In questo blog parliamo di softair, ma come detto altre volte, noi cerchiamo di andare oltre la sola parte commerciale, cerchiamo di fare luce su aspetti tecnici, a volte molto tecnici. In questo caso parliamo di semiconduttori a stato solido e per quale motivo lo facciamo? Lo facciamo perché spesso sulle descrizioni di fucili e mitra per softair – ed a volte anche su descrizioni di pistole elettriche – leggerai la parola “Mosfet”… noi ne abbiamo parlato in altre occasioni senza scendere troppo nel tecnico ma cosa diavolo sono questi Mosfet? E per quale motivo vengono impiegati sulle softgun?
Iniziamo da un pochino di storia… alcuni anni fa, meglio dire alcune decine di anni fa (potremmo dire attorno agli anni ’70 del 900 ma dipende dal tipo di semiconduttore) iniziano a diffondersi semiconduttori a stato solido che per certi versi rappresentano una evoluzione dei già diffusissimi transistor, parliamo di quei piccoli “affarini” di plastica o metallo con 3 terminali, nello specifico base – collettore – emettitore. Sono costruiti (i transistor) con speciali tecniche costruttive che impiegano silicio o germanio e sono disponibili in due tipi, PNP ed NPN.
Si ok, ma cosa hanno a che fare con il softair? Un attimo di pazienza, ci stiamo arrivando…
Decenni fa insomma, su diverse applicazioni, i transistor a giunzione iniziano ad essere rimpiazzati da Mosfet, questo avviene sia in ambito automazione industriale, sia in ambito audio (amplificatori di potenza BF) ed anche nella produzione di tanti dispositivi consumer.
I semiconduttori a stato solido sono impiegati come amplificatori in corrente, amplificatori in tensione ed anche come semplici interruttori che – essendo appunto a stato solido – non hanno parti in movimento e non sono praticamente soggetti ad usura elettrico-meccanica. I transistori impiegati come interruttore però, hanno una resistenza di chiusura che non è molto bassa e questo genera delle importanti dissipazioni termiche che devono essere smaltite per non distruggere le giunzioni interne.
Ecco che arrivano alcune evoluzioni nei semiconduttori con i FET (transistori ad effetto campo), i Mosfet (metal oxide FET) e gli Hexfet, una categoria di speciali Mosfet con una resistenza di chiusura (Rdon) bassissima, su certi modelli dell’ordine di qualche milliOHM. Questa caratteristica li rende perfetti per il ruolo di interruttore ON-OFF con impiego appunto industriale, specialmente nel settore della automazione come stadi finali di potenza impiegati nel controllo motori (ad esempio negli inverter).
Si ok, ma cosa hanno a che fare con il softair? Un attimo di pazienza ancora, ci siamo!
Nelle pistole e nei fucili elettrici, il motore elettrico interno viene comandato da un interruttore classico dinamico (un contatto elettrico) che mette in collegamento il pacco batterie con il motore elettrico in corrente continua e di tipo asincrono. I motori elettrici sono carichi di tipo induttivo e come tali generano delle forti correnti nella fase di spunto (cioè nel passaggio da motore fermo a motore a regime di rotazione) mentre, nella fase di OFF (ovvero quando viene spento) possono generare extra-tensioni inverse con valori di tensione molto più alti della tensione con la quale il motore viene alimentato. Il fenomeno della extra-tensione inversa, da luogo a “micro archi voltaici” i quali tendono a danneggiare e deteriorare i contatti meccanici dei normali interruttori dinamici. Ecco che su alcune pistole, fucili e mitragliatori elettrici, vengono impiegati dei Mosfet che si occupano di commutare la tensione e la corrente del carico motore.
Il normale switch del grilletto/gear-box delle ASG viene in questo caso impiegato solo per attivare il Mosfet, la corrente di Gate del Mosfet è virtualmente pari a zero, se si escludono delle piccole capacità parassite di alcuni pF (picofarad) presenti tra il terminale Gate ed il terminale Source, non vi è alcun passaggio di corrente in quanto il Mosfet non amplifica la corrente tramite giunzioni come i transistor ma si attiva per effetto “campo” che si crea tra due armature come fosse (appunto) un condensatore. Questo per dire che lo switch del grilletto dell’arma da softair avrà un compito non gravoso ed il contatto elettrico non sarà minimamente interessato da passaggio di corrente.
Il compito del Mosfet invece, sarà quello di commutare le correnti assorbite dal motore elettrico (qualche Ampere) e di smorzare (anche attraverso il suo diodo Dumper interno) le eventuali extra-tensioni inverse, il tutto senza la minima usura, un Mosfet impiegato in un circuito ben dimensionato potrebbe potenzialmente durare centinaia di anni!
Va da se, che le softgun che dispongono di Mosfet interno tendono ad essere più affidabili, almeno per quanto concerne la parte elettrica. Ma c’è dell’altro; l’utilizzo di un Mosfet su una ASG elettrica consente di impiegare anche eventuali moduli elettronici denominati ETU. Questi moduli, di cui abbiamo già accennato in altre occasioni e dei quali parleremo ancora, consentono di implementare il fucile o la pistola con funzioni avanzate, come ad esempio (la funzione forse più interessante) quella di poter gestire raffiche con logiche diverse dalla semplice raffica continua; per esempio sparare raffiche composte da 3 colpi – pausa – 3 colpi – pausa – 3 colpi ecc ecc.
Bene, adesso hai una infarinatura generale sul motivo per il quale su certe softgun vengono impiegati i semiconduttori Mosfet, continua a seguirci e ne scoprirai altre…