Alimentazione diretta a 220V
un sistema che è meglio non utilizzare!
Come premessa non è male...
Perchè illustrare un circuito se è dichiarato che è prudente non farne uso?? Perchè metodi analoghi sono spesso utilizzati in lampade a led "cinesi" (analoghe a quella illustrata nel testo, anche se quella è evidentemente autocostruita), timer, variatori di luce telecomandati, luci natalizie e altri oggetti troppo economici che spesso ci troviamo per casa. Qualche parola dunque su cosa potrebbe esserci dentro e perchè e meglio starne lontani. Questo testo è ripetuto alla fine del testo, affinchè non passi inosservato.
Vediamo dunque di cosa stiamo parlando
Talvolta è necessario alimentare piccoli dispositivi direttamente dalla rete elettrica, senza trasformatore, lo cosa si realizza con un semplice condensatore, più piccolo ed economico di un piccolo trasformatore. Il sistema ha un elenco di controindicazioni degno del "bugiardino" di un medicinale.
Vediamo prima di tutto queste:
La più importante, la prima per cui questi sistemi vanno utilizzati con molta prudenza... Non esiste isolamento dalla rete, significa che qualsiasi punto del nostro circuitino è di fatto collegato direttamente alla 220, indipendentemente dalla tensione che "sembrerebbe" essere presente. La cosa ci obbliga a collocare il tutto in un contenitore plastico, dobbiamo essere certi che nessuno possa toccarlo... di fatto il sistema è utilizzabile con una certa sicurezza solamente se è collocato all'interno di un "frutto" dell'impianto di casa, nello zoccolo di una ex_lampadina (l'attacco E27 delle lampade a basso consumo è di solito abbastanza ampio da accogliere un piccolo progetto) entro il guscio di un alimentatore a spina. L'importante è che non vi siano uscite a bassa tensione. Il nostro progetto deve nascere e morire nel suo scatolino, un filo di uscita comporta un rischio difficilmente accettabile.
Per abbassare l'alimentazione di un utilizzatore di solito impiegheremmo una normale resistenza, e la cosa funziona magnificamente bene se non è richiesta alcuna stabilizzazione, dunque una ventolina ex_pc a 12V può essere rallentata inserendo una resistenza in serie tra l'alimentatore e la ventolina... un relè a 12V può essere alimentato a 24V semplicemente decidendo la caduta di tensione necessaria e calcolando la resistenza necessaria a creare la caduta di tensione in funzione della corrente assorbita: Fin qui...
Quando si ha a che fare con la 220 le cose si complicano, una caduta di tensione di più di 200V implica una dissipazione intollerabile, non solo per le dimensioni della resistenza chiamata a dissipare tanta potenza, ma anche per lo spreco in termini assoluti... un carico che assorbe solamente 100 mA a 20V (tanto per semplificare le cose) implica una resistenza di caduta di 200/0,1 ovvero 2 kohm e dissipa 200 x 0.1 = 20W ... l'utilizzatore ne "usa" 20 x 0.1 = 2W, dalla rete assorbiamo 22W, ne buttiamo via 20 e ne usiamo 2.
Da questo si deduce che... la resistenza non va bene... dobbiamo assorbire pochissima corrente e avere tensioni di alimentazione dell'utilizzatore un poco più alte.
La caduta di tensione sarà dunque realizzata impiegando un condensatore che, alla frequenza di rete, abbia una reattanza capacitiva pari alla resistenza necessaria, questa non dissipa potenza, dunque non scalda. 
E' comunque un sistema da utilizzarsi con prudenza e per oggetti veramente piccoli.
Un esempio, tanto per fare due conti reali:
(lo schema è fatto a mano e non ho voglia di ricopiarlo sul PC... idem per le due formulette...)
Lampada a led, molti led in serie fino a raggiungere una tensione di alimentazione di circa 100V, i led vanno alimentati in continua, dunque è necessario un ponte a diodi (non è necessario livellare la tensione di uscita, quindi niente condensatore di filtro). La tensione di rete è recentemente aumentata dai canonici 220 a 230V, il nostro condensatore dovrà fornire una caduta di tensione (a 50 Hz) pari a 230 - 100 = 130 V, la corrente richiesta da questi led è pari a 40 mA.
30 led bianchi da 10mm, 40 mA (0,04A), 3,4 V l'uno (quelli della foto qui sotto a destra) 30 x 3,4 = 102V, più la caduta sui due diodi del ponte (1,2V).
Sul condensatore devono cadere
230 - 103,2 = 126,8V, dunque Xc è pari a 126,8 / 0,04 = 3170 ohm,
il condensatore è dunque da 1/(314 x 3170) = 1004 nF, che arrotonderemo a 1 microF. La tensione di lavoro non dovrà essere inferiore a 400V, meglio utilizzare elementi al poliestere da 600V.
La resistenza in parallelo al condensatore ha il compito di scaricare il condensatore quando il tutto non è alimentato, altrimenti questo potrebbe rimanere carico per un periodo molto superiore a quanto ci si potrebbe aspettare.
La verifica della corrente (in alto) e della tensione (in basso) di alcuni led bianchi, il metodo è poco ortodosso, ma la precisione è ben oltre il necessario. I led sono in basso a sinistra, sono tanto luminosi che nelle foto si vedono solo i reofori.
Questa qui sotto è una lampada realizzata con il metodo descritto, 24 led arancio, 2,35V l'uno per 35mA prevedono un condensatore da 680 nF. Lo zoccolo E27 è ricavato da una lampada a basso consumo passata i miglior vita.
Qui la sicurezza non è di casa, un oggetto del genere è comunque pericoloso e va trattato con le dovute cautele. Una buona idea potrebbe essere di inserire in serie al condensatore una piccola resistenza di valore molto basso ( 10 - 100 ohm 1/4W) , in caso di problemi sarà la prima a bruciarsi evitando danni più seri.
Il tutto ha altre esigenze... la caduta di tensione sul condensatore dipende dal suo valore, dalla frequenza di rete e dalla corrente che assorbe il carico, dunque il condensatore che abbiamo appena calcolato fornisce la necessaria caduta di tensione per un carico che assorbe 40 mA, se questo assorbe solamente 20 mA la caduta hai suoi capi passa da 126 a 63V, con risultati ben immaginabili... è dunque necessario che il consumo di corrente sia ragionevolmente costante.
Sempre per piccole correnti è possibile utilizzare un diodo zener, questo sistema in passato è stato utilizzato relativamente spesso, kit dal nome noto ne hanno fatto uso più volte, sempre per piccole correnti.
Qui accanto riporto gli schemi di due alimentatori che ricavano la tensione direttamente dalla rete, il primo è un kit Amtron, da un CQ anni '70 e il secondo è un kit GPE ricavato da un volume in omaggio con RadioKit negli anni '90. I due alimentatori sono molto simili, entrambi utilizzano uno zener quale stabilizzatore e entrambi sono in grado di fornire solamente pochi mA.
Se mi trovo in mano un oggetto analogo come devo 
comportarmi?
Con molta prudenza!
- verificare che nei dintorni non ci siano bambini curiosi,
- operare su un piano isolante e libero da oggetti, utensili e ferramenta mista,
- quando si opera con una sola mano tenere l'altra in tasca.... tanto per non toccare per sbaglio dove fa male.
- utilizzare strumenti considerando che li si collegherà direttamente alla 220!!
E' molto meglio avere "paura" della presenza della tensione di rete a 220V in un apparato che state maneggiando, piuttosto che avere troppa "confidenza". Toccare la tensione di rete è sempre pericoloso, per un bambino come per un adulto grande, grosso ed esperto.
Lo schema qui sopra proviene da Elettronica Flash, novembre '95, utilizza un timer digitale integrato che prevede anche l'alimentazione in alternata, si tratta di uno di quei piccoli temporizzatori contenuti in un guscio a spina su cui prova posto la presa temporizzata. Nel cerchio rosso il condensatore e la resistenza che si occupano di abbassare la tensione di alimentazione.
Purtroppo il costo ridicolo di alcuni oggetti fanno si che vengano acquistati spesso e che altrettanto spesso si guastino, se "quasi" nessuno si sognerebbe di metter le mani sul TV con tre mesi sulle spalle (tanto è in garanzia), praticamente tutti "apriamo" la lampada a led come le lucine dell'albero di natale o qualsiasi altra cineseria che non funziona più.
Gli schemi riportati sono solamente degli esempi, nessuno di questi è stato realizzato in questa sede, l'unico "autografo" è quello brutto, fatto a mano, che fa capo alla lampada a led visibile nelle ultime due foto. La provenienza degli altri tre è citata nel testo.
l condensatore visibile qui sopra (690 nF)è ottenuto con un parallelo di due elementi da 470 e 220 nF, 400V al poliestere.
Perchè illustrare un circuito se è dichiarato che è prudente non farne uso?? Perchè metodi analoghi sono spesso utilizzati in lampade a led "cinesi" (analoghe a quella illustrata nel testo, anche se quella è evidentemente autocostruita), timer, variatori di luce telecomandati, luci natalizie e altri oggetti troppo economici che spesso ci troviamo per casa. Qualche parola dunque su cosa potrebbe esserci dentro e perchè e meglio starne lontani. Questo testo è ripetuto all'inizio del testo, affinchè non passi inosservato.
Questo testo è originale, non proviene da alcuna pubblicazine, nè è stato mai pubblicato su alcuna rivista. Le foto della lampada a led sono analoghe a quelle pubblicate su Fare Elettronica, probabilmente sul numero di ottobre 2007 (id articolo FE3158) il testo è diverso, non si tratta di una riedizione e neppure di un "copia incolla"...
