comune, al quale ho aggiunto un condensatore elettrolitico che ha il compito di introdurre un certo ritardo nello sgancio del relè al mancare della tensione di eccitazione, ma per maggior chiarezza ecco lo schema elettrico.


Schema Elettrico

schema elettrico e installazione

schema elettrico e installazione

 


Polarizzazione del transistor in zona On-Off

Poichè il Relè assorbe circa 50 mA, ma per restare in sicurezza ne consideriamo 60mA la scelta del transistor è caduta sul classico BC337, vediamo ora come polarizzarlo per far si che lavori in commutazione ON – OFF.

Dal Datasheet, ricaviamo alcuni dati che ci saranno indispensabili per il calcolo della resistenza di base R1, ed in particolare rileviamo:
hfe = 100;
Vbe = 1,2 volt
mentre gli altri dati che gia abbiamo sono:
Vcc = 12v
Vbb = 12v
Ic = 60 mA
Facendo riferimento alla maglia di ingresso  così schematizzata,

maglia d'ingresso

maglia d’ingresso

si puo scriverne l’ equazione:

Vbb – R1*Ib – Vbe = 0;

inoltre sappiamo anche che per definizione: hfe = Ic/Ib

da cui, essendo noti hfe e Ic possiamo calcolare Ib, che sarà:

Ib = Ic/hfe   quindi   Ib = 60*10-3 / 100 ; ossia: Ib = 6*10-4

Ora, per essere sicuri di far lavorare il transistor in zona di saturazione, aumentiamo del 20% e la chiamiamo Ibsat che sarà dunque: Ibsat = 6*10-4 * 1,2 = 7,2*10-4

Andiamo ora a sostituire alla equazione della maglia di ingresso a cui si accennava prima, i valori adesso noti, avendo l’accortezza di usare al posto della Ib, la Ibsat appena calcolata:

Vbb – Rb*Ibsat – Vbe = 0
12 – Rb*7,2*10-4 – 1,2 = 0 ;  da quì possiamo ora ricavare che Rb = (Vbb-Vbe) / Ibsat
Rb = (12-1,2) / 7,2*10-4 ;

quindi Rb = 15000 Ohm

Per quanto riguarda invece C1, questi ha lo scopo di mantenere in saturazione il Transistor T1 per un certo tempo, anche quando viene a mancare la Vbb , e questo allo scopo di eliminare quello stato di incertezza che potrebbe far “rimbalzare” i contatti del relè, quando la pressione dell’acqua è prossima al valore di soglia.
C1 infatti, si caricherà immediatamente al valore di Vbb e quando questa verrà meno, si andrà a scaricare lentamente sulla base di T1 mantenendolo ancora per un certo tempo in saturazione.
Personalmente il suo valore l’ho ricavato sperimentalmente e con 100uF  il ritardo introdotto è di circa 1,6 sec., che ho visto essere sufficiente a non fare rimbalzare i contatti del relè.

 

 

Realizzazione

Personalmente, avevo in casa un pezzetto di vetronite, e con un pennarello indelebile ho disegnato il semplicissimo C.S. che ho poi inciso e forato, ma data la semplicità, nulla vieta di usare una basettina mille-fori.

N.B.

Per D1 io ho usato un banalissimo 1N4148 poichè in casa avevo quello, ma in realtà sarebbe meglio utilizzarne uno un pochino piu robusto, come l’ 1N4007 o similari.
Nelle foto, la realizzazione pratica da me effettuata in circa un paio d’ore, tra disegno, incisione e saldatura componenti. Il tutto l’ho poi racchiuso in una scatoletta plastica dalla quale fuoriescono i fil per collegare tutto all’autoclave. Come si puo vedere, per i cavi di alimentazione ho usato fili da 1,5 mm2 , mentre per il collegamento al pressostato basta anche uno 0,50 mm2  ho inoltre provveduto a stagnare le piste in rame per dargli una maggior portata di corrente e proteggerle un po dal salino.

Ritenendo che sia un progettino semplice e di largo interesse, l’ho pubblicato sul anche sul forum Grix.it dove ho avuto buoni riscontri ed alcuni preziosi consigli per apportarvi migliorie. Tuttavia le migliorie consigliatemi non sono ancora riuscito a sperimentarle e quindi non ho ancora  pubblicato la  nuova versione, ma mi ripropongo di farlo non appena trovo il tempo per le prove.


 

Nota legale:

Questo mio progetto può essere diffuso e realizzato liberamente purchè venga sempre citato l’autore e l’articolo venga pubblicato in forma integrale. 
 


 

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