Carico su Batteria 9V esterna ( corrente <100mA @ 9V )
Procediamo allora modificare la nostra breadboard per alimentare i led usando una batteria da 9V e disimpegnare il regolatore di tensione integrato sulla scheda Arduino.
Ci sono tre particolari che non devono sfuggirvi nel modificare il circuito:
- scollegate il cavetto tra la breadboard ed il 5V di Arduino
- collegate il polo negativo della batteria ed il GND di arduino allo stesso rail della breadboard (ground in comune)
- le resistenze sono ora di 560Ω per via del maggior voltaggio di alimentazione
Infine non vi resta che collegare il polo positivo della batteria al rail di alimentazione inferiore (al posto di quello da 5V di Arduino). Fatto questo state già alimentando la breadboard con la batteria, non succedere nulla perchè non avete ancora alimentato Arduino ed il transistor a riposo risulta come un interruttore aperto.
Se esaminiamo lo schema e pensiamo al nostro transistor come ad un “interruttore digitale”, diventa evidente come tutto il carico elettrico gravi sulla batteria mentre il compito di Arduino si limita ora solo a comandare il transistor usando una piccola corrente di meno di 5mA.
Analizzando il circuito è facile dimostrare utilizzando la prima legge di Kirchhoff che anche sul pin GND di Arduino vengono veicolati solo i 5mA che provenivano dal pin D5. Quale che sia il carico che stiamo pilotando, Arduino lo fa usando una piccolissima corrente.
Riprendendo i tre punti sopra esposti, abbiamo che il Vcc di Arduino deve essere scollegato dalla breadboard, se così non facciamo finiremmo per imporre 9v al pin 5V di Arduino. Abbiamo detto di mettere il ground in comune, questo è fondamentale per il nostro transistor, la differenza di tensione Vbe dovrebbe essere di circa 0.7V, ma se arduino non avesse lo stesso ground la differenza di tensione sarebbe aleatoria con effetti disastrosi.
In ultimo, le resistenze R1, R2 d R3 devono generare un dVr di 7V per alimentare correttamente il rispettivo led.
Ovviamente in questo esempio c’è uno spreco di potenza enorme sulle resistenze; con 9v potremmo accendere tutti e tre i led collegandoli in serie lasciando una sola resistenza originaria di 220Ω, ma come già detto, lo scopo non è quello di accendere dei led, ma di mostrare come alimentare un ipotetico carico senza passare per Arduino ed i led sono un modo per dimostralo senza introdurre ulteriori complicazioni.
E’ utile sapere anche che questo transistor regge una tensione Vce fino a 45V, pertanto la batteria da 9V è solo una dimostrazione con materiali facilmente reperibili. In un progetto dove si richieda più potenza, possiamo utilizzare anche 2 o 3 batterie da 12V in serie e lavorare a 24 o 36V oppure utilizzare convertitori ac/dc come ad esempio questo AC 100V-240V 5-6,5A a DC 36V .
Per verificare che tutto funzioni potete usare lo sketch già caricato in precedenza, quindi alimentate Arduino (collegandolo alla porta USB come di consueto) e dovreste vedere i led accendersi gradatamente per poi spegnersi altrettanto gradatamente.