Reviure bateries 2

Fa uns dies vaig publicar aquí mateix el meu mètode per reviure les cel·les de NiCd d’una bateria de trepant. Just després de fer-ho, em va venir al cap un vell cargolador sense fils Black&Decker que tinc per baix sense fer servir, precisament perquè no es vol carregar. De seguida que he tingut una estona, he posat en pràctica de nou aquest sistema, amb la sana intenció de tornar a la vida una de les meves eines preferides. Aquest aparell és molt vell (aviat en podré dir “vintage”), però sempre ha estat robust i fiable, i em fa molta pena veure’l així fotut, i més encara desprendre-me’n (va ser un regal).

102_0424

El primer que he de fer és obrir el cargolador per arribar a la bateria, que deu ser de tres cel·les (està marcat com a 3.6V, és a dir, 3 cel·les de 1.2V en sèrie). Per això he d’alliberar un clip que tanca la unió entre la part elèctrica i la mecànica. Només cal fer una mica de palanca amb un tornavís pla.

102_0425

A simple vista podem veure el reductor planetari que hi ha just davant el motor. No és una de les coses més boniques que ens pot oferir la mecànica?

102_0426

La següent tasca és obrir la carcassa de plàstic de la part elèctrica que és alhora el mànec de l’aparell. Un sol cargol de cap Philips i s’obren les dues meitats, ja sóc a dins. Així m’agrada, senyors enginyers de producte de la B&D, fàcil d’obrir i reparar, com ha de ser!

102_0428

Aquí ja podem veure a simple vista les tres cel·les que formen la bateria, com sempre unides per pestanyes de planxa metàl·lica. Els cables per carregar, un diode, el motor, i el mecanisme de l’interruptor que permet fer girar el motor cap ambdós sentits, per cargolar i descargolar. No pot ser més simple.

102_0430

Extreure la bateria és ben fàcil, només cal alliberar dos terminals faston, un pel pol positiu i un altre pel negatiu. Ara que ja la tinc a mà, puc començar el tractament que ja us vaig explicar.

D’entrada totes les cel·les marcaven 0V al tester, però uns segons aplicant la font d’alimentació a 2.9V ho han resolt: totes han pujat fins a 1.6V en un moment (unes més ràpid que d’altres). Cal dir que no m’ha calgut separar les cel·les, he aplicat la tensió directament a les pestanyes d’unió, que es troben exposades. Ni tan sols he hagut d’eliminar l’aïllament, hi ha espais desprotegits on he pogut fer contacte.

He tornat a muntar l’aparell (de moment sense la part mecànica, per si ho he de repetir) i l’he posat a carregar.

102_0431

Unes hores després, és el moment de la veritat. Activo l’interruptor i… funciona! El motor gira lliurement, amb un soroll alegre de nou. El torno a muntar ràpidament i a fer-lo servir una altra vegada. M’encanta, aquest aparell!

Ja veieu, he trobat una aplicació pràctica a la resurrecció de cel·les de NiCd, de fet la més evident. Per fortuna aquesta vegada no hi havia cap cel·la “definitivament morta”, però sinó l’hauria substituït per una de les que vaig recuperar l’altre dia. Només hauria tingut una estona més de feina amb el soldador.

Fins a la propera, me’n vaig a buscar més aparells amb bateria que hagin deixat de funcionar…

Reviure bateries

LA BATERIA DEL TREPANT

Fa uns dies vaig desmuntar la bateria d’un vell trepant Black&Decker que no es volia carregar. Quan la muntava, el trepant no girava, i quan la posava al carregador no agafava càrrega, ni posant-la un moment ni tota la nit. Simplement, enlloc dels 12V que hauria de donar en teoria, marcava 0V al tester. A la pobra no li puc donar cap culpa, tenia gairebé catorze anys i l’havia fet servir molt. Però havia arribat a la fi de la seva vida útil, estava morta, kaputt. O potser no?

bateria2 bateria1

Només per curiositat, la vaig desmuntar en un moment. En principi només volia veure com era per dins, per això vaig fer el mateix que faig amb tantes coses abans de llençar-les: desmuntar-les. Precisament com que només volia mirar i prou, no vaig fer cap foto, cosa que ara lamento. No obstant intentaré suplir la imatge amb les mil paraules, tot i que no valen tant com tots sabem.

Després de descollar uns quants cargols de cap torx, vaig veure què hi havia a dins de la bateria: deu cel·les rabassudes, embolicades amb cartró, sense cap marca ni inscripció, i connectades entre elles en sèrie amb pestanyes de planxa metàl·lica. També hi havia el connector i un petit component que tenia pinta de tenir a veure amb la temperatura, potser una resistència de factor positiu (PTC) per tallar la corrent si el paquet s’escalfa massa.

Ja les anava a llençar i oblidar-me de la bateria (i del trepant, és clar, les bateries de recanvi valen com els trepants nous, passa com amb les impressores i la tinta), quan em van començar a assaltar una colla de pensaments: i si només n’hi ha una, de cel·la dolenta? O tres o quatre? Què passa amb les altres? Les puc fer servir?

LES CEL·LES

Ja hi som! Ja tenia una altra cosa entre mans per entretenir-me. Vaig agafar unes alicates i vaig començar a separar les deu cel·les que formaven el paquet. No és una feina fàcil, ja que aquests grups els uneixen soldant aquesta mena de “patilles” a les cel·les amb soldadura per punts. Una estona després, però, me’n vaig sortir. Ja les tenia totes separades, i ara què?

102_0353

Vaig mirar la tensió amb el tester, però totes marcaven 0V. Totes mortes! Realment no n’hi havia ni una amb una mica de càrrega? De fet és normal; en un paquet com aquest, on es troben totes en sèrie, les que tenen càrrega “intenten carregar” les que no en tenen, i es buiden en aquest procés tan altruista.

Lluny d’abandonar, posseït per un afany comparable al del doctor Frankenstein, vaig pensar que potser hi havia alguna manera de tornar-les a la vida. O sigui que vaig buscar a la xarxa a veure què hi trobava i, com no, hi havia milers de vídeos i explicacions. Llavors era possible!

Vaig llegir un bon grapat de bestieses (a internet? no!), i vaig veure pàgines i vídeos que -com a persona que ha estudiat això de l’electricitat- em van posar els pèls de punta. Realment, a la gent no li importa arriscar la vida per recuperar una pila que val menys d’un euro? Tant s’avorreixen que necessiten trobar emocions als llocs més insospitats, com els endolls de casa?

Tornem al tema, que me’n vaig per les branques. També vaig trobar molts articles interessants, i pàgines que donaven explicacions creïbles: sembla que el motiu de la mort de les cel·les té a veure amb la química, és clar, com també la resurrecció. Pel que he llegit, quan les cel·les són velles i es deixen de fer servir un temps s’hi formen una mena de cristalls que fan de conductors entre els dos pols, provocant un curt-circuit efectiu, d’aquí surten els 0V que mesuro amb el tester. També pel que sembla, aplicar una tensió externa prou alta provoca un corrent que trenca aquestes formacions, i “reordena” els cristalls de la cel·la, fent que es puguin carregar altra vegada.

A partir d’aquí hi ha un munt de teories sobre com aplicar aquest corrent extern, quant de temps, quina tensió, quantes vegades, etcètera. Descartant les més boges, increïbles, i perilloses, encara me’n van quedar unes quantes. Barrejant les explicacions que vaig trobar més coherents i afegint una mica de collita pròpia, vaig fer una teoria pròpia i em vaig disposar a provar-la. El primer pas, però, era soldar cables als pols de cada cel·la, ja que no tinc porta-piles per una mida tan rara. Ara que hi penso, no us n’he dit les mides: fan Ø23x34mm, o Ø22x33mm sense comptar la protecció de cartró. Pel que he pogut descobrir, són cel·les de NiCd (níquel-cadmi), de 1.2V cadascuna (això ja ho tenia clar: 10×1.2=12V), i la mida se’n diu 4/5 Sub-C. Busqueu-ho i trobareu quelcom semblant a les cel·les de la foto d’abans.

102_0355

Aquí damunt podeu veure la mida de les cel·les, comparada amb la clàssica pila AAA dels comandaments a distància. La polaritat és com a les piles normals, la base plana és el negatiu (-) i la punta de l’altra banda, que està aïllada, és el positiu (+). Soldar els cables és tasca fàcil amb un soldador prou potent i un estany amb suficient resina; sense això és una tasca que es pot complicar, ja que l’acabat metàl·lic de l’exterior de les cel·les sembla repel·lir l’estany. En el meu cas vaig haver de posar una punta més gran al soldador de 25W, perquè amb la petita que utilitzo normalment la transferència d’escalfor era insuficient i feia la feina massa lenta.

102_0356

102_0331

102_0333

TORNANT LES CEL·LES A LA VIDA

Ara us explico el meu mètode de resurrecció: es tracta de regular la font d’alimentació a 2.9V, i connectar-la a la cel·la durant uns segons, amb la polaritat correcta (el pol positiu de la font amb el pol positiu de la cel·la). Mentre ho fem hem de comprovar la tensió amb el tester. Quan connectem la font a la cel·la, els 0V que estàvem mesurant de sobte comencen a pujar ràpidament. Si la lectura puja ràpid és que tot va bé, la pila està tornant a la vida. Quan arribem al voltant dels 1.5V ja ho podem deixar estar, podem desconnectar la font de la cel·la; tot plegat només han estat uns quants segons. Si les cel·les estan mortes irremissiblement, no superen els 0.4V; en aquest cas no cal tenir-les més temps connectades a la font, ja les podem llençar.

102_0342 102_0343

I ara la pregunta del milió: funciona, el meu mètode? Després de repetir la operació amb les deu cel·les que tenia a mà, nou han reviscut i la desena no. Això seria un 90% d’èxit, molt millor del que m’esperava, i jo diria que suficient per demostrar la meva tesi. Però no cantem victòria tan ràpid, encara falta una cosa.

Hem de tenir en compte que les cel·les reviscudes no es troben encara en condicions de donar corrent a qualsevol aparell, el següent que cal fer ara és carregar-les. Si són capaces de retenir la càrrega podrem dir que hem triomfat, les cel·les són útils de nou, però si no ho poden fer no serviran per res. Per carregar-les he fet servir el meu carregador intel·ligent de bateries, que accepta gairebé qualsevol mena de cel·les. Ha estat una feina llarga, però al final les he pogut carregar totes nou (les he carregat una per una, aquesta primera vegada).

102_0335

Cap de les nou cel·les ha donat problemes mentre es carregaven. Han acceptat càrregues entre 1100mAH i 1300mAH, n’hi ha que més i n’hi ha que menys. Penso que la capacitat d’aquestes cel·les devia ser d’entre 1300mAH i 1400mAH, o potser fins i tot més, tenint en compte que són molt velles.

Però no tot són bones notícies. Després de deixar-les dos dies carregades sense tocar-les, he comprovat de nou la càrrega. Una d’elles l’ha perdut completament, i torna a marcar 0V al tester; les altres vuit segueixen bé.

102_0338

En tot cas, em sembla que vuit de deu és un molt bon resultat, si més no prou bo com per afirmar que aquest mètode funciona. No em faig il·lusions de fer servir les cel·les recuperades durant catorze anys més, però ara tot el que en tregui és gratuït, o sigui que no em queixaré si d’aquí dos anys deixen de funcionar.

I ARA QUÈ?

Molt bé, he recuperat unes quantes cel·les de NiCd, i ara què en faig? Em venen moltes idees al cap: una llanterna carregable, un banc per carregar el mòbil, la bateria d’un robot… Totes em semblen atractives, però no em decanto per cap encara.

De moment, com que em sembla que amb 1.2V no faré gran cosa, em disposo a muntar un paquet de quatre cel·les en sèrie, que m’hauria de donar entre 5.5V a plena càrrega i 4V quan ja no tingui gens de suc; això ja serà més aprofitable. Torno a agafar el soldador (amb la punta gruixuda), i uns quants cables. Cinc minuts després, aquest és el resultat.

102_0350 102_0351

Aquesta podria ser una de les seves utilitats, per exemple.

102_0359 102_0361

Ja veieu que de vegades la mort és només el principi d’una història, si més no per les piles. Si teniu la oportunitat feu la prova a casa, ja em direu com us ha anat als comentaris (declino tota responsabilitat del que feu a casa vostra, jo només us he explicat el què he fet i com).

Una darrera nota: les dues cel·les que no he pogut reviure les he portat a la deixalleria, el Cadmi no és precisament un element que vulgui escampar a la natura!

Res més per avui, fins a la propera!

El DVD trobat

Fa molt de temps, vaig trobar un aparell de DVD literalment tirat per terra, al carrer. Estava al costat del contenidor, com si aquesta fos manera de desprendre’s d’un aparell electrònic! Consideracions ecològiques al marge, l’aparell no tenia gaire bona pinta: li havien desmuntat la tapa, que estava deformada; faltava el cable d’alimentació i la tapa de la safata i, evidentment, no tenia el comandament a distància. Tot i això, no cal dir que el vaig agafar i me’l vaig endur a casa. Em va semblar que potser el podria arreglar, i si més no en podria treure una bona colla de peces i components, abans de portar-ne les restes a la deixalleria, tal com es mereixia.

Un cop el vaig tenir sobre la taula, me’l vaig mirar. La marca era Philips, que sempre és garantia d’una certa qualitat; semblava força vell, no dels primers DVD que es devien fabricar, però tampoc prou modern com per reproduir DivX i tota aquesta sèrie de formats comprimits. El millor de tot era que tenia un bonic VFD (pantalla fluorescent de buit) amb caràcters alfanumèrics que podria recuperar si no l’aconseguia posar en marxa.

Ara faré un salt enrere en el temps de més de dos anys, per rememorar la reparació de l’aparell. En principi no tenia pensat explicar la reparació en aquest blog, de tan fàcil com va ser, però com que després la cosa no s’ha quedat aquí, la poso per tenir una primera presa de contacte amb el subjecte.

VIATGE AL PASSAT (LA REPARACIÓ)
Aixecant la tapa, m’adono que hi ha peces soltes a dins, i està ple de porqueria. És com si haguessin intentat arreglar l’aparell, ho haguessin deixat estar, i llavors l’haguessin fet servir de paperera. El netejo a fons i li faig una ullada amb calma: li falten uns quants cargols, la unitat del DVD està solta, i hi ha alguns cables desconnectats; també li falta el cable d’alimentació.

El que hi ha a dins no sembla massa complicat, si més no l’estructura general. Al frontal de l’aparell hi ha un parell de plaques, una de molt petita a l’esquerra només pel botó d’standby, i una de més gran a la dreta on hi ha el VFD i la resta de botons. Ja a l’interior, tenim la unitat a l’esquerra, una placa mare de control on hi ha tota la part digital i de connexions d’àudio i vídeo, i una font d’alimentació a la dreta, en una placa d’una sola cara. Connectar les plaques entre elles no suposa cap problema, per sort hi ha els cables amb els connectors, i a més són tots diferents. El cable pla que va del grup del làser a la placa mare està una mica malmès, però res que no es pugui solucionar amb unes tisores i unes pinces.

Ara que està tot connectat, podria fer una primera prova de funcionament, a veure fins a quin punt està mort, aquest trasto. Però hi ha un problema, com ja he dit no hi ha cable d’alimentació. I no és que l’hagin tallat o desconnectat, és que han arrencat el connector estirant el cable, de la manera més bèstia. Per veure fins a quin punt arriben els danys, i per arreglar-ho si puc, he de separar el circuit de la font de la carcassa de l’aparell.

Vist per sota, m’adono que la brutal estirada del cable ha malmès les pistes de la placa de la font, però no és res que no es solucioni amb el soldador i un parell de minuts. Agafo un cable amb clavilla europea que tenia per aquí i el soldo directament sota la placa, a les pistes, després d’engrandir amb una broca els forats que va deixar lliures el connector (els cables no passaven pels forats del connector). Ja tinc alimentació! Una ullada ràpida a aquesta zona de la placa, on hi podria haver problemes importants, no em deixa veure cap rastre d’espurnes ni cremades; fins i tot el fusible sembla en perfecte estat (i el tester ho confirma). A punt doncs per endollar-lo.

Només d’endollar-lo, l’aparell es posa en standby, i m’ho fa saber encenent un led vermell al frontal. Prement el botó corresponent, el pacient torna a la vida. M’alegra veure que la pantalla fluorescent funciona perfectament. Toco uns quants components per palpar la temperatura (sense ficar la mà als llocs on hi ha tensions perilloses, que ja sé el que em faig!), però res sembla escalfar-se massa. Va tot bé, de moment.

El problema apareix quan toco el botó d’obrir la safata, que no respon. La pantalla em dóna un missatge ben clar, «open», però res de res, la safata no es mou. Em sembla sentir un soroll que indica que hi ha un motor que està patint. Finalment, el trasto desisteix d’obrir-se i la pantalla em diu que no hi ha cap disc inserit. Em sembla que ja sé perquè el van llençar. El problema està localitzat a la unitat del disc, o sigui que vaig per feina.

Desendollo l’aparell, desconnecto la unitat de la resta de plaques i me la miro a fons. Els eixos dels motors estan un mica bruts, i això sempre pot provocar problemes, però no sembla la causa de que no s’obri. També hi ha una peça mòbil de la safata que pot necessitar lubricant, però tampoc sembla prou important. Al final detecto que hi ha una peça de plàstic de la safata que està mal posada, i que provoca que la safata s’encalli. Un lleuger moviment des de la part de sota i es posa a lloc amb un sonor «clec». Ara puc obrir i tancar la safata amb la mà, mentre que abans no podia, s’encallava. Sembla que això és tot, però cal provar-ho. Ja que hi sóc netejo els motors de cabells i pols, però la part del lubricant me l’estalvio, ja que la safata es mou fina com la seda.

Si hagués de fer una hipòtesi, diria que la causa de que la safata no sortís era aquesta peça mal posada, que crec que va quedar així després que la safata rebés alguna mena de força externa. Possiblement l’usuari va empènyer la safata massa fort quan estava extreta, o la va moure una mica de costat, o quelcom va impedir que sortís quan l’aparell l’estava expulsant. No és una avaria rara, us ho puc assegurar. Una vegada vaig arreglar una safata d’un CD que es va encallar quan estava extreta perquè es va tancar la porta de vidre de l’equip de música. I un amic meu va espatllar fa molts anys un vídeo VHS intentant treure una pel·lícula porno més ràpid del que l’aparell la feia sortir, amb les presses de veure que els seus pares entraven per la porta…

Va, prou històries i fem la prova, a veure si està arreglat o no… Funciona! Ho he provat amb un CD i un DVD, i en tots dos casos arrenca. Els discs giren amb normalitat i l’aparell dóna senyal (he hagut de connectar un TV a l’euroconnector per comprovar-ho), o sigui que es pot dir que està funcionant a ple rendiment. Ja només falta tornar-ho a muntar tot dins la carcassa, comprar un comandament a distància universal per quatre euros a la botiga dels xinos i ja ho tindré, un DVD per la cara.

RETORN AL PRESENT
Això hauria estat la reparació, simple i insulsa com poques. Ja us he dit que no valia la pena ni publicar-la, per això no ho vaig fer al seu moment. Per què ho he fet ara, doncs? Perquè dos anys després m’he adonat que no he fet servir l’aparell ni una sola vegada (no sóc gaire de comprar pelis ni d’anar al vídeo-club), només el tinc sota la TV de l’habitació col·leccionant pols i ocupant espai… O sigui que se’n va d’aquí, fora trastos. És hora de fer-ne alguna cosa.

De tot el que em pot oferir aquest aparell, només hi ha una cosa que m’interessa, i ja he dit abans quina era: la pantalla. Aquest display VFD té molt bona pinta, i m’encantaria incloure’l en algun dels meus propers projectes. Se m’acut que el podria connectar a un port USB de l’ordinador, i així podria veure el nom de la cançó que estic escoltant (moltes vegades només faig servir l’ordinador per escoltar música; llavors apago el monitor per no gastar tant, però tinc l’inconvenient que no puc veure els títols de les cançons, ja que tinc el reproductor d’MP3 en «random» sobre una carpeta d’uns 40Gb…), o el temps, o notificacions si tinc correus, les temperatures internes, els «twits» de la gent que segueixo (si tingués twitter), o quelcom així. A la mateixa placa de la pantalla hi ha el receptor infraroig pel comandament a distància, així que també podria tirar els temes endavant o enrere, canviar el volum, o potser el mode de visualització… ja veurem.


Si no ho tinc mal entès, però, hi pot haver un problema. Aquestes pantalles fan servir una tensió força alta per activar una mena de reixa que porten a dins. Això podria suposar haver de tenir una font d’alimentació especial, no seria tan fàcil com connectar-la als 5V de l’USB i ja està. Per suposat podria utilitzar la mateixa font del DVD, però n’heu vist la mida?

Pel control de la pantalla no crec que hi hagi cap problema insuperable, dins el DVD ja hi deu haver el xip controlador que se n’encarrega, d’això. Hi hauria de posar un Arduino o un micro semblant i programar-li les funcions. Caldria veure el protocol de comunicació entre la placa mare i aquest xip, aquí hi podria haver un altre problema. Si no és estàndar i ningú no l’ha descobert tocarà fer enginyeria inversa, i això vol dir moltes hores que no tinc. Com que tot això són suposicions, el millor que puc fer és encomanar-me a sant Google i a veure què passa…

He tingut sort! Per primera vegada des que em dedico a fer aquesta mena de coses, he trobat un manual de reparació de l’aparell, amb esquemes i circuits de tot plegat. Això m’ha permès identificar una colla de components i les connexions entre les plaques, cosa que serà molt útil i m’estalviarà molta feina. Com que he trobat el datasheet del xip que controla el display, m’estalviaré haver de desxifrar el protocol que us deia abans. Us deixo la documentació, per si us interessa.

Philips DVD625
Manual de l’usuari. Manual d’instruccions per saber com funciona, el mateix que et donen imprès quan et compres l’aparell.
Manual de reparació de l’aparell. Només pels ulls privilegiats del personal dels Serveis d’Asistència Tècnica. Conté informació molt valuosa per veure les connexions entre plaques, patillatges, referències de components, etc.

Xip controlador del VFD
Datasheet del PT6312 (Princeton). És el xip controlador que porta la placa de la pantalla. El datasheet em serà molt útil per conèixer el protocol de dades i ordres, i descobrir les connexions físiques amb la pantalla.
Datasheet de l’UPD16312 (NEC). Sembla que és compatible 100% amb l’altre xip. Me l’he baixat per si hi ha algun aspecte que no queda prou clar a l’altre datasheet.

Nota: Per suposat, aquests documents pertanyen a les seves respectives companyies, jo no en sóc l’autor ni hi tinc res a veure. Els poso aquí com a referència i res més. Penseu que els podeu trobar per la xarxa igual que he fet jo.

He començat a comprovar els esquemes amb el tester i he vist que tot es correspon. Malauradament, tal com suposava, hi ha una línia de tensió de -24V de la font cap a la pantalla que pot ser un problema. Després comprovaré de quanta corrent estem parlant, si no és gaire sempre puc muntar un circuit convertidor DC per pujar la tensió (boost converter) i resoldre el tema de l’espai. Però ara he vist que hi ha un altre problema, si vull fer servir aquesta mateixa font. Quan l’aparell rep alimentació, passa a mode standby, com ja us he explicat. Doncs bé, treure l’aparell d’aquest estat és feina de la placa mare, que rep el senyal del botó del frontal o del comandament via la placa de la pantalla (que porta integrat el receptor d’infrarojos) i reacciona en conseqüència. Aquesta reacció implica passar alguna mena de senyal a la font, que fins al moment només mantenia activa una línia de 5V de tensió que suposo que deu tenir molt poca capacitat de corrent (això és l’standby, no? Aturar la font perquè l’aparell gasti poc). El més sorprenent és que el microcontrolador principal de la placa mare sempre està activat amb aquesta línia de 5V, esperant despertar-se (suposo que es deu trobar en alguna mena de mode de baix consum) rebent alguna interrupció del botó frontal o del controlador de la pantalla (que controla alhora el receptor IR i també alguns botons, ho he confirmat amb el datasheet).

Evidentment si vull fer el projecte que us he dit no conservaré pas les tres plaques, seria absurd per mides i consum, o sigui que he de trobar la manera de treure la placa mare de l’equació. La font també la vull treure, però això ho deixo per més endavant; aquesta línia de tensió de -24V em pot donar algun problema, hi he d’anar pensant. De moment seguiré amb la font original del DVD, per tant he de trobar la manera de treure-la del mode standby.

Per tant la fulla de ruta d’aquí estant és:
1. Descobrir com treure la font del mode standby sense la intervenció de la placa mare.
2. Descobrir com controlar la pantalla sense la placa mare.

Sembla que ha arribat l’hora de pensar, tot plegat s’està convertint en una «menjada d’olla». Porto massa estona mirant datasheets, esquemes i manuals, i necessito acció. També m’he adonat que porto molta lletra seguida sense fotos, i per tant m’estic fent pesat. Hem de fer una pausa. És hora de fer una autòpsia.

L’AUTÒPSIA
Com no podia ser de cap altra manera, hi ha d’haver un cos damunt el marbre, sinó això no seria el Talleret, no? En aquest cas, la unitat de disc del DVD no la necessito per res, per tant ja tenim subjecte. Fem-li una ullada superficial.

A primera vista, només hi ha molt de plàstic negre inútil, i un parell de motors. Serà qüestió d’anar desmuntant i veure què apareix. El primer que es pot fer desaparèixer és aquesta placa de PCB que ho tapa tot i no serveix per a res, i llavors anar enretirant peces de plàstic mòbils. Una vegada desmuntada la safata, que no serveix per res, arribarem als motors i al grup de la lent i el làser.

Ja tenim una mica més clar el panorama. Apareix un tercer motor (són tots tres molt semblants), i ja es veu la lent. De moment tenim el cable amb els connectors, i una colla de material mecànic. Vaig primer per la peça gran de plàstic, i allibero els dos motors que hi ha. Per desgràcia, me’n carrego un fent palanca per fer saltar la peça de plàstic inútil que porta enganxada (massa fort) a l’eix. Si és que no aguanten res!

Desmuntar el grup de la lent sempre és fascinant per mi, a part de ser laboriós. És increïble la tecnologia que hi ha ficada en tant poc espai, i com s’ha anat refinant (i abaratint) amb el pas dels anys. Ja veieu que no hi ha gran cosa com a botí: molt material mecànic (molles, cargols normals i microscòpics, un eix, un engranatge, una corretja de goma, quatre «silent-blocks» contra les vibracions, etc.), tres imants molt petits i potents, els dos motors que ja us he dit, un polsador, cables i connectors, i el material òptic: dos mirallets petits, dues lents concentradores, i un làser invisible que -si mai descobreixo com fer-lo anar- només pot ser útil per fondre’m l’altra retina. Aquesta advertència ho diu prou clar, no?

El botí no és pas molt, però no n’esperava més, de fet, d’una simple unitat de DVD. Aquí el teniu.

EL PROJECTE
Ara que ja hem passat el parèntesi de la micro-autòpsia i ja estic més tranquil, podem tornar al tema que ens ocupa. Si recordeu on ho hem deixat, tinc pendents dues coses: el tema del control del display, i el problema del mode standby de la font.

Des d’un principi he pensat fer servir un Arduino (com no!) per controlar la pantalla. És econòmic, omnipresent, i té més suport que qualsevol altre trasto d’aquest estil. Per tant vaig per feina amb la meva venerable (del 2007) Diecimila. Hora de teclejar. Fa bastant de temps que no programo, però si no recordo malament només hi ha una manera d’atacar el problema: obrir el datasheet del PT6312, absorbir-lo, i teclejar unes quantes desenes de línies de codi, tot comprovant-lo de tant en tant amb l’infal·lible mètode de la prova i l’error. Com que en aquest cas no el puc anar comprovant amb la pantalla (només amb el compilador de l’IDE), hauré de reduir al mínim les possibilitats d’error; per tant faré el codi més fàcil que pugui. Amb això n’hi hauria d’haver prou per comprovar que la pantalla funciona, llavors ja escriuré algun codi més útil. El resultat és aquest; es diu «prova_PT6312», i aquí el teniu.

// prova de la pantalla VFD controlada amb el xip PT6312 
// per SeRKeRoS 18-1-2015 

// definir els pins fisics de conexio amb l'Arduino 
#define DATA 2 
#define CLK 3 
#define CS 4 

void setup()  // codi que s'executa una sola vegada a l'inici 
{ 
  // definir els pins com a sortides 
  pinMode(DATA, OUTPUT); 
  pinMode(CLK, OUTPUT); 
  pinMode(CS, OUTPUT); 
  // posar-los tots amunt (inactius) 
  digitalWrite(DATA,HIGH); 
  digitalWrite(CLK,HIGH); 
  digitalWrite(CS,HIGH); 
  
  // cicle d'inici segons el datasheet 
  delay (200); 
  digitalWrite(CS, LOW);  // inici d'ordre 
  envia(0x40);  // set command 2: normal, incrementar, dades a pantalla 
  digitalWrite(CS, HIGH);  // fi d'ordre 
  digitalWrite(CS, LOW);  // inici d'ordre 
  envia(0xc0);  // set command 3: adreça inicial 0 
  digitalWrite(CS, HIGH);  // fi d'ordre 
  digitalWrite(CS, LOW);  // inici d'ordre 
  envia(0x05);  // set command 1: 9 digits, 13 segments 
  digitalWrite(CS, HIGH);  // fi d'ordre 
  digitalWrite(CS, LOW);  // inici d'ordre 
  envia(0x8f);  // set command 4: display on, PWM al maxim 
  // aqui no cal posar un fi d'ordre, ja que venen dades al darrere 
  // fi del cicle d'inici 
  
  // escrivim 7 caracters, calen dos bytes per cadascun 
  for (unsigned char o=0; o<14; o++) 
  {  envia(0xff);}  // FF=encendre tots els segments 
  digitalWrite(CS, HIGH);  // fi de l'enviament de dades 
} 

void loop()  // codi que s'executa continuament 
{ 
    // no fer res, ja hem fet tot el que voliem fer 
} 

void envia(byte dada)  // rutina per enviar dades al PT6312 
{ 
  for (unsigned char a=0; a<8; a++) 
  {  digitalWrite(CLK, LOW); 
      if(bitRead(dada, a) & 0x01) 
        { 
           digitalWrite(DATA, HIGH); 
        } 
      else 
        { 
           digitalWrite(DATA, LOW); 
        } 
      digitalWrite(CLK, HIGH); 
  } 
} 

Sí, ja ho sé, m’hauria de fer vergonya escriure un codi així. És rupestre, però es tracta d’anar per feina, no de fer virgueries. El cas és que ara ja tinc un mínim programa per comprovar si apareix quelcom a la pantalla, o sigui que puc tornar al hardware, que és el primer que he de fer funcionar.

Preparo les connexions entre les plaques, primer entre la del VFD i l’Arduino. Tal com podeu veure al programa, DATA és el pin 2, CLK el 3, i CS el 4. He posat els mateixos noms que hi ha a l’esquema de la placa del display. El següent pas és unir la GND de la placa del VFD amb la GND de l’Arduino, perquè les dues plaques comparteixin un nivell de tensió de referència, sinó és molt difícil que res funcioni. Tiro doncs un cable de la GND de l’Arduino al pin 5 del connector, que és la GND de la placa VFD. Veig que al connector hi ha un pin que es diu +5VSTBY, podria ser que donant-li 5V per aquí la font surti del mode de repòs? O simplement els 5V de l’Arduino alimentaran el xip controlador, de manera que no faci falta la línia de 5V de la font? És possible que sigui tan fàcil? Bé, no em costa res provar-ho: hi connecto els +5V de l’Arduino sense pensar-m’ho massa. L’Arduino anirà alimentat pel mateix port USB de l’ordinador que he fet servir per programar-lo.

A més dels que ja he esmentat, el connector de la placa té dos pins més: un que es diu «RC» i que va al receptor infraroig, i un de més misteriós que es diu «1KHZ». El del receptor no em preocupa, ja que segons l’esquema no té relació amb el controlador, només porta els codis del receptor del comandament a distància cap a la placa mare. Però l’altre senyal, el «1KHZ», va a parar a un petit circuit que el condiciona i el porta al VFD, i això em fa pensar que podria ser necessari. Com que estic molt impacient per provar el codi de l’Arduino, l’ignoro temporalment; ja tornaré a pensar en aquest pin si la prova no funciona (quina gran manera de treballar, aquesta meva, oi?).

Compilo el programa, el pujo a l’Arduino, i no passa res, pantalla en blanc. Malament. Però no tot són males notícies, he avençat una mica: el llum de l’standby s’ha apagat al moment que he connectat l’Arduino al port, per tant aquests 5V han despertat la font. Un problema resolt. Anem a veure l’altre, això que la pantalla es quedi en blanc. Crec que hi poden haver dos problemes bàsics que facin que tot plegat no funcioni:
1- El codi que he escrit és una autèntica porqueria.
2- El pin anomenat «1KHZ» i que he volgut obviar tenia la seva utilitat.

Analitzem les opcions en termes de possibilitats. La primera opció és molt possible, escriure codi en C i llegir datasheets complicats no és el millor que es pot fer a altes hores de la nit després d’un dia intens de feina, us ho ben asseguro; a més, estic força rovellat, perquè negar-ho. Com que ja estic fart de programar, de llegir el datasheet del controlador, de buscar errors al programa, i a més tots hem de tenir una mica d’orgull del que fem, concedeixo un punt a la causa número dos.

Mirem la segona opció: és molt possible que aquest senyal tingui alguna funció, sinó perquè posar-lo? Els enginyers que fan aparells de consum que han de sortir el màxim de barats no solen posar components perquè sí. A més, si heu llegit com funciona un VFD, veureu que fa falta una mena d’oscil·lació a la reixeta, cosa que es podria generar amb aquest senyal. El fet que el senyal vagi a parar a la pantalla VFD directament (pins «F1» i «F2») i no al xip que la controla em fa pensar que és bàsic pel seu funcionament. Un altre punt per aquesta darrera opció. O sigui que escullo aquest camí per seguir endavant.

Si vull descobrir què caram és aquest senyal, toca fer una mica d’enginyeria inversa. Torno a muntar les plaques del DVD en el seu estat original per mirar què és aquest senyal, què hi ha quan l’aparell funciona. Segons els esquemes del manual de reparació, hi ha un test point a la placa mare on puc «punxar» el senyal i mirar-lo a l’osciloscopi, és el «TP33». La «GND» l’agafo d’un altre test point, el «TP57», que és molt proper. Uns segons de soldador i ja hi tinc uns cables a punt per agafar amb la sonda.

Mentre la pantalla del VFD està apagada, aquest senyal no porta res. Però al moment que s’engega i comença a funcionar, just quan sortim del mode standby, apareix una ona quadrada. Ja m’esperava això, més o menys, una ona quadrada d’una freqüència d’1 KHz (ho he deduït jo sol pel nom del senyal, que llest, no?). Però resulta que la freqüència no té res a veure amb 1KHz, és d’uns 42.1KHz! O tinc l’osciloscopi fet pols, o algú m’ha intentat enganyar. L’amplitud de l’ona és de 3V, cosa molt normal tenint en compte que prové directament del microcontrolador de la placa mare, que deu funcionar a aquesta tensió tan normal per un component així. Diria a cop d’ull que el temps que està a 0V i el que està a +3V són el mateix (cicle del 50%). Mireu-ho vosaltres mateixos…

Què puc fer ara? Doncs un petit circuit per generar aquesta mateixa ona, injectar-la a la placa del VFD i veure què passa, què més podria fer? Com a tots els projectes, ha arribat aquell moment tan esperat d’agafar un venerable 555 i punxar-lo al protoboard. Som-hi! Primer dibuixo l’esquema a la pissarra (veure a continuació), i llavors el trasllado al protoboard; temps total: cinc minuts.

He comprovat el senyal de sortida d’aquest circuit a l’osciloscopi, i és pràcticament igual que el que vaig punxar de la placa mare (aquest dóna uns 36KHz i l’altre uns 42KHz); no em sembla que la petita diferència pugui ser un problema, i si ho és ja ajustaré els valors dels components. És hora d’injectar el senyal a la placa de la pantalla i enganyar-la vilment. Ho torno muntar tot com abans, però ara amb l’oscilador del 555. Aquí teniu la foto.

Per si no ho acabeu de veure, us en faig un croquis a la pissarra:

Si heu mirat l’esquema amb atenció, us deveu haver fixat que he alimentat el 555 a 5V (provinents de l’Arduino), per tant el senyal quadrat de sortida té una amplitud de 5V i no de 3V com tenia el senyal original. M’ha semblat que no hi hauria gaire diferència, ja que segons l’esquema aquest senyal es condiciona amb uns transistors que l’acaben posant a una amplitud molt més gran. A més, el primer d’aquests transistors ja porta unes resistències a l’entrada de la base que el protegeixen. Però perquè ho he fet, això? Doncs primer per estalviar-me un divisor de tensió a la sortida del 555 (pura mandra, només són dues resistències miserables!) però segon i més important perquè si a 5V funciona, en el futur aquest senyal el pot donar el mateix Arduino (interrupció de timer) i em puc estalviar tot el circuit del 555 al disseny final.

Va, prou xerrar i provem si funciona. Connecto la font a la xarxa, l’Arduino al port USB i de sobte apareixen els símbols a la pantalla, tots els segments encesos. Funciona! El programa encara no serveix per res, però ja en faré un de nou; de moment el més important és que he aconseguit engegar la pantalla.

102_0308

Ara que he aconseguit una petita victòria, és hora d’una retirada a temps. Podríeu dir que no acabo mai res (i no us faltaria raó), però és que aquest post s’està fent massa llarg, i encara es poden fer moltes coses amb aquesta pantalla. De moment ja he aconseguit el que volia: fer-vos veure que amb el que uns llencen els altres podem fer coses molt interessants. Hores d’entreteniment i aprenentatge, i perquè no diversió, sense necessitat de gastar ni un euro!

Un altre dia tornaré a agafar aquesta pantalla, i podré fer-hi més coses i explicar-les en profunditat: definir una aplicació per la pantalla, escriure un codi decent que faci quelcom útil, potser fer una font més petita i una capsa… qui sap. De moment em sembla que avui ja m’estic fent pesat, i si vosaltres no us heu cansat de llegir, jo sí que ho he fet d’escriure. De fet, si heu arribat fins aquí us mereixeu la meva absoluta devoció. No cal dir que si teniu alguna idea, dubte, o suggeriment, podeu deixar el vostre comentari, serà benvingut!

Vinga doncs, fins a la propera.

La tablet

Com ja us he explicat alguna vegada, em passo més de la meitat del meu temps lliure arreglant coses. És el que passa quan familiars i amics saben que tens aquesta habilitat/debilitat/hobbie… Jo a canvi “només” els demano que em donin tots els aparells elèctrics i electrònics que hagin de llençar 😉

Tot seguit us vull comentar el cas d’una tablet que vaig arreglar ja fa uns dies. Encara que no us n’interessi la reparació, podreu veure les entranyes de la bèstia, segur que sempre heu tingut curiositat per veure què amaga l’acolorida carcassa d’una d’aquestes joguines (jo la tenia, i per fi la vaig saciar).

100_2930

En aquest cas es tracta d’una d’aquestes tablets xineses de set polzades que es compren per internet. Més concretament, ja que ho voleu saber, han estat una mica menys de 40€ a deal extreme, i això comptant el transport. Jo de fet en tinc dues més o menys iguals a casa (una per nen) i no em queixo ni del que valen ni del que aguanten. Un bon dispositiu portàtil amb pantalla tàctil, sistema operatiu, connexió wi-fi, càmera, memòria, USB… per menys de 50€! M’ho expliquen fa deu anys i no m’ho crec.

100_2927

El problema d’aquesta unitat en concret és que no s’engega. Una primera presa de contacte revela que la bateria està totalment descarregada (és normal que no s’engegui, oi?). No es vol carregar pel port USB, mentre que pel jack sí que ho fa. Pel que sembla aquest model només portava carregador USB a la caixa, per tant pel seu propietari està morta, ja que no té carregador de jack.

Diagnòstic: estrebada del cable mentre estava carregant, soldadures del connector microUSB kaputt. Tractament: cirurgia ambulatòria, és a dir, obrir, soldar, tancar; carregar pel port USB. Si funciona, no cal repòs; Candy Crush a fons!

Dit i fet! Bé, tampoc tant, ja que per arribar a les sodadures del connector s’havia de desmuntar tota la placa; al final no ha estat tant ràpid, però sí fàcil. L’únic problema ha estat que les soldadures semblaven estar bé a primera vista (bé, amb la lupa), i el tester deia que feien contacte (potser per la simple pressió de la punta de prova). Però no me n’he refiat i les he repassat, dos minuts de soldador i llest. Arreglada, funciona perfectament.

Aquí la podeu veure durant l’operació, la foto que estàveu esperant:

100_2906

El que més m’ha sobtat de la radiografia és la mida tan petita de la bateria, no m’estranya que duri només una hora i mitja! I a més sembla recuperada d’algun altre ús, com una càmera digital o un mòbil. Pel que veig, quan la bateria d’una de les dels meus fills ja no aguanti ni cinc minuts, tinc clar el que he de fer: canviar-la per una altra de molta més capacitat. Espai n’hi ha de sobres, aquí dins. I una mica més d’autonomia no els hi aniria malament, per mi és l’única pega que tenen. Si de cas ja començo a mirar bateries per ebay…

POSTDATA
En l’espai de temps entre que vaig acabar la reparació i he escrit el post, el pacient ha tornat a la consulta. Els símptomes són els mateixos, o sigui que ha recaigut. El tractament també ha estat el mateix, però aquesta vegada he reforçat les soldadures amb tot l’estany que he estat capaç de ficar-hi sense provocar curts. I he reforçat la subjecció del connector a la placa amb una quantitat generosa d’estany, també. A veure si tarda a tornar, aquest pacient, però de fet no hi puc fer res, si la força que s’utilitza contra el connector és massa gran, o l’angle massa pronunciat, un nou trencament serà inevitable. Ja sabeu, vigileu amb la força que apliqueu als connectors, que són delicats! Ara sí, a reveure!

Reparant una emissora

Aquests últims temps estic fent moltes reparacions, i les que encara em falten per fer! Els pacients més habituals de la meva consulta són ordinadors i electrodomèstics (petits i grans), però també joguines i moltes altres coses. Avui us vull parlar d’una de les últimes que he fet, i que no és gens habitual, de fet encara no n’havia fet mai cap: una emissora de ràdio-control.

100_2891

Doncs sí, aquesta és la màquina que toca arreglar avui. Jo no sóc entès ni aficionat al ràdio-control, però pel que sé estic davant d’un model molt econòmic de 2,4GHz per a avions. El problema és evident a primera vista: se li ha trencat l’antena (no em pregunteu com, no ho sé). Per tant el seu abast s’ha vist reduït a un parell de metres, fent-la totalment inútil. Anem a veure què té aquesta antena, amb més detall.

100_2890

Primer de tot obrim el compartiment de les piles i en treiem la lipo que alimenta l’aparell, no vull ensurts. Després només cal descollar quatre cargols per la part del darrera, de cap philips, i ja podem obrir la carcassa. Desendollem els connectors dels cables, i això és el que es veu per una banda i per l’altra.

100_2893 100_2889

Anant cap a l’antena, que és el tema que m’interessa, veig que hi ha un bon xafastre. El plàstic que protegeix l’antena pròpiament dita està trencat, i el cable que hi ha per dins, totalment tallat. En aquest moment em podria assaltar la temptació d’anar pel camí ràpid: soldar el cable i enganxar el plàstic amb cola ràpida. Però les antenes, com us pot explicar qualsevol enginyer de telecomunicacions, són elements molt delicats. La més petita variació en longitud, massa, o qualsevol altre factor (com el cable que la connecta) pot alterar el seu rendiment dràsticament. El que menys volem és perdre un avió perquè de sobte descobrim que l’abast ha passat de 2Km a 600m! Aquí no es tracta de fer una reparació estètica, sinó de mantenir les característiques originals de l’aparell.

Segueixo mirant per buscar una altra solució. Treure un altre cargol em permet alliberar una peça de plàstic que aguanta la base de l’antena. Així puc veure millor la magnitud del problema.

100_2894 100_2895

És una llàstima que el macro de la càmera no doni per més, podríeu veure que el cable és ben especial, un sol fil molt prim protegit per una malla encara més fina. És evident que intentar arreglar això amb el soldador no portarà enlloc. Tampoc m’agradaria limitar la mobilitat de l’antena amb coles o demés “xapusses”.

Ara que l’antena està totalment separada del cos de l’emissora, i tot mirant-me el connector del cable, m’ha vingut la inspiració. Jo això ja ho he vist abans en un altre lloc, dins d’un aparell que funciona exactament a la mateixa freqüència…

100_2884 100_2885

Un router! És clar que tots ja hi havíeu pensat, però a mi m’ha costat quasi tot un minut que m’ho porto mirant. Els anys passen, m’estic fent vell. Heu vist les antenes? Són ben iguals que la de l’emissora…

Aquest trasto que veieu és un de tants que tinc guardats en una caixa. Cada vegada que canvies de companyia d’ADSL per estalviar-te 3€ al mes, o perquè et regalin una parida, o perquè t’hi has emprenyat, o pel que sigui… te’n regalen un altre de nou, i el vell va a les escombraries. Doncs jo el vell no el llenço, me’l guardo per ocasions com aquesta. Bé, deixem-nos de romanços i obri’m-lo, a veure si té a dins el que ens fa falta. El millor és que en aquest cas no fa falta treure ni un sol cargol, només cal fer una mica de palanca a la carcassa de plàstic, en dos o tres punts i ja ho tinc.

100_2886

Ahh, l’olor de l’electrònica vella clamant per un nou ús… no us encanta? A mi sí! Com podeu veure a la foto, les antenes són ben iguals, i els connectors també. No recordo com es diuen, però són una mena d’estàndard, per aquesta mena de coses; dins els mòbils també n’hi ha, d’aquests. Els routers wi-fi solen tenir una antena principal i una d’auxiliar, però les dues funcionen a la mateixa banda. Jo desmunto la que té el cable més llarg, ja que l’altra no m’hi arribarà, a l’emissora. Aquí la teniu.

100_2888

Fins i tot la base és ben igual de forma i mides, sembla el recanvi ideal. Podríem dir que hem tingut sort, però això no és ben bé així. Si són tan iguals és per dos motius: primer perquè és un component estàndard (m’encanten, els estàndards, ho fan tot tant fàcil!) segurament per tant barat com és, i l’altre és que l’emissora és barata i sense marca. Si fos d’una marca coneguda seria especial, feta a mida, cara, i difícil de trobar. Però si ets un enginyer xinès i t’han encarregat fer una emissora barata no et compliques ni et trenques el cap, agafes un component barat de mercat, del que se’n fabriquen milions per incorporar als milions de routers que les companyies telefòniques regalen alegrement… i es tanca el cercle.

Deixem-nos de rotllos i anem per feina, que avui estic molt pesat. Aquesta mena de bony que té el cable no em permetrà passar-lo per la peça de plàstic de la base de l’antena. Segurament només es tracta d’una ferrita per filtrar soroll i interferències. Com que l’antena original no la portava, no li deu fer cap falta, a l’emissora; fora, doncs. El procediment és molt fàcil: tallar el tub termoretràctil que l’envolta amb un cutter, i trencar la ferrita d’un cop sec. Afortunadament no és una de les coses més dures del món, la ferrita.

100_2897 100_2898 100_2899

El següent pas és passar el cable de l’antena a través de les peces de plàstic, cap a dins de la carcassa, i muntar-la amb el cargol.

100_2901

La resta és connectar el terminal a la placa i fixar el cable, que és una mica més llarg que l’original, perquè no molesti. La cosa queda així.

100_2902 100_2903

Ara ja només ens queda tornar a connectar els cables, muntar les dues meitats de la carcassa, collar els quatre cargols philips, i posar la lipo al seu lloc. Aquí la tenim, com nova.

100_2904

Després d’haver fet la prova, puc qualificar la reparació com tot un èxit. L’emissora funciona de meravella i el seu abast no s’ha vist perjudicat pel canvi d’antena. Arreglar coses dóna gust quan surt bé, i més quan és tant fàcil.

BONUS TRACK: MICROAUTÒPSIA ANTENA
Un moment, no marxeu, encara. Aprofitaré que heu arribat fins aquí per ensenyar-vos una antena de wi-fi despullada.

Com us comentava fa un moment, les antenes són components delicats. El tipus més senzill d’antena que conec és un tall de cable de la llargada adient. A partir d’aquí es poden anar complicant, però dubto molt que les antenes dels routers com la que he fet servir per arreglar l’emissora siguin gaire més complicades…

Hi ha una manera molt senzilla de saber-ho: obrir-ne una. Agafo l’altra “banya” del router i, cutter en mà, em disposo a saciar les meves ànsies de coneixement. Uns quants talls després (aquest plàstic és dur de pelar, literalment), això és el que veig.

100_2915 100_2917

Només un trist cable, i a sobre és més curt que l’antena! No puc dir que estigui decebut, però esperava trobar quelcom més. Bé, ja que m’hi he posat la despullo del tot…

100_2924 100_2926

L’únic element nou és aquesta mena de cilindre de metall (possiblement llautó) que allotja la fi de la malla del cable, i alhora deu fer de retenidor. Potser té alguna altra funció, però això ja ho ignoro. Amb tot, us acabo d’estalviar la feina d’obrir una d’aquestes antenes per saber què hi ha, a dins.

Això ha estat tot per avui, fins la propera!

El lot del cotxe

INTRODUCCIÓ
Qualsevol de vosaltres que hagi nascut als anys setanta reconeixerà immediatament aquest objecte:

Lot 1

Correcte! És un lot de petaca dels que fèiem servir per anar de colònies o d’acampada quan érem petits. No és un clàssic Cegasa o Jupiter de color taronja com aquells, tant de bo; aquesta és una versió més moderna, comprada aquest segle, però no hi ha cap diferència significativa. En aquest cas, és el lot que tinc al cotxe per un cas d’emergència; sempre ha estat a punt, a la guantera, i mai no l’he utilitzat. I només faltaria que l’hagués de fer servir, perquè fa molt poca llum! Però ara us en parlo, de la llum que fa, de moment mirem-lo per dins:

Lot 3

No pot ser més simple, el pobre! Una petita bombeta incandescent dins un reflector de plàstic, una pila de petaca i un conjunt d’interruptor i contactes per a la pila i la bombeta que són més el resultat de la feina d’un enginyer mecànic que no pas un d’elèctric. Veure això em recorda quan vaig començar a remenar l’electricitat, era ben petit: circuits amb bombetes petites, cables, piles de petaca, interruptors casolans fets amb clips… I després van venir els reis amb una joguina anomenada “electro L” i el vici ja va ser total!

electro-l

Tornem al tema, que me’n vaig per les branques. Dins d’aquest lot no hi ha gaire res a comentar, és molt bàsic i a més tothom ho coneix. Llavors a què ve aquesta fixació amb el lot del cotxe? Doncs que fa uns dies el vaig veure i vaig recordar que tinc un led blanc força potent per aquí. Era el moment de començar un nou projecte, ja era hora que el lot fes una mica de llum.

QUATRE NÚMEROS
Abans de començar a esbudellar la víctima, vaig fer una mica de matemàtiques a veure què en podia sortir, de tot plegat. Les piles de petaca són de 4,5V; amb el tester vaig mesurar-hi 4,55V estant el lot apagat, però amb el llum encès la tensió va caure fins a 3,45V. La intensitat que corria pel circuit va ser de 0,49A (també m’ho va dir el tester). Llavors la potència era de 1,7W (P = V·I = 3,45V·0,49A = 1,6905W); tenint en compte l’eficiència típica d’una bombeta incandescent (entre 8 i 12 lúmens per watt), vaig pensar que el lot com a molt podia arribar a emetre la “bestialitat” de 20 lúmens. Amb això no em quedaria pas céc. En un món ideal jo hauria disposat d’un aparell per mesurar l’emissió lluminosa, però només sóc un amateur fent animalades a casa seva, recordeu?

Llavors vaig mirar el led que tenia a les mans. Era un Cree XR-E (una mica antic avui en dia, però encara vigent per segons quins usos), en la seva versió Q4, soldat damunt una petita placa rodona amb cables i pads de dissipació tèrmica. Tot mirant-me el datasheet del led que em vaig baixar de la web de Cree, hi deia que pot donar uns 100 lúmens, que no és poc. Però mirant les característiques elèctriques, i les gràfiques de més avall, vaig veure que li podia treure molt més partit, depenent -és clar- de factors com la corrent o la temperatura. Com que de moment no tenia més dades no podia calcular un número exacte, però ja tenia un punt de partida que superava àmpliament (més de cinc vegades) l’emissió del lot de sèrie. Més endavant ja afinaria els càlculs del led.

PAPER I PROTOBOARD
La primera idea que vaig esbossar em va semblar realment interessant: una bateria lipo que es carregaria per USB (tinc un carregador USB per l’encenedor del cotxe), un circuit carregador, un driver de corrent, i l’esmentat led. Ho tenia tot menys el driver; podria encarregar-lo a ebay o dealextreme, però quina gràcia tindria això? Millor si me’l feia jo!

Lot 10

De sobte vaig recordar una cosa: la tendència a inflar-se, encendre’s i explotar de les bateries lipo, sobretot quan envelleixen, es punxen, es mullen, o s’escalfen. Molt mala cosa per tenir tancada dins el cotxe quan està aparcat a ple sol a l’estiu massa hores! Una mica decebut per haver decidit no fer un lot carregable per USB, amb gran autonomia i lleugeresa, quasi ho vaig deixar estar. Però em vaig conformar alimentant-lo amb piles més normals (vaig trobar un portapiles de 4 AA que hi anava com anell al dit), i vaig seguir endavant. Tenia ganes de fer el driver, sobretot.

I és que una de les coses que feia temps que volia experimentar era fer un driver de corrent per a un led de potència. Estic acostumat a fer servir aquests aparells, en mòdul o en xips integrats, però no fins al punt de fer-ne un partint de zero amb components simples. Vaig recordar que feia temps havia llegit un bon article que parlava d’això; l’havia de tenir guardat en algun lloc, als marcadors de l’ordinador de la feina, o del portàtil, o del fixe, o al vell, o… Ja està, és aquí!

Aquest és l’article que us deia, el vaig trobar a instructables, l’autor és un tal “dan” a qui li agraeixo haver escrit un text tan educatiu (que us recomano llegir sencer, és clar!). De tots els circuits que ens ensenya i explica l’autor, jo em vaig decantar per aquest. No us explicaré com funciona el circuit, perquè ja està molt ben explicat per l’autor. Jo per part meva només us diré que vaig haver de canviar els components que prescriu l’autor pels que tenia aquí a mà; aquest és el croquis que vaig fer, on hi vaig anotar els components que hi vaig posar definitivament.

Lot 2

Com veieu, em va faltar temps per agafar tots els components i muntar el circuit al protoboard. El més difícil de trobar va ser la resistència R2, només la vaig trobar d’1ohm. Una resistència d’aquest valor havia de permetre en teoria una corrent de 500mA a través del led. Suficient per superar de tros els 100 lúmens, però sense arribar al màxim de les possibilitats del led, cosa que hauria provocat massa escalfor. El que no m’agradava era la mida de la resistència, massa gran (no ho sé segur, però dedueixo per la mida que deu ser de 3W o 5W). Vaig fer la prova amb una de normal de 1/4W, però de seguida s’escalfava massa (dues d’iguals en paral·lel li haurien permès passar massa corrent al led, i no en tenia dues de 2ohms). Una resistència metàl·lica de 1,2ohm o 1,5ohm i 1/2W hauria estat ideal, però no la tenia; per no perdre temps, em vaig quedar amb aquest valor. Com podeu veure, aquesta resistència va condicionar la corrent que passa pel led, però he de dir que la primera vegada que vaig engegar el circuit vaig quedar parat de la llum que feia. I a més, la placa del led quasi no s’escalfava.

TORNADA ALS NÚMEROS
La teoria del circuit deia que amb una resistència d’1ohm la corrent haurien de ser 500mA. Tornant al datasheet del led, concretament a la gràfica de corrent vs emissió, vaig veure que amb aquesta intensitat l’emissió estava aproximadament al 125% (el 100%, que són 100 lúmens pel Q4, està caracteritzat a 350mA, una corrent força estàndar pels drivers que corren pel món). Però després calia mirar la gràfica de temperatura vs emissió (on veiem clarament que als leds no els agrada gens la calor), per veure què perdríem. També és típic que els leds es caracteritzin amb 20ºC o 25ºC de temperatura de junció Tj (un lloc on ni tu ni jo arribarem mai a posar una sonda de temperatura, tot s’ha de dir; es troba al bell mig de la unió dels dos semiconductors). Basant-me en l’experiència, la meva sonda de temperatura digital (el dit), i altres criteris subjectius i arbitaris, vaig suposar que la temperatura Tj podria arribar a ser d’uns 60ºC, força segura pel led. Al tacte, la placa no s’escalfava gaire més que uns 40ºC, però recordeu la precisió de la sonda de temperatura! Mirant a la gràfica, els 60ºC que us deia signifiquen que el led dóna el 90% del que donaria a 25ºC. Ja tenia tot el que feia falta per saber quanta llum faria la bestiola: 100·1,25·0,9 = 112,5 lúmens.

Ara que ja tenia el circuit muntat, però, podia mesurar unes quantes dades, per fer-me una idea de la desviació respecte la teoria que us acabo d’explicar. Vaig mesurar una tensió al led de 3,1V (molt bona Vf, que se’n diu), a una intensitat de 540mA. Això volia dir una mica més de llum de la que havia calculat, però no massa important. La tensió a la resistència R2 era de 0,57V, tot i que aquesta dada no és massa important.

PROU NÚMEROS
Però deixem-nos de càlculs i tornem al tema d’avui, el tuning/modding de llanternes!

El següent pas era buidar el lot de tot el que l’havia fet funcionar fins al moment. Fora pila, bombeta, i tots els mecanismes! Necessitava fer lloc per les piles noves, el led, i el circuit. El led havia d’anar enganxat al reflector, però allà hi havia la rosca de la bombeta, que vaig eliminar. Com que el reflector tenia una mena d’anella per posar la bombeta a lloc i el led era molt més baix, vaig tallar aquesta part del plàstic amb el disc de la Dremel. Així va quedar:

Lot 4

Era el moment de trobar un interruptor que hi anés a mida, i per això vaig recórrer a la caixa d’interruptors procedents d’autòpsies. Després de mirar-ne uns quants, en vaig trobar un que no m’obligava a tallar la carcassa de planxa de ferro, i aquest va ser l’escollit. Només caldria un parell de forats i cargols fer fixar-lo al seu nou lloc.

Lot 5

El circuit, ara que ja estava comprovat al protoboard, necessitava una forma més definitiva. Amb un retall de placa perforada l’hi vaig encabir tot, encara que reconec que no em vaig trencar el cap amb la ubicació dels components per reduïr-lo molt. Tan sols el podés encabir a la seva nova ubicació seria suficient, i això vaig fer. En un atac de paranoia, vaig deixar el mosfet i la resistència fora del circuit, per poder-los refrigerar amb la pròpia carcassa. I ja que estava en mode paranoic, vaig aïllar les potes de la resistència amb tub termoretràctil, no fos que un curt amb la planxa provoqués algun problema. L’aspecte de la criatura era aquest:

Lot 6

Vaig enganxar el circuit a la meitat anterior de la carcassa, ja que a la meitat posterior hi volia posar el portapiles. Un parell de talls de cinta aïllant evitarien que les soldadures de darrera el circuit toquessin la carcassa metàl·lica, evitant curtcircuits. I un parell de talls de cinta termoconductora (que alhora és molt bon aïllant, contra el que pugui semblar) van unir la resistència i la pestanya del mosfet a la carcassa. Així estava la cosa de moment:

Lot 7

En aquesta foto heu pogut veure l’interruptor al seu lloc per primera vegada, i un convidat nou. Vaig trobar un petit radiador d’alumini tot rebuscant entre les caixes dels components, i vaig pensar que no li faria cap mal al led, al contrari, si era capaç de ficar-lo a lloc. Però abans de posar el radiador, calia posar el led a lloc. I encara faltaven les piles…

Havia pensat enganxar el portapiles a la carcassa amb cinta adhesiva tipus “velcro”, però vaig veure que era massa gruixuda, i m’aixecaria massa les piles. Com que les piles es podien canviar encara que el portapiles estés fixat, vaig resoldre unir-lo a la carcassa de manera definitiva. Tot presentant el portapiles a la seva ubicació final em vaig adonar que un petit bony a la carcassa (el que per fora permet que es tanqui amb la balda) i el radi interior de la mateixa no el deixaven quedar pla. De manera expeditiva i cruel, vaig tallar una part del portapiles amb el cutter. Perfecte!

Lot 8

Arriba un moment en tot projecte que mereixi anomenar-se així en que s’ha de fer servir la cola calenta. I aquest era el moment! Armat amb la pistola de plàstic de colors horribles, una barra de cola, i la meva pitjor cara de maníac, vaig començar a enganxar coses amb altres coses de manera totalment aleatòria (bé, potser no tant!). Primer va ser el led amb el reflector: una bona anella de cola a tot el voltant, i vaig centrar el led tot mirant per davant mentre la cola es refredava. Cap problema. Tampoc va presentar major dificultats el portapiles, tot i que un excés de cola va atrapar una pila que després vaig haver d’alliberar a cop de cutter. Vaig aprofitar que tenia la pistola calenta per fixar les femelles i els cargols que aguanten el nou interruptor, no fos cas que amb les vibracions del cotxe s’acabessin deixant anar les femelles.

El radiador no acabava de cabre al seu lloc, per tant li vaig doblegar les aletes més llargues amb les alicates, fins i tot algunes les hi vaig tallar. Al final la forma que li va quedar em va agradar molt, deixant a part que servia per ficar-lo al seu lloc. El vaig unir a la part posterior de la placa del led amb la mateixa cinta de doble cara termoconductora que havia fet servir abans. El toc final va ser tallar un dels cables del portapiles al circuit i fer les dues soldadures a l’interruptor. Ja podia dir voilà! Tot seguit us deixo les fotos de l’engendre finalitzat. A la primera encara està obert:

Lot 9

I així és com queda una vegada tancat. L’interruptor es veu diferent, i es veuen els dos cargols que l’aguanten al seu lloc. També us podeu fixar en el led al centre del reflector:

Lot 11

Aquí el veureu millor:

Lot 12

Ja només queda fer una petita comparativa visual de la llum que feia abans i la que fa ara. Malgrat el terme “fotografia” significa literalment dibuixar la llum, quedaríeu sorpresos de la dificultat que té fer fotos de la llum que fa una llanterna. La millor manera que he trobat és encendre el lot en una habitació a les fosques, apuntant al sostre, tant amb la càmera com amb el lot. El resultat no és massa realista, però; malgrat haver desactivat el flash de la càmera, aquesta s’ajusta de manera automàtica per fer-ho el millor que pot en cada cas, per tant potser els ajustos no són els mateixos en cada una de les fotos. Tot i això us puc dir que la comparativa és força justa en les fotos. Feta aquesta advertència, anem-les a veure. A l’esquerra abans (bombeta), a la dreta després (led). Jutgeu vosaltres mateixos.

Lot 13 Lot 14

Una última cosa: sóc conscient que no he inventat res! Segurament algú ja ha fet això mateix abans, i segurament ho ha fet millor. Jo ho he fet només per divertir-me i per tenir un lot que faci més llum. I ho he documentat per si algú vol fer res semblant, o només per passar l’estona llengint com ho he fet. Res més.

Bé, això ha estat tot per avui! Espero que us hagi motivat a agafar el primer lot que trobeu per casa i tunejar-lo amb leds. Com sempre, podeu trobar totes les fotos al flickr. Fins una altra!

El llum de l’aquari

ANTECEDENTS
A la meva filla li van regalar dos peixos pel seu aniversari. A la peixera on els hi van portar estaven molt estrets, o sigui que vam recuperar un vell aquari que teníem guardat. Després de netejar-lo es veia força bé; el més important era que no tenia cap fuita, i que la bomba del filtre funcionava bé. Pels peixos va ser com per nosaltres passar d’un pis de trenta metres quadrats a una casa de cent-cinquanta.

L'aquari muntat

El llum de l’aquari, però, havia passat a millor vida. No sé si era pel tub fluorescent, l’encebador o la reactància, però el cas és que no s’encenia. Podria haver canviat el tub i l’encebador, i potser no hauria aconseguit res. Després de fer-li una inspecció a totes les peces, vaig decidir que no valia la pena, estava massa deteriorat. Els portabombetes, l’interruptor… tot estava fet malbé i hi havia rovell per tot arreu. No semblava que valgués massa la pena arreglar aquest llum; a més, crec recordar que la llum que feia no era gran cosa, tampoc. Mireu com estava:

El llum espatllat

De més a prop Encara més a prop

L'interruptor està fatal Els portabombetes també fan por

ANEM PER FEINA
Arribats a aquest punt, ja deveu saber com continua la història, oi? Exacte, he decidit que és hora de fer un llum nou, enlloc de mirar d’arreglar aquest.

Començo per fer una mica de planificació. Tinc l’intenció de fer la llum més clara i ben repartida que abans, però sense que consumeixi més que abans (el tub fluorescent era de 15W); o sigui que em decanto pels leds. Avui en dia hi ha tires adhesives prou econòmiques i que fan força llum. Funcionen a baixa tensió i fins i tot n’hi ha que tenen una certa protecció contra l’aigua (tranquils, de moment no tinc intenció de posar-les dins de l’aigua). Tot fent una ullada a algunes pàgines dedicades a l’aquariofília, sembla que els colors blancs més freds són els més adients. Hi ha qui fins i tot il·lumina amb alguns leds blaus, però això es sol fer en aquaris d’aigua salada, pel que he vist. Al final em decanto per una tira de leds SMD5050 que funcionen a una tensió segura de 24V, i que fan una llum de color blanc molt fred, d’uns 10000K.

Em preocupa molt on posar els leds, ja que un envoltori adient em solucionarà molts problemes a la llarga. La carcassa del llum fluorescent era massa estreta, cosa que impedia a la llum escampar-se correctament. Jo m’imagino una mena de caixa plana, llarga, baixa i ampla, que contingui els leds i la font d’alimentació. Millor que no sigui metàl·lica, pels temes elèctrics i de corrosió; però tampoc pot ser de fusta, o en dos dies l’humitat de l’aigua la farà malbé. Amb aquesta idea em dirigeixo a la caixa de restes d’autòpsies, esperant trobar quelcom que compleixi els requisits.

La caixa de l'escàner

Em sorprèn que bé m’ha anat aquesta vegada! He trobat la peça ideal, la carcassa d’un vell escàner HP que vaig desmuntar fa un temps per recuperar-ne els components. He mirat les mides i hi va com anell al dit! És ideal perquè té una cara amb vidre, per on pot sortir la llum, i la resta és de plàstic, aïllant i no es rovella. He de pensar com ficar-hi els leds a dins i ja ho tindré. La tapa no em farà cap falta, la llenço a la deixalleria, junt amb el llum vell.

La caixa ideal Anirà perfecte

La primera idea que em ve al cap és enganxar les tires de led a una planxa d’alumini, que els farà de suport i alhora de radiador (no són leds molt potents, però n’hi ha molts i una mica es poden escalfar). Aquesta planxa ha de fer més o menys les mides del vidre de l’escàner, que he mesurat en 310x220mm. La font d’alimentació la puc situar a l’espai on hi havia els motors i l’electrònica de l’escàner, de manera que no es veurà una vegada estigui tot muntat. Ho veig tan clar que no he fet ni un dibuix a mà alçada.

Ara he de saber quants leds he de posar. Tenint en compte que l’eficiència d’aquests leds no és res espectacular (per ser leds, és clar), suposaré que és la mateixa que la del fluorescent T8, que ja és molt bona comparada amb la resta d’opcions que tenim per una il·luminació casolana. Així, tenint en compte que la tira de leds ens indica que té una potència de 14,4W per cada metre, necessito una mica més d’un metre per fer la mateixa llum que feia el llum antic. Prenc la decisió de fer quatre tires de 30cm, que faran 120cm, per tant 17,28W. Això em permet tallar la planxa d’alumini, les tires de leds, i escollir una font d’alimentació: en trio una de commutada de 20W, que serà eficient i no tindrà cap problema de potència. També està protegida contra la humitat, això també m’agrada.

Els leds La planxa d'alumini

Per acabar d’arrodonir la llista de components, fan falta un parell de coses més: un cable amb clavilla per endollar, un interruptor per poder-lo parar, i un retenidor de cable. La resta de cargols, separadors, topalls de cautxú, cable i demés peces de poca importància, ja ho tinc per aquí. Començo doncs, a escalfar el soldador.

La clavilla i l'interruptor

Tallar la cinta de leds a mida és molt fàcil, ja té marques per on es pot tallar el circuit. Unes tisores fan la feina, i el cutter permet eliminar la protecció de silicona transparent per fer les soldadures. En aquest punt, només he hagut de tenir en compte la polaritat, això no es pot soldar de qualsevol manera; per això he triat cable de dos colors. L’última soldadura és pels cables de la font, que he retallat una mica perquè eren massa llargs.

Els leds, situats Així ho he soldat

Després de soldar, he repartit les tires de manera equidistant damunt la planxa d’alumini, i les he enganxat amb el seu propi adhesiu. Aquesta és una feina molt fàcil i ràpida.

Un altre detall Primera prova d'encesa

He fet una connexió provisional amb la font per provar-ho tot, i funciona perfectament. La quantitat de llum és sorprenent, jo diria que molt més que el tub fluorescent, però és una impressió subjectiva, ja que no tinc cap aparell per mesurar-ho, i el tub fa molt de temps que no el veig encès. El color dels leds és efectivament molt fred, un blanc que tira cap a blau descaradament; m’encanta, farà brillar els peixos i es veuran molt bonics. Les pedres del fons, que són blanques, també ho agrairan.

La següent feina és ficar-ho tot dins la caixa de l’escàner. Netejar el vidre és primordial, sobretot des de dins, on només s’hi podrà accedir obrint la carcassa. He marcat la ubicació de la planxa perquè coincideixi amb el vidre que tindrà damunt. Una vegada marcat, he fet els forats pels cargols, tant a la planxa d’alumini com a la carcassa de plàstic. També he marcat el lloc on ha d’anar la font d’alimentació, però aquesta l’enganxaré simplement amb cinta adhesiva de doble cara.

El vidre ben net Aquí faré els forats

Presentant la posició Amb els forats fets

Com que vull que els leds quedin ben a prop del vidre perquè la llum es pugui escampar millor, poso uns separadors, els clàssics que es fan servir en electrònica per fixar plaques de circuit imprès a les caixes. Els collo per sota, i llavors hi collo la placa per sobre. N’hi he posat sis, i ha quedat perfectament fixe, i prou amunt.

Separadors muntats Detall del muntatge

Així és com queda I així es veu per sota

He connectat la font d’alimentació de manera definitiva amb un born de pressió, després de passar el cable de la clavilla pel passa-cables. Ha anat molt bé, doncs l’he pogut fixar al forat que ja tenia l’escàner per connectar-hi el seu transformador.

Connexió de la font a la clavilla Retenidor de cable a l'entrada

Com ja he dit, la font la fixo amb cinta de doble cara, i queda ben forta. Tanco la carcassa de l’escàner i ja ho tinc. El penúltim detall és posar uns topalls de goma al costat del vidre, a la cara anterior; per aquí és per on es recolzarà el llum al vidre superior de l’aquari.

La font al seu lloc Topalls de goma

L’últim detall és muntar l’interruptor al cable d’entrada de corrent, per poder apagar el llum sense haver de manipular la clavilla. Una feina molt fàcil que dec haver fet milers de vegades.

Muntatge interruptor

Finalment, fico l’engendre al seu lloc definitiu, damunt el vidre superior de l’aquari, i de cap per avall. Veieu com les mides eren perfectes?

Al seu lloc Clavat de mides!

I ara ja només resta veure’l funcionar. Us deixo unes fotos de l’aquari amb llum i sense per veure la diferència a continuació. Cal dir que la càmera difícilment fa justícia aquí, al natural es veu millor.

Que bonic!

Els peixos es veuen molt brillants, i les pedres del fons també queden molt bé. A la família li ha encantat, i he de dir que n’estic molt satisfet, malgrat hagi estat tan fàcil de fer. A més, el podem fer servir com a llum de nit a la sala d’estar.

Abans Després

Res més per avui, ja veieu que aquest ha estat un mini-projecte molt ràpid i fàcil, que qualsevol pot fer a casa seva. Us deixo totes les fotos al flickr, com sempre.