Ancora devo eseguire questa modifica (in attesa di trasformare tutto l’ impianto in CC sotto batteria) e quindi non posso sostenere che funzioni in pratica, ma in TEORIA sì.
Aggiungendo i 3 componenti di cui al seguito a valle dell’ uscita stabilizzata del regolatore AC della vespa, senza tirare fili o altro, abbiamo un impianto in CC SENZA BATTERIA.
Mettendo un <banale> diodo da 25 A (circa 5 €) a valle dell’ uscita stabilizzata otterremmo sì una tensione <solo positiva> (passerebbero solo le semionde positive) e quindi potremmo mettere lampadine a LED e quant’ altro funzioni in continua) ma avremmo a disposizione solo metà potenza (passa tensione e quindi corrente solo per metà del tempo (in cui passerebbe la <normale> alternata) e quindi, anche se semplicissimo da farsi, non è un’ idea molto furba.
Con il diodo da 25 A e un condensatore in parallelo, limiteremmo il ripple di questa raddrizzata a singola semionda ma fino a poco tempo fa non esistevano condensatori tali da stabilizzare veramente questa raddrizzata per tutto un impianto di motoveicolo, a meno di usare i condensatori da HiFi per auto che però costano circa 150 €, hanno capacità 1 F ma tensione nominale solamente 12 V (o pochissimo di più) ma nelle auto sono “stabilizzati/limitati” a 13 V dalla batteria (che nel nostro caso non <vogliamo> mettere) e quindi potremmo facilmente bruciare questo costoso condensatore in un impoianto senza batteria.
In un circuito di raddrizzamento/stabilizzazione si chiama <ripple> (=increspamento/oscillazione) il rapporto tra la variazione della tensione in uscita e il valore massimo (=nominale) della tensione stessa (il valore che vorremmo continuo e stabile).
Esempio: l’ impianto 12 V AC della vespa vuol dire che ha una sinusoide di 17 V di picco prima del diodo e circa 16 V di picco dopo il diodo: se il condensatore che abbiamo messo a valle del diodo (ed in parallelo alle utenze) fa sì che la tensione oscilli tra 16 V e 14 V, vuol dire che nel nostro caso abbiamo un ripple di 2/16 = 0,125 à 12.5% (che potrebbe essere considerato un valore decente).
L’ impianto elettrico di una vespa eroga 80 W a 12 V AC ed in effetti con tutte le utenze (clacson incluso) collegate questi 80 W vengono pure assorbiti: pertanto è come se a valle dell’ uscita regolata avessimo collegata una resistenza da 1.8 Ω che assorbe 6.7 A CA.
Il ripple di un sistema raddrizzatore/stabilizzatore con un carico R = 1.8 Ω e un condensatore di stabilizzazione di 3 F (dico 3 farad!!!) è dato da:
ripple = T / RC
dove RC è appunto il prodotto della resistenza equivalente di carico R da 1.8 Ω e il valore del condensatore pari e a 3 F quindi abbiamo RC = 5.4 s
T è il periodo della nostra alternata, che è ovviamente funzione del numero di giri (RPM) che abbiamo in un preciso momento (=quantità di manetta), facciamo solo 2 casi:
100 RPM à T = 0.6 s à T/RC = 0.11 à 11%
1000 RPM à T = 0.06 s à T/RC = 0.011 à 1.1%
Adesso non so quanto sia il minimo di una vespa ma dubito fortemente che una vespa possa stare a 100 RPM (e comunque il ripple dell’ 11% a 100 RPM non sarebbe neanche schifosissimo), una vespa a 1000 RPM sicuramente ci sta e “qui” abbiamo un ripple dell’ 1.1% che è quasi una linea retta orizzontale, vorrebbe dire che la tensione oscilla tra 16 V e 15.824 V: stabilissima (e più salgono i giri e più è stabile la tensione).
Come da disegno, la modifica consiste nell’ aggiunta dei seguenti 3 componenti a valle dell’ uscita regolata:
D1 = diodo 25 A 25F10÷25F120
C1 = 3 F 27 V (serie di 10 ultracondensatori da 30 F 2.7 V Ø 16 x 32 mm)
S1 = 1.5KE22CA soppressore di transitorio VBR = 22 V - VC = 30.6 V @ I = 49 A
Il diodo da 25 A (tensione minima 100 V (io ne ho trovato uno da 1200 V)) è un diodo dalla forma di una vite con un capicorda sopra, un po’ voluminoso per essere un diodo, ma è comunque un componente che fa passare 25 A continui (e 350 A di picco!!!), costa circa 5 €.
Il soppressore di transitorio 1.5KE22CA è un componente atto a proteggere il nostro “condensatore” (vedi dopo) da picchi di sovratensione oltre i 16 V che ci aspetteremmo dal nostro regolatore (con diodo in uscita): con questo soppressore di transitorio in parallelo sia al “condensatore” che ai nostri carichi, ogni qual volta la tensione supera i 22 V (ai quali 22 V assorbe 0.001 A = 1 mA), assorbe praticamente tutta la sovracorrente che il picco di sovratensione genererebbe andando a danneggiare quanto a valle (non tanto i nostri carichi (=lampadine) quanto il “condensatore” (con circa 8 € si comprano n° 10 1.5KE22CA).
Il cuore di questa realizzazione è il “condensatore”: ho scoperto da poco in rete (ed ecco quest’ idea) l’ esistenza degli ultracapacitor/supercapacitor, dei nuovi rivoluzionari condensatori elettrolitici che sfruttano la deposizione dell’ elettrolita su strati praticamente molecolari, ecco che in un cilindretto di Ø 16 x 32 mm può venir contenuta un’ area ESAGERATA (più è grande l’ area delle armature e più grande è il valore della capacità).
In rete si trovano ultracapacitor con valori che vanno dai 10÷30 F ad addirittura 3000 F e oltre.
L’ unico problema di questi ultracapacitor è la tensione nominale di funzionamento (=tensione di isolamento delle armature) che è tipicamente 2.5÷2.7 V, che è molto bassa in assoluto, e molto bassa per noi: la tensione raddrizzata di picco è 17 V e comunque vorremmo un condensatore in grado di reggere almeno 25 V (se non 35 V, valori tipici che si possono trovare per i condensatori “normali”).
In rete ho trovato un ultracapacitor da C = 30 F 2.7 V di dimensioni Ø 16 x 32 mm, capacità ECCEZIONALE ma valore di tensione di utilizzo assolutamente non consono al nostro impiego.
L’ unico modo per usare il nostro ultracapacitor da 30 F 2.7 V è quello di prendere 10 ultracapacitor e metterli tutti in serie: certo, così facendo riduciamo di 10 volte il valore di capacità del singolo (abbiamo quindi ora 3 F di capacità equivalente) otteniamo però un condensatore equivalente di tensione nominale di utilizzo di 27 V, che comincia ad essere un valore <decente>, potremmo quasi usare TAL QUALE questo <ultracapacitor equivalente> ma per esser sicuri (visto che non costa poco) gli mettiamo in parallelo un soppressore di transitori e passa la paura.
Viste le dimensioni “normali” di questo ultracapacitor da 30 F (Ø16x32, più piccolo di un condensatore da 10000 μF 35 V Ø22x45, quindi di valore 3000 volte più piccolo) pensavo di <creare> due file paralle da 5 ultracapacitor e bloccare il tutto meccanicamente con fascette di plastica di idonee dimensioni e robustezza, e ovviamente saldando gli elettrodi mettendo tutti i suddetti ultracapacitor in serie.
La nota dolente (d’ altronde l’ innovazione e le prestazioni si pagano) è il costo di questi ultracapacitor, costano poco meno di 11 €/cad, per cui i nostri 10 ultracapacitor (necessari per creare i nostro condensatore equivalente da 3 F 27 V) costano circa 110 €.
Se però mettiamo a confronto i 5 € dei condensatori da 10000 μF 35 V e gli 11 € degli ultracapacitor da 30 F 2.7 V, abbiamo:
10000 μF a 5 €/cad à 5 €/10000 μF = 5 €/0.01 F = 500 €/F
30 F a 11 €/cad à 11 €/30 F = 0.367 €/F
In termini di costo per capacità, l’ ultracapacitor costa 1363 volte meno del condensatore normale.
OK, la modifica costa circa 125 €, che è poco meno di ciò che costa mettere tutto in CC sotto batteria, ma QUESTA soluzione avrebbe il vantaggio di essere motlo semplice da realizzare, si installarebbero i componenti sul regolatore (si fisserebbero in sede con dovizia di fascette di plastica (o altri sistemi <sicuri>)), non bisognerebbe tirare alcun cavo, non bisognerebbe smontare serbatoio o altro (e non avremmo qualcosa che prima o poi si scaricherebbe e toccherebbe cambiare (=batteria)).
Ho usato il condizionale perché non avendo realizzato quest’ impianto in CC senza batteria, non sono ancora certo di come si comporterà l’ <ultracapacitor equivalente>, soprattutto all’ atto dell’ accensione della vespa, quando l’ <ultracapacitor equivalente> è ancora scarico e in teoria si caricherebbe assorbendo circa 4000 A (!!!!!!!!!!): ci viene in aiuto a non fondere la vespa il fatto che la vespa a regime (=giri medio alti, quando eroga veramente 80 W) caccia fuori solo 6.7 A, e al minimo (=appena accesa) sospetto che cacci solo qualcosa come 2÷3 A, tali da caricare “lentamente” il nostro <ultracapacitor equivalente> senza fondere né lui né l’ impianto con cavi annessi.
Inoltre, su 2 piedi, non riesco neanche a calcolare quanto tempo ci voglia a caricare completamente il nostro <ultracapacitor equivalente>, cioé a caricarsi NON con la corrente come da formule che vorrebbe ciucciare lui ma con una corrente ridotta e “costante” (quella che può erogare la vespa al minimo) potrei dire qualcosa intorno al minuto, durante il quale la tensione ai capi dello stesso (e quindi anche disponibile per le utenze) salirebbe “lentamente” (quindi inizialmente meno energia disponibile per le utenze) ma una volta carico il nostro <ultracapacitor equivalente> garantirebbe una tensione pressoché costante, e secondo me, anche in grado di gestire egregiamente un kit xenon, compreso il suo spunto (spunto di 5 A a fronte di 3.2 A a regime, esattamente identico a quello di una lampadina alogena da 35/35 W).
Di seguito i disegni della modifica; una volta realizzato l’ impianto, posterò i risultati: spero positivi, altrimenti mi toccherà postare le foto del mucchietto di cenere che rimarrebbe della vespa
Originariamente Scritto da piero58
