Il progetto era nato dall'esigenza di controllare i consumi di corrente in casa, perche' troppo spesso il magnetotermico ENEL scattava costringendoci a scendere al piano terra del nostro palazzo per riattivarlo. Inoltre la scala a led e' stata ideata in modo che fosse ben visibile affinche' le donne di casa capissero che un asciugacapelli+una stufa elettrica+ ferro da stiro+due scaldabagni accesi consumano piu' di una lampadina
La taratura era stata effettuata in modo che l'accensione dell'ultimo led della scala attivasse un buzzer per avvisare dell'imminente distacco. Per che ne avesse la necessita’ oltre al buzzer si potrebbe attivare un telecomando che disattivi i carichi non indispensabili per esempio gli scaldabagni, ma io non ho mai avuto la necessita' di aggiungere simile automatismo perche' il buzzer viene sentito in tutta la casa.
Il cuore del progetto e' una sonda autocostruita perche' le sonde in corrente all'epoca erano pressoche' irreperibili per piccole forniture. Allo scopo ho utizzato il nucleo in ferrite di un differenziale salvavita . Come prime prove ho avvolto sul suo nucleo un paio di spire di rame collegate poi all'INPUT di un oscilloscopio, e all'interno del nucleo passava un filo connesso ad un carico (una stufa elettrica) e si vedeva l'oscillogramma in figura.
La prima curva e' relativa all'ingresso collegato alle spire del secondario, la seconda curva e' stata presa collegando l'altro ingresso dell' oscilloscopio ai capi di una resistenza di basso valore posta in serie al carico. Ovviamente per poter fare quest'ultimo collegamento ho dovuto sollevare l'oscilloscopio da terra (con trasformatore di isolamento direte voi, ma NOOO, ma chi lo aveva all'epoca ?). Ho semplicemente scollegato il filo di terra dal piolo centrale della spina dell’oscilloscopio con incoscienza e grande sprezzo del pericolo.
Non riuscivo ad interpretare i picchi che vedete in figura, finche' non me lo hanno spiegato: con una cosi' grande corrente attraverso il nucleo quest'ultimo (ma sarebbe bastati forse un centinaio di mA per saturare quel nucleo) si saturava per gran parte del ciclo a 50 Hz, e quindi l'OUT sulle spire del secondario era zero. Ma quando la semionda passava attraverso lo zero, la corrente che transitava attraverso il nucleo scendeva a valori bassi, e quindi il nucleo permetteva il trasferimento dell'induzione elettromagnetica al secondario. Infatti guardando l’oscillogramma si vede che i picchi compaiono in corrispondenze degli zeri dell’onda sottostante. Ho risolto il problema collegando a fianco del secondario una spira di rame da 2 mm chiusa su se stessa. Nelle foto ci sono due spire, ma mi sembra di ricordare che dopo le avessi ridotte ad una. Il secondario era formato da una ventina (se ben ricordo) di spire di filo isolato. Questo secondario era collegato con una piattina all'ingresso INPUT SONDA e GROUND dello schema visibile in figura.
Il LM358 e configurato a raddrizzatore ideale perche' il segnale da raddrizzare era basso. Veramente senza il diodo e in quella configurazione il LM358 taglia le semionde negative, ma il diodo contribuisce a bloccare eventuale tensione di OFFSET in out all’operazionale . Avrei dovuto inserire nel circuito un filtro BF passa basso perche' le armoniche e disturbi vari sono amplificati, ma non l'ho mai fatto.
Infatti un difetto di questo amplificatore e' che eventuali picchi presenti sulla rete caricano il condensatore C2 producendo una segnalazione di alto consumo, a volte fino a fondo scala, di breve durata. Ho ridotto questo problema, ma non annullato del tutto perche' mi faceva comodo vedere i disturbi presenti in rete, aggiungendo il circuito di smorzamento formato da R5 e C4. Il tutto e' stato montato su uno spezzone di canalina per impianti elettrici, come visibile in figura, e fissato su un punto di passaggio obbligato in casa, cosicche' eventuali consumi anomali fossero facilmente rilevati. Nel mio caso il punto di passaggio era a fianco la scatola con il quadro elettrico principale quindi questa posizione andava bene. Con questo accrocco dopo un anno ho avuto un notevole risparmio di corrente. Ci sono in commercio adesso indicatori di corrente con un bellissimo display LCD che mostrano il consumo in KW con i decimali, ma per le donne di casa vedere 4,2 KW oppure 2 KW fa lo stesso effetto. Invece vedere una catena di diodi verdi accesi, che poi diventano gialli ed infine rossi fa un'altro effetto.
Il circuito si componeva di un LM3914 (spero che sia ancora reperibile) che si occupava di accendere la catena di led. L'alimentazione era fornita da un trasformatore da 3 VA e 6 Vac in out + ponte+elettrolitici.
Il buzzer e' di quelli che suonano appena alimentati da corrente DC, e viene attivato dal transistor PNP BC327 quando la sua base riceve una tensione negativa.
Dopo aver montato il tutto e’ necessario procurarsi una pinza amperometrica, oppure stimare il consumo istantaneo attraverso l’accensione di diversi carichi fino al massimo consentito dal magnetotermico, e ruotare il Trimmer TR1 finche’ non si accende l’ultimo led .
Purtroppo con soli dieci led tarando il trimmer a 3-4 KW il primo led si accende solo se c’e’ un consumo di almeno 300-400 Watt.
Per eventuali dubbi scrivete pure qui.
PS nel testo spesso ho usato l'imperfetto per indicare che all'epoca avevo deciso di adottare quella soluzione, ma l'apparecchio funziona da 15 anni senza problemi.