Sebbene possa essere allettante utilizzare la tensione della batteria della propria automobile per alimentare piccoli apparecchi portatili, apparecchi audio e computer portatili, attenzione: la potenza disponibile tramite l'impianto elettrico dell'auto non è delle più simpatiche. La tensione può variare da 9 a 15 Volt in normali condizioni di utilizzo, e sono possibili degli impulsi o escursioni di valori molto maggiori. A meno che l'apparecchio sia espressamente progettato per essere alimentato tramite l'impianto elettrico dell'automobile, rischiate seriamente di danneggiarlo o bruciarlo in modo irreparabile.
Inoltre, la corrente disponibile tramite la presa dell'accendisigari è virtualmente illimitata (20 Ampere o oltre). Un simile valore di corrente è in grado di trasformare istantaneamente il vostro costoso lettore di CD in un fumante arrosto nel caso doveste sbagliare le connessioni; nessun tipo di protezione interna è in grado di proteggere un apparecchio da simili stupidità.
Nel caso dei computer portatili la mia raccomandazione è quella di utilizzare un inverter commerciale DC-AC a cui collegare l'alimentatore del computer. Non è forse la soluzione migliore in termini di efficienza ma è senz'altro la più sicura, e dovrebbe conservare intatta la garanzia del computer anche nel caso in cui qualcosa vada storta. Per i lettori di CD e altri apparecchi audio utilizzate solo degli adattatori per accendino approvati.
Negli apparecchi audio e in altri apparecchi elettronici si possono trovare vari tipi di motori. Per ulteriori informazioni sugli specifici tipi di motori utilizzati utilizzati nei videoregistratori e lettori CD, consultate i documenti "Note per la ricerca dei guasti e la riparazione di videoregistratori a cassette" e "Note per la ricerca dei guasti e la riparazione di Lettori CD e drive CD-ROM".
Ecco un elenco dei vari tipi di motori:
Piccoli motori in corrente continua, a spazzole con magnete permanente, simili a quelli montati nei piccoli apparecchi a batterie. Questo tipo di motori viene montato nei registratori a cassette e radioregistratori portatili, segreterie telefoniche, giocattoli elettrici, lettori CD e CDROM, e videoregistratori. Nei casi in cui la velocità rappresenti un fattore critico, nel motore potrebbe essere presente un regolatore di velocità meccanico o elettronico. In alcuni casi è addirittura presente un avvolgimento tachimetrico ausiliario per fornire il feedback al regolatore di velocità.
Questo tipo di motore è abbastanza affidabile, ma col tempo si possono sviluppare avvolgimenti in cortocircuito o interrotti, un commutatore sporco, lubrificazione appiccicosa, cuscinetti asciutti o consumati. La sostituzione è la miglior soluzione, ma anche la riparazione meccanica (lubrificazione, pulizia) è in alcuni possibile. Consultate anche i paragrafi relativi ai problemi di velocità del nastro.
E' possibile reperire ulteriori informazioni su questo tipo di motori nel documento "Note per la ricerca dei guasti e la riparazione di Lettori CD e drive CD-ROM".
Un singolo motore in corrente continua senza spazzole, a basso profilo o 'pancake', potrebbe fornire la forza motrice nei piccoli Walkman, nei capstan a trazione diretta, e per la generica forza motrice nei videoregistratori o registratori a nastro. Poichè questi motori sono controllati elettronicamente, guasti di tipo non meccanico sono difficili da diagnosticare. In alcuni casi, è possibile scoprire e rimediare al malfunzionamento di un componente elettronico.
Motori a induzione in corrente alternata, del tipo shaded pole o sincrono, utilizzati nei giradischi economici. Questi motori sono estremamente affidabili e sono facili da smontare, pulire e lubrificare. E' sufficiente fare attenzione a non perdere nessuna delle rondelle spaziatrici montate a ciascuna estremità del perno e prendere tutti gli appunti necessari per non avere problemi nel rimontaggio.
Motori sincroni in miniatura utilizzati nei meccanismi degli orologi meccanici, per esempio quelli montati nella vecchie radiosveglie o gli orologi elettrici da parete alimentati dalla rete elettrica, timer per elettrodomestici, o timer per lo sbrinamento dei congelatori. Questi meccanismi includono un treno di ingranaggi o sigillato all'interno del motore oppure esterno. Se il motore non si avvia, la causa risiede probabilmente nella lubrificazione essiccatasi o diventata appiccicaticcia. Si dovrebbe gioire già per il solo fatto di aver raggiunto l'interno del motore, ma di solito è possibile rimuovere il coperchio e raggiungere il perno del motore, che è di solito l'unica parte a necessitare di lubrificazione. Ad ogni modo, potrebbe essere necessario rimuovere il piccolo ingranaggio pignone per raggiungere entrambe le estremità del perno del motore e dei cuscinetti.
Naturalmente ci si aspetta che il proprio apparecchio audio sia del tutto silenzioso a meno che non gli venga ordinato di comportarsi diversamente; il rumore dei motori non si dovrebbe notare. Ad ogni modo, che fare se il rumore è presente? Ci sono svariati tipi di rumore: rumore di rotazione, vibrazioni, ed interferenze elettriche.
Se il rumore è generato dalla rotazione del perno del motore, provate a lubrificare i cuscinetti del motore o altre parti sospette; è sufficiente una sola goccia di olio per motori elettrici, olio per macchine da cucire, o altro olio leggero (ma NON WD40, che non è un lubrificante idoneo), sui cuscinetti di ciascuna estremità del motore. Questa operazione può aiutare, perlomeno come soluzione temporanea. In alcuni casi, l'utilizzo di un olio leggermente più pesante può aiutare nel caso di un cuscinetto consumato. Consultate il paragrafo "Lubrificazione degli apparecchi elettronici".
Per i motori in corrente alternata in particolare, i lamierini in acciaio o i cuscinetti del motore potrebbero essere allentati e provocare ronzii o altri rumori; potrebbe essere sufficiente stringere una vite o due per risolvere il problema. In casi estremi potrebbe essere necessario verniciare i lamierini con della vernice idonea per apparecchi elettrici. Alcune volte, il rumore potrebbe essere provocato dalla vibrazione di un vicino schermo in metallo o altro materiale, causata dal campo magnetico del motore. Uno spessore o un pezzo di nastro adesivo protettivo piazzati in modo strategico possono fare miracoli.
Se il rumore, ronzio o uggiolio, proviene invece dall'uscita audio dell'apparecchio e si ascolta solo quando il motore gira, allora il filtro contro le interferenze montato sulle connessioni di alimentazione del motore potrebbe essersi guastato. Si tratta di solito di un semplice condensatore montato sui terminali del motore, che potrebbe essere difettoso o forse potrebbe esserci una cattiva connessione.
In molti casi i motori sono abbastanza standardizzati, e potreste quindi riuscire a reperire un ricambio generico ad un prezzo inferiore rispetto a quello richiesto dal produttore per il ricambio originale. Ad ogni modo, il ricambio deve soddisfare ai seguenti requisiti:
La tensione di alimentazione e la corrente assorbita devono essere simili.
Nel caso dei motori convenzionali in corrente continua, la direzione potrebbe essere reversibile invertendo la polarità di alimentazione. Nel caso dei motori in corrente alternata, è possibile invertire la direzione di rotazione girando lo statore al contrario rispetto al rotore. Ad ogni modo, la direzione di rotazione di alcuni motori è fissa e non può essere alterata.
Nel caso dei registratori a nastro e dei giradischi, la velocità potrebbe non essere controllata elettronicamente tramite feedback. Con un po' di attenzione dovreste essere in grado di determinare la velocità del motore in giri al minuto. Per esempio, nel caso dei registratori a cassette, nota la velocità del nastro (lo standard è di 1-7/8 pollice al secondo), il calcolo della velocità del perno del motore è immediato dopo aver misurato il rapporto fra i diametri delle pulegge e del capstan.
Distributori come la MCM Electronics, Dalbani e Premium Parts hanno in magazzino un buon assortimento di generici motori di ricambio per registratori, Walkman, radioregistratori portatili, e lettori CD.
Il relè elettromeccanico è un dispositivo utilizzato in una grande varietà di applicazioni, per commutare l'alimentazione così come i segnali negli apparecchi elettrici ed elettronici. Il funzionamento è molto semplice: un elettromagnete alimentato da un avvolgimento in corrente continua o alternata attrae un meccanismo con un insieme di contatti mobili, che chiudono o aprono una connessione con un insieme di contatti fissi.
I tipi di relè più comuni sono caratterizzati da tre insiemi di parametr:
I contatti comuni (C) si chiudono con i contatti normalmente chiusi (NC) quando la bobina non è alimentata, e si chiudono con i contatti normalmente aperti (NO) quando la bobina è alimentata.
I relè miniatura e subminiatura sono utilizzati nei modem, nei fax e nelle segreterie telefoniche per commutare i segnali sulla linea telefonica, nei circuiti di protezione per le casse acustiche degli amplificatori audio, nella circuitazione di deflessione dei monitor multiscan, ed in molti altri circuiti.
Piccoli relè controllano l'alimentazione negli apparecchi di illuminazione, televisori ed altri apparecchi domestici, sistemi ed accessori automobilistici, e così via.
I grossi relè (spesso denominati teleruttori) sono utilizzati per il controllo di sistemi centrali di condizionamento dell'aria (motori dei compressori e sfiatatoi), in macchine industriali di tutti i tipi e dimensioni, così come nel sistema di avviamento delle automobili.
E' di solito possibile identificare un relè sprovvisto delle informazioni sulla connessione dei piedini con un semplice tester ed un alimentatore variabile, o anche ad occhio. In molti relè le informazioni più importanti sono stampate sul contenitore; ad ogni modo, per specifiche più dettagliate, la cosa migliore è far riferimento al databook (o alle pagine Web) del produttore.
Per quanto segue si assume il caso di un relè DIP subminiatura. Nel caso di relè di maggiori dimensioni, è possibile riscontrare delle bobine con minore resistenza, maggiore tensione di alimentazione, ed altre variazioni.
Se l'involucro del relè è trasparente o è possibile smontare il coperchio, esaminate il polo dell'elettromagnete. Se vedete un anello di rame attorno a metà del polo, allora la bobina del relè è progettata per funzionare in corrente alternata (di solito a frequenza di rete, 50 o 60 Hz). Una bobina del genere tenderà a riscaldarsi molto velocemente se alimentata in corrente continua, ma ciò non toglie che per una semplice prova si possa fare un'eccezione.
Determinate i piedini collegati alla bobina. Se possibile cercate di localizzarli a vista o utilizzate il vostro tester su una bassa portata di resistenza; nel caso di un relè di piccole dimensioni, la bobina misurerà molto probabilmente poche centinaia di Ohm. Tutte le altre combinazioni di piedini misureranno zero Ohm o resistenza infinita. Se la resistenza è, supponiamo, minore di 100 Ohm, allora si tratta di una bobina in corrente alternata piuttosto che in corrente continua.
Alimentate il relè utilizzando un alimentatore in corrente continua a tensione regolabile (sto supponendo che il relè monti una bobina in corrente continua, cosa molto probabile per un relè DIP. E' anche possibile alimentare un relè che monta una bobina in corrente alternata, con la differenza che si riscalderà velocemente). Iniziate da una tensione nulla ed aumentatela fino a che sentite che i contatti si chiudono. La tensione si dovrebbe probabilmente aggirare su circa 3 Volt (per un relè con bobina da 5 Volt) o circa 8 Volt per un relè con bobina a 12 Volt, cioè circa il 60% della tensione nominale della bobina. Se non udite i chiduersi i contatti, invertite la polarità di alimentazione della bobina e riprovate, potrebbe trattarsi di un relè bistabile. Alternativamente, misurate con il vostro tester sulla scala di resistenza attraverso una delle coppie di contatti che misura 0 Ohm, visto che probabilmente si tratta di una coppia di contatti normalmente chiusi. La resistenza diventerà infinita quando il relè si commuta.
E' possibile stimare la portata in corrente dei contatti osservandone il diametro (semprechè i contatti siano visibili). Ecco delle stime approssimative di corrente (su carichi resistivi): 20 A - 5 mm, 10 A - 3 mm, 5 A - 2 mm, 1 A - 1 mm. Questi valori vanno ridotti sostanzialmente nel caso di carichi induttivi.
Per i relè bistabili, la polarità della tensione applicata alla bobina determina se il relè deve attivarsi o disattivarsi. In altre parole, per commutare il relè nello stato opposto è necessario invertire la polarità della tensione applicata alla bobina. Probabilmente esistono in commercio anche altri modelli di relè, sebbene non siamo molto comuni.
Se il relè è del tutto inerte, verificate la presenza della tensione di alimentazione per la bobina. Se la tensione è quella corretta, la bobina del relè potrebbe essere interrotta. Se la tensione è bassa o del tutto assente, la bobina potrebbe essere in cortocircuito o il circuito di pilotaggio potrebbe essere difettoso. Se si ascolta il rumore usuale del relè che scatta ma i segnali sui contatti non vengono commutati correttamente, allora i contatti del relè potrebbero essere corrosi, sporchi, consumati, saldati, attaccati, o potrebbe esserci qualche altro problema meccanico.
Smontate il relè dal circuito (se possibile), misurate la resistenza della bobina e confrontatela con quella marchiata sul relè o riportata nel databook, o con quella misurata su un altro relè dello stesso tipo sicuramente efficiente. Una bobina interrotta è ovviamente difettosa, ma alcune volte la rottura è proprio sulla connessione dei terminali e può essere facilmente riparata. Se riuscite a guadagnare l'accesso alle parti interne rimuovendo il coperchio, una ispezione visiva potrà confermare la vostra ipotesi. Se la resistenza è troppo bassa, probabilmente qualche spira dell'avvolgimento è in cortocircuito. Questa anomalia potrebbe produrre un sovrariscaldamento o funzionamento intermittente; in questo caso sarà necessario un ricambio.
I contatti dei relè sono inizialmente lucidi e splendenti. Con l'utilizzo, gli archi elettrici, la sporcizia e il consumo giocano il loro ruolo. Un relè sigillato, utilizzato su carichi resistivi con delle correnti ben minori rispetto a quelle per cui è stato progettato, può funzionare in modo affidabile per milioni di cicli. Ad ogni modo, la durata viene significativamente ridotta quando si commutano delle alte correnti, specialmente si carichi induttivi che provocano degli archi elettrici sui contatti. Un granello di polvere può impedire ai contatti di chiudersi, da cui si deduce l'importanza della pulizia. La formazione di archi elettrici può anche far saldare insieme i contatti.
La resistenza dei contatti chiusi di un relè in buone condizioni dovrebbe essere esigua, probabilmente al di sotto dei limiti misurabili su un normale multimetro, roba di pochi milliOhm. Se misurate una resistenza significativa o incostante sui contatti chiusi mentre il relè è attivo, o se la resistenza varia dando al relè dei leggeri colpetti, allora i contatti sono probabilmente sporchi, corrosi o consumati. Se potete raggiungere i contatti, provate a spruzzare dello spray puliscicontatti e a far passare un pezzo di carta su e giu attraverso i contatti chiusi, e vedete se le situazione migliora. Potreste anche provare ad utilizzare della carta smeriglio finissima sui contatti, ma si tratta solo di una soluzione a breve termine. Molto probabilmente il relè andrà sostituito se i contatti devono commutare una potenza sostanziale.
NOTA: la ricerca dei guasti nei grossi amplificatori audio realizzati con componenti discreti è trattata in un documento separato.
Gli amplificatori audio montati nelle piccole radio, Walkman, registratori portatili a cassette, ed altri apparecchi di bassa potenza, sono spesso costituiti da un singolo chip con pochi componenti esterni. Procuratevi la piedinatura del circuito integrato, controllate gli ingressi e le uscite con un signal tracer e/o un oscilloscopio. L'assenza di segnale in uscita, nonostante siano presenti i segnali in ingresso e l'alimentazione, di solito indica un circuito integrato difettoso; stesso dicasi se il circuito integrato diventa bollente, sempre a condizione che non ci siano sovraccarichi in uscita.
Gli amplificatori audio di maggior potenza potrebbero utilizzare dei circuiti integrati (fino a 10 o 20 Watt) o moduli ibridi (fino a 100 Watt per canale e oltre). I puristi potrebbero dubitare sulla qualità del suono prodotto da questo tipo di amplificatori, rispetto a quello degli amplificatori realizzati con componenti discreti, ma comunque i moduli ibridi vengono utilizzati in moltissimi progetti a tutti i livelli di prezzo (eccetto forse per la stratosfera della terra degli audiofili).
I moduli ibridi (anche detti 'blocks' o 'bricks') possono essere del tutto autonomi, e richiedere solo l'alimentazione e dei segnali in ingresso a livello linea, come pure potrebbero costituire il solo stadio finale in un sistema completo che include una circuitazione di amplificazione esterna ed è in effetti un amplificatore operazionale di potenza, ad alto guadagno con feedback negativo. Il guasto di questi moduli è abbastanza comune.
Si noti che il controllo di quei progetti realizzati con amplificatori operazionali, siano essi a componenti discreti o a circuiti integrati, può confondere le idee a causa dell'alto guadagno e feedback. I segnali intermedi in un canale funzionante potrebbero sembrare come ripple dell'alimentatore o rumore. In un canale non funzionante questi stessi segnali potrebbero apparire come segnale audio normale o fortemente distorto, dipendentemente dallo stadio in esame. Inoltre, poichè viene utilizzato un forte feedback negativo, il ripple dell'alimentatore e il rumore sono molto meno significativi e potreste riscontrare un sostanziale ammontare di entrambi in un un amplificatore funzionante regolarmente.
Nel caso degli amplificatori stereo, normalmente è sicuro (e davvero efficace) scambiare i componenti tra il canale che funziona e quello che non funziona, a condizione che ci si sia preventivamente assicurati che in uscita non ci siano cortocircuiti. Questo è senza ombra di dubbio il sistema più veloce per confermare un modulo ibrido guasto. Sarei un po' più riluttante a seguire una procedura del genere nel caso di grossi amplificatori audio costruiti con transistor discreti nello stadio finale di potenza, visto che esiste la possibilità di provocare guasti in cascata se non vengono sostituiti TUTTI i componenti difettosi prima di fornire nuovamente l'alimentazione.