TZ004 – Alimentatore per trenini in continua

by Redazione Elettronica Club / Alimentatori, Articoli GRATUITI, Modellismo / 09 Ott 2014

Questo alimentatore per trenini elettrici controllato e protetto, sfrutta le capacità del TDA2030, un integrato molto versatile, in quanto può essere paragonato a un operazionale di potenza, infatti la corrente di uscita può raggiungere i 3 A (valore fin troppo elevato dal momento che una locomotiva in scala H0 ne assorbe al massimo 900mA a ruote bloccate).

Un tempo questo lavoro lo svolgevano i reostati o in alcuni casi il trasformatore aveva un cursore direttamente sul secondario che funzionava come presa intermedia e permetteva di variare la tensione in uscita.

Oggi tutto questo non c’ è più, in primo luogo per i costi elevati e la criticità del sistema, in secondo per l’ elevata qualità dei circuiti integrati e il loro basso costo.
Da circa una decina di anni ha iniziato a diffondersi il sistema di controllo digitale tipo DCC e vari formati compatibili, dove viene inviato un segnale codificato attraverso i binari e ogni locomotiva contiene al suo interno un decoder che in base ai dati ricevuti esegue varie funzioni quali, velocità, direzione, fari e effetti sonori (fischi, rumori cigolii ecc ).

Il circuito da me progettato oltre a essere semplice da realizzare risulta anche protetto da extratensioni e cortocircuiti.
Modificando il valore di alcune resistenze (o togliendone una o due dal circuito) è possibile limitare la corrente in uscida da un minimo di 290mA (per la scala N e TT) fino a un massimo di 900mA per le scale H0, 0, 1 e LGB.

Schema elettrico:

Elenco componenti TZ004:

R1 = 1,5KΩ 0,25W C1 = 2200uF 25V elettrolitico
R2 = 1KΩ 0,25W C2 = 2200uF 25V elettrolitico
R3 = 1KΩ 0,25W C3 = 100nF 35V poliestere
R4 = 1,5KΩ 0,25W C4 = 100nF 35V poliestere
R5 = 2,2KΩ 0,25W C5 = 4,7nF 35V poliestere
R4 = 10KΩ potenziometro lineare D1, D2 = 1N4148
R7 = 2,2KΩ 0,25W D3, D4 = 1N4007
R8 = 15KΩ 0,25W D5 = KBL02
R9 = 680Ω 0,25W DL1, DL2 = diodo led rosso
R10 = 680Ω 0,25W DL3, DL4 = diodo led blu
R11 = 2,2Ω 0,25W Q1 = transistor NPN tipo BC237
R12 = 2,2Ω 0,25W Q2 = transistor PNP tipo BC327
R13 = 2,2Ω 0,25W Q3 = transistor PNP tipo BC327
R14 = 2,2Ω 0,25W Q4 = transistor NPN tipo BC237
R15 = 2,2Ω 0,25W U1 = integrato tipo TDA2030
R16 = 2,2Ω 0,25W mica isolante
R17 = 68KΩ 0,25W dissipatore in alluminio

Funzionamento:

Descrivere il funzionamento è abbastanza semplice, basta scomporre il circuito in due parti, la prima, quella dello stabilizzatore della tensione di riferimento, la seconda quella dell’ amplificatore in continua che fornisce la tensione ai binari.

Attraverso R5 e R7 si alimentano i due led blu che danno il valore di riferimento di +3V e –3V, il potenziometro R6 serve per prelevare la giusta dose (positiva o negativa a seconda dei casi) per regolare la velocità desiderata.
I due diodi D1 e D2 servono per dare un leggero gioco intorno allo zero, altrimenti risolta difficilissimo avere 0V, quindi succede che al motore arriva una tensione insufficiente per farlo funzionare ma abbastanza per scaldicchiare l’ integrato e a lungo andare danneggiare la locomotiva.
I transistor Q1 e Q2 servono a azzerare la tensione di riferimento in caso di corto circuito o assorbimento eccessivo spegnendo il led blu, condizione questa indicata da un led rosso acceso che indica su che ramo (positivo o negativo) c’ è il corto circuito o assorbimento (es. locomotiva che disalbera o ingranaggi della trasmissione rotti o cortocircuito sulla linea).
Le resistenze R11, R12, R13, R14, R15 e R16 servono a delimitare il valore massimo della corrente in uscita, nel caso l’ alimentatore fosse usato per la scala N o TT è consigliabile togliere dal circuito R11, R13, R14 e R16, limitando la corrente a 290mA, mentre per TT e H0 basta togliere R11 e R18 portando il limite a 600mA, lasciando tutte e 6 le resistenze, il limite resta 900mA; per innalzarlo ulteriormente è sufficiente sostituire una o più resistenze da 2,2 Ω con altre da 1,8 Ω, cosa che sconsiglio a meno che non si usi la scala LGB.