Procediamo con il collaudo di CO.R.A.
Abbiamo visto nel precedente articolo come funziona CO.R.A., adesso dobbiamo verificare se funziona. In questo articolo vedremo come, con l’aiuto di un piccolo test bench e di alcuni strumenti di misura.
Un Tester analogico elettronico con impedenza in ingresso da 1Mohm/V,
oppure un Multimetro Digitale anche non eccezionale nelle caratteristiche,
o meglio ancora un Oscilloscopio Analogico dotata di 2 canali e almeno una sonda 10x, o un più moderno D.S.O. sempre a 2 canali e almeno una sonda 10x.
Questi strumenti servono per poter effettuare le misure di tensione all’interno del circuito alterando il meno possibile il funzionamento dei circuiti ad altissima impedenza.
A questi strumenti aggiungeremo come test bench un piccolo generatore di “Stimoli” manuale come lo schema a sinistra. Questo è composto da due pulsanti, uno per l’ingresso Ss (stimolo specifico) e uno per l’ingresso Sn (stimolo neutro.
Questi pulsanti porteranno un livello logico “1” ai rispettivi ingressi e contestualmente accenderanno un led per dare segno dell’avvenuta pressione del tasto con conseguente invio dello “stimolo”.
La resistenza di caduta sarà calcolata per avere una corrente nel diodo di circa 5mA.
R = (Vcc – Vd) / Id
dove: Vcc = 6, Vd = 1.5V per il led rosso, Id = 0.005A
R = (6V – 1.5V) / 0.005A = 900 ohm (vanno bene i valori standard 820 ohm o 910 ohm o anche 1Kohm)
Detto questo possiamo procedere al collaudo usando questi semplici strumenti e il piccolo test bench per misurare o meglio visualizzare con un oscilloscopio le forme d’onda o le tensioni interne al circuito.Possiamo notare che sullo schema non ci sono valori da misurare ma solo l’ordine di grandezza di ogni tensione e la sua forma caratteristica. Questo perché i valori cambiano in funzione delle costanti di tempo interne al circuito che noi daremo. Tali grandezze fanno riferimento ai valori assegnati sullo schema elettrico esposto. Quando si ricalcoleranno i valori dei condensatori e delle resistenze per avere temporizzazioni dell’ordine delle ore o possibilmente dei giorni, anche l’ordine di grandezza delle tensioni riferite al tempo, cambieranno e non saranno più misurabili con questi strumenti.
Descriviamo prima in breve i vantaggi/svantaggi nell’uso di ogni strumento proposto:
Tester analogico
Vantaggi:
- l’ago dello strumento da indicazioni sull’andamento della tensione nel tempo se la variazione è lenta (come nel nostro caso).
Svantaggi:
- L’impedenza di ingresso dello strumento è bassa (20.000 ohm/V) quindi sulla portata che ci serve (10V f.s.) l’impedenza sarà 20.000 ohm x 10 = 200 Kohm che è troppo bassa per misurare correttamente la tensione ai capi del condensatore della “memoria 2” e in altri punti. Possiamo solo “avere una idea” di come le cose stanno andando nel circuito.
Multimetro digitale
Vantaggi:
- L’impedenza di ingresso dello strumento è di 1Mohm o superiore. Questo ci permetterà di avere una discreta capacità di misurare la tensione ai capi del condensatore della “memoria 2” ma non in tutti gli altri punti.
Svantaggi:
- Non ci da nessuna misura (attendibile) in caso di variazione relativamente veloce della tensione misurata.
Oscilloscopio analogico o DSO
Vantaggi:
- Si possono misurare con una discreta precisione le tensioni all’interno di ogni parte del circuito e se ne può misurare la variazione nel tempo.
Svantaggi:
- Nel nostro caso nessuno.
Nell’immagine sottostante possiamo vedere tutti i punti in cui andremo a fare le misure con le rispettive f.d.o. e l’ordine di grandezza della misura. Colleghiamo il test bench agli ingressi Ss e Sn del circuito di CO.R.A. e alimentiamoli entrambi.
STEP 1
Il primo controllo che faremo è verificare che lo stimolo Ss arrivi sul nodo formato dal catodo del diodo 1N4148, dal terminale della resistenza da 5.6K e dal terminale del condensatore da 22nF.
Colleghiamo quindi il puntale caldo dello strumento di misura su questo punto e premendo il pulsante Ss verifichiamo che si accenda il led corrispondente e che lo strumento misuri una tensione di circa 6V per tutto il tempo che il pulsante viene premuto.
Se questo succede andiamo avanti, altrimenti verifichiamo collegamenti, saldature e componenti collegati a quel nodo.
STEP 2
Se abbiamo l’oscilloscopio spostiamo il puntale (10x) sull’ingresso dalla posta AND contrassegnata con il punto rosso o, se è più facile, sul capo dell’altro diodo 1N4148. Premendo il pulsante Ss e tenendolo premuto, dovremo vedere un unico impulso (rampa) con il fronte di salita ripidissimo e un fronte di discesa molto più lungo. Se è sosì, tutto il circuito integratore formato da 5.6K/22nF/10K funziona.
STEP 3
Passiamo adesso all’ingresso Sn e verifichiamo che premendo il pulsante dello stimolo Sn, il led corrispondente si accenda. Qui non servono strumenti.
STEP 4
Qui la cosa è più complessa in quanto quello che dobbiamo vedere all’uscita della porta AND (punto ROSSO), e qui serve l’oscilloscopio, è che a fronte di una pressione prolungata sul pulsante Sn, ci sia un impulso a onda quadra abbastanza stretto, come in figura allo step 3.
Questo è dato dalla somma tra la tensione ai capi della R da 5.6K e la rampa discendente ai capi della R da 1M. Questi punti corrispondono agli ingressi della porta AND sotto esame.
STEP 5
Qui serve obbligatoriamente uno strumento ad alta impededenza come un oscillo scopio dotato di sonda 10x che ha una impedenza di ingresso di 10 Mohm o in alternativa un multimetro avente anche lui una impedenza di ingresso uguale o maggiore di 10 Mohm.
Premendo il pulsante Sn, genereremo un impulso che andrà a caricare il condensatore da 1uF in un tempo abbastanza rapido per poi scaricarsi come in figura con una pendenza molto minore rispetto alla carica. Se questo succede, tutta questa parte di circuito relativa alla generazione dello spazio temporare di associazione funziona.
STEP 6
Anche qui è utile l’oscillscopio, ma va vene anche il multimetro ad alta impedenza. Misureremo l’accumulo di energia nel condensatore della memoria 2. Applicando lo stimolo Ss all’interno dello stimolo Sn per più colte consecutive, la tensione ai capi del condensatore in oggetto aumenterà progressivamente. Non generando stimoli, la tensione ai capi del condensatore scenderà progressivamente e molto lentamente. Se invece applico lo stimolo Ss al di fuori dell’area di stimolo di Sn, allora la tensione ai capi del condensatore non dovrà aumentare, ma proseguire nella fase di scarica.
STEP 7
Applicare più volte lo stimolo Ss all’interno dell’area di azione dello stimolo Sn più volte di seguito fino a far accendere il led della memoria 3. Questo significa che la fase di apprendimento è avvenuta. Una volta che questo succede, applicare solo lo stimolo Sn e la tensione sull’uscita Es dovrà passare da un livello logico 0 a un livello logico 1.
Se tutti questi punti soddisfano i requisiti, il collaudo è terminato con esito positivo.
Una piccola nota sull’uscita Es2: questo pnto è ad altissima impedenza, impedenza che viene abbassata dalle due resistenze da 10M in parallelo. Qualsiasi strumento o impianto a bassa/media/alta impedenza connesso qui ne compromette il funzionamento, per cui non va collegato a niente nel momento in cui il circuito diventa operativo.