Problema lampadine: saltano in continuazione! Soluzione???

[bistefo70]

Ciao a tutti ho letto con interesse questo Post e vorrei aggiungere alcuni dettagliTecnici al riguardo.

Le luci di segnalazione ovvero Stop,retromarcia,freccie,ecc ecc sono composte da un filamento di tugsteno che presenta
una certa resistenza,ad una certa temperatura.

Perche si bruciano?

Pur essendo realizzato con materiali speciali ed immerso in atmosfera rarefatta di gas inerti, il filamento, reso incandescente, lentamente "brucia" col passare del tempo.
Un ulteriore difetto,consiste nella loro sensibilità alle sollecitazioni meccaniche, che maggiormente si manifesta quando vengono impiegate su mezzi in movimento come le auto.

Veniamo al dunque:

Quando diamo tensione alle lampade,e cioe' alla prima accensione,queste subiscono un "salto termico"che lo porta dalla temperatura ambiente a quella di incandescenza di molte centinaia di gradi centigradi.
Sotto il profilo elettrico, ciò significa che un corpo conduttore freddo oppone poca resistenza al movimento degli elettroni, mentre i conduttori caldi, quelli caratterizzati da elevata temperatura, presentano notevoli resistenze elettriche al passaggio della corrente.

Si capisce ora come il filamento della lampadina, all'atto della sua accensione, essendo freddo, opponga una lieve resistenza elettrica al flusso della corrente che lo percorre.

Se avete un comune tester collegatelo alla lampadina e misurate il suo valore ohmico.
Ad esempio una lampadina degli "Stop":
12 V
20 W
Resistenza a catodo freddo=valore misurato con il tester
scoprirete che il suo valore e' piu' bassp rispetto a quello dichiarato dalla casa costruttrice.
E questo significa che all'atto dell'accensione a filamento freddo la corrente che percorre il filamento puo' essere "di molto" piu' superiore a quello che dovrebbe assorbire quando il filamento e' a regime termico.

Soluzione:
Le soluzioni esistono ma non vengono prese in considerazione per motivi ovvi di mercato dei ricambi.
Esistono dei circuiti chiamati "Soft Start"che grazie ad un generatore di rampa,fanno salire la tensione gradualmente,evitando
sbalzi termici e picchi elevati di correnti,dannosi per il filamento.
Basta inserire con una opportuna modifica questo dispositivo per prolungare di molto la vita delle lampade.
Non so se esistono in commercio,dei kit gia pronti,ma io ho sviluppato un piccolo prototipo sulla mia 307 per le luci posteriori
e sembra che funzioni,ma non posso dire che va bene per qualsiasi automobile.

[bistefo70]

Questo e' il circuito da applicare alle lampade.

[thewizard]

tutto vero, ma le lampadine ad incandescenza attualmente in funzione sono MILIARDI e funzionano e subiscono tutte indistintamente lo stesso trattamento all'accensione
ergo
se le lampadine di QUELLA macchina saltano con una frequenza insolita, occore controllare cosa succede su QUELLA macchina e risolvere il problema

Fabio

[bistefo70]

tutto vero, ma le lampadine ad incandescenza attualmente in funzione sono MILIARDI e funzionano e subiscono tutte indistintamente lo stesso trattamento all'accensione
ergo
se le lampadine di QUELLA macchina saltano con una frequenza insolita, occore controllare cosa succede su QUELLA macchina e risolvere il problema

Fabio

Vero anche questo,ma nel caso delle alogene ad esempio per i fari anabaglianti puo' essere molto utile intervenire
in modo graduale l'accensione della lampada con questi dispositivi,in quanto in inverno la tempèratura del filamento puo' abbassarsi notevolmente,ed indurre una "corrente"notevole prima del "regime termico".

[thewizard]

giusto
e per gli abbaglianti = lampeggio come la mettiamo?


Fabio

[bistefo70]

Per gli abbaglianti la soluzione c'e'.
In pratica si interviene sul fronte di salita Tensione/Corrente.
Il tempo ovviamente e' espresso in millisecondi(ms) e cioe' dal momento che si chiude il contatto parte la tensione gradualmente fino alla massima tensione.
l'Occhio non percespice il tempo di salita perche' e' molto breve,ma la lampada si.
Certo non pretendiamo miracoli,stiamo ovviamente parlando di mantenimento "lampade nel tempo".
Tieni presente che comunque il sistema lo collaudai per le lampade ad incandescenza 220/100W in quanto il problema
di fulminamento era molto frequente,(circa 20 lampade a settimana per 6 piani di uffici).

[mefisto]

Le sovratensioni impulsive sull’impianto elettrico si generano in corrispondenza della disalimentazione di carichi induttivi non provvisti di diodo di ricircolo (cosa normale sull’automotive , per questioni di economia) , in particolare del motorino di avviamento , ma anche (in misura inferiore) dell’innesto elettromagnetico del compressore del condizionatore e delle ventole ; una rete di massa o cablaggi fatti male possono aggravare il problema .
Tutti gli apparati elettronici di bordo prevedono circuiti di protezione contro questi transitori , mentre le lampadine sono inserite direttamente sull’alimentazione , senza alcuna protezione : è per questo motivo che si suggerisce di tenere le luci spente in fase di avviamento o arresto del motore .
Una lampadina ad incandescenza ha una corrente di spunto (a freddo) pari a circa dieci volte la corrente nominale , con una durata da una decina ad un centinaio di millisecondi , a seconda della potenza e della tensione nominali ; in genere questa sovracorrente transitoria non pregiudica la durata della lampadina , mentre può dare problemi per quanto riguarda il dispositivo di comando (interruttore) e la sorgente di alimentazione , se non dimensionati adeguatamente .
Per questo motivo di solito non sono previsti dispositivi per limitare la corrente di spunto , anche se ho visto in giro schemi fai da te con resistori addizionali connessi in serie alla lampadina , escludibili con un contatto temporizzato ; non ho mai visto in questo campo dispositivi attivi di limitazione della corrente , sia lineari che PWM .
L’unica esperienza relativa al problema della limitazione della corrente di spunto di lampadine ad incandescenza l’ho avuta negli anni sessanta , all’inizio della mia attività lavorativa : si trattava di un grosso quadro sinottico a mosaico , con centinaia di lampadine di segnalazione (i video erano ancora di là da venire) , su cui , come di norma , era prevista la funzione “provalampade” , attivata da apposito pulsante ; premendo tale pulsante , si accendevano tutte le lampadine del quadro .
Questo (l’abbiamo scoperto in fase di collaudo) provocava un assorbimento istantaneo tale da mandare in crisi la sorgente di alimentazione : la soluzione è stata appunto un dispositivo di limitazione della corrente PWM progettato ad hoc , inserito nel circuito del provalampade .

[mefisto]

Questo e' il circuito da applicare alle lampade.

Immagino che si tratti di uno schema puramente indicativo ; tra l'altro non si riesce a leggere la sigla del dispositivo MAXIM utilizzato ...

[bistefo70]

Questo e' il circuito da applicare alle lampade.

Immagino che si tratti di uno schema puramente indicativo ; tra l'altro non si riesce a leggere la sigla del dispositivo MAXIM utilizzato ...

Il circuito cosi' come' deve essere "adattato" al tipo di carico collegato in uscita,in questo caso lampade a filamento.
Non metto in rete circuiti senza aver collaudato un sistema "Sicuro"e "Funzionante".
Per il momento il progetto "Beta" lo custodisco in casa e tornero' quanto prima a simularne le caratteristiche per il motivo
discusso sopra.

Per quanto riguarda i "Resistori addizionali"non sono convinto della loro efficacia,anche perche' limitano la corrente per tutta
la durata dell'accensione,quindi una "caduta di tensione% non indifferente".

Diverso il discorso per quanto riguarda l'accensione a rampa(soft start)(come ho gia discusso sopra)che permette di limitare la corrente fino al regime termico del filamento,senza che esso subisca "sbalzi termici indesiderati"

[bistefo70]

[quote="mefisto"]
Una lampadina ad incandescenza ha una corrente di spunto (a freddo) pari a circa dieci volte la corrente nominale , con una durata da una decina ad un centinaio di millisecondi , a seconda della potenza e della tensione nominali ; in genere questa sovracorrente transitoria non pregiudica la durata della lampadina...
quote]

Non sono per niente d'accordo sul fatto che la sovracorrente transitoria non pregiudica la durata della lampadina.
Il problema e' proprio questo!!!

1)Perche' essendo tensioni continue stabilizzate e non essendo un carico induttivo non possiamo parlare di correnti di spunto,il carico e' "puramente resistivo"

2)Il secondo punto riguarda proprio lo "Stress termico" che subisce il filamento di tugsteno quando e' freddo.
il "coefficente resistivo" cambia a secondo della temperatura,variandone la sua "resistenza"
(vedi materiali come la costantana variano la loro resistivita' in base al coefficente termico)

3)Se facciamo i calcoli come tu menzioni sopra la corrente di spunto pari a 10 volte superiore al valore nominale
significa che se la lampada assorbe a regime termico 2Ampere,nella prima accensione assorbira'(seppur in tempi minimi ms)
2X10=20Ampere.....non pochi per un filamento molto delicato.....

[thewizard]

la tensione è grossomodo stabilizzata perchè continua, ma QUALSIASI conduttore ha caratteristiche RLC che, per quanto piccole, non sono da trascurare. la lampadina E' un carico (molto)resistivo/(poco)induttivo.
il problema dello stress è aggravato proprio dal grande coefficiente di variazione diresistività in funzione della temperatura.
certo cambiare 20 lampadine al giorno in un edificio industriale di 6 piani.... i colleghi si mettevano apposta a fare accendi/spegni?
il picco di assorbimento può realmente arrivare a 10 volte la I a regime, è vero. dura pochi ms ma c'è ed è misurabile
il filamento è tutt'altro che delicato

Fabio

[bistefo70]

Quando dico che il filamento e' delicato,bisogna considerare quanta Corrente Nominale (In)e' Ammissibile
per un dato periodo (t) di tempo senza che il conduttore venga sottoposto a sollecitazioni meccaniche estreme.

In parole pratiche Se la corrente in un determinato istante diciamo 100 ms attraversa il tugsteno ad una temperatura inferiore ai 20°,questi subira' sollecitazioni meccaniche dovute ad una resistenza inferiore(filamento freddo)e quindi una maggior corrente che in quell'istante di 100 ms(ovvero 100 millesimi di secondo)sara' 10 volte tanto la corrente nominale sopportata dal tugsteno.

Se prendi un tubo di rame da 1/2 pollice per quanto resistente sia,la masssima pressione che puoi mandare all'interno
non e' infinita,ma determinata dalla caratteristica di sopportazione del tubo ad una pressione Pmax.

Vi allego alcune tabelle (prese da i miei antichi libri di scuola ITIS)della resistivita' dei materiali in modo da vedere
quanta differenza faccia per esempio tra rame e costantana:

[bistefo70]

Come potete notare il coefficente di proporzionalita',di alcuni materiali e' piu basso rispetto agli altri.
il valore di questa resistivita viene influenzato dalla temperatura.

[thewizard]

tutto vero tutto giusto

hai presente lo spessore del filamento di una lampada da 50-60W a 12V?
no, sai...

dopo alcuni incidenti non catastrofici è facile trovare i bulbi scoppiati con il filamento intero...


Fabio

[bistefo70]

tutto vero tutto giusto

hai presente lo spessore del filamento di una lampada da 50-60W a 12V?
no, sai...

dopo alcuni incidenti non catastrofici è facile trovare i bulbi scoppiati con il filamento intero...


Fabio

Giuro non l'ho capita questa