Il CUORE LED è un gadget elettronico che combina estetica e didattica, perfetto per gli appassionati di elettronica che vogliono sperimentare con transistor e LED cambia colore. Il circuito è composto da 18 LED RGB suddivisi in tre gruppi, il cui accendersi in modo alternato crea un suggestivo effetto luminoso. In questo articolo analizzeremo il funzionamento del circuito, lo schema elettrico e le varie fasi del montaggio.
🎥 Guarda il video con la spiegazione dettagliata e iscriviti al canale YouTube per non perderti nessun progetto! 🔔
Nella playlist Learning by Doing troverai tutorial pratici con analisi approfondita e simulazione del circuito.
🔧⚡ Non perdertelo! 🚀
1. Caratteristiche principali del CUORE LED
Questo kit è stato progettato per essere semplice da montare e perfetto per i principianti. Tra le sue principali caratteristiche troviamo:
- 18 LED RGB cambia colore, suddivisi in tre gruppi.
- Tre transistor NPN (SS9014) che gestiscono il lampeggio dei LED.
- Tre condensatori elettrolitici da 10 µF, che determinano il tempo di accensione e spegnimento dei LED.
- Resistenze da 4,7 kΩ e 100 Ω, per il controllo della corrente ai transistor e ai LED.
- Alimentazione a 4,5V con tre batterie AA o tramite USB a 5V.
Il circuito è basato su un multivibratore astabile a tre stadi: un sistema che utilizza tre transistor in cascata per generare un effetto di lampeggio ciclico e indipendente.
2. Analisi dello schema elettrico
Il circuito del CUORE LED si basa su un sistema a tre transistor NPN (SS9014) configurati in modo da attivarsi sequenzialmente, accendendo i LED in modo alternato. Vediamo nel dettaglio il flusso del segnale.
2.1 Panoramica dello schema
Il circuito è suddiviso in tre sezioni identiche, ciascuna delle quali è composta da:
- Un transistor NPN (Q1, Q2, Q3).
- Una resistenza da 4,7 kΩ (R1, R2, R3) collegata alla base del transistor per limitare la corrente.
- Una resistenza da 100 Ω (R4, R5, R6) per il controllo della corrente ai LED.
- Un condensatore elettrolitico da 10 µF (C1, C2, C3) per regolare la temporizzazione della commutazione.
- Un gruppo di sei LED RGB che si accendono e spengono ciclicamente.
2.2 Il funzionamento del circuito
Il principio di funzionamento si basa sulla carica e scarica dei condensatori, che determinano la sequenza di accensione dei transistor.
- Avvio del circuito: all’accensione, i tre transistor non sono attivi e i condensatori iniziano a caricarsi attraverso le resistenze da 4,7 kΩ.
- Accensione del primo gruppo di LED: uno dei tre transistor raggiunge per primo la tensione di soglia Vbe (circa 0,6V), entra in saturazione e accende il primo gruppo di LED.
- Scarica del condensatore: quando il transistor si attiva, scarica il condensatore collegato, abbassando la tensione alla base del transistor successivo.
- Commutazione del transistor successivo: il secondo transistor si attiva mentre il primo si spegne, accendendo un diverso gruppo di LED.
- Ciclo continuo: questo processo continua indefinitamente, con i tre gruppi di LED che si accendono e si spengono in sequenza.
Questo effetto di lampeggio ciclico è il risultato dell’interazione tra i tre transistor, le resistenze e i condensatori, creando un movimento fluido delle luci.
3. Montaggio del kit CUORE LED
3.1 Lista dei componenti
- Resistenze:
- R1, R2, R3: 4,7 kΩ
- R4, R5, R6: 100 Ω
- Transistor:
- Q1, Q2, Q3: SS9014
- LED RGB:
- D1 – D18: LED da 5 mm con cambio colore automatico
- Condensatori:
- C1, C2, C3: 10 µF 50V
- Alimentazione:
- Connettore USB DC5V
- Portabatterie per 3 pile AA
3.2 Procedura di montaggio
Il montaggio va eseguito con attenzione, iniziando dai componenti più bassi fino ai LED, per garantire un assemblaggio ordinato.
- Saldare le resistenze (R1-R6) nei punti indicati dal PCB.
- Montare e saldare i transistor (Q1-Q3), rispettando la serigrafia per la corretta polarità.
- Saldare i condensatori elettrolitici (C1-C3), facendo attenzione alla polarità (il terminale più lungo è il positivo).
- Posizionare e saldare i LED RGB (D1-D18), allineando il catodo (-) con la serigrafia del PCB.
- Collegare l’alimentazione, saldando il filo rosso (+) e il nero (-) ai terminali indicati.
Dopo aver completato il montaggio, è consigliato un controllo visivo per verificare che tutte le connessioni siano corrette e che non ci siano cortocircuiti.
3.3 Test del circuito
Dopo il montaggio, alimentiamo il circuito e osserviamo il comportamento dei LED:
- Se i LED lampeggiano correttamente in sequenza, il montaggio è stato eseguito correttamente.
- Se uno o più LED rimangono spenti, controlliamo le saldature e la polarità dei componenti.
- Se i LED non si accendono affatto, verifichiamo la corretta alimentazione e la connessione dei transistor.
4. Personalizzazione del CUORE LED
Uno degli aspetti interessanti di questo circuito è la possibilità di modificarne il comportamento, variando alcuni componenti.
- Modificare il tempo di lampeggio:
- Aumentando la capacità dei condensatori (es. da 10 µF a 22 µF), il ciclo di accensione sarà più lento.
- Riducendo la capacità (es. 4,7 µF), il lampeggio sarà più rapido.
- Variare la luminosità dei LED:
- Diminuendo il valore delle resistenze da 100 Ω, i LED saranno più luminosi.
- Aumentando il valore delle resistenze, i LED emetteranno meno luce.
- Sostituire i LED cambia colore:
- Utilizzando LED monocromatici, possiamo creare pattern personalizzati di lampeggio.
Queste modifiche permettono di adattare il progetto a esigenze specifiche, rendendolo ancora più interessante per gli appassionati di elettronica.
Conclusione
Il CUORE LED è un kit perfetto per chi vuole avvicinarsi all’elettronica sperimentando con transistor, resistenze e condensatori. Grazie al suo design semplice ma efficace, permette di apprendere i principi del multivibratore astabile e della temporizzazione con condensatori.
