Discussioni di carattere generale sull'elettronica analogica e digitale. Didattica e applicazioni pratiche.
da davidel38
#2789
Salve a tutti,
Ho letto gli argomenti nel forum e fare un post del genere mi fa sentire come un bambino con le sue prime parole.
Sto cercando di fare un circuito tramite dei vasi riempiti di terra, ponendo degli elettrodi all'interno di ogni vaso da collegare in serie. Il circuito parte da un carica batterie da muro (per Smartphone per intenderci) che mi permette di avere 5V e 0.7A. Gli obiettivi da raggiungere sono una tensione che va da 5V al primo vaso a 3V all'ultimo e una corrente tra 0.01 e 0.001 ampere. Qualcuno mi potrebbe dare dei consigli a riguardo?
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da Bios
#2791
Ciao, potresti spiegare cosa vuoi ottenere e perchè? Contesto, grazie.
da davidel38
#2793
Si tratta di una tecnica agronomica persa verso la meta del secolo scorso, si chiama elettrocoltura, e si avvale di una stimolazione elettrica del suolo e di conseguenza della pianta, per ottenere dei cambiamenti a livello morfologico. Naturalmente in questo risiede il mio interesse. 0.7A sono eccessivi e ho bisogno di ridurrli almeno a 10mA; dovrei applicare una resistenza a monte del circuito?
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da double
#2794
Se (e dico se quindi serve una tua conferma) la stimolazione avviene in corrente allora occorre lavorare a corrente costante: una resistenza non basta perchè la resistenza della terra nel vaso non è fissa ma varia e parecchio.
Un alimentatore a corrente costante da 10 mA lo si realizza facilmente con pochi euro ed un integrato LM317 tuttavia al suo ingresso serve una tensione di almeno 12 Volt che ricavi sa un normale alimentatore da parete.

Tuttavia una grandezza fondamentale da mettere in conto è la "resistenza della terra nel vaso", resistenza che varia con l'umidità ed altro. Ipotizziamo che tale resistenza sia di 20 ohm (difficile) : la corrente "costante" è di 10 mA e la caduta di tensione dentro al vaso di terra è quindi di 0.2 volt (20 x 0.010), quindi l'alimentatore eroga i 20 mA senza problemi.

Ipotizziamo ora che la resistenza della "terra nel vaso" sia di 5.000 ohm (più probabile): la caduta di tensione sarebbe di 5.000 x 0.01= 50 Volt che l'alimentatore pilota da 12 volt non può ovviamente fornire. Con un alimentatore a corrente costante "pilotato a 100 volt" (ed altri accorgimenti) garantiresti invece i 10 mA costanti anche con una resistenza della terra variabile fra 10 ohm e 10.000 ohm.

Ora per andare avanti occorre che tu dica "come" avviene l'elettrostimolazione delle culture, se in corrente oppure in tensione : nel secondo caso la corrente che circola è pressochè nulla ( inferiore a qualche microampere). Con l'occasione visto che quando si sale sopra i 55 volt subentrano problemi di sicurezza personale occorre anche che tu dica "quanto" sei preparato sia con la teoria che con la pratica elettrica: i conti di sopra sono la legge di ohm.
da zioelp
#2795
davidel38 ha scritto:0.7A sono eccessivi e ho bisogno di ridurrli almeno a 10mA; dovrei applicare una resistenza a monte del circuito?

Purtroppo, in elettronica pratica, la faccenda dei volt e degli ampere non è così semplice e lineare come può apparire ragionando solo sui numeri.
Ti faccio un esempio con un secchio d'acqua, giusto per citare oggetti d'uso comune facilmente immaginabili.
Nel nostro ipotetico secchio abbiamo versato 0.7 litri d'acqua, ovvero, cambiando unità di msura, 700 millilitri.
Ora, se immagini di rovesciare il secchio è lasciare che l'acqua si versi completamente sul pavimento impiegando il tempo di un secondo esatto, puoi dire che hai versato con una certa violenza, cioè con un'intensità quantificabile in 0.7 litri al secondo. Se, per vuotare il secchio, avessi usato un'inclinazione diversa, magari avresti impiegato due secondi, ovvero un'intensità di 0.35 litri al secondo. Portando il discorso all'estremo, potresti inclinare il secchio in modo che il tempo di transito dell'acqua verso il pavimento si allunghi parecchio, e quindi l'intensità scenda parecchio, ad esempio a 0.01 litri al secondo, ovvero 10 ml/sec.
Se non hai paura di bagnarti, puoi anche inclinare il secchio a 45 gradi e limitare il flusso a pochi ml/sec facendo da "diga" con una mano, ottenendo alla fine l'intensità che ti serve a prescindere (entro certi limiti) dall'inclinazione propria del contenitore.
A questo punto, per passare il tutto in ambito elettrico, devi solo sostituire l'idea di inclinazione con la cifra dei volt (che abbreviamo in V), e l'idea d'intensità (abbreviata in I) con la cifra degli ampere. La tua mano che funge da diga diventa allora il concetto di resistenza (accorciabile per comodità con la lettera R).
Se ti piace la matematica, intuisci subito che le tre idee son legate intimamente fra loro: se vuoi una certa I, devi scegliere i giusti valori di V e R, sapendo che il primo tende ad alzare, e il secondo tende ad abbassare.
Se, per ipotesi, la V che hai non inclina abbastanza il secchio a prescindere dal fatto che tu applichi o no una diga R, non ti sarà possibile avere l'intensità I che ti serve.
Al contrario, se la tua V rovescia completamente il secchio in verticale, e la voce R è inesistente, l'intensità I (espressa di solito in ampere abbreviati con A) dipenderà moltissimo da quanta acqua hai disponibile: se nel secchio ci sono 1000 litri, questi potrebbero uscire indisturbati con un'intensità di 1000 litri al secondo!
Nella tua appli pratica, purtroppo, ho il forte dubbio che 5 volt non "inclinino" abbastanza per avere i 10 mA che vorresti, perché il terriccio, fisicamente, è già da solo una "diga" R molto efficace. Non voglio confonderti le idee con altre similitudini, ma il valore R che ti servirebbe per avere 10 mA (cioè 0.01 A) partendo da 5 V è 5 / 0.01 = 500 (non aggiungo l'unità di misura per non mettere troppi simboli sulla carta).
Non sono un esperto in terriccio, ma ho letto da qualche parte che tale materiale, asciutto, esibisce valori R che sono in media anche mille volte maggiori di 500, col risultato che la tua I misurabile sarebbe al massimo mille volte minore, quindi 0.00001 A che puoi scrivere anche 0.01 mA (milliampere) o 10 uA (microampere).
In caso di terriccio non asciutto ma con una certa percentuale d'acqua, il parametro R può scendere anche molto, perché la corrente trova comodo passare nelle impurità e nei sali minerali disciolti (l'acqua distillata, in sé, ha valori R altissimi).
Da quanto sopra dovresti aver intuito almeno due problemi da risolvere: ti servirebbe una sorgente V con valore decisamente più alto di 5; ti servirebbe una "diga elettronica" che valuti istante per istante la cifra R appropriata e la piazzi lungo il percorso dell'acqua, o meglio, della corrente.
In più, come colpo di grazia, hai pure la "rogna del feedback", rappresentata dal fatto che non puoi dare per scontato che il terriccio presenti sempre, costantemente, uno stesso valore di R, visto che già l'umidità nell'aria e la presenza di foglie che spostano acqua dal terriccio all'ambiente attraverso la traspirazione, ti scombina tutto già sulla carta. :)
Mi pare di aver letto, molti anni fa, di un tale Cleve Backster, impegnato nel dimostrare che le piante hanno emozioni che manifestano, guarda caso, proprio cambiando il proprio valore R. Tutto, nell'universo, ha un valore R: se ci fa comodo, ad esempio per la parte interna dei cavetti elettrici, scegliamo materiali con R il più possibile basso, tipo il rame che ha circa 20 miliardesimi di unità R al metro; altrimenti, ad esempio per la parte esterna degli stessi cavetti, scegliamo materiali con R altissimo, tipo il PVC (una plastica) che ha R nell'ordine dei miliardi di unità.
Spero di esserti stato utile, almeno come spunto per approfondire la materia sia leggendo libri (come suggerisce giustamente dsalva :) ), sia navigando a forza di clic del mouse, come va ormai di moda all'inizio del terzo millennio.
In ogni caso, tornando seri, EVITA ASSOLUTAMENTE SI SMANETTARE CON L'ENERGIA ELETTRICA SE NON HAI LE CONOSCENZE NECESSARIE PER FARLO IN SICUREZZA. E' vero che se ti limiti al caricabatterie del tablet hai pochissime occasioni di ricevere una "scossa" pericolosa in sé, ma se fai qualche manovra sbagliata coi fili puoi causare una scintilla, puoi spaventarti, ritrarre la mano e, con un po' di sfortuna, urtare uno spigolo tagliente o far cadere qualche oggetto a cui tieni. La prudenza, al pari dell'informazione, non è mai troppa. ;)
Ultimissima nota al volo: ho il sospetto che la corrente da usare sia di natura alternata, non continua, anche solo per evitare fenomeni di elettrolisi (cerca i termini tecnici in rete e buon divertimento).
da mars
#2804
Premesso che:
1.- per varie ragioni che non sto qui a trattare, sono contrario all'uso dell' elettricità nelle colture
2.- ce su elettrocoltura in rete si trova un gran casino dove prevale il new age rispetto allo scientifico e che non si riesce a individuare dei dati certi da cui partire

possiamo dire questo:
a.- nel caso in questione, applicando elettrodi in un vaso, la corrente che passa dipende dalla tensione applicata e dalla resistenza del terreno
b.- che un alimentatore da 0.7A fornisca 0.7A non dipende minimamente dallo stesso, ma dal carico resistivo collegato.
c.- che la resistenza del terreno varia in modo sostanziale in dipendenza dalle caratteristiche minerali del terreno e dal grado di umidità

Quindi, a priori, non posso avere la minima idea di che corrente passerà.

Quello che puoi fare dipende solo dal fatto che sia determinante la tensione o la corrente o entrambe.
Nel primo caso non puoi mettere i vasi in serie, dato che, non sapendone la resistenza, non si potrà sapere a priori come si distribuiscono le cadute di tensione
Nel secondo caso, potrai mettere i vasi in serie semplicemente usando un regolatore di corrente in modo da ottenere quella voluta. La cdt su ogni vaso dipenderà dalle sue caratteristiche come sopra detto.
Nel terzo caso, non puoi mettere i vasi in serie ma devi usare un alimentatore regolabile in tensione/corrente per ognuno.
da davidel38
#2808
grazie a tutti per le risposte, a zioelp in particolare per la semplificazione del concetto :) credo che procedero come aveva suggerito double, con un LM317, perche la resistenza del terreno sara particolarmente bassa, essendo molto umido e fertilizzato. con LM317 dorei usare una breadboard giusto? un'alimentatore per computer andrebbe bene?
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da double
#2812
davidel38 ha scritto:grazie a tutti per le risposte, a zioelp in particolare per la semplificazione del concetto :) credo che procedero come aveva suggerito double, con un LM317, perche la resistenza del terreno sara particolarmente bassa, essendo molto umido e fertilizzato. con LM317 dorei usare una breadboard giusto? un'alimentatore per computer andrebbe bene?

Se devi erogare 10 mA basta ed avanza un (piccolo) alimentatore da computer portatile da 20V e 1A ( fra 18 e 22 V va bene lo stesso) . L'LM317 ha bisogno di una caduta di 5 Volt (per stare sul sicuro) fra ingresso ed uscita quindi per far scorrere 10 mA la resistenza massima del "terreno nel vaso" deve essere AL MASSIMO di circa (20-5)/0.010~ 1500 ohm . Volendo non serve neppure la bread board basta fare i collegamenti in aria fra l'integrato ed una resistenza da 120 ohm. R= (1250/120)~10 mA
Immagine
dove Vf= 20V (dall'alimentatore per pc portatile) e Led= elettrodi nel vaso di terra.

Tieni presente che se cortocircuiti l'uscita a valle del LM317, non accade niente di particolare perchè è un generatore di corrente costante e semplicemente scorrono i 10 mA imposti dalla resistenza . La dissipazione termica è di circa 200 mW quindi non servirebbe l'aletta di raffreddamento che comunque non guasta mai.

Ti consiglio caldamente di procurarti un tester (anche uno cinese da 10 euro) che per l'elettronico assolve la stessa funzione del tamburo per lo sciamano.
Vendo

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