Raffaele Ilardo


Relè a combinazione numerica da tastiera


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Il circuito che descrivo in questa pagina permette di abilitare il funzionamento di un relè premendo una opportuna combinazione di tasti. In tal modo sarà possibile comandare per esempio l'apertura di una serratura o il funzionamento di qualunque altro dispositivo solo conoscendo il codice esatto.

tastiera numerica a dieci tasti
  Figura 1
Occorre quindi servirsi di una comune tastiera con dieci tasti da 0 a 9 (figura 1) che ci permetterà di scegliere a piacere una combinazione di tre numeri che, premuti in sequenza, ovvero uno dopo l'altro, consentiranno l'attivazione del relè.
Scegliendo tre numeri su dieci si ottengono 720 possibili combinazioni, di cui solo una sarà quella attiva. Chi ritiene tale sicurezza non sufficiente, può optare per una combinazione di quattro numeri invece che di tre; in tal caso le combinazioni possibili diventano 5040.

Funzionamento del circuito a combinazione

Lo schema completo del circuito è illustrato in figura 2. Tanto per fare un esempio concreto, utile a spiegare il funzionamento dei vari stadi, supponiamo di aver deciso che la combinazione sia 3-5-7; questo significa che per attivare il relè dovremo premere, l'uno dopo l'altro, i tasti 3, 5 e 7.
Nella descrizione che segue, i tasti vengono descritti come pulsanti. Nel momento in cui si preme il pulsante P3 (cioè il tasto 3), la tensione presente sul punto R arriva al gate di Scr1 e lo porta in conduzione. La corrente che scorre in Scr1 determina una caduta di tensione ai capi di R8, per cui sul punto A risulta presente una tensione prossima a quella di alimentazione.

schema del circuito a combinazione
Figura 2

Se a questo punto viene premuto il pulsante P5, la tensione presente nel punto A consente di innescare l'scr successivo, ovvero Scr2.
Come nel caso precedente, la corrente che scorre in Scr2 fa apparire una tensione nel punto B. Tale tensione, qualora venga premuto P6, provvede a sua volta ad attivare Scr3; la tensione che allora si determina nel punto C porta in conduzione il transistor TR1, facendo scattare il relè e commutare i suoi contatti.
Tutti gli altri pulsanti, che non fanno parte del codice (disegnati in verde nello schema), hanno il compito di collegare a massa (cioè a tensione zero) il punto R; nel caso venga premuto uno di tali pulsanti, tutto il circuito viene resettato, annullando gli effetti delle operazioni compiute fino a quel momento.

Naturalmente la combinazione dei tasti da premere va decisa in precedenza e non può essere cambiata, a meno di non mettersi a dissaldare e quindi a ricollegare i tasti diversamente.
Nel caso si desideri usare una combinazione a quattro cifre, è sufficiente aggiungere un quarto scr, in successione a scr3, collegandolo come gli scr precedenti.

piccolo manuale di elettronica applicata

Dettagli funzionali

Osserviamo che sul gate di ogni scr si trova una resistenza da 47kohm; lo scopo è di ridurre l'impedenza di ingresso, per evitare che qualsiasi disturbo casuale possa causare l'innesco dello Scr. La resistenza da 10kohm che si vede sul catodo di ogni scr sfrutta la corrente che scorre nello scr stesso; in tal modo, quando l'scr conduce, il catodo si porta ad una tensione prossima a quella di alimentazione. Tale tensione viene inviata allo scr successivo, tramite le resistenze R4 e quindi R6. I tasti della combinazione devono essere premuti nel giusto ordine; se per esempio supponiamo di premere P5 senza aver prima premuto P3, l'scr2 che segue non viene innescato, perchè sul punto A non c'è tensione.

Componenti:

SCR1, SCR2, SCR3: tre Scr tipo P0102 o equivalenti
R1: resistenza da 1 kohm 1/2w
R2, R3, R4, R5, R6, R7: resistenze da 47 kohm 1/2w
R8, R9, R10, R11: resistenze da 10 kohm 1/2w

TR1: transistor npn di media potenza (MPS8099, TS13003, MPSA05, BUJ100LR, BD239, TIP31, MJE340 ecc.; per ulteriori suggerimenti, leggere la "guida all'uso dei transistor")

Il relè va scelto in funzione del carico che si desidera comandare, valutando la tensione e la corrente massima che i contatti possono gestire. La bobina del relè deve poter funzionare con la tensione che alimenta tutto il circuito; tale tensione è indicata come 9 V, ma il circuito funziona ugualmente con un'alimentazione di 12 V. La corrente assorbita dalla bobina può variare, a seconda dei relè, dalle decine alle centinaia di milliampere.



raffaele ilardo