Cuques de llum

MOTIVACIÓ / IDEA

Quan jo era petit, era el més normal trobar cuques de llum al jardí. A l’estiu, quan es feia fosc, buscàvem entre la gespa i sota els arbres i arbusts del jardí fins que trobávem aquests petits insectes, amb l’abdomen inflat, fent llum de color verdosa mentre es movien amunt i avall. Si tenies sort, fins i tot en podies veure volar, de vegades. I sovint n’hi havia que s’encenien i apagaven rítmicament, nosaltres déiem que parlaven entre elles en ‘morse’. Ara ja no es tan habitual veure’n, amb el pas dels anys han anat desapareixent, costen molt de trobar, i és una cosa que m’entristeix profondament. L’estiu passat en vam estar buscant amb els meus fills fins que finalment en vam trobar una. Quan la vaig tenir localitzada, els la vaig ensenyar, i la vam seguir una estona. Em sembla que estava més emocionat jo que no pas ells, tot i que també els va fer molta gràcia.

Doncs bé, ara que ja sóc gran tinc un petit jardí a casa, i m’agradaria que hi haguéssin unes quantes cuques fent petits jocs de llum a les nits d’estiu, tot i que ja quasi no n’hi ha. Però aquí estic jo per solucionar-ho, doncs m’he proposat fer una colla de cuques i escampar-les pel jardí per imitar les autèntiques. Evidentment, no estic parlant de crear vida artificial, ni d’enginyeria genètica aplicada al camp de l’entomologia, sinò d’un nou projecte d’electrònica, és clar.

PENSAR-HI

Una bona manera de començar és definir els requisits que ha de complir el que vols fer, en aquest cas vaig posar tres premises, que són:

1- Senzilla i econòmica. Pel que fa a ‘senzilla’ vull dir amb pocs components, analògica, i sense cap gran desplegament. Probablement res de SMD, i segur que res d’Arduinos, microcontroladors, sensors de temperatura, memòries o rellotges permanents per saber si és estiu o hivern. Simplicitat vol dir pocs components, i ‘through-hole’. Pel que fa a l’economia, ha de sortir molt barata; si n’he de fer una dotzena, no em puc permetre que cadascuna em costi 10€.

2- No molt gran. Els insectes són petits (com a mínim aquí a Europa), i el meu circuit també ho ha de ser. L’he de poder amagar entre les herbes i matolls, que sigui pràctiment ‘invisible’ de dia. Seria genial que fos de la mida d’una ungla, però essent realista crec que l’hauré de fer més gran. Per posar una mida màxima, diguem que s’ha de poder cobrir amb una mà.

3- Resistent a l’intempèrie. Això és evident: una vegada estiguin muntades les “deixaré anar” per la natura (les amagaré al jardí). Hi haurà humitat, calor i fred extrems, pluja, vent, neu, gel… Res d’entrades d’aigua, res de piles que perden elements químics tòxics i els escampen pel jardí: segellada, estanca, ‘waterproof’ i ‘weatherproof’.

Les premises 1 i 2 es poden complir en funció de l’esquema i l’elecció dels components; la premisa 3 depèn de la caixa o embalatge que faci servir, tot i que aquest també ens afectarà les altres dues premises.

Una vegada s’ha pensat què es vol fer, es pensa com fer-ho. Una pila de botó i un led intermitent són els primers components que em vénen al cap. La primera és petita i pot alimentar el segon durant molt de temps. El led intermitent és la versió més econòmica i compacta que conec d’una intermitència, i fa prou llum per ser vist a la nit. Amb aquests dos components podria fer el circuit més senzill possible, però li faltaria una cosa molt important: que només funcioni de nit. No vull un llum intermitent funcionant les 24 hores del dia (deixant a part el fet que es menjaria la pila massa ràpid). Les cuques de llum surten de nit i prou, per tant fa falta algun component que pugui controlar això. Una opció seria controlar el temps, fent una mena de temporitzador que encengui el led durant dotze hores i les altres dotze l’apagui, però no em sembla bé. La opció més realista és encendre el led quan es fa fosc i apagar-lo quan clareja, i per això cal un component que pugui detectar la llum. Ara mateix se me n’acudeixen tres: una fotoresistència, un fototransistor, i una cèl·lula solar.

M’agradaria fer-ho amb una cèl·lula sobretot per no haver de fer servir piles, només amb l’energia del sol, però té l’inconvenient de ser massa gran i cara. Aquesta idea la deixo per un altre dia. Em queden les altres dues opcions, i les dues són prou bones pel que fa a mida i preu. Els primers dissenys que dibuixo són aquests:

esquema amb fototransistor esquema amb fotoresistencia

Tots dos són molt senzills i econòmics, però no tinc clar quins pros i contres pot tenir un contra l’altre. Per tant els muntaré tot dos i faré proves.

JA PROU PENSAR, ÉS HORA DE SOLDAR!

O potser millor fer anar els proto-boards abans que no pas el soldador. Muntar els dos circuits és un moment, provar-los és una estona més llarga, però divertida.

He de dir que tots dos circuits funcionen bé pel que estan pensats. El primer (amb fotoresistència) ha estat més fàcil de calibrar, només canviant el valor de la resistència R1 he pogut “configurar-lo” perquè s’encengui i apagui amb la quantitat correcta de llum. Per contra, té un component més que l’altre. El segon circuit (amb fototransistor) té menys components, però no l’he pogut calibrar perquè funcioni de manera òptima. No he aconseguit que s’apagui del tot encara que rebi una gran quantitat de llum, tot i canviar el valor de la resistència R1. També he canviat el transistor T1 per altres que tenien guanys (hfe) diferents, però sense gaire èxit. No tenia cap altre fototransistor, o sigui que no he fet la prova de canviar-lo fins que funcioni perfecte. El guanyador és, per tant, el circuit amb fotoresistència.

Una vegada tinc clar quin esquema faré servir, el passo a la placa. Faig servir una placa de prototips, tot intentant fer el circuit ben compacte. El resultat és prou satisfactori. També he dibuixat les plaques de tots dos circuits, però al final he decidit no fer-les. Massa feina per un esquema tan senzill i fàcil de fer amb placa perforada. Aquí us els deixo, per si teniu curiositat.

pcb amb fototransistor pcb amb fotoresistencia

Com podeu veure, he reduït la placa del circuit amb fotoresistència tot posant la pila a sota del circuit; això estalvia uns valuosos centímetres quadrats, tot i que ’embruta’ una mica el disseny i planteja el problema de soldar el portapiles a la cara de les pistes (a no ser que es faci placa de dues cares, cosa que no val la pena).

TANCAMENT

He pensat que un bon lloc per ficar el circuit pot ser una pilota de ‘ping-pong’; és petita, barata, i deixa passar la llum. El cas és que el punt de llum que fa el led és una mica massa petit per veure’l des de lluny, o sigui que la pilota podria fer alhora de tancament i de pantalla difusora. Em queda el dubte de com tancar-la, i si la llum de fora entrarà prou bé dins la pilota perquè la fotoresistència reaccioni igual de bé que ho fa ara, sense tapar.

Hi ha una manera molt fàcil de saber-ho, fent-ho! La pilota és dels xinos (6 pilotes per 75 cèntims) i la tapa és de plàstic (la tapa d’un cassette tallada a base de Dremel). Després de tallar la pilota (amb un cutter) i ficar-hi el circuit a dins, he enganxat les dues parts amb cola calenta. Si es submergeix el conjunt en aigua, no surten bombolles, o sigui que deu ser resistent a la intempèrie. Amb la llum del dia no s’encén el led, i si la fico dins una habitació a les fosques sí que ho fa. Tot sembla correcte, cap al jardí!

cuca 01 cuca 02
cuca 03 cuca 04

Cal dir que aquest muntatge ha estat al jardí durant un any i ha funcionat molt bé. Les primeres setmanes la llum era satisfactòria, però aviat va començar a decaure, durant uns mesos es va anar apagant fins que s’ha deixat de veure en la foscor total, i ha estat quan l’he desmuntat per canviar la pila.

cuca 05
cuca 06

He de dir que estic molt content amb aquest muntatge, li canviaré la pila i el tornaré a posar al jardí, junt amb d’altres d’iguals que faré quan pugui. Si hagués de criticar-lo, diria que fa poca llum, o que només fa llum suficient durant unes quantes setmanes. Hora de fer-ne alguna versió més? Com ja he dit, estaria bé tenir-ne moltes de diferents escampades pel jardí!

EL QUE HAN FET ELS ALTRES

Ara que ja tinc la meva cuca feta he pensat que podria buscar per la xarxa a veure què han fet els altres. No crec haver tingut una idea tan original que mai se li hagi acudit a ningú. De fet, sempre hi ha algú que ho ha fet abans, sempre hi ha algú que ho ha fet diferent, sempre hi ha algú que ho ha fet millor. Sempre. Anem a veure què ha trobat sant Google:

clica per anar-hi
Aquesta aproximació a la idea està molt bé, sobretot perquè el led s’encén poc a poc, d’una manera més ‘orgànica’. No obstant, no compleix les premises de simplicitat, economia, i protecció contra els elements que jo m’havia posat. Per la resta, he de dir que és genial, i funciona amb cèl·lules solars. Jo havia descartat aquesta opció per la mida de la cèl·lula, però aquí l’autor ho ha resolt posant unes quantes cèl·lules molt petites. Per contra, les llumetes no duren tota la nit, només un parell d’hores; i dubto que el preu s’assembli al de la meva.

clica per anar-hi
Aquesta altra incideix més en el concepte de ‘comunitat’ de cuques de llum. El sistema s’organitza automàticament, però és a costa de la simplicitat, fa falta un microcontrolador. Hi ha una versió més nova, que poso a continuació.

clica per anar-hi
Aquesta última m’ha semblat tan interessant que n’he comprat un parell i n’he muntat una. Funcionant a 5V, no hi ha manera de fer que ocupi poc (suposo que gasta massa corrent per posar simplement tres piles de botó, però ho puc provar), i a més és gran i difícil de segellar contra l’aigua. Potser el que més m’agrada és que a algú se li ha acudit, com a mi, fer servir una pilota de ping-pong com a difusor i envoltori.

cuca 11

MÉS CUQUES

He fet una altra versió de la primera cuca de llum que vaig muntar. Aquesta porta un led intermitent groc (a la primera era verd), i l’he muntat directament sobre el portapiles, sense cap placa de circuit, soldant els components entre ells. A part de que és més barata, la construcció és molt fàcil (hi ha molt pocs components) i queda molt compacta. Pilota de ping-pong i cap a fora al jardí.

cuca 07 cuca 09
cuca 10

És divertit veure els llums a la nit, encenent-se intermitentment. És possible que en un futur proper compri uns quants components (m’estic quedant sense piles) i en munti unes quantes més. Algunes idees que tinc són: amb led fixe, sense intermitència; amb leds d’altres colors (m’agradaria trobar-ne de blancs o blaus, però no n’he vist mai, hauré de buscar per e-bay); que funcionin com una balissa, encenent-se molt poc temps però amb molta intensitat; i totes les que se’m puguin anar acudint…

Si decidiu fer alguna cuca per vosaltres mateixos no us oblideu de comentar-m’ho!

Anuncis

Autòpsia CD-ROM Creative

Això no hauria d’haver estat una autòpsia, però la cosa ha anat com ha anat. En principi, tenia la intenció de fer una cosa totalment diferent amb aquesta vella unitat de CD-ROM, però per desgràcia estava espatllada. Us explico primer quin era el pla original i després seguim amb el que he acabat fent.

cd-rom creative 01 cd-rom creative 02

Com que tenia una estoneta, em vaig posar a remenar a veure què trobava per fer. Rebuscant entre els “residus”, vaig veure una vella unitat de CD-ROM, que tenia un comandament a distància prou interessant. De seguida em va venir una idea ben fàcil al cap: fer un petit reproductor de CD, aprofitant la sortida d’àudio, i el comandament per utilitzar-lo. Només em calia una font d’alimentació (en tinc unes quantes de PCs antics) i un amplificador d’àudio (que he trobat de seguida, provinent d’una autòpsia recent, amb els seus altaveus i tot). La resta va anar venint sola: afegir-hi bateries i una nansa per fer-la portàtil, uns altaveus més grans, un petit departament per portar els CDs, etc. Tot plegat prenia forma i no semblava massa difícil (suficient per fer-ho funcionar molt bàsicament en un parell d’hores).

Vaig cablejar la unitat a una vella font ATX, vaig posar-li una pila nova al comandament (la que hi havia estava morta de feia molt de temps), i amb això ja podia obrir i tancar la safata. Però quina va ser la meva desil·lusió quan vaig veure que no feia girar el CD! Ho vaig provar tot, apretant botons, amb diferents CDs, però res no va funcionar. M’hi jugo alguna cosa que és el motor del gira-disc o l’integrat que el controla (el driver). Si és això no cal ni pensar-hi, no hi ha res a fer, és cadàver. Hora, doncs, d’obrir aquesta relíquia tecnològica de Creative (mireu la data de fabricació a les fotos!) per veure què li passa.

cd-rom creative 03

Desmuntant la tapa de sota, la caràtula i la tapa de sobre accedim a tot el contingut: una part més mecànica, plena de molles, pinyons, mecanismes diversos i un bon grapat de peces de plàstic d’injecció, per una banda; i una placa de PCB on hi ha tota la part electrònica de l’aparell. És fàcil comprovar què funciona i què no si l’endollem a la font i la posem en marxa (aquí no hi ha perill de mort, el connector de la font porta 5V i 12V, res que ens pugui fer mal). El motor que obre i tanca la safata gira perfectament, i el que fa anar la lent del làser també, però el malparit del centre del CD ha dit prou. Una llàstima, és impossible trobar un recanvi ni un substitut per un motor així fet totalment a mida per a l’aparell. Podria ser el driver, com he dit abans, però tampoc és fàcil de trobar. Sospito que els drivers són els dos xips que hi ha a la cara de sota de la placa, i que estan situats precisament allà amb l’objectiu de refrigerar-se en contacte amb la pròpia tapa (hi ha dos trossets de silicona tèrmica per aïllar-los, però transmetent l’escalfor).

cd-rom creative 05

Mentre poso un CD i un altre i vaig fent proves, noto amb el dit que un dels dos xips que he anomenat (que m’ha semblat que poden ser drivers per l’encapsulat, que té una patilla central molt gran, sovint utilitzada per dissipar grans quantitats de calor) s’escalfa ràpidament. Aquest deu ser el problema, però com ja he dit, no té fàcil solució (ni em trencaré el cap per arreglar una unitat de CD-ROM que té quasi 15 anys, és clar). El motor tampoc gira massa bé ajudant-lo amb el dit; això em porta a formular una hipòtesi: el motor podria haver començat a girar malament -potser per acumulació de pols i fibres- i això el va acabar encallant, provocant un sobre-escalfament del driver i posteriorment la seva mort prematura.

O sigui que el que ha començat com una cirugia prospectiva, ha acabat essent una autòpsia. Hora de l’èxitus indeterminada, el pacient ha ingressat cadàver. Però ara està obert damunt el marbre i ja tinc la bata bruta, o sigui que endavant!

cd-rom creative 06 cd-rom creative 07

Desmuntar totes les parts mecàniques és fàcil, i es poden aconseguir algunes coses interessants: els motors dels que ja he parlat, que són molt semblants a d’altres que he recuperat de pletines de cassette i que estic fent servir en un petit robot; eixos, pinyons, molles, cargols, i demés material bàsic que mai no sobra. En l’aspecte mecànic el més útil solen ser els motors, en aquest cas n’hi ha un que el llenço directament, doncs és la causa de la mort.

cd-rom creative 08 cd-rom creative 09

cd-rom creative 04

La resta de coses útils es troben soldades a la placa de circuit imprès. Hi ha una cosa que m’ha cridat l’atenció des d’abans d’obrir l’aparell, que és el receptor d’infrarojos; com ja he dit, aquesta unitat tenia un comandament a distància, cosa molt poc habitual en CD-ROMs de PC, o sigui que el receptor per força hi ha d’anar bé, si el recupero tindré un comandament per “fer el tonto” amb l’Arduino o el que sigui. També hi ha alguns xips que poden ser interessants, s’ha d’esbrinar què són, i si més no sempre es poden recuperar uns quants polsadors (en aquest cas a 90º, no tan corrents), leds, connectors, i qualsevol altre integrat més habitual, com memòries o reguladors (tot i que en SMD no em faran gaire servei).

cd-rom creative 11

A veure, doncs, què n’hem tret d’aquesta unitat:

  • el cable d’àudio analògic de la unitat
  • el comandament a distància, amb el receptor i el filtre d’infrarojos
  • dos motors petits que funcionen a molt poca tensió, i els connectors que concorden amb els que porten als cables
  • sis polsadors per a PCB a 90º
  • cargols i molles diverses
  • un led bicolor en SMD
  • un eix rectificat d’acer
  • diferents engranatges
  • un amplificador operacional en SMD
  • un diode làser
  • un connector de jack femella de 3,5mm stereo
  • vuit “silent-blocks”, quatre d’un tipus i quatre d’un altre

Sóc conscient que no és un gran botí, però està molt bé, tractant-se d’una unitat de CD-ROM! I pensar que en dec tenir com una dotzena més per aquí…

Això ha estat tot, ens trobem aviat. Recordeu que teniu totes les fotos al Flickr.

La pletina de cassette

L’altre dia vaig trobar en un carreró prop de casa, tirats a terra entre uns matolls, dos components d’un vell equip de música modular Aiwa. Hi havia la pletina de cassette, de dues pletines, i el reproductor de CD, amb una safata per a 3 CDs. A continuació us explicaré una mica el que he trobat a dins de la pletina de cassette, ja que la vaig desmuntar per treure’n peces útils, o el que jo n’anomeno “autòpsia”. El reproductor de CD el deixem per un altre dia.

cassette 01 cassette 02 cassette 12

En primer lloc, en una primera inspecció visual de l’exterior, m’adono que les tapes de les pletines no funcionen massa bé, no sempre es tanquen o s’obren en accionar-les. També veig que a darrera no té els connectors estàndar RCA d’entrada i sortida, ni el típic cable amb clavilla per a l’alimentació de la xarxa; en comptes d’això surt un sol cable pla. Això vol dir que aquest equip no era tan modular com d’altres, ja que aquests dos components que he trobat de res no serveixen sense l’amplificador, que és el que controla totes les peces, i el que conté la font d’alimentació. Aquest és el primer motiu per desmuntar la pletina i recuperar-ne les peces, enlloc d’intentar fer-la funcionar. Un altre motiu és que ocupa molt d’espai, i per últim… a qui li podria interessar fer servir cassettes avui en dia? a mi no! La referència de la pletina, per qui li pugui interessar, és FX-WZ7000. Calculo que deu ser de principis dels noranta, ja té una edat. No ens equivoquem, però, que en aquesta època aquests equips sonaven espectacularment! Procedim doncs a obrir la carcassa amb el tornavís.

cassette 03

El primer que ens sobta és que es pot obrir la carcassa amb un simple tornavís philips; avui en dia se les empesquen totes perquè no puguis obrir el que compres, quina llàstima! Treiem la tapa metàl·lica i ens trobem amb una caixa eminentment buida (no em sorpèn; de fet, pesava molt poc). Hi ha una placa de circuit al fons i una altra entre les dues pletines, a la part del darrera del frontal, on hi ha tots els mecanismes. El cable que ve de fora, que es connectava a l’amplificador, ve a parar a aquesta primera placa. Les dues plaques s’uneixen amb un connector a 90º, i hi ha altres cables fins a les plaques petites que hi ha al costat dels motors.

cassette 06 cassette 07

Acabo de desmuntar la carcassa, alliberant la placa del fons i separant el frontal. La part del frontal conté tots els mecanismes i tots els components interessants; aquesta placa més gran no té gaires components importants, fent-li una primera ullada. El que sí que sorprèn és veure que la placa és només d’una cara; a més els components estan molt separats, i es troba plena de ponts molt ben identificats. Molt útil per reparar-la, de nou sento una mica de nostàlgia, això avui en dia és impensable. Per la part de sota, on hi ha les pistes, hi ha uns quants components en SMD, però pocs. L’únic xip que podria tenir una mica de gràcia sembla totalment propietari, exclusiu per la mena de tasques que ha de fer, i per tant molt poc reutilitzable. Passo a la part del frontal a veure si hi ha quelcom més útil.

cassette 04 cassette 05

El frontal és més interessant des del punt de vista mecànic que electrònic. Hi ha una bona feina a desmuntar-ho tot, però és una cosa que m’agrada molt fer. Em distrec mirant amb atenció cada detall, pensant el perquè van fer les coses així o aixà; la complexitat d’alguns dissenys mecànics és una cosa que m’ha meravellat sempre. Les dues pletines són gairebé idèntiques; només per petits detalls podem veure que una de les dues és grabadora, a més de reproductora. Les dues són auto-reverse, i estan formades per infinitat de peces, molles, eixos i engranatges.

cassette 08

Desmuntant els dos mecanismes bessons del frontal, revelem la placa central, formada per dues plaques interconnectades. Les desmunto per adonar-me que hi ha una cosa molt interessant: un display fluorescent de buit o VFD. Porta el seu propi driver; seria genial treure els dos components i aconseguir fer-lo funcionar en algun projecte, fora d’aquí. La resta són només polsadors per controlar la pletina des dels botons del frontal i alguns condensadors i resistències.

cassette 09 cassette 11

Atacar la part més complexa és la que ens aporta més components d’un cert interès: un motor i un solenoide per cada pletina, a més d’un sensor d’efecte hall. Em crida l’atenció que del motor en surten quatre cables i no dos, i això deu voler dir que és un motor pas-a-pas… molt interessant! A part d’això, només hi ha uns quants polsadors, i ben poca electrònica més; sobretot en surten corretges, engranatges, i molles. Algun connector més amb cable i gairebé res més. Una gran obra d’enginyeria mecànica, però no és això el que busco quan desmunto aparells.

cassette 13 cassette 14

En resum, el botí consisteix bàsicament en dos motors pas-a-pas, dos solenoides, dos sensors d’efecte hall, un VFD amb el seu driver, una bona colla de polsadors, tres o quatre imants, i un pilot de rodetes, eixos, cargols, corretges i molles.

Ens trobem aviat amb l’autòpsia del reproductor de CD, o amb qualsevol altre parida.

Com sempre, el joc de fotos sencer al flickr.

La insoladora

Aquests dies estic fent una insoladora, per fer els circuits impresos que he de fer per tirar endavant altres projectes. He provat el sistema de la planxa per fer pcb, però tot i aconseguir algun resultat positiu, la qualitat final dels circuits no em convenç. Digueu-me clàssic, però em quedo amb el sistema de la insoladora.

Per fer-la, em feia falta una carcassa o caixa amb un vidre, que és sempre la part més difícil de que quedi bé. Una vegada en vaig fer una amb una caixa de fusta (de lot de vi de nadal), però el resultat va ser molt lleig. Ara tinc la oportunitat de fer-ne una de molt ben acabada amb la carcassa d’un vell escàner que vaig desmuntar fa un temps.

La resta de materials bàsics no és gaire difícil d’aconseguir. En primer lloc, quatre fluorescents econòmics “dels xinos”, com que porten la reactància incorporada m’estalvio feina; després quatre tubs de llum actínica, que és la que conté la part de raigs UVA correcta pel fotosensibilitzat. N’hi he posat quatre perquè no estiguin gaire separats; no he fet cap càlcul de la lluminositat ni res semblant, són de 8W, que són els més grans que hi cabran per la llargada de l’A4 que permet l’escàner.

els foradets

Per situar els quatre tubs a l’escàner he fet fora tot el que hi havia a dins i he fet uns forats ben distribuïts. Collo els fluorescents a lloc, canvio els tubs blancs de sèrie pels actínics, i connecto els cables.

un cop collatactinic

llum actinicacables soldats

Finalment, només falta unir els cables d’entrada a l’interruptor original de l’escàner, cosa que faig amb el soldador. D’aquesta manera puc engegar els tubs des de fora; portaven un interruptor cadascun, però no els faré servir individualment, o sigui que els deixo engegats.

la font

Us preguntareu per què he deixat la font d’alimentació original de l’escàner al seu lloc enlloc de treure-la; tinc pensat posar-hi un circuit temporitzador, però això serà en un altre post…

Ara a fer circuits amb la insoladora nova!