TZ006 – Simulatore di fuoco che cambia colore per presepe ed altri usi

Il Natale si avvicina, di corsa a fare il presepio, ma poi? Come fare per creare certi effetti? Il tempo è inclemente e bisogna scaldarsi al fuoco del caminetto, ma come simulare bene la fiamma della legna? Tanti anni fa, esistevano delle lampadine a 220V a miscela di gas che grazie alla forma degli elettrodi interni, si illuminavano in modo casuale dando l’ effetto della fiammella traballante, la luce calda (quasi una via di mezzo tra il rosa e l’ arancio) dava un bell’ effetto, ma purtroppo oggi queste lampade sono diventate introvabili, poi essendo solo a 220V, si era costretti a portare la tensione di rete in giro per tutto il presepio.

presepio1

Dal momento che le leggi in materia di sicurezza oggi sono molto severe, ecco un nuovo sistema a bassa tensione che sfrutta i led per ottenere lo stesso effetto.
Per simulare una la brace del caminetto si potrebbe usare un led arancio o ambra, ma per dare un effetto più realistico è necessario prevedere un cambio cromatico a dissolvenza incrociata.
Per fare tutto questo, ho fatto ricorso a 3 led, uno rosso, uno giallo e uno arancio, mentre quello arancio resta sempre alimentato, il rosso e il giallo sono collegati in antiparallelo in modo tale che lampeggiano velocemente in modo alternato, dando l’ effetto di dissolvenza incrociata sfumando a loro volta dal rosso al giallo e viceversa.

caminetto presepio

Per ottenere un effetto realistico si potrebbe mettere sopra i led un batuffolo di cotone idrofilo o fibra sintetica del tipo usato per imbottire i cuscini, con la funzione di spargere la luce.
Tutto il circuito può funzionare senza alcun problema a 9 o 12V, quindi lo si può alimentare anche a pile.

 

Schema elettrico:

Si tratta di due semplici oscillatori e un comparatore il tutto realizzato con un unico circuito integrato tipo LM324 costituito da 4 operazionali.
Il primo di questi in aggiunta a C2, R1, R2 e R3 forma un multivibratore astabile che genera un segnale a bassissima frequenza la cui forma d’ onda segue la carica e scarica di C2, con un’ escursione di tensione che va da un minimo di 2,8V a un massimo di 6,2V (con alimentazione a 9V, alimentandolo a 12V i valori saranno più elevati), mentre il secondo operazionale in aggiunta a C3, R4, R5 e R6, forma un circuito simile ma con frequenza più elevata (quanto basta per non percepire lo sfarfallio) e valori di tensione leggermente diversi (min. 3V e max. 6V).
I due segnali relativi alla carica e scarica di C2 e C3, giungono al terzo operazionale che si comporta da comparatore dando in uscita un segnale a onda quadra con duty cicle variabile in funzione dei segnali in ingresso.
Nel grafico rappresentato qui sotto si vede come avviene tutta la sequenza.

TZ006 grafico

Proprio variando il duty cicle si cambia l’ intensità luminosa dei led DL1 e DL2 creando l’ effetto di dissolvenza incrociata, mentre DL3 resta sempre acceso costante.

TZ006SC

Elenco componenti:

R1 = 100kΩ 0,25W C1 = 100nF 25V ceramico
R2 = 33kΩ 0,25W C2 = 1uF 25V elettrolitico
R3 = 470kΩ 0,25W C3 = 10nF 25V ceramico
R4 = 100kΩ 0,25W C4 = 10uF 16V elettrolitico
R5 = 39kΩ 0,25W C5 = 47uF 16V elettrolitico
R6 = 27kΩ 0,25W DL1 = diodo led rosso
R7 = 3,9kΩ 0,25W DL2 = diodo led giallo
R8 = 3,9kΩ 0,25W DL3 = diodo led arancio
R9= 560Ω 0,25W U1 = LM324
R10 = 1kΩ 0,25W

Il montaggio è molto facile, una volta montato il tutto viene così come raffigurato qua sotto.

TZ006eEC

Per chi invece volesse creare un incendio su un mezzo ferroviario o edificio su un plastico, modificando le resistenze R9 e R10 (portandole rispettivamente a 390 e 820 ohm) si possono mettere più led in modo da illuminare una zona più grande.

treno in fiamme

Di seguito potrai trovare tutti i file per realizzare questo circuito:
TZ006 Visione Montaggio
TZ006 layer
TZ006 PCB
Buon divertimento!

 

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