SENSORE A MERCURIO - 2

Funzionamento del circuito

Come si vede sui terminali 1 - 2  è collegato il contatto a mercurio CM, nel quale la goccia di mercurio, secondo la posizione assunta, può aprire o chiudere l'interruttore. Esamineremo ora il comportamento del circuito nei due casi:

- CM aperto

- CM chiuso

CONTATTO CM APERTO

La tensione di alimentazione (12 Vcc -14Vcc) rimane applicata, tramite la resistenza R3, ai piedini 1 - 2 della sezione "a" di IC1. Ciò significa che questi ingressi, quando CM è aperto, si trovano allo stato logico "1". L'integrato IC1, rappresentato dal modello 4093B, è dotato di quattro sezioni uguali fra loro, che sono delle porte  NAND, ma in particolare la sezione IC1a e IC1c sono  in  configurazione di inverter essendo entrambi gli ingressi cortocircuitati. Pertanto, l'uscita 3 di IC1a e' bassa ("0") e  non è in grado di polarizzare la base del transistor TR1 che rimane, per tale motivo, all'interdizione, con la conseguente disattivazione del relè RL ed il concomitante spegnimento del diodo led DL. Essendo il pin 5 al livello zero ( caso CM aperto) l'uscita 4 e' forzata allo stato logico "1" e quindi l'ingresso 12 della sezione IC1d e' fissato a zero per la presenza dell'inverter realizzato con la sezione IC1c. L’uscita 11 della sezione IC1d e’ alta,  ma essendo il transistor TR2 di tipo PNP, l'altoparlante resta muto.

CONTATTO CM CHIUSO

Quando l'interruttore CM si chiude e rimane chiuso, la tensione presente sull'ingresso di IC1 diminuisce, perché la corrente fluisce attraverso gli elementi R2 - R 1 - CM. Pertanto, sulle entrate 1 - 2 della sezione "a" di IC1, si stabilizza lo stato logico "0"che, grazie all'inversione esercitata dalla sezione IC1a, si presenta in sul piedino 3, come un "1" logico. Che e’ in grado di polarizzare positivamente la base del transistor TR1, di tipo NPN, che può in tal modo passare dalla condizione di interdizione a quella di saturazione, conducendo corrente elettrica ed alimentando sia il diodo led DL, sia il relè RL. Lo stato logico "1", presente sul piedino 5 di IC1b abilita i circuiti di generazione del segnale da riprodurre in altoparlante AP. Riassumendo, quando l'interruttore al mercurio CM è chiuso, perché la goccia di metallo liquido ricopre entrambi i terminali, il diodo led DL si accende, il relè RL scatta e l'altoparlante emette dei suoni la cui frequenza dipende dal valore capacitivo del condensatore C4 e da quello della tensione di alimentazione. Ovviamente, con l'interruttore CM chiuso, l'assorbimento totale di corrente dell'alimentatore raggiunge i 100 -150 mA. Mentre ad interruttore CM aperto ammonta a pochi microampere.