LEZIONE 3: Il Transistor (L'Amplificatore di Potenza)
INTRODUZIONE TEORICA
L'analogia Idraulica (Il Rubinetto)
"La Micro:bit è intelligente, ma debole. Può accendere un piccolo LED, ma se proviamo ad attaccarci un motore potente o una striscia LED, la bruciamo. Ci serve un 'interruttore muscoloso'. Questo è il Transistor."
Immaginate un Rubinetto dell'acqua:
- COLLETTORE (Collector - C): È il tubo grosso dove arriva l'acqua ad alta pressione (dal muro).
- EMETTITORE (Emitter - E): È dove esce l'acqua (nel lavandino).
- BASE (Base - B): È la manopola.
- Il Concetto: Basta una forza piccolissima (due dita sulla manopola/Base) per far scorrere un fiume d'acqua (tra Collettore ed Emettitore).
In Elettronica: Noi useremo la Micro:bit per girare la manopola (Base) delicatamente, e il Transistor farà passare la corrente di una potente batteria da 9V verso un motore.
MONTAGGIO DEL CIRCUITO (Tinkercad)
1. Prepara i Componenti
Trascina questi componenti sul tavolo di lavoro:
1x Micro:bit
1x Breadboard (Mini)
1x Transistor NPN (BJT).
- Cerca "NPN" nella ricerca componenti.
1x Motore CC (Motore a corrente continua, quello giallo o metallico).
1x Batteria 9V.
1x Resistenza (Imposta a 1 kΩ).
2. Il Cablaggio (Attenzione ai Pin del Transistor!)
In Tinkercad, se passi il mouse sui piedini del Transistor, ti dice i nomi: E (Emettitore), B (Base), C (Collettore).
Fase A: Alimentazione Potente (Circuito del "Gigante")
- Posiziona il Transistor sulla Breadboard.
- Posiziona la Batteria 9V e il Motore.
- Collega il Filo Rosso (Positivo) della Batteria 9V a un morsetto del Motore.
- Collega l'altro morsetto del Motore al Collettore (C) del Transistor.
- Collega l'Emettitore (E) del Transistor al Filo Nero (Negativo) della Batteria 9V.
- Ora abbiamo un circuito potente interrotto dal transistor.
Fase B: Il Segnale di Controllo (Circuito del "Bambino")
- Collega una Resistenza da 1 kΩ al piedino centrale, la Base (B) del Transistor.
- Collega l'altra estremità della resistenza al Pin P0 della Micro:bit.
- La resistenza serve a proteggere il transistor dalla Micro:bit.
Fase C: Massa Comune (Common Ground) - IL PASSO CRUCIALE
Affinché il sistema funzioni, i due circuiti devono condividere lo "scarico" (Ground).
- Collega il Filo Nero (Negativo) della Batteria 9V al pin GND della Micro:bit.
- Senza questo filo, non funzionerà nulla!
IL CODICE (Makecode / Tinkercad)
Dobbiamo dire alla Micro:bit: "Quando premo A, manda un piccolo segnale alla Base per aprire il rubinetto".
Vai su "Codice" -> "Blocchi" e crea questo:
- Cancella "All'avvio" e "Per sempre".
- Prendi dal menu Ingresso: Quando si preme il pulsante A.
- Dentro metti (dal menu Uscita):
- Pin di scrittura digitale P0 in ALTO (Accendi).
- Mostra Icona (Sì/Check).
- Prendi dal menu Ingresso: Quando si preme il pulsante B.
- Dentro metti:
- Pin di scrittura digitale P0 in BASSO (Spegni).
- Mostra Icona (No/X).
SIMULAZIONE E ANALISI
1. Avvia la Simulazione
Clicca Avvia.
Il motore dovrebbe essere fermo (0 RPM).
Clicca il tasto A sulla Micro:bit virtuale:
Il Pin P0 invia 3 Volt (deboli).
Questi 3 Volt colpiscono la Base.
Il Transistor si "sveglia" e lascia passare i 9 Volt della batteria grande.
Il Motore gira veloce! (dovresti vedere circa 100-300 RPM o più, a seconda del modello motore).
Clicca il tasto B:
Il Pin P0 va a 0 Volt.
Il Transistor chiude il rubinetto.
Il motore si ferma.
2. Domande per la Classe (Debriefing)
- Prof: "Chi sta facendo girare il motore? L'energia viene dalla Micro:bit?"
- Risposta: No! L'energia viene dalla Batteria 9V. La Micro:bit sta solo dando l'ordine, come un vigile che dirige il traffico pesante.
- Prof: "Cosa succede se stacco il filo nero che unisce la batteria 9V e la Micro:bit (GND)?"
- Esperimento: Provate a staccarlo in simulazione.
- Risultato: Non funziona più. L'elettricità non ha una strada comune per tornare indietro.
3. Conclusione
Avete costruito un Amplificatore Digitale. Con un segnale piccolissimo e sicuro (Microbit), avete controllato un motore potente e separato. È così che funzionano le auto elettriche, i droni e i robot industriali!