El Kit del LT1083

Ja fa dies que tenia ganes de muntar un kit. Fer els teus propis dissenys i projectes està molt bé, però per això fa falta molt de temps, que és una cosa que no tinc. Entre les proves, els errors, els canvis, i el software, acaben passant moltes hores fins que no tens un aparell funciona. I aquesta vegada no em volia complicar, volia quelcom senzill, sense maldecaps. No hi ha res com una estona de soldador per relaxar-se!

Vaig estar buscant algun kit que m’atraiés, que no fos massa car i que una vegada muntat tingués la seva utilitat. Per fi, a la web de ICStation, en vaig veure un que em va cridar l’atenció. Barat, sense components SMD, i útil: perfecte.

pantalla kit LT1083
Clica aquí per anar a la pàgina del producte

És una placa amb un regulador per fer una font d’alimentació. Sí, ja ho sé, no és gens ni mica original, i potser massa simple o bàsic. Qui no ha fet això mateix amb un LM317 o un dels mítics 78XX? En aquest cas, però, hi havia un paràmetre que em cridava poderosament l’atenció: 7 Ampers!

Aquesta immensa capacitat de produïr corrent deixa molt enrere la meva venerable (ja ha fet 20 anys) font d’alimentació de taller basada en un LM317, que pot arribar a donar com a molt 1,5A en condicions òptimes. Per suposat que en tot aquest temps que fa que la tinc m’he trobat alguna vegada que he necessitat més corrent. I naturalment sempre va bé tenir una segona font al taller, de vegades fa falta alimentar un circuit (o dos circuits alhora) a tensions diferents.

O sigui que m’hi vaig llençar de cap. Total no era el que costava, i passaria una bona estona soldant, que era simplement el que pretenia. Vaig fer la comanda; aquest és sempre un procés senzill a la majoria de llocs, i aquest no va ser una excepció. Al final vaig pagar amb PayPal, també fàcil i ràpid. El preu, com ja heu vist, és força ajustat, tot i que en aquesta web hi ha constantment ofertes de tota mena (jo en vaig pagar bastant menys, crec recordar). A més, com ja heu vist, el transport fins a la porta de casa està inclòs al preu, tot són comoditats. Vaig aprofitar per demanar una altra cosa que em feia gràcia (i que possiblement sigui objecte d’un altre post en un futur), i a partir d’aquí a esperar.

Mentre no arribava el carter amb la bona notícia, tenia temps de sobra per pensar què en faria del kit, una vegada muntat. Una ullada a les característiques i components em faria agafar una idea general del que tindria entre mans. Anem a veure què hi posa, a la pàgina.

Description -> Descripció
Board size: 74mmx46mm -> En realitat fa 80x48mm, però no importa, és menys que una targeta de crèdit
DC input: 2.5V-38V -> D’acord, però millor l’alimento en alterna
AC input: 2.5V-27V -> Un bon marge, començo a buscar transformador…
DC output: 2.5V-35V -> Un marge molt raonable. En funció del transformador que hi posi, podré arribar molt més amunt que la meva pobra font, que arriba molt justa a 13V.
Maximum current: 7A -> Aquest número brilla amb llum pròpia, admeto que em va enlluernar. Amb aquesta corrent pots alimentar (i cremar!) quasi qualsevol cosa.
Input and output minimum differential pressure: 2.5V -> O sigui que podré pujar fins als 35V si li dono els 27V AC. Em sembla que mai m’han fet falta més de 24V però qui sap…

Listing -> Llista de components
KF301-2P x2 -> Els blocs de connexió per ficar-hi els cables.
10A10 rectifier diode x4 -> Això és un diode i la resta són parides! 1000V i 10A!
1N4007 diode x2 -> Aquests dos ja són més normalets, però no eren els que hi anaven, després us ho explico.
3MM LED Blue x1 -> El clàssic led per saber que tot funciona. A tensions altres és super-brillant.
4700UF/50V x1 -> Un bon tros de condensador per rectificar, si senyor.
470UF/50V x1 -> Aquest ja és més normalet…
10UF/50V x1 -> … i el germà petit.
5.1K resistor 0.25W x1 -> La resistència pel led.
100 ohm resistor 2W x1 -> La resistència més grossa. Espero que la potència estigui ben calculada, o aquest serà el punt feble de la font.
3296-10K variable resistor x1 -> El potenciòmetre per regular la tensió de sortida.
7A resettable fuse x1 -> Em sembla bona idea posar un fusible en una bèstia com aquesta. Ja tinc ganes de provar-lo…
LT1083 regulator (not original and old) x1 -> El cervell de la màquina, l’integrat que ho fa tot. Un moment, què? Que no és nou ni de veritat? Ara ja sabem per on petarà tot… En tot cas, tampoc no ens podíem esperar que el kit complet valgués com només l’integrat en una web normal, no? No cal que ens fem els tontos, l’integrat és pirata. A veure si funciona, al menys.

Parlant de l’integrat, aquest kit m’ha despertat la curiositat i me n’he baixat el datasheet, sempre és una lectura interessant. Sembla que aquesta és una bona bèstia, perquè negar-ho. No el coneixia, aquest xip, però penso que alguna altra vegada li trobaré una aplicació…

Us deixo l’enllaç al datasheet clicant aquí: LT1083

ARRIBA EL KIT

Després de tres setmanes d’esperar, el paquet per fi ha arribat. He obert la capsa i això és el que m’he trobat. Com podeu veure, l’embalatge del kit no pot ser més senzill: una simple bossa mini-grip, ni tan sols és antiestàtica.

102_0433

I aquest és el contingut de la bossa. És evident que no hi ha cap mena de manual, ni en “chinglish” ni tan sols en mandarí. M’hauré de refiar de la serigrafia; sort que és prou clara.

102_0437

El radiador i la placa de circuit imprès per l’altra cara. És una placa molt senzilla, amb pistes només per una cara.

102_0438

Ara un detall de les dues peces més grans. El xip ja venia collat al radiador amb un cargol, tot i que no estava pas apretat.

102_0445

La placa per la cara de les pistes. Ja es pot veure que són ben gruixudes, per aguantar tanta corrent. El xip realment sembla de veritat, és una bona imitació.

102_0446

HORA DE SOLDAR

Per fi arribar l’hora d’escalfar el soldador i agafar l’estany. Ja ho trobava a faltar…
Es comença sempre pels components més baixets, i llavors es va fent els més grossos. El primer pas és, doncs, soldar les resistències.

102_0447 102_0448

Tot seguit és el moment dels condensadors ceràmics, i després els diodes petits, però aquí em trobo el primer escull. Resulta que la serigrafia de la placa (i el llistat de components de la pàgina web) posa que són dos diodes 1N4007, però en realitat al kit hi havia dos diodes 1N4148. Aquests són més petits, són diodes de senyal i no de rectificació. Segurament no hi hauria cap problema posant aquests, pel que veig al datasheet només serveixen per protegir l’integrat de corrents inverses. Però ja que en tinc aquí, de 1N4007, em decanto per soldar-hi els que toca. Mireu la diferència que hi ha: a l’esquerra els 4007 -més grossos i de color negre- i a la dreta els 4148 -amb el seu color transparent característic-.

102_0451

Superat el dubte, segueixo soldant els components un per un. Les indicacions de la placa són clares, i els forats suficientment grans. Un kit ben fàcil de muntar. A la foto ja està quasi tot soldat. “M’encanta la olor de l’estany al matí!”

102_0452

El condensador gros s’ha de muntar al final. Aquí ja només falta el xip. En aquest punt m’he aturat, ja que si soldo el xip el radiador em taparà els forats de la placa, i ja no la podré muntar enlloc. Fixeu-vos-hi.

102_0453

O sigui que munto quatre separadors hexagonals de M3, amb les seves femelles i volanderes perquè quedin ben fixes.

102_0454 102_0455

El següent pas és soldar l’integrat. Només cal tenir en compte la posició i la mida del radiador per saber a quina alçada ho hem de fer. Una vegada soldat, ja li podem posar el radiador de manera definitiva. Abans de fer-ho, però, cal posar pasta tèrmica entre les dues peces. Això millorarà enormement la capacitat de dissipació de l’integrat i, per tant, la canya que li podrem donar sense que mori carbonitzat.

102_0459

I aquí el teniu, bo i acabat!

102_0462

Com podeu veure, el radiador no toca els separadors que he muntat a la placa. Això té un sentit, ja que normalment aquesta mena d’integrats tenen la dissipació en una part activa, i el kit no portava cap aïllament per posar entre l’integrat i el radiador. Això vol dir que ara mateix el radiador està connectat elèctricament a una de les potes (caldria mirar quina al datasheet).

També he canviat el cargol que portava el kit de sèrie per un d’una mica més llarg, així he pogut posar una volandera i collar el radiador ben fort. Com a detall he de dir que el condensador més gran queda just davant el cargol, i costa una mica de collar des d’un costat. Hauria d’haver deixat el condensador gros pel final, o muntar el radiador al regulador abans de soldar-lo; però tampoc no hauria estat massa còmode soldar el xip amb el radiador posat, és massa voluminós.

Un últim detall que vull comentar. Hi ha una altra cosa molt recomanable per fer, i és cobrir les pistes de la placa amb estany. Això permetrà que passi més corrent per les pistes sense que s’escalfin o es cremin. Aquest és un vell truc de l’ofici, que personalment recomano, sobretot amb les plaques de les que desconeixem el gruix de la capa de coure. Jo diria que el fabricant de la placa ja és el que vol, sinò hauria cobert les pistes amb “solder mask” perquè no es fessin malbé amb el temps. Un bon gruix d’estany farà la mateixa funció, alhora de permetre que els electrons corrin lliures en multitudinària processó…

102_0458

LES PROVES

De moment les proves que he fet són molt bàsiques. Només he comprovat el funcionament sense càrrega, posant a l’entrada del kit 25,5V de corrent altern provinents d’un transformador endollat als 230V de la xarxa. Amb el tester (multímetre!) a la sortida, he pogut veure des de 1,25V fins a 33,9V en contínua.

El led (que és blau i molt brillant) s’encén correctament, tot i que per sota dels 3V de sortida s’apaga, evidentment.

Per fer pujar i baixar la tensió de sortida només cal fer girar el potenciòmetre del kit. Des del punt més baix fins al més alt he comptat 15 voltes completes. Aquest fet té l’avantatge que es pot graduar amb molta precisió la sortida, però l’inconvenient que es tarda molta estona dels 5V als 24V per exemple, cal fer moltes voltes. A més, el potenciòmetre és tan petit que el cargol sobre el que cal actuar és diminut, fa falta un tornavís de rellotger.

És evident que em falten una bona colla de proves per fer. La prova de funcionament sense cap càrrega no té gràcia, el kit haurà de demostrar el que val tot donant corrent a sac. Llavors podré mesurar l’arrissat de la tensió a la sortida, la capacitat tèrmica del radiador, i moltes coses més. Tinc ganes de provar aquest fusible, també, és molt temptador demanar-li uns quants watts al xip. També caldrà veure què tal funciona el mecanisme de protecció per sobre-temperatura del regulador. Dubto que aquest radiador pugui dissipar gaire potència, potser n’hi posaré un de més gran… Ara mateix tot això no ho puc fer, ja que el transformador que tinc és molt petit: abans de cremar el regulador cremaré el transformador, i no es tracta d’això.

Què sé jo, ja em rumiaré tot el que en puc treure, d’aquest kit. La idea bàsica és fer-ne una font d’alimentació de taller, una que tingui una bona capacitat. Però per això farà falta un bon transformador, una caixa maca, potser un voltímetre i un amperímetre… I per suposat un (o dos) potenciòmetres de panell, per regular la tensió còmodament com cal.

Ja us en tindré informats, de moment el pla d’avui només era passar una estoneta soldant tranquil·lament tot escoltant música!

Fins 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.

El món gira

Fa uns dies el meu fill -que té quatre anys- va portar de l’escola una maqueta del nostre estimat planeta. Ell mateix havia pintat a classe els oceans i els continents damunt una bola de poliestirè expandit (és a dir, porexpan), i li va clavar un pal de fusta per dur-lo amunt i avall com un xupa-xup. Després d’ensenyar-me la seva obra, em va preguntar si podíem posar la maqueta en un lloc que anés girant, tal com fa la Terra en realitat (darrerament està estudiant el sistema solar i és un tema que li apassiona). O sigui que ja tenia un repte damunt la taula, havia començat un nou projecte.

102_0270

La idea era senzilla, tant que no vaig fer ni un dibuix, va sortir tot parlant amb ell sobre com ho faríem. Vam quedar que faríem una base que s’endollaria a la corrent, on hi hauria un motor que faria girar el pal on hi clavaríem la maqueta del planeta. Som-hi!

MATERIALS
Un bon primer pas és sempre recopilar el material necessari. El primer que trobo és el motor, a la ja llegendària caixa de reciclatge. Si no recordo malament el vaig recuperar d’un expositor que feia girar els productes en una botiga. És perfecte perquè funciona directament a 230V, gira ben a poc a poc, i no fa soroll. A partir d’aquí la resta ve rodada: el cable per l’alimentació amb interruptor prové d’una làmpada de sobretaula; un retenidor de cables, una mica d’estany per soldar els cables al motor, tub retràctil per aïllar les soldadures, i ja tinc la part elèctrica completa. L’eix on hi clavaré el món pot ser gairebé qualsevol cosa, però el primer que se m’acut és un pal de bambú dels que et regalen als restaurants xinesos perquè el facis servir enlloc d’una forquilla; a la cuina en tinc molts. La resta del muntatge el completaré amb l’ajuda de la sempre polivalent cola calenta.

102_0267 102_0276

Ho he trobat tot excepte una cosa, només em falta la base. He estat rebuscant una mica, però tot el que he trobat m’ha semblat lleig o inadequat. No vull que el motor es vegi, i menys en un aparell que tindrem en un lloc de privilegi a la sala d’estar. Al final he pensat que bé em podia gastar uns quants cèntims en una base en condicions, així que he anat amb els nens al basar oriental que han obert al costat de casa. Hem trobat la base ideal, una capsa de fusta de la mida perfecta i sense cap acabat, l’excusa perfecta per fer una tarda de pintura amb els artistes de la casa. I per menys de tres euros.

102_0265

MANS A LES EINES
La capsa només necessita un parell de forats: un a la part superior per la sortida de l’eix (el palet de menjar arròs tres delícies), i l’altre, a la part del darrere, per permetre l’entrada del cable. Marco el centre de la tapa i la ubicació del forat del darrere amb l’ajuda del llapis i el regle. Llavors un cop de broca i llest.

102_0272 102_0277

A continuació, desmunto les frontisses i la tanca amb el tornavís. Tota vostra, a pintar, nanos! Així és com ha quedat de meravellosa la capsa, superat el trauma de la pintura infantil.

102_0288 102_0285

Aquest hauria estat un projecte d’una sola tarda, si no hagués calgut deixar assecar la pintura. Tot i així, no queda massa feina per fer.

El següent pas és fixar el retenidor de cable a la capsa, fer-hi passar el cable, i soldar-lo al motor. Aïllo les soldadures i ja ho tinc, ja puc comprovar que gira.

102_0292

Com que el motor ha funcionat, segueixo endavant més tranquil. Ara és el torn d’unir l’eix al motor. Per cert, que l’eix l’he tallat i li he fet punta amb el cutter, a punt per clavar-hi la bola de porexpan. Serà l’eix de rotació del món. En aquest procés faig servir la cola calenta, sense complicar-me, un bon pilot de cola i llest. Però resulta que no és tan fàcil, el pal té tendència a caure, no s’està quiet, i la cola tarda més del previst en assecar-se. No em puc permetre que no quedi ben recte amunt, sinó quan giri serà un desastre. Una mica més de cola i un anell de plàstic provinent de la cinta adhesiva ho resolen, al final. Expeditiu i lleig, m’encanta.

102_0283 102_0295

Falta enganxar el motor a la base i, per això torno a fer servir la cola calenta. Només m’he d’assegurar que l’eix del motor quedi ben bé al centre de la capsa, perquè el pal de bambú no fregui enlloc. Tampoc acaba essent fàcil, però prenent un parell de mides i aguantant el motor mentre la cola s’asseca ho acabo resolent.

102_0293

TOCS FINALS
Tot seguit collo les dues meitats de la capsa amb les frontisses i la tanca, això no té cap misteri; ja quasi ho tinc. Per últim, només em queda empalar la mare Gaia a l’estaca punxeguda del capitalisme… ehem, vull dir… del bastonet de bambú.

102_0299

Finalitzat! Tot seguit un preciós vídeo de demostració de l’aparell en funcionament.

Com a nota aclaridora i disculpa, he de dir que he obviat la feina de col·locar l’eix i/o la base a la inclinació correcta per fer que hi hagi estacions, sols de mitjanit i aquesta mena de detalls. Només es tractava de fer content un nen de quatre anys que vol veure com el món gira, i de moment això ja ho he aconseguit. I amb poca estona de feina.

Fins a la propera!

Rodes de robot

102_0257

QUÈ ÉS AIXÒ?
Mireu-vos bé la foto, perquè aquest és el meu subjecte d’avui. Que què és això? Doncs és un conjunt de motor, reductor, roda i disc d’encoder. En poques paraules, és una roda per fer robots, joguines i vehicles teledirigits. Us en poso més fotos a sota, així us n’aneu fent a la idea.

102_0263 102_0262
Com podeu veure, són unes rodes força bones pel vostre robot. Els pneumàtics són força grans i tous, i el motor porta un reductor incorporat.

I ara, les fotos de les peces per separat.
102_0261
Aquí tenim les dues rodes. Com podeu veure, no són idèntiques. Després us ho explico.

102_0260
Els dos motoreductors. Un dels dos té eix pels dos costats, i l’altre només per un. Després us explico perquè és millor el que té el doble eix. El motor ja us deu sonar, si us agrada remenar; és el típic que porten les joguines.

102_0258
Aquí teniu totes les peces separades. Els discs de plàstic plens de forats tenen un sentit, no us penseu.

D’ON HO HE TRET?
Aquesta mena de motors i rodes són molt populars a ebay, i molt barats. Per poc més de 3$ podem trobar tot el conjunt amb els ports pagats, a punt per arribar a casa vostra. Si guanyeu una subhasta fins i tot us pot sortir encara més barat!

Jo ja feia molt de temps que els tenia vistos, i per fi vaig decidir provar-los. Vaig comprar totes aquestes peces per separat, a diferents venedors i preus, per veure si eren tots iguals o hi havia diferències de color, mides, etc. El resultat de la prova és que són lleugerament diferents, però no tant com per ser incompatibles entre ells.

Abans d’explicar-vos què fer-ne i com fer-ho, feu la prova de cercar-los per ebay. Només cal que cerqueu “robot motor wheel”, i us n’apareixeran una bona colla, als resultats. Potser la meitat o més són com aquests que us he ensenyat. Curiosament, si a la cerca hi afegim la paraula màgica, “Arduino”, gairebé l’únic model que ens apareix és aquest del que us parlo avui. N’ignoro el motiu, <ironia> suposo que deu ser perquè, com tothom sap, no es pot fer un robot si no és amb un Arduino </ironia>.

Una cosa que heu de tenir en compte és que n’hi ha amb diferents etapes de reducció, d’aquests reductors. Ara no em posaré a fer una xerrada sobre mecànica, només us vull advertir d’un fet evident. Si trieu una reducció molt gran, per exemple 1:120, la roda girarà més a poc a poc (120 vegades més lentament que el motor), i això vol dir que el robot serà molt lent. Si la reducció és més petita, diguem de 1:48, el robot serà més ràpid. Quin avantatge té, doncs, la reducció gran? Doncs que el que perdem en velocitat ho guanyem en parell. En altres paraules, més lent vol dir més potent, té més força i per tant pot moure més pes. O sigui que si voleu fer un robot ràpid i lleuger (un seguidor de línies, per exemple), trieu una reducció petita. Si el que voleu és un robot lent però forçut (per fer sumo, per exemple), la vostra elecció ha de ser una etapa reductora molt gran. Ja ho teniu clar? Què voleu, un Lamborghini o una excavadora?

Jo n’he comprat de tots dos tipus, un de més lent i un de més ràpid, per provar-los a veure què tal van. De moment només els he provat sense cap càrrega, girant lliurement. Pel que expliquen els venedors, els motors funcionen entre 3V i 6V (una gamma de tensions molt bona per fer servir piles i bateries), i així els he provat. Us poso els resultats de les corrents que han consumit mentre giraven, perquè us en feu una idea.

Motor 1 (lent)
3V: 140mA girant lliurement, 250mA frenant l’eix amb els dits.
6V: 170mA girant lliurement, 290mA frenant l’eix amb els dits (no hi ha qui el pari).

Motor 2 (ràpid)
3V: 70mA girant lliurement, 350mA frenant l’eix amb els dits (es para completament).
6V: 90mA girant lliurement, 280mA frenant l’eix amb els dits.

QUÈ SE’N POT FER?
Com ja us he dit, jo en penso fer un robot, un de senzill. O potser dos, ja que se m’acudeixen moltes maneres d’utilitzar aquest motor per fer la tracció, una cosa tan important i necessària. Tinc moltes idees al cap, i algunes de començades en paper o inclús en format físic. Com que de moment no tinc res prou madur com per ensenyar-ho, us poso una colla d’exemples que he trobat per ebay tot buscant els motors. En aquest lloc hi ha una bona colla de kits per fer robots que utilitzen aquestes peces. Mireu les imatges a continuació i us en feu una idea. (Les imatges que poso tot seguit són extretes d’ofertes d’ebay, per tant són propietat de llurs venedors. No he sabut trobar quina llicència hi ha per aquesta mena de temes, però si algun venedor m’ho demana, retiraré encantat la seva imatge).

 

 

 

COM HO FARÉ?
D’entrada, si comencem per les rodes i els motors, que ja tinc, el següent pas seria el controlador del motor. En aquest cas els motors consumeixen relativament poca corrent, com ja heu vist; cadascun el podria controlar amb un transistor, una parella darlington o fins i tot un mosfet. També podria fer un pont en H molt senzill, per poder controlar cada motor endavant i enrere. Els lectors assidus recordareu el post que vaig fer sobre el L298, que és un xip econòmic i molt adient per aquest ús. Amb només aquests components i una roda “boja” al davant, ja tindríem resolt -a més de la tracció- el tema de la direcció: només cal fer girar una roda més ràpid que l’altra, i ja aconseguim que el robot giri (tal com ho fa un tanc sobre les seves erugues).

Em sembla el moment adient per fer un incís, i explicar per què serveix la roda plena de forats que heu vist a les fotos. És un component bàsic per fer un encoder, que ens permetrà saber la velocitat a la que giren les rodes. S’ha de posar un diode led i un fototransistor (una mena d’opto-acoplador) a cada banda de la roda, apuntant l’un a l’altre. D’aquesta manera, quan la roda giri, la llum del diode passarà a través del forat i arribarà al fototransistor, provocant un senyal; un senyal diferent es produirà quan no hi hagi forat, i el fototransistor no vegi la llum del led. Si coneixem l’interval de temps entre els senyals i el nombre de forats, podrem calcular les revolucions de la roda per simple matemàtica. I, sabent el diàmetre de la roda, podem calcular la velocitat del robot. També podem saber si una roda està encallada (si hem topat), i altres factors que hem de tenir en compte per dirigir el nostre aparell de manera autònoma. Per això era tan útil el segon eix, per poder muntar la rodeta dels forats. Tanco l’incís i segueixo amb el control dels motors.

Una altra opció que tinc a mà per controlar els motors és el motor shield d’adafruit. Fa un temps el vaig comprar i muntar, aquest kit, però encara no havia tingut la ocasió de fer-lo servir. És bastant més car que el mòdul del L298, però entre d’altres té l’avantatge que el puc col·locar sobre l’Arduino diecimila sense cap més cable ni preocupació.

Bé, ja veieu que tinc moltes opcions, ara es tracta que em decanti per una o altra, i que pensi en la resta d’aspectes del robot (control, sensors, etc). Però això ja seria molt llarg d’explicar i fer, i aquest no és el propòsit del post d’avui. Seguirem aquest camí un altre dia.

TRES DIMENSIONS
I ara, després de tot aquest text inútil, arribem per fi a algun lloc. Tot això que us he explicat era només per posar-vos en antecedents, ja que la trista realitat d’aquest post és que l’he fet només per penjar uns arxius.
Resulta que he dibuixat totes aquestes peces en 3D per dissenyar un robot. Per estrany que pugui semblar, no tinc temps per trastejar al talleret amb eines i cables, però de tant en tant sí que en tinc una mica -lluny del talleret- per fer ximpleries com aquesta amb l’ordinador.
I aprofitant que ja tinc fets els sòlids, els penjo a la xarxa perquè tots els podeu utilitzar al disseny del vostre següent robot. Si aquest és el cas, us estalviareu la feina que he tingut jo dibuixant (no n’hi ha per tant, tampoc no ha estat tanta!). A més, ara no em negareu que baixar-vos arxius que no fareu servir mai no és un dels vostres vicis, oi?
Els sòlids estan en format STEP, perquè els podeu utilitzar amb el vostre software de tres dimensions preferit, vosaltres mateixos. Pot ser que les mides no siguin exactament iguals a les de les peces que us compreu vosaltres, ja us he explicat que d’un venedor a un altre hi ha petites diferències. Les peces que vaig comprar jo no són pas idèntiques entre elles, n’he dibuixat una de les dues, sense preocupar-me de les dècimes de mil·límetre de diferència que hi pugui haver. A vosaltres tampoc us hauria d’importar, total estem fent robots casolans i no una llançadora espacial. En últim cas, si tant us molesta, editeu els arxius per fer coincidir les mides a la perfecció, què voleu que us digui…

DONWLOADS
Va, anem per feina, que es fa tard. Els següents arxius per baixar són enllaços al meu google drive. Els arxius STEP estan comprimits dins d’arxius RAR sense contrasenya ni res. Vosaltres mateixos, barra lliure!

roda

LA RODA
(és un conjunt de llanda + pneumàtic)

conjunt motoreductor

EL MOTOREDUCTOR
(és un conjunt de motor + reductor + eix de sortida)

IMPORTANT
Jo no he fet el disseny d’aquestes peces, per tant no en tinc els drets, ni la propietat industrial, ni intel·lectual, ni res de tot això. Jo només he dibuixat els sòlids d’unes peces que he comprat, i allibero aquests dibuixos al món sota la llicència CC-SA-BY-NC, que és la mateixa que utilitzo per tot el contingut original que hi ha en aquest blog. Per suposat, si feu servir aquests arxius és sota la vostra responsabilitat, vosaltres sabreu. Jo no assumiré cap responsabilitat de res que us pugui passar per fer-los servir (no sé pas què, però ho poso per si de cas).
Per suposat, si poso aquests arxius aquí és perquè els feu servir. Per tant, us animo a:
-Utilitzar-los pel vostre ús personal.
-Copiar-los, enviar-los, i distribuïr-los com us doni la gana (sempre que no cobreu per fer-ho).
-Penjar-los al vostre blog, web, twitter, o el que sigui.
-Modificar-los al vostre gust.
En tot cas, només us demano que n’esmenteu l’origen (un enllaç al meu blog és suficient).

Ja em direu com us ha anat, m’encantaria rebre comentaris d’algú que els hagi fet servir.

Això ha estat tot per avui… Ja sé que ha estat molt temps sense publicar i això d’avui no és gran cosa, però faig el que puc amb el temps que tinc. Estic preparant moltes coses, però ho tinc tot a mitges i no tinc temps d’acabar res. Fins a la propera.

La casa de nines

100_2864

La meva filla em va demanar una casa de nines, per jugar-hi amb el seu germà, i ja la té feta. Jo us la presento per si us dona alguna idea, o simplement per motivar-vos.

Em sap greu no haver fet fotos del procés, però és que va ser molt ràpid i senzill. La vaig fer amb fusta de 19mm, que és la que en tenia més (evidentment era fusta reciclada, ja em coneixeu). En primer lloc, vaig tallar tots els trossos que vaig trobar a la mateixa amplada, 26cm. No vaig escollir aquesta mida per cap motiu, hi havia unes quantes fustes que tenien aquesta mida, i em va semblar prou adient per a la fondària. Pel tema de l’escala, la meva filla em va donar una nina, que em va dir que era la més grossa que hi volia ficar. O sigui, que tenia tot de plafons de 26cm i diferents longituds.

El segon pas va ser començar a muntar una estructura, amb els trossos, començant pel terra (que medeix una mica més de 160cm), i llavors les parets, cap amunt. Vaig triar tres peces per collar a escaire, i la posició on collar-les me la van donar els altres trossos petits que quedàven: el segon pis. Cal dir que no vaig fer cap dibuix ni plànol, ni vaig prendre mides, tot va ser improvisat.

Amb una habitació del segon pis collat, vaig afegir una quarta peça en vertical, i vaig poder posar una altra habitació. Quan me va semblar prou bé, vaig anar per la teulada. Això va ser una mica més difícil, perquè vaig haver de tallar en angle amb la caladora, i amb les peces ja muntades, però tampoc va ser cap problema. Vaig tallar els sobrants de fora i vaig llimar una mica la punta superior, per evitar que ningú s’hi fes mal.

100_2865

Les eines que vaig fer servir són les clàssiques, res que no tingui tot manetes a casa: caladora, taladre, martell, llapis i escaire; els consumibles van ser claus, cargols, i molta cola blanca. Cal dir que una vegada acabada, és molt resistent (ho ha de ser, és per a nens!). Fa més de 160cm de llarg i 84cm d’alt, a part dels 26cm de fons que ja us he comentat. Mentre la feia, dubtava si posar-li una tapa de fons per darrera, però quan ja la tenia a punt vaig decidir que no, seria millor sense, així podrien jugar tots dos alhora, un per cada cantó.

Els nens es van motivar tant quan la van veure acabada que es van oferir a pintar-la (jo l’hauria deixat de fusta natural, és un color bonic i odio pintar). O sigui que vam tenir una sessió de pintura familiar, on tothom va acabar brut com havia de ser. La tria dels colors pertany als nanos, a mi no em mireu. Prou feines vaig tenir a evitar que pintéssin les parets de color taronja.

100_2866

Aquí la teniu, muntada a la seva habitació, amb alguns dels mobles i habitants. Ja sabeu, fer-ne una és molt fàcil, només us cal una tarda (dues si la pinteu) i unes quantes fustes. Fins a la propera, avui ha estat curt, però aviat més!

Autòpsia Epson Stylus Color 580

100_2762

EL PACIENT
Avui tinc damunt el marbre de les autòpsies un altre exemplar d’impressora d’injecció de tinta de finals dels anys 90. Al contrari que en d’altres ocasions, aquesta vegada és una Epson, concretament una Stylus Color 580. Serà una bona ocasió per veure quines diferències hi ha a nivell intern entre aquesta màquina japonesa, i les més conegudes (per mi) HP, la seva competència ianqui. Des del punt de vista de l’usuari, poques diferències hi ha, les especificacions són molt semblants. Tècnicament, la diferència més gran que hi ha entre les dues és que els cartutxos de recanvi de les HP porten un capçal incorporat; per dir-ho d’alguna manera, cada vegada que canvies la tinta tens un capçal d’injecció nou. A les Epson, el cartutx de tinta només és una capsa de plàstic plena de tinta, cosa que fa encara més difícil justificar-ne el preu.

100_2763

En principi el que ens hauríem de preguntar és de què ha mort el subjecte (en una autòpsia real aquesta és la pregunta que cal contestar). Però és que en realitat no està morta, que jo sàpiga seguia funcionant l’última vegada que la vaig fer servir. El que passa és que n’estava fart, de que se li assequessin les tintes. Aquesta impressora, com totes les d’injecció de tinta, és una porqueria si només la fas servir de tant en tant: cada vegada que la necessites la tinta s’ha assecat, de manera que no imprimeix mai bé. La solució és desembussar-la, gastant un litre d’alcohol i mig de tinta, fer proves i testos i, finalment, passada una hora, imprimir aquella pàgina que tanta falta et feia. Cada dues vegades que facis això has de tornar a comprar cartutxos de recanvi, que has gastat fent proves i desembussant; curiosament els dos recanvis junts (negre i colors) valen el mateix que una impressora nova.

100_2764

Potser aquesta explicació us sembli una mica massa radical, però no arriba a explicar ni de bon tros l’odi que tinc a aquestes màquines, a les impressores en general i encara més a les d’injecció de tinta en concret. Per això em deu agradar tant obrir-les i arrencar tots els seus òrgans vitals? Una vegada vaig llegir en un còmic que les impressores eren un invent que l’infern havia enviat a la terra per fer els humans miserables. Em va fer molta gràcia i hi estic quasi completament d’acord, de fet si canviem “l’infern” per “les malvades corporacions multinacionals” (que, de fet, és un sinònim!) ja hi estic d’acord totalment. Digueu-me sinó perquè val el mateix l’impressora sencera que els dos recanvis de tinta. O perquè he de llençar el color groc i el magenta cada vegada que canvio el cartutx del color, només perquè se m’ha acabat el cyan? O perquè el driver de la impressora no em deixa imprimir, dient-me que no tinc tinta negra, si el cartutx es veu mig ple a simple vista? El mateix passa quan el driver no em deixa imprimir una pàgina en blanc i negre perquè se m’ha acabat la tinta de color… Investigueu una mica per internet això de la “obsolescència programada” i de la gran estafa dels recanvis, sobretot en el cas de les impressores hi ha descobriments impactants. Però aquest no és el tema d’avui! Anem per feina, que m’escalfo. Només com a resum de perquè estic a punt de desintegrar una impressora que encara funciona, diré que jo ja fa temps que vaig renegar d’aquesta tecnologia; per mi l’únic ús possible d’una impressora de tinta és una autòpsia. Som-hi!

100_2765

En primer lloc retiro la carcassa superior; és molt fàcil, només cal descollar dos cargols phillips PH1 (estrella). Aquí ja observo una diferència molt important a nivell d’enginyeria del producte: aquesta impressora està construïda de baix a dalt, és a dir, hi ha un xassís inferior que ho porta tot muntat al damunt, i la tapa és només estètica. La seva competència HP està feta al contrari, de dalt a baix, es desmunta la tapa inferior i la resta de coses van muntades a la carcassa superior.

100_2766 100_2767 100_2768

La següent diferència important es troba a l’entrada dels papers. Aquí entren per darrera, a la part superior, i surten per davant; és com si el paper travessés la impressora. En les HP, això és diferent: el paper entra per davant i surt per davant. Tot seguint amb la feina, trec aquesta peça que alimenta els papers i queden moltes coses al descobert. La següent peça en sortir és el rodet que estira el paper, amb el seu suport.

100_2770

Si segueixo el recorregut de la cinta de cables (circuit flexible) que connecta la placa electrònica del darrera amb el capçal, me’n vaig cap a la part del davant; és hora d’extreure el capçal. Aquesta seria la peça clau, on passa tota la màgia. A simple vista es veuen dues coses: la placa de circuit que fa contacte amb la cinta i passa les connexions cap a l’interior del capçal, i els tubs per on baixa la tinta dels cartutxos fins al capçal. Aquí no hi ha res que ens pugui servir, tot això és massa específic.

100_2772 100_2773

Torno al cos principal per extreure dues peces de plàstic que no tenen cap utilitat per mi; tampoc a la impressora no hi feien gaire res, tot sigui dit. Segueixo fent servir el mateix tornavís tota l’estona, cosa que és d’agrair. Ara quasi tot el que queda és metàl·lic, l’estructura de l’eix i ben poca cosa més. Des d’aquí davant es pot alliberar la caixa metàl·lica que conté les dues plaques de circuit imprès. L’estructura de planxa té la meva aprovació absoluta com a dissenyador de producte. De fet, aprofito per dir que tota la màquina està molt ben feta, aquests enginyers japonesos són tot uns professionals!

100_2774
100_2784 100_2788

Com us deia, hi ha dues plaques de circuit, i això m’agrada molt. M’agrada perquè una de les plaques és clarament una font d’alimentació, sense res més. Té entrada directa de xarxa, i és commutada. Amb això ja hi ha una bona colla de diferències amb les HP: les HP que he obert anteriorment porten un transformador extern, i llavors només hi ha una placa. Què vol dir això? En principi, que les Epson són més eficients (per portar una font d’alimentació commutada enlloc d’un transformador), i que les HP són més fàcils de reparar en cas que la font s’espatlli. Només caldria canviar el transformador extern, sense ni tan sols tocar la impressora.

No obstant vull donar un punt a favor dels enginyers japonesos per haver separat en dues plaques l’alimentació i la lògica. Això no sempre passa, i menys encara en aparells d’ús comú a la llar (DVDs, TDTs, etc.), i cal dir que moltes vegades és la causa de fallades i de cares reparacions. Com que la font funciona perfectament, tallo els fils que la uneixen a l’altra placa i la conservo sencera. No se sap mai quan em farà falta, això té molts usos tal com està. Si faig cas de la placa de característiques, la potència que pot donar és d’uns 46W (0.2A a 230V). Deu tenir una sortida de 5V per a la lògica, i una altra amb una tensió molt més alta per als injectors, i potser fins i tot pels motors. El tester confirma les meves suposicions: mesuro +5V, +41.8V, i uns quants GNDs. Com us deia, cap a la caixa. Pel que fa a la placa lògica, després hi entraré en detall, de moment l’aparto i segueixo endavant.

100_2776 100_2779

Ara el que toca és extreure la base de plàstic que hi ha al costat dret, on s’aparca el carro que porta el capçal amb els injectors i els cartutxos de tinta. En aquesta placa hi ha una mena d’escuma que deu servir per absorbir la tinta que cau (amb el que te’n fan pagar, la tinta no hauria d’acabar sobre un paper?). Sota aquesta mena de pàrquing hi ha un motor. El desmunto i em quedo sorprès del que veig: és una bomba peristàltica!

100_2781

Devia servir per buidar la tinta sobrant dels capçals i llençar-la cap a baix, cap a l’escuma que hem vist abans. No deixa de sorprendre’m que hi hagi una bomba, aquí dins. En fi, un motor més que recupero.

100_2785

He arribat a despullar la màquina fins que només queda un conjunt format pel carro que portava els cartutxos, la corretja que el mou, l’eix que el guia, el motor, i l’estructura de planxa que ho suporta tot plegat. Aquest grup no el vull desmuntar, de moment. Després veureu què en faré, anem a veure el botí que tenim, per ara.

100_2790 100_2789

Tenim un motor pas a pas, i una colla de mecanismes, molles i cargols; un tub de silicona, un cable amb connectors a les dues bandes, una anella de goma que sembla tenir molta tracció, eixos prims i un circuit flexible amb molts conductors; una font d’alimentació, una placa que ara analitzarem, i un eix complet amb motor pas a pas, corretja, tensor i estructura de planxa. No està malament.

100_2791

I això és tot el que anirà a la deixalleria, un pilot per al plàstic i un altre de ferro. Millor llençar només això, bo i separat, enlloc de tota una impressora, no?

100_2783

LA PLACA
Tornem a la placa que és el cervell de la màquina, per veure què hi trobem: set xips prou grossos i dos de petits; tota una colla de connectors que no serveixen per res, potser només l’USB; cinc condensadors electrolítics, cap a la capsa; i el que em crida més l’atenció, el que semblen dos transistors de potència muntats sobre un radiador. Hi ha tres o quatre components més en SMD, i vuit diodes molt a prop d’uns xips amb serigrafia blava que fan molta pinta de drivers pels motors (recordeu els diodes del mòdul de l’L298?). A la cara de sota de la placa només hi ha resistències i condensadors en SMD, res valuós.

Per desgràcia, la majoria dels xips deuen ser propietaris, i no trobarem pas res. De totes maneres busquem-los tots al Google, i a veure què surt:

“Epson E09A17RA”, thru-hole, 30 pins -> Desconegut, deu ser propietari. Aquí es queda.
“Epson M40C31HA”, thru-hole, 40 pins, muntat en sòcol -> Desconegut, deu ser propietari. Aquí es queda.
“Epson E05B88NA”, SMD, 144 pins -> Desconegut, deu ser propietari. Aquí es queda.
LB1845, thru-hole, 28 pins, n’hi ha dos, els de la serigrafia blava -> “PWM current controlling stepping motor driver” (és el Sanyo, On Semiconductor també el té però amb 30 pins). El que em pensava. Molt interessant, a la caixa!
GLT41316, SMD, 40 pins -> memòria RAM, 64K x 16 (G-Link). Segurament no en faré res, però me la guardo per si de cas.
Toshiba TMP95C061BF, SMD, 100 pins -> Microcontrolador de 16 bits, 25MHz. Molt bona màquina, però per culpa de l’encapsulat segurament mai no en podré fer res.
Atmel AT93C46 -> Three wire serial EEPROM, 1K. Interessant, a la caixa.
“M 016” -> Microchip SST25VF016B 16 Mbit SPI Serial Flash. Interessant, a la caixa.
“A2023” i “C5611” -> 2SA2023 i 2SC5611, transistors complementaris, molta tensió i intensitat (60V/5A!), de Sanyo. Tan complementaris que comparteixen datasheet. Molt útils, me’ls quedo, amb radiador i tot.

És hora de fer servir l’aire calent per recuperar tot el que val la pena, la placa anirà a la deixalleria. Una bona colla de components que se’n van a la safata.

100_2839

MORTS VIVENTS
Això ha estat tot pel que fa a l’autòpsia de la impressora. Però per avui no en tinc prou, no puc deixar-ho aquí. Les meves ànsies necromàntiques em demanen fer una cosa més… Reviure els morts! En aquest cas, faré servir l’eix que he guardat sencer. El tornaré a la vida, si més no intentaré animar-lo tot ficant-li corrent al cos, com el vell Frankenstein. A veure aquest especímen…

100_2786

Com podeu veure, no hi he deixat gaire res, només el més bàsic: una estructura de planxa metàl·lica que aguanta el motor i un eix tornejat, per on corre el carro que portava el capçal i els cartutxos. També hi ha un motor per moure el carro. Porta un engranatge a l’eix que mou una corretja dentada, que està fixada al carro. Una politja boja a l’altre extrem del recorregut manté la corretja a lloc, i una molla la manté tensada. Res espectacular ni innovador, però sí perfectament efectiu.

A veure el motor: només hi ha una referència, “EM-329”, i li surten quatre cables que acaben en un connector. Evidentment és un motor pas a pas, i diria que bipolar pel fet que té quatre cables. Buscant la referència al Google no n’he trobat el datasheet, però sí que he trobat molta gent que el busca; sembla que no sóc pas el primer que es dedica a desmuntar impressores. Sense les característiques sempre és més difícil, però és igual, ja m’espavilo. En primer lloc tallo el connector, que no en faré res. I ara amb el tester miro la resistència entre els quatre cables, per trobar on van connectades les bobines. Entre l’1 i el 2 està obert, i entre el 3 i el 4 també. Per tant un circuit és entre l’1 i el 3, i l’altre entre el 2 i el 4. En tots dos casos he mesurat 10 ohms de resistència, un valor molt plausible per una bobina d’aquest estil. He dibuixat el croquis per no perdre’m, és aquest:

pinout

Separo els cables (és un multifilar pla) i n’estanyo les puntes, així ho podré provar bé. No tinc ni idea de la tensió que fa servir aquest motor, però ho puc provar. Tenint en compte que les tensions que donava la font d’alimentació de la impressora eren 5V i 41.8V, no deu ser cap altra que una d’aquestes. Com que provar-ho amb la més alta pot ser garantia de fum, seré prudent i començaré a 5V. Tenint en compte la resistència que he mesurat a cada bobina, la corrent no serà massa gran, 500mA (5V / 10 ohms = 0.5A, bàsic!). Amb la font d’alimentació regulada a 5V, faig les combinacions per moure el motor uns quants passos endavant i enrere (us heu llegit l’enllaç de la viquipèdia que us he posat abans, oi?). Per tant funciona bé a 5V, i ara què?

Doncs no se m’acut res més que muntar-hi el mòdul de l’L298 que us vaig presentar fa uns dies, i fer moure el carro amunt i avall. Vam deixar penjat provar-lo amb motors pas a pas, oi? Doncs ara és el moment. Recordem que l’L298 funciona perfectament dins els paràmetres d’aquest motor, fins a 45V i 2A per canal, mentre que aquí farem servir només 5V i 0.5A per canal. Tot bé, doncs, anem a cablejar tot el circuit. La part del motor no pot ser més senzilla: els cables 1 i 3 a una sortida del mòdul, el 2 i el 4 a l’altra. Com a cervell, tornaré a fer servir un Arduino, res més ràpid d’implementar (en realitat és un Boarduino, que va molt millor per fer muntatges en protoboards). Pel que fa al cablejat de l’Arduino, tornarem al primer que vam fer servir en aquella ocasió:

Pin Arduino
Pin mòdul
8
IN1
9
IN2
10
IN3
11
IN4

L’entrada de 5V va connectada a la sortida del regulador del mòdul, i la massa (GND) a la massa del mòdul. Mireu les fotos si teniu algun dubte.

100_2856
100_2857 100_2858 100_2859 100_2860

Amb el hardware resolt, ara és el torn del software. Una mica més i em poso a escriure un programa amb l’IDE de l’Arduino, però quan l’he obert per fer-ho m’he adonat que hi ha un programa d’exemple que m’anirà de conya per fer la prova: es diu “Stepper_oneRevolution”, i el tenim a “exemples -> stepper”. Evidentment aquest programa fa ús de la llibreria “stepper” per a motors pas a pas. A la web de l’Arduino hi ha una tona d’informació al respecte, jo no comentaré res sobre aquest tema per no fer-me redundant. Ni tan sols penjaré el codi aquí, ja que tothom el té.

Malgrat que la prova ha funcionat a la primera, m’he adonat que el motor no acaba de tenir un funcionament prou bo, fa molt soroll i moviments erràtics, com si perdés alguns salts. Deu ser un problema de “setting”, probablement degut a la freqüència dels impulsos, o que no rep la corrent adient (recordeu que el xip que el controlava deia que era “PWM current controlling”?). Provaré “tunejant” alguns valors per acabar-ho de clavar. Una mica de prova i error m’han demostrat que amb 9V funciona millor que amb 5V, i que posar el valor de 90rpm al programa produeix millors resultats que els 60 que porta d’inici. Evidentment el motor no és de 200 passos per volta, però ja em va bé aquest valor per fer anar el carro amunt i avall.

És esgarrifós, els morts caminen de nou! Bé, no cal exagerar, només és l’eix X d’una impressora tornant a moure’s, però ha estat suficient per provar el mòdul de l’L298 en un motor pas a pas i sobre el terreny, en una aplicació pràctica. Aquest podria ser el primer pas d’un CNC de dos eixos per fer un plotter o quelcom semblant? El temps ho dirà…

Saciades les meves necessitats d’autòpsies i d’alçar els morts, m’acomiado fins una altra ocasió, espero que aquesta meva aventura us hagi estat de profit (instructiva) i no haver-me fet (massa) pesat. No deixeu de mirar totes les fotos al set del flickr.

El mòdul del xip L298

Si voleu controlar motors de corrent contínua de baixa potència des d’un microcontrolador o circuit lògic, us farà falta un transistor potent, un mosfet, un darlington, o uns quants de cada. Si el que voleu és que aquests motors vagin endavant i enrere, com per exemple per controlar el moviment d’un cotxe ràdio-controlat o un robot, necessitareu muntar un circuit que es diu “pont en H”. I si el que voleu és tenir tot això integrat en un sol xip que ho té tot controlat, tard o d’hora anireu a parar a l’L298. Aquest integrat és un clàssic entre els constructors de robots d’arreu del món des de fa molt de temps, i no per res, sinó perquè és senzill, barat, robust, i fiable. I a més es troba en format “thru-hole”, el preferit dels aficionats!

dibuix L298N

Anem a veure què fa aquest xip, i com ho fa. El títol del datasheet és “Dual full-bridge driver”, que vindria a voler dir que hi ha dos ponts en H que subministren corrent, si fa no fa. Només cal veure l’esquema intern (“block diagram”) per identificar de seguida els dos ponts, tal com els heu vist a l’enllaç que us he posat de la viquipèdia (Com? Que no ho heu llegit?). A partir d’aquí es tracta de veure quina és la capacitat màxima de l’integrat, sobretot quant a tensió i corrent, ja que els motors, per petits que siguin, s’enfilen de seguida en aquests paràmetres.

Diu la fulla de dades que la tensió màxima que pot controlar l’L298 són 46V, que no és pas poc. La corrent pot arribar a 4A, de manera que amb aquest animalet podem moure motors força importants. Però això no vol dir que podem fer el que volem per sota d’aquests màxims, hi ha altres coses que hem de tenir en compte. Si llegim una mica més avall, veiem que els 4 ampers que dèiem fa uns moments són en realitat 2 per canal, que podem sobrepassar només durant períodes molt curts de temps. I també hem de tenir en compte la potència màxima que dissiparà el xip, 25W. Però aquesta dada porta implícita una condició, la temperatura no pot superar un cert valor. Per això és important que aquests xips portin als nostres muntatges radiadors per mantenir-se freds. Ara no entraré en càlculs ni en teories perquè no és el propòsit d’aquest post ni d’aquest blog, però feu-me cas, quan feu muntatges amb molta potència, tingueu en compte que la temperatura sempre és un factor limitant: és el que al final acaba fregint els components!

Des del punt de vista de l’ús que li podem donar a l’L298, aquests dos ponts H que hi ha integrats al xip es poden fer servir per diverses coses. La més evident és controlar dos motors alhora, però també es poden controlar solenoides, motors pas a pas, i tot el que se’ns acudeixi.

Suposem que us ha agradat aquest xip i el voleu provar, quina seria la manera més senzilla? Doncs comprant un mòdul, és clar! Que no recordeu el meu post al respecte? Us ho recordaré, doncs: es tracta de buscar “L298N module” a l’ebay o l’aliexpress, cercar per tot el món, ordenar per preu i transport, i finalment trobar una cosa com aquesta:

pantalla mòdul L298N ebay

En veureu molts, però no us espanteu que quasi tots són idèntics. Jo per posar la foto aquí n’he triat un a l’atzar; com podeu veure, per menys de tres dòlars ja el tens (2,18€ al canvi d’ara mateix), i a més te l’envien a casa des de l’altra banda del món. He mirat als distribuïdors habituals què em costaria només el xip, aquests són els resultats. Digikey: 3,77€. Farnell: 4,95€. Mouser: 3,74€. Cap d’ells inclou el transport, és clar. Quincalla xinesa, recordeu?

Al final jo en vaig comprar un altre, d’un proveïdor que ja li he comprat altres coses i és ràpid i fiable. Us poso un PDF amb totes les característiques que hi havia a la pàgina de l’article. Si us ho mireu, veureu que l’esquema d’aquest mòdul no deixa de ser el que recomana el datasheet del xip (figura 6, només es representa la meitat del circuit) amb alguns afegits. La part fonamental és el xip L298N en un encapsulat “multiwatt” (que és el que dóna la “N” al final del nom) que dissipa molta potència, junt amb el seu radiador d’alumini negre reglamentari; els vuit diodes recomanats, i connexions per les entrades i sortides. Com a extres hi ha un regulador a 5V amb els seus condensadors i un led indicador, per si volem alimentar el circuit lògic aprofitant la tensió que farem servir pels motors. Hi ha dos “jumpers” o ponts per connectar o desconnectar les potes que permeten els moviments de cada motor, això no cal ni tocar-ho. L’entrada d’alimentació dels motors, que són dos borns (massa i positiu), i un de sortida pels 5V del regulador que ja he esmentat (la massa o GND és comú a l’alimentació dels motors). La resta són dos borns de dos pols cadascun, un per a cada motor, que es troben a cada banda de la placa del mòdul. Tot seguit us explico com ho he cablejat tot plegat, mireu-vos primer les fotos.

tot el conjunt

el boarduino al protoboard el cablejat del mòdul

Com podeu veure, he posat un motor DC a cada born de sortida del mòdul, que podré controlar individualment. Aquests motors provenen de dues impressores de tinta HP que vaig tenir al marbre d’autòpsies fa un temps. Com que no en tinc les característiques, els he provat abans. Sembla que poden anar bé fins a 24V, però no cal forçar-los tant, a més la meva font d’alimentació casolana no puja tan amunt. Els he provat a 12V, que a més de ser un valor molt habitual sembla una tensió segura pels motors. En buit (deixant-los rodar lliurement sense cap càrrega a l’eix) consumeixen uns 60mA. Si intento frenar l’eix amb els dits, provocant fregament, aquesta corrent puja de seguida a uns quants centenars de miliampers. Si freno completament l’eix del motor, la corrent que demana a la font és d’uns 900mA, quasi un amper. Sembla que en tot moment ens trobarem dins els límits segurs del mòdul i de la font (bé, si freno els dos motors alhora no, la font dóna 1,5A com a molt).

Els 12V que surten de la font d’alimentació van directament al mòdul dels motors. A la sortida del regulador del mòdul, que dóna 5V, hi he penjat el meu fidel Boarduino, que faré servir per aquesta prova. Entre l’Arduino i el mòdul de l’L298N hi he posat un cable amb quatre pins, un per cada entrada, que he hagut de fer a mida: una mica de cable pla multifilar que no recordo d’on va sortir, un connector femella tallat a mida (i ben llimat, que l’espai al mòdul és molt just per culpa dels jumpers) i una mica d’estany i tub retràctil. La connexió al protoboard ha estat un moment: els pins que controlaran els motors seran del 8 a l’11, la sortida del regulador del mòdul va al pin “5V” de l’Arduino, i he unit les masses (GND). Finalment és hora de fer un petit programa amb l’IDE de l’Arduino per a provar-ho.

// dosmotors.ino
// escrit per serkeros (serkeros.wordpress.com)
// febrer 2014
// llicencia -> creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0

void setup()
{
  pinMode (8,  OUTPUT);     // establir els pins com a sortida
  pinMode (9,  OUTPUT);
  pinMode (10, OUTPUT);
  pinMode (11, OUTPUT);

  digitalWrite (8,  LOW);   // començar amb els dos motors parats
  digitalWrite (9,  LOW);
  digitalWrite (10, LOW);
  digitalWrite (11, LOW);
}

void loop()
{
  digitalWrite (8,  HIGH);  // engegar motor esquerre
  delay(1000);              // esperar un segon
  digitalWrite (8,  LOW);   // parar motor esquerre
  digitalWrite (10, HIGH);  // engegar motor dret
  delay(1000);
  digitalWrite (10, LOW);   // parar motor dret
  delay(1000);
  digitalWrite (9,  HIGH);  // engegar motor esquerre al reves
  delay(1000);
  digitalWrite (9,  LOW);   // parar motor esquerre
  digitalWrite (11, HIGH);  // engegar motor dret al reves
  delay(1000);
  digitalWrite (11, LOW);   // parar motor dret
  delay(1000);
  digitalWrite (8, HIGH);   // engegar tots dos motors alhora
  digitalWrite (10, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite (8, LOW);    // parar els dos motors
  digitalWrite (10, LOW);
  delay(1000);
  digitalWrite (9, HIGH);   // engegar tots dos motors al reves alhora
  digitalWrite (11, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite (9, LOW);    // parar els dos motors
  digitalWrite (11, LOW);
  delay(1000);
}

Si llegiu el codi font us adonareu que no m’hi he trencat el cap: engegar un motor endavant, després l’altre, després al revés, els dos alhora… Ben senzill, però ja veieu que funciona. Ara imagineu una roda a cada motor i ja teniu el sistema locomotor del vostre primer robot. Fàcil, oi?

Una altra cosa seria que volguéssim controlar la velocitat de gir dels motors, això ja és una mica més complicat, tot i que amb l’Arduino no us penseu que gaire. La manera més fàcil de fer-ho, contra el que pugui semblar, no és regular la tensió als motors; és fer servir impulsos d’amplada controlada, o PWM en anglès. Si no sabeu de què va això del PWM millor que us llegiu l’article de la viquipèdia, però si us fa mandra us en faig un resum ràpid. Es tracta d’un senyal digital (uns i zeros) a una freqüència fixa (ara mateix no importa massa quina, però prou ràpida), dins la qual la proporció de temps de 0 i 1 es pot variar. D’aquesta manera, si és tot zero (0%) el motor està parat; i si és tot 1 (100%) el motor funciona al màxim. La gràcia però és que podem triar qualsevol estat intermig (per exemple, el 50%, en la que hi hauria la mateixa estona de 1 i de 0, o el 75% on hi hauria tres temps d’1 per cada temps de 0). En l’entorn Arduino és molt fàcil implementar el PWM, com ja he dit, només heu de llegir el funcionament de l’ordre “analogWrite”. En essència, el nostre PWM té 8 bits de resolució (podem donar valors de 0 a 255, més precisió que 0,5%). Mireu-vos aquest codi que he escrit i el resultat que ha tingut als motors. Adoneu-vos que hi ha hagut un petit canvi al hardware; com que no tots els pins de l’Arduino poden donar una sortida PWM, he canviat les connexions. Ara un motor es controla pels pins 5 i 6 (abans el feia anar amb el 8 i el 9), mentre que l’altre segueix amb els pins 10 i 11.

canvis al cablejat

// dosmotors_pwm.ino
// escrit per serkeros (serkeros.wordpress.com)
// febrer 2014
// llicencia -> creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0

void setup()
{
  pinMode (5,  OUTPUT);              // establir els pins com a sortida
  pinMode (6,  OUTPUT);
  pinMode (10, OUTPUT);
  pinMode (11, OUTPUT);

  digitalWrite (5,  LOW);            // començar amb els dos motors parats
  digitalWrite (6,  LOW);
  digitalWrite (10, LOW);
  digitalWrite (11, LOW);
}

void loop()
{ int gas;                           // variable on posarem el valor del PWM

  for (gas = 255 ; gas > 0 ; gas--)  // motor esquerre de gas a fons a parat
    {  analogWrite (5, gas);
       delay(20);
    }
  digitalWrite (5,  LOW);            // parar del tot el motor esquerre
  delay(2000);                       // espera dos segons
  for (gas = 255 ; gas > 0 ; gas--)  // ara el mateix en sentit contrari
    {  analogWrite (6, gas);
       delay(20);
    }
  digitalWrite (6, LOW);             // parar del tot el motor esquerre  
  delay(2000);
  
  for (gas = 255 ; gas > 0 ; gas--)  // ara el mateix amb el motor dret
    {  analogWrite (10, gas);
       delay(20);
    }
  digitalWrite (10,  LOW);
  delay(2000);
  for (gas = 255 ; gas > 0 ; gas--)
    {  analogWrite (11, gas);
       delay(20);
    }
  digitalWrite (11, LOW); 
  delay(2000); 
}

Bé, ja veieu que és ben útil, aquest xip; i amb aquest mòdul, resulta molt fàcil incorporar-lo als vostres invents. Jo per part meva en penso encarregar algun més, ja que són molt útils i ràpids d’aplicar. Em faltaria explicar-vos com utilitzar-lo per a controlar un motor pas a pas, però aquestes bestioles ja són figues d’un altre paner i ara no em vull enrotllar més. Ho deixem per un altre dia, d’acord? De moment podeu trobar totes les fotos penjades al flickr, com sempre. A reveure!