Accendere il PC può diventare un'operazione oltre che monotona anche faticosa: infatti capita spesso che il computer stia troppo in basso (o troppo nascosto) rispetto alla nostra sedia e questo ci costringerà a fare strani piegamenti o a flettere pericolosamente la nostra schiena solo per pigiare il tasto di accensione...
Tornando seri, sarebbe senz'altro comodo poter accendere il PC facendo semplicemente un cenno con il braccio: questo è possibile; prima di iniziare a preparare il tutto però, vediamo come funziona il pulsante di accensione...
Power Switch
Il pulsante di accensione del PC è collegato ad una morsettiera della scheda madre mediante un connettore a due fili denominato Power SW. (Nella foto vediamo anche il connettore del tasto Reset)
In condizioni di riposo il Power SW è elettricamente aperto, dunque nei due fili non circola corrente; nel momento in cui pigiamo e rilasciamo il pulsante, il contatto Power SW verrà quindi temporaneamente chiuso e si darà il via all'accensione del PC.
N.B. Nel caso in cui continuassimo a tener premuto il pulsante per diversi secondi, spegneremo nuovamente il computer.
L'obiettivo del nostro progetto sarà quindi quello di chiudere per un paio di secondi il contatto Power SW simulando quindi la pressione del pulsante di accensione.
Materiale occorrente
- Rilevatore di presenza
- Una normale prolunga maschio-femmina
- Un normale alimentatore da 12 V
- Cavi elettrici e morsettini a coccodrillo
- Basetta millefori o breadboard
- Circuito integrato NE555N
- Una resistenza 4,7Kohm e una resistenza da 390Kohm
- Un condensatore da 10uF e un condensatore da 20nF
- Relè monostabile da 12 V
In totale con una ventina di euro dovreste cavarvela ed aver tutto il necessario.
Nel caso per il circuito elettronico vorreste usare la basetta millefori, sarà necessario anche il saldatore e lo stagno.
Voltiamo pagina e iniziamo...
Per captare il movimento che darà il consenso all'accensione del computer, ci avvaleremo di un rilevatore di presenza (dispositivo che di solito viene usato per illuminare zone al passaggio delle persone).
Rilevatore di presenza
Questo dispositivo, alimentato con la normale tensione 220V di casa, si comporta come un interruttore: appena il sensore capterà un movimento, nel cavo di uscita avremo tensione per un tempo impostabile mediante una manopola. Per il nostro scopo, la manopola del tempo dovremmo impostarla al minimo (ossia 5 secondi).
Lo schema di collegamento è il seguente:
Prendiamo quindi una normale prolunga maschio-femmina e tagliamola a metà, dopodiché su entrambe le parti estraiamo i due cavi di fase e di neutro spellandone le estremità.
Adesso smontiamo la base del sensore e troveremo una morsettiera a mammut con tre cavi già collegati.
Seguendo lo schema precedente, notiamo che il neutro (cavo blu) è comune sia all'ingresso che all'uscita quindi andrà collegato sia alla spina che alla presa, il cavo di fase (marrone) invece, andrà collegato insieme al filo marrone del sensore.
In ogni modo, come avete potuto vedere, basterà far combaciare i colori.
Il terzo filo da collegare proviene dal sensore ed è di colore rosso: esso è il cavo di uscita, quindi lo collegheremo al rimanente filo della presa.
La colorazione dei cavi potrebbe non corrispondere, in tal caso fate esclusivamente riferimento allo schema.
Finito il collegamento, abbiamo questa situazione:
Dunque nel caso il sensore rilevi un movimento, nella presa avremo 220V per cinque secondi. Le successive parti del sistema quindi saranno funzionanti per soli cinque secondi, trascorsi i quali il sensore toglierà alimentazione e si rimetterà in attesa per un altro movimento.
A questo punto dobbiamo indirizzare la tensione fornita dal sensore ad un alimentatore...
Alimentatore
Alla presa collegheremo quindi un normale alimentatore da 12V, in modo tale che la tensione proveniente dal sensore (220V AC) venga trasformata in 12V DC così da essere idonea per poter alimentare il successivo circuito elettronico...
Va bene un alimentatore da 12V qualsiasi:
Spelliamo ovviamente le estremità dei due cavi uscenti.
Adesso siamo pronti per realizzare il circuito elettronico...
La basetta
Ci si presentano subito due scelte, relative alla basetta in cui inseriremo i componenti: possiamo optare per una millefori, dove i componenti dovranno essere saldati e poi collegati nel lato dietro, oppure utilizzare la breadboard, ossia una basetta sperimentale nella quale basterà infilare i componenti e successivamente collegarli; questa seconda scelta risulta più comoda in quanto non richiede la saldatura dei componenti.
Io ho adoperato una basetta millefori, in ogni modo il costo per entrambe è irrisorio.
L'integrato NE555N
L'intero circuito ruota attorno l'integrato NE555N, conosciuto come Timer555. Sceglieremo il componente realizzato con tecnologia CMOS, in quanto alimentabile con la 12V che abbiamo a disposizione.
Questo circuito integrato può svolgere diverse funzioni, noi lo sfrutteremo come multivibratore astabile, in grado di fornirci alla sua uscita un'onda quadra con un periodo impostato da noi.
Nel nostro caso la configurazione di questo integrato (ossia la tempistica e il tipo di segnale generato) dipende in toto dai valori di due resistenze e di un condensatore.
Il nostro scopo è ottenere un'onda quadra dalla durata di circa 5 secondi (il tempo in cui il sensore a monte ci alimenta il tutto), durante il quale il segnale sarà per la metà del tempo in posizione alta (12V) e il restante in posizione bassa (0V).
Quando il segnale ha proprio questa caratteristica di rimanere alto per la metà del periodo, si afferma avere un Duty Cycle del 50%.
Nel grafico vediamo quindi la forma d'onda che vorremmo avere in uscita:
Si evince quindi che il segnale sarà per poco più di due secondi alto (12V) e successivamente basso (0V).
Il circuito elettronico
L'integrato NE555N ha 8 piedini, la cui numerazione è illustrata nella seguente immagine:
Come precedentemente detto, le modalità con cui opererà il circuito integrato sono definite da componenti esterni ad esso, nel nostro caso due resistenze e un condensatore (più un'ulteriore condensatore a scopo di protezione).
Senza approfondire in teoria e formule matematiche, affinché il circuito lavori come vogliamo ci basterà sapere che dovremo utilizzare una resistenza da 4,7Kohm, un'altra resistenza da 390Kohm e un condensatore da 10uF. Posizioneremo inoltre un altro condensatore da 20nF, a scopo di protezione del circuito integrato.
Infine inseriremo un relè da 12V.
Lo schema dell'intero circuito da realizzare è quindi il seguente (relè escluso):
Nel caso abbiate scelto la basetta millefori, i componenti saranno inseriti avanti e i collegamenti andranno eseguiti ovviamente nel retro.
Per il resto, Vcc andrà collegato al positivo dell'alimentatore e GND al filo negativo . È importante rispettare la polarità (+ e -), pena il danneggiamento del circuito; ad ogni modo potete verificarla con un tester .
Il relè monostabile
Il relè è il nostro componente finale, servirà a chiudere materialmente il contatto Power SW della scheda madre.
Il suo funzionamento è piuttosto semplice: se applicata una tensione al suo ingresso, la bobina all'interno si ecciterà e chiuderà un contatto; al cessare della tensione il relè tornerà nella sua posizione di riposo riaprendo il contatto.
Collegando quindi il relè all'uscita dell'NE555N, sarà pilotato dall'onda quadra generata: per circa 2,5 secondi sarà sottoposto ad una tensione di 12V (con la conseguente chiusura del contatto), dopodichè la tensione all'ingresso del relè tornerà ad essere 0V e il contatto verrà riaperto.
Dunque un piedino di ingresso del relè andrà collegato all'uscita dell'NE555N e l'altro a massa (polo negativo); gli altri due piedini del relè relativi al contatto che verrà chiuso devono essere collegati ai fili del Power SW. In questa maniera simuleremo la pressione del tasto di accensione del PC per 2,5 secondi circa.
Per scoprire quali contatti del relè verranno chiusi affidatevi allo schemino serigrafato sullo stesso o più semplicemente ad un tester.
Dinamica del circuito
Ecco la foto del circuito completato:
E in questi tre grafici vediamo l'andamento dell'intero sistema in funzione del tempo:
Formula di riferimento
Qualora vorreste, i valori dei componenti possono essere cambiati secondo queste formule:
In maniera tale da poter variare la tempistica dell'onda generata.
Il funzionamento
- Il sensore rileva un movimento e fornisce una tensione in uscita di 220V per 5 secondi.
- Questa tensione viene applicata all'alimentatore che la trasforma in 12V DC.
- La tensione di 12V servirà per alimentare il circuito elettronico, il quale, mediante il Timer555 genera un onda quadra.
- Il fronte alto dell'onda quadra (dalla durata di circa 2,5 sec.) eccita un relè che chiuderà il contatto Power SW della scheda madre simulando la pressione del tasto di accensione.
- Trascorsi i 5 secondi il sensore interromperà l'alimentazione e l'intero sistema si spegnerà fino al prossimo movimento.
In definitiva, ogni volta che il sensore rileva un movimento, è come se pigiassimo per un paio di secondi il pulsante di accensione del PC
Infine la foto dell'intero sistema messo per esteso:
Note
Circa l'ingombro, è possibile limitarlo magari rimuovendo una delle placchette del case per far passare i fili e posizionare almeno il circuito elettronico all'interno del PC.
Collaudato il tutto, la domanda verrebbe spontanea: Cosa succede se il sensore capta un movimento durante l'utilizzo del PC?
Giustamente il computer si arresterà; volendo però possiamo fare in modo che ciò non accada, in maniera tale che l'intero sistema si applichi solo per l'accensione e non per lo spegnimento.
In Windows dobbiamo semplicemente disabilitare l'effetto del tasto di accensione:
Se abbiamo Windows 7 apriamo il Pannello di controllo, spostiamoci su Hardware e Suoni e nella sezione Opzioni risparmio energia clicchiamo su Cambia comportamento dei pulsanti alimentazione, ora possiamo tranquillamente scegliere Non intervenire.
Su Windows XP, la medesima opzione è raggiungibile aprendo il Pannello di controllo e successivamente Schermo, nella scheda Screen Saver cliccare quindi su Alimentazione e spostarsi in Avanzate.
Detto questo, rimane ovvio che qualora per qualsiasi motivo volessimo inibire il tutto (magari evitando avvii accidentali), è sempre possibile coprire il sensore o staccare direttamente la spina.
Ovviamente il progetto si offre anche come spunto d'idee, ma come abbiamo brevemente visto, gli scenari e i problemi possibili sono tanti e lasciano spazio a varie personalizzazioni o soluzioni alternative.
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