El gronxador

Avui us porto la meva darrera aventura de bricolatge: un gronxador. Ja sé que potser no és època, ara que el fred s’acosta i les hores de sol són cada vegada més escasses, però espero que aquesta diversió tan senzilla i clàssica duri molts anys, així que no importa en quina estació comenci la seva vida a casa.

La idea és ben senzilla: una simple planxa de fusta penjant de dues cadenes. El lloc escollit és el porxo del jardí de casa, on hi ha el lloc ideal per penjar el gronxador: una biga de ferro que aguanta la terrassa de sobre.

La primera part de l’aventura serà fer la base de fusta. Fidel als meus ideals, reciclaré unes peces de fusta massissa que provenen d’un pallet que em van donar. Per desgràcia no tinc una foto del pallet sencer, ja que vaig fer servir els travessers superiors (de fusta més prima) per fer el foc d’una barbacoa (nyam, nyam!) fa uns dies. Però ja us en feu a la idea, i a més tinc la foto de les fustes que em van sobrar, i que faré servir per fer la base del gronxador. Aquí la teniu.

102_0572 102_0573

Com podeu veure, no es troben en massa bon estat, o sigui que el primer pas serà condicionar-les una mica. Començaré per extreure’n els claus (els que pugui), i llavors ja miraré d’allisar-les una mica. Sembla que no les hauré de tallar, ja que fan uns 60x9x3cm cadascuna, i les tres juntes fan un mida molt bona per fer la plataforma on seurem.

102_0574 102_0575

Com us deia, les cares que vull enganxar no són gaire planes ni regulars. És hora de planejar-les amb el ribot, una de les meves eines preferides per treballar la fusta.

102_0576 102_0578

Ara que les peces ja estan una mica millor, les enganxo entre elles per fer una placa sencera. Per fer això faig uns forats i hi poso unes varetes de fusta que ja venen per a la ocasió -i que no recordo com se diuen-, que ja tenia per aquí. La cola blanca en aquest pas és fonamental, no cal escatimar-ne; els sarjants ho aguantaran ben apretat mentre s’asseca.

102_0579 102_0580

102_0583 102_0584

102_0587 102_0589

102_0590 102_0596

102_0592

Ara és un bon moment per anar eliminant les irregularitats de la superfície, igualant les tres peces de fusta per aconseguir una base ben plana. Ja us he dit que m’encanta fer servir el ribot?

Tot seguit vaig marcant els forats que serviran per penjar la base. He comprat una vareta d’acer en un magatzem de materials d’obra, m’ha costat 4,10€ per una barra de 8mm de diàmetre i 6m de llarg. En tinc de sobres, pel que vull fer. Amb una broca de fusta (d’aquelles planes) de diàmetre 16mm he fet els quatre forats dels cantons. Amb el trepant és un moment.

102_0599

Amb l’escofina i la llima he arrodonit una mica les cantonades, vull que l’acabat sigui còmode i bonic. Tot seguit és hora de llimar, llimar més, i polir, fins que quedi ben ben fi. La part de sota la deixaré tal com està ara, així el resultat final quedarà més rústic i recordarà els orígens humils dels materials que he fet servir. Per cert, us he comentat que a la part final de la feina de llimar m’ha vingut a ajudar un pirata?

102_0601

102_0602

Ja per finalitzar la base, ara que ja està igualada i ben llimada (quin gustet que fa anar-hi passant la mà!), només queda vernissar-la per protegir-la de la humitat i la intempèrie. Una mica de pinzell i vernís (quina bona olor que fa!) i ja ho tenim, primera capa finalitzada. Dues més i quedarà perfecte!

102_0604

Ara anem per les varetes de penjar el gronxador, mentre el vernís de la base s’asseca. El primer que faig és tallar dues peces de 80cm de llarg, amb les que faré els arcs que passaran pels forats de la base i s’aguantaran a la cadena. No em pregunteu perquè 80cm, la mida ha estat escollida de manera una mica arbitrària.

102_0609 102_0610

Tot seguit es tracta de doblegar les varetes per aconseguir introduïr-les pels forats de la base. És hora de fer servir el bufador…

102_0612

Aquí tenim la primera llesta. D’acord, ja us ensenyo com ho he fet:

102_0616 102_0618

102_0621 102_0622

102_0623 102_0624

Com que les varetes estaven molt rovellades, he aprofitat mentre es refredaven per netejar-les una mica, amb el raspall de pues d’acer. Així és com han quedat de moment.

102_0630

Els dies següents són molt avorrits, només anar afegint capes de vernís per sobre i per sota de la base de fusta. Ja no poso més fotos, d’això.

Ara anem per fer les argolles que aguantaran les cadenes a la biga del sostre del porxo. El material i el sistema utilitzats són els mateixos que he fet servir per les peces que aguantaran la base de fusta a les cadenes: vareta de ferro i bufador.

102_0647

No hi ha gaire res a dir, aquí. He fet un tall de la mateixa vareta, ara de 16cm (a l’esquerra). Llavors l’he escalfat amb el bufador i doblegat. Repetir tres vegades. Deixar refredar. Netejar amb raspall de pues d’acer. Ja està (a la dreta)! Repetim i ja tenim les dues fetes.

102_0653

Ara us vull presentar la resta de material que he comprat. Aquí teniu la cadena (ja havia aparegut al fons d’alguna imatge, però aquesta és la presentació oficial), està feta amb vareta d’acer zincat de 5mm. Se suposa que aguanta fins a 225Kg sense problema (i n’hi ha dues, hauria de ser suficient!). N’he comprat quatre metres, val més que en sobri que no que en falti. Valia una mica més de 2€ el metre, ara no ho recordo exactament.

102_0651

També he comprat dos mosquetons per penjar les cadenes a les argolles; els motius per fer servir mosquetons és que vull que el gronxador es pugui treure, i també es pugui regular en alçada (aquesta joguina tindrà clients des de poc més d’un metre d’alçada fins quasi dos). Crec recordar que em van costar una mica menys de 2€ cadascun. També són zincats, no es rovellaran.

102_0649

El següent que faig és tallar la cadena per la meitat (amb la serra de metall). Tot seguit ja puc començar el muntatge, ara que per fi la tercera capa de vernís de la base ja està seca.

102_0656 102_0658

102_0660 102_0664

Ara ja veieu quin era el pla, oi? Una vegada passada la cadena torno a doblegar les varetes, amb la intenció de tancar-les en una mena de triangle. Així la cadena quedarà a dalt de tot sense moure’s. Més bufador, és clar.

102_0665

Aquí ja quasi ho tinc. Només em queda tallar la part que sobra i unir els dos extrems amb el soldador elèctric. Llàstima que m’he quedat sense bateria a la càmera, o sigui que no ho veureu gaire bé, però no hi ha cap misteri. Un cop ho he fet als dos arcs, això ja està llest per pintar. Tot seguit ho podeu veure una vegada pintat.

102_0684

102_0681

I així és com es veu per sota.

102_0689

Ara que el gronxador ja està llest, és hora de penjar-lo al seu lloc. És aquest.

102_0667

El primer que he fet ha estat marcar els llocs precisos on he de soldar les argolles, després de prendre les mides. Tot seguit he netejat la biga amb el raspall d’acer, i he procedit a col·locar la primera argolla, a punt per soldar-la. Per això m’ha estat molt útil un imant que tinc, que és ideal per fer soldadures en llocs incòmodes.

102_0669 102_0671

He fet una primera puntada amb l’electrode per aguantar l’argolla a la biga. Un cop ja estaven les dues argolles a lloc, he procedit a fer-hi uns cordons més dignes per les dues bandes. Observeu que la meva tècnica amb el soldador d’electrode encara és molt millorable…

102_0673 102_0674

102_0675

Ara que les argolles ja estan ben assegurades, és l’hora de la prova de càrrega. Les cadenes quedaven una mica massa llargues, les he anat escurçant amb els mosquetons fins que el seient ha quedat a l’alçada adient.

102_0676 102_0677

He comprovat amb el meu propi pes, i una mica més d’afegit, que no hi ha cap mena de perill. Estic completament segur que tant les cadenes, com els mosquetons, les argolles i la base suporten moltes vegades el pes dels meus fills… Ja només falta la prova definitiva, la prova de funcionament feta pels experts. Tot seguit podeu veure la cap del departament de qualitat donant la seva aprovació amb un somriure.

102_0680

Per part meva només queda acabar de pintar les argolles per evitar que es rovellin, i assegurar així que tindran una llarga vida. La pintura que he fet servir aquí és la mateixa que he utilitzat pels arcs de la base; aquesta no necessita una base de mini de plom (aquella clàssica taronja) a sota per ser totalment resistent a la intempèrie. És la mateixa que tinc per aquí per pintar la barana de la terrassa.

102_0693 102_0692

102_0691 102_0690

I fins aquí arriba l’aventura d’avui, espero que us hagi agradat. Ja veieu que és ben fàcil (i barat) fer-vos un gronxador per casa. Si us animeu a fer-vos-en un, feu-m’ho saber. I si no, espero els vostres comentaris igualment. Fins la propera!

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 carregador USB

Pregunta: què fas quan s’ha espatllat l’entrada de corrent de la tablet de la teva filla i es posa molt pesada perquè hi vol jugar? Carregar-la per l’entrada USB, és clar! Però què passa si no tens cap carregador USB a mà? La majoria de la gent aniria a la botiga, centre comercial o “xinos” més proper i compraria un carregador, és clar. Però com que jo no sóc com la majoria de la gent, he optat per un altre camí: fer un carregador USB.

El jack del carregador es desprèn

D’entrada, com que el carregador normal funciona correctament, la resposta més adient a la pregunta seria arreglar la tablet. Però és molt nova i està en garantia, i si puc carregar-la pel port USB, m’estalvio obrir-la per si d’aquí uns dies té un problema més important que jo no pugui solucionar. O sigui que aquesta reparació la deixo per d’aquí un temps.

Com que em conec i se que aquestes coses van per llarg, he demanat un carregador USB per ebay. Us podeu creure que m’ha costat només 2€ al canvi? Mentre no arriba a la bústia (aquestes coses solen tardar entre 3 i 5 setmanes), poso a carregar la tablet al port USB de l’ordinador, i a fer un carregador s’ha dit.

L'aparell que he comprat a ebay

ANEM PER FEINA
En principi això de fer un carregador pot semblar molt fàcil, però resulta que no ho és tant. Una mica de documentació a la viquipèdia ens aporta una primera dada, aquesta ja la sabia: hi ha dos pins dels quatre que són GND i 5V, l’alimentació que l’hoste dóna als perifèrics. Els altres dos pins són D+ i D- (les dades que transporta el port), però aquests en principi no són importants; i dic en principi perquè ja veureu d’aquí un moment que no es poden oblidar i prou.

Fidel als meus principis, vaig a la caixa de recuperacions i trossos a buscar tot el que em pugui fer falta. De moment agafo un transformador d’aquells que es fan servir per fer anar petits aparells que van amb piles, dels que es pot seleccionar la tensió de sortida i mai no donen la que posa; bé, si som curosos he de dir que és una font d’alimentació no regulada, ja que té un pont de diodes i un condensador, a més del transformador. En segon lloc agafo un connector USB tipus A (veure enllaç viquipèdia anterior) femella doble, que vaig recuperar d’una placa base de PC que va morir ja fa molt de temps. També un led blau de 5mm per a panell, i un mòdul de 7805 molt bàsic que vaig fer fa temps. Consta d’una placa perforada, el propi integrat (encapsulat TO220, pot donar 1A de corrent), i els dos condensadors que recomana el datasheet. Finalment també agafo el circuit d’un carregador de mòbil (crec recordar que era Motorola o Sony Eriksson, però no n’estic segur) que, segons deia, tenia una sortida de 5V. Ara deveu estar pensant “si que hi té coses, a la caixa!”; doncs us equivoqueu, n’hi tinc més!

Connector USB doble femella Circuit de carregador de mòbil

La primera cosa que faig és mirar-me el circuit del carregador de mòbil que he trobat. Ja a primera vista sembla molt poca cosa, dubto que tingui prou potència per carregar la tablet. És una llàstima, doncs la sortida de 5V que té és perfecta pel que vull fer. Caldria veure de quanta corrent estem parlant, però sospito que una tablet deu demanar més dels 500mA que s’especifica com a màxim a les especificacions del protocol USB (de nou us remeto a l’enllaç de la viquipèdia que us he posat abans). El carregador de la tablet diu que dóna 5V i 2A, tot i que això també ho hauríem de veure, els fabricants d’electrònica de consum xinesos solen ser molt optimistes quant a les seves especificacions; tampoc vol dir que carregui igual de ràpid amb el carregador que pel port USB.

El carregador de la tablet és més gran

Només comparant el volum dels dos carregadors ja es veu que no poden tenir la mateixa potència, però abans de descartar-lo li faré una prova. Li soldo cables d’entrada i de sortida (no en tenia), i el connecto a la xarxa per saber quant dóna. Surten 8,8V, d’aquí! Segurament amb càrrega això baixa en picat, però no vull arriscar la tablet per no res. Necessito una sortida regulada a 5V, no una sortida aproximada, ni que depengui de la càrrega. O sigui que aquest trasto està descartat sense fer-li cap més prova, no val la pena perdre-hi el temps. Si vull fer un carregador regulat, he de partir d’un aparell més potent.

PRIMER INTENT
El primer muntatge que faig és molt senzill: el transformador que he trobat, més la placa amb el regulador 7805, el led (com a indicador), i el connector USB. El transformador necessita una mica de preparació, com que li falta la carcassa original no té el selector de tensió d’entrada (125V o 220V, això ha de tenir uns quants anys!), ni tampoc el de sortida; també li falta la clavilla per endollar-lo. Tot plegat ho arreglo amb el soldador i dos minuts: soldo una clavilla, uneixo els pads del selector en la posició de 220V (no crec que la de 125V la faci servir per res), i trio una de les sortides, tot mirant amb el tester que la tensió no sigui massa elevada pel 7805, o inferior a la que necessita. De nou cal mirar el datasheet, com a mínim necessitem 7V a l’entrada per tenir una sortida estable de 5V (no és el que es diu precisament low-dropout), i com a molt li podem donar 35V abans de fregir-lo. Per la part superior no tindrem cap problema, doncs veig que el condensador que hi ha a la placa del transformador és de 16V, o sigui que la font no deu superar aquesta tensió de sortida. D’altra banda, per baix, no vull triar una tensió de sortida massa propera a 7V, em puc trobar que si la demanda de corrent de la tablet és massa gran, pugui caure la tensió per sota d’aquests 7V i el regulador deixi de treballar. O sigui que al final em decanto per la penúltima sortida, que treu uns 8V; tampoc em preocupa molt aquesta elecció, només és una soldadura i sempre sóc a temps de canviar-ho en un moment si no va prou bé.

Mòdul del regulador 7805

El led blau de 5mm que fa d’indicador el soldo a l’entrada del regulador, doncs ja porta una resistència (calculada per anar a 12V, i a 5V quasi no faria llum). Ja només falta soldar el connector USB, amb cables negre i vermell i respectant la polaritat; no vull fondre la tablet en cas d’error, o sigui que m’he mirat detingudament el patillatge o pinout.
Tot és a punt per a la prova, o sigui que connecto la tensió de xarxa, la tablet… i no passa res! M’ha semblat que es dibuixava la pila a la pantalla, senyal que està carregant, però ha desaparegut de seguida i no es carrega. Ja tenim el primer problema, anem a veure què passa.

REQUISITS DE CORRENT
Sembla que la corrent que vol la tablet és superior al que li està oferint el carregador, però no n’estic segur. Sé que hi ha alguns trucs “bruts” que alguns fabricants fan servir amb els pins de dades del port USB dels carregadors, podria ser això. Hora de documentar-se.

Hi ha molta informació a la xarxa sobre aquest tema, però és confusa, i en molts casos inclús contradictòria. La millor solució seria llegir-se directament el protocol USB, però no estic tan boig; segurament seria massa informació, només necessito un resum fàcil per fer-me a la idea. Després de consultar unes quantes fonts online no n’he tret una solució definitiva, però tinc clares algunes coses, que ja és molt. Us en faig un resum, per si mai voleu fer una cosa semblant a la que estic fent jo; en cas contrari, us podeu saltar una bona parrafada.

En primer lloc, sembla que l’especificació USB és clara: el port dóna 100mA d’entrada com a molt; si el dispositiu connectat en vol més, ho ha de negociar amb l’hoste, d’aquesta manera pot arribar a obtenir fins a 500mA per les seves necessitats. Això és com funciona quan endolles la tablet a l’ordinador (com ho tinc ara), però els carregadors no són tan “intel·ligents”. Per estalviar xips cars que facin aquesta negociació fan servir tota una colla de trucs “bruts” que són totalment al marge de l’estàndard USB; i aquí és on comencen els problemes: cada fabricant fa el que li dona la gana. Ara començo a entendre perquè el meu venerable reproductor MP3 (Creative Zen V) només es pot carregar en ports d’ordinador, i no l’he pogut carregar mai en cap carregador (naturalment no m’he volgut gastar els 35€ que val el carregador oficial, que el propi aparell no portava, per cert).

Aquests trucs que us deia són variats i simples, analògics tots ells. El més comú és fer divisors de tensió amb resistències entre els pins de dades i l’alimentació; d’aquesta manera, es pot posar la tensió que es vulgui (entre 0V i 5V, és clar) a cadascun dels dos pins. Això ho interpreta el dispositiu (compte, cada aparell ho entén diferent!) i així sap quanta corrent pot rebre del carregador en qüestió. En això semblen destacar per la gran quantitat de possibilitats els dispositius del fabricant de la poma; aquests fan tots aquests merders pel mateix motiu que els de Creative, és clar: carregador “dels xinos” 8€, de “marca blanca” 15€, el mateix carregador amb una poma dibuixada: 50€. Deixem-ho estar, que aquesta polèmica no és el tema d’avui.

Un altre recurs, i aquest és més interessant ja que sembla ser molt popular, és unir els pins de dades (D+ i D-) entre ells, i llavors donar-los una determinada tensió (amb resistències, com he explicat abans), o no. Aquest últim cas sembla el més fàcil, però té una contrapartida: aquest muntatge sembla que indica al dispositiu (i aquí n’hi ha uns quants que coincideixen) que hi ha “barra lliure” de corrent, és a dir, que pot agafar el que vulgui (fins a 2A, diu en alguns llocs!), que sempre n’hi haurà prou. Una altra versió força popular uneix els dos pins de dades i els hi posa exactament 2V, en aquest cas l’aparell sembla entendre que hi ha 500mA a disposar, però no més. Aquest muntatge podria ser prou segur pel meu petit transformador, tot i que podria significar molt més temps de càrrega (més corrent, menys temps, cal “omplir” una bateria la capacitat de la qual es mesura en mAH, o miliampers per hora).

MÉS PROVES
Després de tanta documentació i teoria, és hora de tornar a la pràctica de nou. O sigui que faig la prova, amb els dos pins de dades units amb 2V. I sabeu què? Tampoc funciona.

Se m’acut que poden estar passant tota una colla de coses:

  • la tablet no entén que el carregador pot donar 500mA
  • si que ho entén però no en té prou, en vol més
  • si que ho entén i en té prou, però llavors el carregador no els hi dóna

Resoldre aquest trencaclosques pot arribar a ser massa complicat, i en aquest punt he de reconèixer que em començo a atabalar. Com pot ser tan difícil fer un simple carregador? Però hi poso paciència i torno a la feina, doncs desesperar-se no porta enlloc (i, curiosament, en cada projecte hi ha com a mínim un moment d’aquests, per què deu ser?).

El següent pas lògic és oblidar-me dels 2V a les potes de dades i provar simplement la unió dels dos pins sense tensió, que és l’altra manera popular de dissenyar carregadors, com ja he dit. La prova que faig no funciona, tampoc, i no sembla que hi hagi massa diferències. El mètode de prova i error, com veieu, no està funcionant tan bé com es podia esperar. De vegades la manera que sembla la més ràpida no ho és, o sigui que canvio de tàctica i faig una mica d’anàlisi.

La tensió que mesuro amb el tester a la sortida del regulador són 5V força exactes, com no pot ser d’una altra manera; a l’entrada hi ha uns 8V, tot bé fins aquí. Però quan endollo la tablet hi ha una davallada: l’entrada baixa a 6V, i la sortida cau a 4,2V, és normal que no carregui. Això em fa pensar que enlloc de triar la sortida de 8V al transformador puc agafar la de 10V (que és la més alta) a veure si així puc obtenir tota la corrent que fa falta, o com a mínim compensar una mica la caiguda de tensió. Una altra cosa que observo és que a l’entrada del regulador hi ha tensió alterna (un arrissat excessiu). Per mi això vol dir de manera inequívoca que amb l’estirada de corrent el condensador rectificador que hi ha a la placa del transformador es veu superat; té massa poca capacitat, i per això no “aplana” prou la semi-ona que surt del pont de diodes. A partir d’aquí el problema s’estén al regulador, que no té prou tensió en contínua, i per tant ja no pot fer la seva feina.

La següent tasca és, doncs, canviar el selector del transformador i posar-lo al seu nivell més alt (10V sense càrrega), i canviar el condensador que hi ha just després del pont de diodes. Calcular el condensador és per mi un art llargament oblidat, però he trobat la fórmula en una carpeta on hi guardo coses interessants: C=(80000xI) / V; on naturalment C és la capacitat del condensador en micros, la I la intensitat (corrent) màxima de sortida, i la V la tensió. En el meu cas, C és la incògnita, I és 1A, i V és 10V. El resultat són 8000uF, que evidentment no és cap valor comercial. Per sort tinc entre els components recuperats de les autòpsies un condensador de 10000uF i 16V, perfecte per ara. I el poso al seu lloc en comptes del que hi havia, que és de només 1600uF. Això pot pal·liar una mica el problema, però em fa mala espina: si el condensador era tan petit, no deu ser que el transformador no pot donar tanta corrent com jo vull?

El transformador, amb el condensador nou al costat

Només una prova em pot contestar la pregunta, o sigui que hi torno… i el resultat és el mateix, tot i que el dibuix de la bateria ha aguantat una mica més, la tensió no ha caigut tant, i l’arrissat és pràcticament inexistent. Conclusió: he de posar un transformador més gran, aquest no pot donar la potència que necessito.

SEGON INTENT
Després de tantes explicacions i proves, torno a anar al lloc on ha començat tot, la caixa de les peces recuperades (he perdut el temps o he après quelcom? Vosaltres decidiu!). Hi torno tot el que ja no faré servir, i començo a buscar el que em fa falta. No en tinc gaires, de transformadors, però no obstant em sembla que he trobat un alimentador que em pot anar bé: una font d’alimentació d’una vella impressora de tinta HP. Com ja sabeu, n’he desmuntat unes quantes, o sigui que no és l’única que tinc. A l’etiqueta hi diu que dóna 30V i 12W (vegeu la foto a sota), o sigui que per la potència no he pas de patir (5V x 1A = 5W). També agafo un petit circuit que vaig fer fa temps, format per placa perforada, un integrat LM317 també TO220, el seu radiador (procedent de l’autòpsia d’una font d’alimentació de PC), i els quatre components passius que necessita. Em pot anar molt bé, ja que si no recordo malament no té problemes per donar 1,5A, inclús més amb altres encapsulats; i, perquè negar-ho, el vull fer servir perquè aquest és un dels meus integrats preferits (simple i econòmic).

El mòdul del LM317, amb radiador i tot Característiques de la font de la impressora

El que em porta més feina és obrir la caixa de l’alimentador HP, ja que aquests trastos no estan fets per desmuntar-los, i pel que sembla qui els va dissenyar havia treballat anteriorment molt de temps en una fàbrica de caixes fortes. Gairebé perforo l’immens condensador que porta tot fent palanca, però és que necessitava veure què hi porta a dins, aquest trasto, abans de fer-lo servir. Com em pensava, és una font no regulada, molt semblant a la que us he explicat abans: un transformador per convertir la corrent alterna de la xarxa de casa a un nivell molt més baix (i inofensiu), un pont de diodes (en aquest cas integrat), i un parell de condensadors, per rectificar (el gran) i filtrar (el petit).

Això és el que hi ha a dins la caixa negra que alimenta la teva impressora vella

Tallo el cable de sortida, i soldo l’entrada del 317, no sense abans mesurar la tensió amb el tester. M’apareixen ni més ni menys que 38,2V, que no és poca cosa. Mirant el datasheet del 317 em sembla que ho aguantarà (màxima diferència entre l’entrada i la sortida 40V, en aquest cas 33,2V, estem dins de paràmetres); una altra cosa molt diferent és si serà capaç de dissipar tanta potència, però això ja ho veurem. El següent pas és fixar la sortida del 317 a 5,1V (el protocol USB permet una tolerància, i prefereixo anar per damunt). El circuit que ja tenia fet estava fixat a 10V (el vaig fer un dia per carregar una càmera de vídeo que no era meva), i les resistències no em serveixen. Com que em fa mandra calcular-les (a aquestes alçades em pensava que ja ho tindria llest), li pregunto a sant Google: “LM317 calculator”; i l’oracle m’ha respost això, una calculadora online que us recomano totalment. Busco els components als calaixets, soldo la resistència i un potenciòmetre per acabar-ho de clavar, ajusto la tensió, i llest.

Ja només queda soldar la connexió USB que he estat fent servir tota l’estona i ho tinc, ja puc fer una altra prova. Per fi, la tablet comença el procés de càrrega sense cap problema. Però és tot un èxit? No ho crec pas, el radiador del LM317 està cremant i fa només uns segons que funciona. No em fa por per fer una prova, perquè aquest integrat limita la corrent i fins i tot la talla si s’escalfa massa, no és d’aquells que acaben desapareixent en un núvol de fum pudent. Però no és plan que aquest carregador pugui servir d’estufa i llenci quatre cinquens de la potència que consumeix! No anava pas desencaminat, quan he pensat que hi hauria massa potència a dissipar… No he mesurat la corrent que demana la tablet, però tan sols vulgui 1A, estem parlant de més de 33W (si és que el transformador els pot donar) de dissipació en calor, brutal! Però hi ha una bona notícia, el transformador ho aguanta perfectament, ni s’escalfa ni dóna problemes d’arrissat. Hora de fer la tercera iteració!

TERCER INTENT
El següent pas per mi és evident, a aquestes alçades: substituir el regulador LM317 per un que no tingui el problema de la temperatura, però mantenint -o millor encara augmentat- la capacitat de corrent. En aquest cas la meva tria és l’integrat LM2596 de National (ara Texas Instruments), que és un regulador commutat, no lineal com els altres dos que he utilitzat fins ara. El joc canvia una mica, doncs no és el mateix un regulador lineal que un de commutat, aquests últims no són tan fàcils de fer servir, hi ha més components externs i són més difícils d’encertar. Però aquí faig una mica de trampes, ja que enlloc de fer servir l’integrat a seques, he comprat un mòdul que ja ho porta tot, el xip i els components passius. De fet, el vaig comprar fa temps a ebay per provar-lo; em va semblar molt bon negoci, per poc més d’1€ tens tota una font d’alimentació. Si mirem el datasheet del LM2596, veiem que pot agafar una tensió d’entrada de fins a 40V i “baixar-la” tant com vulguem, fins a 1,2V! Amb molt bona eficiència (molt millor que un regulador lineal, és clar) i, això és el millor, fins a 3A de corrent! Amb tanta corrent puc aprofitar que el connector USB és doble per carregar dos dispositius alhora, encara que els dos siguin exigents quant al consum.

El mòdul del 2596 que vaig comprar a ebay

L’únic problema que li veig al mòdul (no a l’integrat) és que el condensador electrolític que hi ha a l’entrada és per a 35V com a molt, mentre que jo n’hi posaré una mica més, de tensió. Sembla que és una decisió una mica discutible, la que ha pres el dissenyador d’aquest mòdul; tenint en compte que l’integrat accepta fins a 40V hauria estat més raonable posar-lo de 50V o millor encara de 63V. Quan m’he adonat d’això he fet un tomb per ebay i he vist que hi ha altres mòduls que això ja ho han tingut en compte. Me’n compraré dos o tres més, em sembla que trobaré molts usos per aquests aparells en el futur (el 317 ha estat desbancat a la meva llista de preferits?).

Tot el muntatge sencer, de l'endoll a l'USB

Tornant al tema de la font, el muntatge que faig no pot ser més senzill: de la sortida de la font de la impressora a l’entrada del mòdul, i de la sortida al connector USB. Només queda regular la sortida a 5,1V amb l’ajuda del tester, i per fi puc fer la prova: oli en un llum! La tablet carrega sense problema, i ben ràpid que va. L’integrat quasi no s’escalfa, i la resta de components que hi ha al voltant tampoc; em pensava que potser hauria de posar un radiador al xip, però ni tan sols això no cal. Més eficiència vol dir que no dissipem tanta potència, per tant menys escalfor.

El condensador de l’entrada del mòdul em fa patir, doncs està treballant fora de paràmetres. No crec que duri massa, però ja n’he demanat un d’igual però de 63V per quan peti. Quan m’arribi el canviaré i tinc carregador per temps. Ara el següent pas és ficar-ho tot plegat en una capsa de plàstic, és una mica perillós tenir els pins del transformador a l’abast! I també cal dir que millorarà una mica l’estètica. Però en aquest punt ja ho considero un èxit, ja que la tablet està carregada i la meva filla em deixa en pau mentre hi juga.

El carregador funciona i la tablet està a punt per jugar!

ÚLTIMS TOCS
He tornat a visitar “la caixa” per buscar un embalatge adient pel carregador. Per desgràcia aquest transformador és molt voluminós, i només he trobat una capsa prou gran:

Caixa d'electricista, que lletja!

No m’acaba de convèncer, si el fico aquí a dins serà encara més lleig que ara. Es nota massa que és un producte industrial, pensat per ser pràctic i no bonic. No veig la manera de fer que aquesta caixa de connexions millori l’estètica del carregador. He pensat pintar-la, llimar-li les irregularitats de la part inferior i posar-li llàgrimes de goma, treure els conus de goma i posar-hi reixetes de ventilació als forats que deixin, i fins i tot ficar-hi un led indicador… però tot i així em penso que no quedarà prou bé.

Mentre vaig donant voltes al tema de la caixa m’ha arribat la comanda de components, i amb ella el condensador que em faltava. No he tingut cap problema per treure el que hi havia, de 35V i en SMD, i posar-hi el nou, de 63V i amb potes (i de 105ºC, que no m’estic de res!). És més gran, és clar, però això no suposa cap problema. Ho he tornat a provar i segueix funcionant perfectament.

Adéu condensador SMD a 35V! Hola condensador amb potes a 63V!

El temps ha anat passant mentre pensava en fer-li una caixa al carregador, que ha anat funcionant cada dia. I per fi ha arribat el que vaig comprar a Hong Kong. També funciona correctament i, al contrari del que em pensava, ho ha fet més de tres vegades. Ara faig servir aquest, o sigui que ja no penso en la caixa. Em sembla que el projecte es quedarà així, i el guardaré tal com està per si mai em torna a fer falta. El millor que puc fer és acabar d’escriure aquest post (quant de temps fa que vaig començar?), i oblidar-me del tema. Una cosa més que deixo a mitges… Com a mínim haurà servit per aprendre alguna cosa!

El carregador nou, funcionant perfectament

Res més, us deixo les fotos al flickr, fins a la propera!

Hora de fer soroll

He començat una petita sèrie de circuits i maquinetes de fer soroll: la primera que vaig muntar -ja fa bastant de temps- va ser la famosa Atari Punk Console (APC); ara m’he posat a muntar altres circuits que he anat trobant per la xarxa, i mica en mica m’ha anat picant el cuc de fer més i més soroll. De fet, quan ja has fet uns quants circuits que encenen leds de colors ja en comences a estar tip, i una petita introducció al món de l’audio electrònic és una pausa ideal per fer coses diferents i divertides alhora. Un altre aspecte que m’ha semblat interessant és la creativitat que la gent demostra a l’hora de posar aquests aparells en caixes, pots, “túpers” i demés embolcalls, per fer-los encara més estrambòtics, exclusius i personals. És un aspecte en el que penso aportar alguna cosa, jo també, si puc.

familia audio 01

ATARI PUNK CONSOLE
Començo per fer-vos cinc cèntims de com vaig muntar l’APC, i llavors seguirem amb la resta. Hi ha mil circuits i instruccions a la xarxa per muntar-la, jo vaig fer servir aquestes, que estan molt bé. El muntatge és molt ràpid perquè no cal ni fer una placa, es munten els components a l’aire (“dead-bug style“, em fa gràcia aquesta definició!) i ja està. Muntar el circuit és tan fàcil que gairebé la única gràcia que té és saber on el posaràs quan el tinguis fet. Hi ha gent molt creativa en aquest aspecte, si no em creieu pregunteu-li al Google. Jo per part meva vaig utilitzar restes que tenia per aquí, que és el meu estil inconfusible: una làmpada de sobretaula espatllada, una bola de plàstic de les maquinetes de regals per a nens, un altaveu d’una joguina que va deixar de funcionar… Aquí us deixo unes fotos de l’aparell una vegada fet, ja que per desgràcia no en tinc de quan el vaig fer. L’he obert perquè tingui una mica de gràcia, el reportatge.

apc 01 apc 02 apc 03

apc 05 apc 08 apc 07

Jugar amb aquesta maquineta és divertit, però amb només dos controls de seguida li treus tot el suc que té, i alguna cosa dins teu et diu: “en fem una altra?”.

THEREMIN AMB LLUM
La segona incursió ha estat un petit “Theremin” que funciona amb un simple 555 i es controla amb llum. Hi ha diverses variants voltant per la xarxa, jo he muntat aquesta.
El circuit és encara més senzill que l’APC; no obstant l’he muntat primer al protoboard, i ara que ja sé que funciona l’he passat a una placa perforada. El muntatge definitiu l’he ficat en una capsa de complements vitamínics o quelcom similar, on hi he pogut ficar l’altaveu i la pila. És super-divertit jugar-hi (als meus fills els encanta), o sigui que mereixia un muntatge més resistent que el protoboard.

light theremin 01 light theremin 03 light theremin 04

light theremin 05 light theremin 06

Se m’ha acudit que en podria fer un derivat interessant; amb un altre oscil·lador es podrien controlar uns quants leds (una altra vegada leds? que no havia dit que ho estava deixant?) que s’encendrien rítmicament, de manera que quan incidíssin a la fotocèl·lula provocarien canvis de nota cada cert temps. D’aquesta manera es podrien “programar” patrons o “samplers”. Quan ho tingui més clar (i si tinc temps, és clar) ho muntaré i ho explicaré en un altre post.

SUBOSCILATOR
Per últim, la tercera màquina que he provat de fer és un “suboscilator”, partint d’un esquema que he trobat aquí. L’he muntat en un protoboard per provar-lo i sona prou interessant, o sigui que el següent pas lògic és muntar-lo en una caixa amb botons i palanques, com ha de ser. El circuit l’he soldat en placa de prototip, perquè el protoboard és massa fràgil i provisional, i l’he de fer servir per altres idees. I ara que ja tinc la placa a punt, només toca ficar-ho tot plegat en un envoltori suficientment portàtil, còmode, ergonòmic i barat… què us sembla el primer que he trobat?

suboscilator 01 suboscilator 02 suboscilator 03

suboscilator 04 suboscilator 05 suboscilator 06 suboscilator 07
suboscilator 08 suboscilator 09
suboscilator 10 suboscilator 11 suboscilator 12
suboscilator 13 suboscilator 14 suboscilator 15
suboscilator 16

I ara que el tinc muntat, toca remenar-lo una estona! Realment és increïble quanta estona puc estar idiotitzat concentrat fent sorollet amb aquests aparells casolans! Aquest suboscilator és molt divertit, però hi ha unes quantes coses que no m’agraden, i com bon “remeneta” que sóc, ja estic pensant maneres de “tunejar-lo”, o millor, de fer-ne un de nou partint de zero (us he comentat que el preu dels components és mínim?).

Anem pel que no m’acaba de convèncer: en primer lloc, no totes les etapes divisores del CD4060 són presents a les sortides (és una característica d’aquest integrat). Això fa que no sempre hi hagi una relació de 1:2 entre un interruptor i el següent (que em sembla que és una octava, però no n’estic segur). Això significa que les freqüències que es poden mesclar estan una mica limitades, n’hi podria haver més. En comptes de tantes sortides (interruptors) que canvien d’estat tan lentament (produint el que en podríem dir la base rítmica), m’agradaria que hi haguéssin més freqüències altes (aguts) per produïr el que en podríem dir la nota principal. Em sembla que aquest problema va molt lligat al propi disseny de l’integrat, doncs amb més etapes divisores se li podria treure més suc. Podria fer un altre circuit, amb un oscil·lador i nombroses etapes divisores (he de mirar amb quins integrats concrets); amb això aconseguiria tenir totes les divisions que ara trobo a faltar.

Una altra cosa que no em convenç gaire d’aquest circuit és que doni senyal de línia enlloc de fer sonar directament un altaveu, com fan els altres dos aparells. Això el fa menys independent i portàtil, cosa que és un gran punt d’aquests trastos. Per tant ja tinc una excusa per muntar un petit amplificador d’àudio, un projecte que fa temps que tenia al cap… potser per això he trobat en un calaixet una colla de LM386 a punt per fer la seva feina?

Però aquestes últimes idees ja les desenvoluparé un altre dia, que aquest post ja s’està fent massa llarg…

A reveure, tota la mandanga fotogràfica al lloc de sempre. Els vídeos són al teutub.

El meu Mousebot (1)

LA IDEA
Ara mateix el que tinc ganes de fer (de fet, li vaig prometre a la meva filla) és un robotet en forma de ratolí que es pugui controlar remotament amb un comandament. Que tingui forma de ratolí és literal, però vull dir de mouse d’ordinador; el que intento dir és que vull fer un mousebot teledirigit. Sí, ja sé què esteu pensant: “Molt fàcil: vas als xinos, compres un cotxe teledirigit de 10€ i el disfresses de ratolí!”. Però si tingués la intenció de fer això no n’escriuria un post i això no seria el Talleret, oi? Per tant opto per la via complicada, la de les coses que no encaixen, la de repetir una i tres vegades el mateix circuit fins que funciona, la de comprar components a tort i a dret, la de les hores de llegir datasheets i els malsons de software… o sigui, la divertida!

LA TEORIA
Començo fent anar el boli de manera automàtica, tot dibuixant moltes coses sense sentit, fins que surt quelcom amb una mica de cara i ulls. Una mena de diagrama de funcionament, i un croquis del mouse (la part del controlador ja vindrà després). Surt una llista de materials per cada part, és a dir, del comandament per una banda i del mousebot pròpiament dit per l’altra.

El segon pas és, com no, obrir la caixa de les restes electro-informàtiques i veure què ens pot servir. Tot el que pugui trobar aquí no ho hauré de comprar, i potser fins i tot alguna cosa m’inspira a canviar el que ja tinc més o menys pensat. Després d’una estona de rebuscar, el botí és el següent:

-Un mouse òptic PS/2 abandonat per “funcionament erràtic”, la base del projecte.
-Un telèfon mòbil nokia 6060 en desús però bon estat, del que puc agafar la bateria i fer servir el carregador.
-Tres rodes i un eix que formaven el carro d’arrossegar el paper d’una impressora. Evidentment serviran per fer de rodes (no calen totes tres); potser l’eix també el faig servir. Si no recordo malament, això ho vaig recuperar d’una vella HP DeskJet 660. Aquestes rodes són especialment bones perquè estan recobertes d’una goma molt tova que tracciona perfectament (estan fetes per arrossegar el paper!).
-Dos motors molt petits amb els seus engranatges, si no recordo malament provinents d’una pletina de cassette. No són idèntics, però semblen força iguals. No en tinc cap dada, potser no em serveixen perquè ténen poc parell o consumeixen massa… no ho sé, els he de provar.
-Un interruptor molt vell que pot haver format part d’una ràdio, una joguina o quelcom similar.

Mirant la llista que he fet, i la de peces que he trobat, veig que em falten algunes coses:

El robot necessita un cervell, és clar; vull decantar-me per alguna cosa similar a un Arduino (compatible, perquè l’Uno no cap dins el mouse ni de broma). Fa temps que segueixo (i admiro secretament en silenci) el paio de JeeLabs, que té un producte que em serveix, el JeeNode: és compatible amb l’Arduino i té una ràdio incorporada (he dit que havia de ser teledirigit, recordeu?), o sigui que serà perfecte. A més em dóna l’excusa per trastejar el JeeNode, fa temps que li tenia ganes però no trobava cap excusa/projecte per comprar-ne un o dos.

La part de l’alimentació no la tinc molt clara; només tinc clar que vull prou potència i autonomia per no quedar-me tirat, en realitat el que vull fer és una joguina i ha de ser divertida. Això em porta a Li-Ion o Li-Po, dues coses que també fa temps que vull provar d’experimentar. Tinc la bateria del mòbil, que és una Li-Ion de 800mAH (crec recordar), hauria de ser suficient però ja ho comptaré quan tingui alguna dada de consum dels motors i la resta. Dubto si posar un circuit carregador dins el mouse (més car, però més pràctic) o treure la bateria cada vegada que es descarregui i carregar-la amb el mòbil (més feina, però més econòmic). També ho deixo per decidir més endavant, però compraré algun circuit carregador (a Adafruit o Sparkfun) per si de cas, i potser alguna bateria de recanvi (a EBay). Faran falta uns quants components no massa importants ni difícils de trobar, i també petites peces de ferreteria, però ara això no em preocupa perquè ho puc comprar fàcilment a mesura que avanci el projecte.

LA PRÀCTICA
Mans a la obra! El primer que faig és demanar els components als diferents llocs d’internet. He aprofitat per demanar uns quants components més que em poden anar bé tant pel mousebot com pel seu comandament, ja que pago els ports… I mentre espero que els funcionaris de correus i duanes de mig món facin la seva feina amb abnegació inhumana per satisfer-me, em poso a desmuntar el mouse que és la primera de les intervencions que duré a terme.

Treure les rodes de l’eix és el primer que he fet, només trobar-les. Després de medir el mouse tallo l’eix, i llimo una mica la carcassa per ubicar-lo. Presento les rodes i començo a pensar com ubicar-les per fer la transmissió amb els motors. La manera més fàcil és una transmissió directa, com la que he dibuixat al croquis, però ubicant els motors de manera que els seus eixos estiguin paral·lels als de les rodes i no transversals. Aquesta mena de transmissió directa em pot portar alguns problemes, sobretot tenint en compte que els motors no porten cap mena de reducció. Això vol dir que haurè de fer servir pulsos per controlar els motors, si vull tenir algun control sobre la velocitat de l’aparell. A més, si vull girar sense una roda directriu al davant (no crec tenir espai per tantes coses, a dins de la carcassa), no tinc més remei que controlar la velocitat de cada roda independentment: per girar a la dreta el motor de l’esquerra ha d’anar més ràpid que el dret, i a l’inrevés. Això també permet girar amb radis molt petits, aportant molta manibrabilitat; encara se’n podria aconseguir més si els motors poguéssin girar en els dos sentits, però això requeriria un pont en H per cada motor i no vull fer-ho tan complicat.

Faig unes petites regates als extrems de l’eix per col·locar uns anells de retenció, amb la finalitat de no deixar escapar les rodes. Abans de posar-les, les unto bé amb greix de liti perquè girin bé (giraran les rodes i l’eix serà fixe) i hi poso volanderes per ajustar-les més. Amb aquesta configuració de les rodes, i la posició de l’eix ben definida pels petits encaixos que he llimat a la carcassa, ja puc ubicar els motors. Faig els forats per passar els eixos i els cargos i els collo al seu lloc. Sembla que no es pot tancar la carcassa per culpa dels motors, però com que falta molt poc llimo la part superior amb la Dremel i solucionat; des de fora no es veu res, perfecte.

A la part superior de la carcassa de moment només hi ha l’eix de les rodes, i a la part inferior els motors. Hi afegirem alguna cosa més: l’interruptor (per engegar o parar el mouse) i un led que també prové del mouse (amb una única finalitat estètica, per tapar el forat per on sortia el cable). L’interruptor el situo al darrera, on hi haurà més distància a terra degut al gran diàmetre de les rodes. Al davant hi hauria d’haver alguna mena de roda boja, però com que no en tinc cap a mà començo a pensar què hi puc posar. Tot el que se m’acut és una esfera d’acer, d’aquesta manera hi haurà un sol punt de contacte amb el terra i el fregament serà quasi nul (aquest robot és per anar per casa, per tant es desplaçarà sobre superficies molt llises i regulars). L’esfera la fixo amb epoxi a un forat que he fet a la part inferior, i el led amb un bon tou de cola calenta.

La carcassa ja tanca i els motors freguen prou bé amb les rodes, tot i que cal millorar aquesta transmissió. Això serà més endavant, perquè ha arribat una part de les comandes, ara toca treballar en les entranyes de la bèstia…

Fins aquí he arribat de moment, us ho segueixo explicant un altre dia!

La Taula de Leds (3 i fi)

Aquest post és la continuació i el final de la primera i la segona part del projecte de construcció d’una tauleta de cafè amb leds de colors. Avui veurem la placa electrònica definitiva, la seva ubicació, i l’acabat i decoració final de la taula.

LA PLACA FINAL
A l’hora de fer el circuit imprès definitiu, he tingut en compte un factor molt important, i és que hi ha quaranta(!) cables que s’han de soldar, i l’espai és molt limitat per gruix i mida. Per tant dissenyo el PCB a una sola cara i més gran que la placa prototip, per facilitar-me la feina. A més, canvio els leds de la placa de prova per uns leds SMD gegants, per tenir uns “pads” ben grans on poder soldar els cables. El motiu de fer les pistes en SMD és per no haver de foradar la placa, i per tant girar-la per soldar en la seva ubicació final, cosa que seria impossible havent soldat uns quants cables ja que no tinc accés per darrera. El micro, tot i no ser SMD, també el soldaré a la mateixa cara i sense foradar (amb un sòcol, que també em permetrà canviar-li el programa o substituïr-lo si es fon amb el temps). Les resistències si que les munto per l’altra cara, ja que no em portaran problemes i tindré més espai pels cables.

Pel disseny de la placa torno a l’Eagle, mentre que per la realització de la placa física, aquesta vegada utilitzo la insoladora, ja que el tema de la planxa no em convenç gens; el resultat, com veureu, és molt millor.

placa PCB taula taula leds 18

Comença ara un procés de tall de cables a mida, estanyat, i soldadura d’aquests a la placa que dura força estona (al contrari que a la majoria, a mi no m’avorreix soldar o foradar plaques, més aviat em relaxa). Abans de començar, fixo la placa a lloc amb uns quants cargols, i sense massa miraments. Una vegada he soldat tots els cables a lloc, soldo el sòcol, monto el micro i faig la comprovació final; cap problema, tot funciona correctament.

taula leds 19 taula leds 22 taula leds 24

TANCANT-HO TOT PLEGAT
El següent pas és muntar el “sandvitx” de plaques de fusta, metacrilat i vidre. Un primer inconvenient és que el microcontrolador ha quedat massa amunt per culpa del sòcol i supera l’alçada general de la fusta on es troba. Això ho soluciono fent un forat a la fusta de sota, que em serveix alhora per passar els cables cap al portapiles amb l’interruptor que hi he muntat. Ho fixo amb “velcro” després de pintar la part de sota de la fusta de color negre. Així podré treure el portapiles fàcilment per canviar-les, i a sota tindré accés al micro per reprogramar-lo, com us deia abans.

taula leds 37 taula leds 38

Seguint amb el “sandvitx” de plaques, m’adono posant el metacrilat damunt la fusta dels leds que aquesta es transparenta una mica, delatant la ubicació dels leds. Com que aquest efecte no m’agrada gens (no vull que es vegi on són els leds si no s’encenen), pinto la cara superior d’un color molt fosc (protegint cada led abans, evidentment). Ara ja no es nota gens on són; amb el vidre finalment al damunt, l’efecte és molt bo. (D’aquest moment no en tinc fotos, em va ratllar molt haver-ho de fer perquè no ho tenia previst, i ho vaig fer amb pressa i sense càmera).

EL MARC
Ara, però, sorgeix un altre problema: com unir les plaques entre elles, i què fer per dissimular el mal efecte dels laterals. Una solució a tot plegat seria un embellidor a tot el voltant, com un marc; aquesta idea ja se m’havia acudit però no l’havia treballat més. Al final em decideixo per fer un marc d’alumini: només cal trobar la mida adient i tallar-lo en quatre peces a escaire. Una vegada tallades, faig uns forats per sota per collar-les a la fusta amb uns simples cargols. Abans de tancar-ho, afegeixo uns cargols roscats per dins, que serviran per collar tot el conjunt del marc a l’estructura de les potes de la taula.

L’efecte és molt bonic, però té un parell d’inconvenients: el perfil d’alumini no tenia cap acabat, per tant no està protegit i amb el temps canviarà de color i es farà lleig; l’altre problema és que les cantonades són com ganivetes, massa perilloses (tinc canalla a casa, un d’ells en edat d’aprendre a caminar). O sigui que el primer pas és llimar amb cura totes les cantonades, i el següent donar una capa de pintura. Això de pintar l’alumini se’m presenta com una oportunitat, i penso aprofitar-la: li donaré el toc final amb la pintura.

taula leds 25

EL TOC FINAL
He pensat un tema força adient (i força “friki” també): els Space Invaders. Començo amb un parell de capes de color blau elèctric, i després dibuixo, retallo i enganxo les figures que he triat com a decoració. Després un parell de capes de color negre, desenganxar les figures (la part més difícil de tot el projecte amb diferència, si ho arribo a saber…), i finalment retolador de dos colors diferents i dues capes de vernís brillant.

taula leds 26 taula leds 28 taula leds 30

taula leds 31 taula leds 33

Ja ho tinc, està acabada! Us heu fixat en el detall “friki” de la data en binari?

taula leds 35 taula leds 36

taula leds 40 taula leds 39

I un video perquè veieu quin és l’aspecte i funcionament final en la seva ubicació…

EL SOFTWARE
Pel que fa al programa, m’he quedat amb la primera versió funcional, i no només perquè no tinc ganes de programar més, sinò perquè aquí també he volgut aplicar la màxima de la senzillesa. Com heu vist al vídeo, el programa simplement passa per una rutina que encén cada led per ordre (només per verificar que funcionen tots) un temps concret, i després encèn leds a l’atzar durant un temps també determinat a l’atzar. Això fa que mirar la taula no sigui avorrit, i les combinacions siguin “infinites” (tot i que la capacitat per extreure atzar pur d’un micro tan barat és força limitada).

Com també us haureu adonat, el programa (o el circuit) no és perfecte; hi ha moments en que s’encenen 2 o més leds, i amb diferents intensitats. Això ja ho vaig detectar a la placa prototip, però en comptes d’arreglar-ho ho vaig deixar perquè em va agradar l’efecte. De fet, és una manera bruta i grollera de superar un petit inconvenient del “charlieplexing”, i és que només es pot encendre un led alhora. Si ho hagués volgut arreglar, hauria mirat amb més cura el circuit dels leds (podria haver-hi algun error en alguna pista), i després en el programa, on podria haver-hi algun error a l’hora de posar alguns pins en triestat o potser activar o desactivar les resistències internes de “pull-up” que porten aquesta mena de micros en alguns pins de i/o.

CONCLUSIONS
Com en tants d’altres projectes, en aquest cas ens trobem que tant els avantatges com els desavantatges provenen del mateix lloc, i és haver decidit utilitzar tota una colla de components “minimalistes”. Vull dir que té la seva gràcia encendre 20 leds de colors amb només un microcontrolador de 8 potes i que val prop d’un euro, però això ens ha comportat una sèrie de limitacions. Amb un micro més potent hauríem pogut controlar més leds, i fer un programa molt més elaborat (el micro tindria més memòria), potser utilitzant PWM per encendre i apagar els leds de manera més suau. I no parlem ja si a més del microcontrolador afegim més elements, com registres de desplaçament, matrius de leds, etc. Com ja he dit, però, al principi l’objectiu era fer una cosa barata i senzilla, i crec que això ho he aconseguit; si mai vull fer una segona taula amb llumets, creieu-me que serà més complicada i espectacular.

Res més, de moment, espero que us hagi agradat aquest projecte, i fins a la propera!

Fotos i vídeos de tot plegat al Flickr.

La taula de leds (2)

Aquest post és la continuació de “La taula de leds (1)“. Després d’aquest n’hi haurà un tercer que tancarà el projecte.

MANS A LA OBRA
Ja prou de parlar i preparem les eines!
El primer que faig és l’esquema, sense tenir molt clar encara com vull que sigui la placa. Faré una placa prototip per començar a programar el micro, i quan ja tingui el programa funcionant dissenyaré la placa final tot pensant en la ubicació definitiva a la taula.
Només començar ja em trobo amb un petit problema. Com que encara no domino això de programar el xip en la mateixa placa final (ICSP, o sigui in-circuit serial programming), el programaré a part per posar-lo després a la placa. O sigui que he de fer una petita placa per programar i prou. Aquí sota podeu veure un esquema teòric extret del datasheet del micro, junt amb la placa que he fet. No està malament per començar, ara que ja he provat això de la transferència de tóner, aviat podré fer plaques més grans. Aquest tema de com fer plaques està tan ben explicat a molts llocs que jo no hi entraré pas, doneu un cop d’ull al següent enllaç, que a mi em va anar molt bé, i no us desespereu com jo amb la planxa…
-enllaç: transferència de tóner

-esquema teòric i circuit imprès del programador
esquema del programador placa del programador

També us deixo un link d’una explicació que a mi em va ser molt útil per començar a programar els xips Atmel, instal·lar tots els programes i fer els primers passos, en anglès, of course.
-enllaç: primers passos amb l’AVR studio

Ara que ja sóc capaç de programar el xip i ja començo a treure la pols als meus coneixements de llenguatge C amb l’AVR Studio, puc passar a la placa prototip. Us poso l’esquema teòric a sota; hi van els 20 leds, les 5 resistències, el microcontrolador i un polsador de reset per si es penja el firmware. Una altra sessió de routing a l’Eagle i ja ho tinc, llest per embrutar-me les mans un altre cop amb el clorur fèrric. La placa no és pas cap èxit (repeteixo que no estic convençut amb això de la planxa), o sigui que he repassat algunes pistes amb l’estany. Soldar els components no és cap problema, els leds els poso barrejats de diferents colors sense tenir massa en compte les diferències de tensió entre uns i altres -les resistències ja faran la seva feina. Aquí ho teniu tot:

-l’esquema teòric
esquema

-el circuit imprès
placa prototip

-la foto de la placa amb els components soldats
soldat!

EL PRIMER PROGRAMA
Ara que el hardware de prova ja està acabat, és el torn del software… Així que escric el primer programa, funciona molt justet però és un primer pas. Ja l’he “pujat” al micro i, després dels inicials problemes típics (recordeu la màxima “si funciona a la primera, repassa-ho, alguna cosa va malament!”), he fet unes petites modificacions i ja funciona bé. Mireu les fotos i el video, la cosa marxa!

-video de la placa en funcionament

-fotos de la placa prototip funcionant
taula leds 01 taula leds 02
taula leds 04 taula leds 06

FEINA DE FUSTER
Solucionada la part electrònica del projecte (tot i que no definitiva), em centro ara en la part “mecànica” o “física” del problema, és a dir, el muntatge de la taula. Com ja he dit, he aprofitat una taula de café que tenia de l’altre pis. Li desmunto un parell de coses que sobren (l’elevador, que no funciona bé), li trec el vidre, i tallo la fusta i el metacrilat a mida (serra de calar). La feina més pesada és soldar cables prou llargs a cada led (n’hi ha 20!) per anar fins a la placa, però passa ràpid. La següent tasca és preparar la fusta; la idea és senzilla, fer una mena de “sandwitch” amb la fusta que porta els leds, el metacrilat i el vidre al damunt. Potser sota la fusta, i per tapar tots els cables i la placa, li poso una altra fusta més prima. Segons com em vingui fins i tot ho puc rematar amb alguna mena d’embellidor a tot el voltant.
Marco totes les posicions dels leds damunt la fusta en llapis, i faig els forats amb el taladre. Per darrera faig els forats més grans, hi ha d’haver espai per maniobrar. Una vegada foradada la fusta, hi he de preparar els passos dels cables, no vull que superin el gruix de la fusta. Aquesta és una tasca per la fresadora; com que no en tinc cap n’he demanat una al meu pare, és vella però farà la feina. Després d’una estona de soroll i pols, la feina està feta. Els contorns són molt irregulars, com podeu veure a les fotos, però és que no em venia de gust marcar-los amb el regle i fer una obra d’art. Total, no es veurà!

taula leds 08

taula leds 09

LA INSTAL·LACIÓ
Ara toca anar posant led per led al seu forat. Per fixar-los faig servir cola calenta, que serveix per tot. De tant en tant també en poso per fixar els cables, que tot plegat serà un embolic, sinò. Al final, tots els cables van a parar a la zona central on hi posaré la placa, de moment els deixo llargs i amb la placa a lloc ja els tallaré.

taula leds 15 taula leds 14 taula leds 16

taula leds 10

Al següent post posaré la placa definitiva i la seva ubicació a la taula, tota decorada amb tota una colla de detalls finals. Fins a la propera.