Il sistema di condizionamento verrà simulato tramite una ventola. Come già accennato la ventola interviene nel momento in cui viene superata la temperatura di soglia impostata da noi precedentemente. Il motore che muove la ventola gira con una tensione di 12V ed assorbe una corrente di circa 200mA. Visto che il nostro PIC non è in grado di fornire questa tensione e corrente, dobbiamo interfacciarlo con un transistor che ha il compito di amplificare la corrente in uscita dal microcontrollore.
Schema elettrico per il controllo temperatura e condizionamento
Il transistor funziona in commutazione (ON/OFF), cioè in saturazione o in interdizione. Per far si che il transistor lavori in completa saturazione dobbiamo calcolare in modo adeguato la corrente di base del BJT che ricaviamo dalla formula . Il costruttore non fornisce un valore preciso dell’hFE del transistor, che può variare in maniera anche molto sensibile fra transistor dello stesso tipo, portando il transistor a lavorare fuori dalla zona di saturazione. Per garantire con sicurezza che questo non accada, la corrente di base deve essere il doppio della minima corrente di base che porta il transistor in saturazione. Pertanto:
$$I_{C}=h_{FE}\cdot I_{B} \rightarrow I_ {B}=\frac{I{C}}{h_{FE}}\rightarrow I_ {B}=2\, \frac{I{C}}{h_{FE}}\rightarrow \rightarrow I_{B}=2\, \frac{0,2}{100}=4mA$$
Con tale valore di IB si è certi che il transistor è in saturazione.
Adesso per ricavarci la RB usiamo semplicemente la Legge di Ohm. Ponendoci nel peggiore dei casi, utilizziamo il minimo valore di tensione del livello alto in uscita ad un sistema TTL (VOHmin)
$$R_{1}=\frac{V_{OHmin}-V_{BE}}{I_{B}}=\frac{4,5-1,2}{0,004}=825\Omega$$
Il valore commerciale di resistenza che più si avvicina a quello calcolato è di 820Ω
Il diodo in parallelo è necessario in quanto essendo carichi induttivi, l’improvvisa interruzione della corrente porterebbe ad un brusco aumento della tensione sul collettore del transistor. Questo potrebbe causare un guasto temporaneo o permanente del dispositivo di controllo. Basta inserire un semplice diodo raddrizzatore disposto in parallelo al carico induttivo (quali una bobina del relè o un motore elettrico). In questo caso è chiamato diodo di “ricircolo”. Il diodo è collegato in modo che non conduca quando il carico viene attivato. Quando il carico induttivo viene disattivato rapidamente, si avrebbe un picco di tensione nel senso inverso (l’induttore tenta di mantenere costante la corrente che circola in esso). Questo picco di tensione è conosciuto come “rimbalzo induttivo”. Inserendo il diodo connesso in antiparallelo al carico induttivo la corrente dall’induttore si trasferisce al diodo invece di generare una sovratensione sull’elemento di commutazione, dissipando l’energia immagazzinata nel carico induttivo e parte nella resistenza dell’induttore e nella resistenza (solitamente molto più piccola) del diodo. In questo modo il componente che controlla il carico nel nostro caso il transistor viene protetto da sovratensioni che potrebbero danneggiarlo.