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Bersaglio laser intelligente - 1

Bersaglio laser intelligente

Volete realizzare un perfetto tiro a segno? Se non usate proiettili vi proponiamo un originale bersaglio che funziona con i puntatori laser: è composto da led ad alta efficienza che, strano ma vero, funzionano in modo reversibile e quando vengono investiti dal raggio laser si illuminano indicando dove avete colpito. Un circuito estremamente semplice realizzato sfruttando un principio poco noto.

Quattro led messi in croce. Già, sembra un modo per definire un circuito di poca cosa, ma è la realtà, niente più e niente meno; quello che vi proponiamo in queste pagine è un bersaglio realizzato proprio impiegando quattro diodi luminosi ed un quadruplo operazionale, contornato da pochi componenti passivi ed attivi. Un insieme tanto semplice quanto complesso, non per l’aspetto circuitale ma soprattutto per il principio secondo il quale funziona, tanto raffinato e geniale, quanto logico ed ovvio.

Utilizzando il bersaglio potete attrezzare un tiro a segno di qualunque tipo, per gioco ma anche per gare di un certo livello: naturalmente non userete proiettili, altrimenti lo distruggerete; quello che vi basta è una pistola laser, realizzata partendo da una pistola giocattolo, opportunamente modificata, all’interno della quale monterete un diodo o un puntatore laser di qualunque tipo, purché visibile.

Il funzionamento è molto semplice: tramite l’arma dovete colpire il bersaglio formato da quattro led; questi ultimi sono normalmente tutti spenti e, per quanto strano, sono pronti a ricevere la luce del laser. Se uno di essi viene raggiunto dal raggio, lo “assorbe” e per reazione si accende, restando poi illuminato fino a che non si toglie tensione al bersaglio. Ogni led lavora indipendentemente, quindi si illumina soltanto quello che viene colpito dal raggio laser, mentre gli altri restano spenti, a meno di non essere stati colpiti in precedenza.

Andiamo quindi ad analizzare il circuito per capire come funziona e, volendo, come modificarlo per ottenere un target più vasto. Vedremo in seguito come modificare la pistola giocattolo. Prima di partire con l’analisi vera e propria, riteniamo sia il caso di spiegare bene quale sia il principio di funzionamento del circuito, giacché siamo quasi certi che molti lettori troveranno alquanto strano che un led faccia sia da bersaglio che da indicatore luminoso del punto colpito: per capire questo particolare funzionamento bisogna sapere che ogni diodo a giunzione, quindi anche quello luminoso, per la sua struttura fisica non si limita a condurre in un solo verso, ma presenta altri fenomeni, che sono descrivibili tracciando delle coordinate cartesiane.

In parole povere il principio si spiega nel seguente modo: polarizzando una giunzione P/N con il positivo sull’anodo (regione P), se la differenza di potenziale supera quella di soglia, la giunzione conduce, presentando una resistenza bassissima; in sintesi, questo è il funzionamento diretto (I° quadrante). Alimentato con una tensione di polarità opposta (positivo sul catodo - regione N), il diodo non deve condurre, anche se per come è costruita la giunzione, lascia passare una piccola corrente dell’ordine di nanoampère o microampère (corrente di fuga) in base al tipo di materiale semiconduttore utilizzato; parliamo in questo caso di funzionamento inverso (III° quadrante).

 

 

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