Reviure bateries 2

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

102_0424

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

102_0425

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

102_0426

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

102_0428

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

102_0430

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

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

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

102_0431

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

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

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

Reviure bateries

LA BATERIA DEL TREPANT

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

bateria2 bateria1

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

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

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

LES CEL·LES

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

102_0353

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

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

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

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

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

102_0355

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

102_0356

102_0331

102_0333

TORNANT LES CEL·LES A LA VIDA

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

102_0342 102_0343

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

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

102_0335

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

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

102_0338

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

I ARA QUÈ?

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

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

102_0350 102_0351

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

102_0359 102_0361

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

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

Res més per avui, fins a la propera!

La tablet

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

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

100_2930

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

100_2927

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

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

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

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

100_2906

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

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

Reparant una emissora

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

100_2891

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

100_2890

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

100_2893 100_2889

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

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

100_2894 100_2895

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

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

100_2884 100_2885

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

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

100_2886

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

100_2888

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

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

100_2897 100_2898 100_2899

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

100_2901

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

100_2902 100_2903

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

100_2904

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

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

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

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

100_2915 100_2917

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

100_2924 100_2926

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

Això ha estat tot per avui, fins la propera!

El 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!

La màquina de fum

stage lights

Avui, en comptes de fer l’autòpsia d’un escàner, una impressora, o qualsevol altra porquería que tots coneixem i utilitzem habitualment, veureu les entranyes d’un aparell que segur que molts de vosaltres no teniu per casa: una màquina de fum. Sabeu quan als concerts es comença a fer visible una boira densa damunt de l’escenari que fa que els llums es vegin de manera espectacular? Doncs aquest efecte s’aconsegueix amb un fum sintètic que es fa vaporitzant un líquid especial, i això ho fa una màquina com la que ara mateix tinc damunt del marbre.

01

EL PACIENT
Aquest és el subjecte de la nostra aventura d’avui. És un model petit i senzill, econòmic, però fa la seva feina. O millor dit la feia, doncs un meu col·lega me l’ha portat perquè miri què li passa, no funciona. Si es pot arreglar, per això estic; si no es pot o surt massa car, el tracte és que les peces són per mi. Amb aquest tracte gairebé venen ganes de dir que no es pot arreglar, no? Però no sóc tan mangui, i menys amb un col·lega.

02

Abans d’agafar el tornavís per obrir-la, li farem una ullada general i ens familiaritzarem amb els components i les funcions. A mesura que l’anem desmuntant continuarem aquesta tasca, per després veure si trobem què és el que falla.

04 03

El cos principal allotja gairebé el total de peces i components necessaris perquè la màquina funcioni. Aquest model, de marca Velleman i referència VDL800SMT2, té a més un comandament a distància (amb cable) per fer anar la majoria de les funcions: engegar, parar, mode automàtic, quantitat de fum, interval de temps… El comandament es pot desprendre del cos principal (amb un connector DIN de cinc pins) i el cable d’alimentació és un schuko clàssic que tots (els europeus continentals) tenim per casa repetit cent vegades. El comandament ja li trec per no fer embolics de cables, l’altre està fixat per un retenidor.

06

A la carcassa hi ha un arc metàl·lic que no té més funció que penjar la màquina; això és útil damunt d’un escenari, fins i tot per inclinar-la quan es troba a terra. Aquest arc s’uneix a la carcassa amb uns cargols amb mànec manual de plàstic, per poder-ne regular la inclinació sense eines una vegada es troba penjada. Això també ho desmunto perquè no em faci nosa.

maquina de fum 07

Encara sense obrir, podem començar a identificar algunes de les parts principals. Cap a la part del darrera, per damunt, podem veure el tap del dipòsit, per aquí reomplim el líquid quan s’acaba (sabeu que n’hi ha amb olors i de colors?). Per saber-ne el nivell, hem de mirar un trau a la part posterior de l’aparell. Quan la màquina està engegada, aquest trau s’il·lumina de color blau i podem mirar el nivell fins i tot en la quasi absoluta foscor dels escenaris; ben pensat. Un detall que m’ha agradat és la peça que hi ha al final del tub que xucla el líquid del dispòsit. Pesa molt, de manera que si la màquina es tomba sempre va a parar a la part més baixa, on hi haurà líquid fins que s’esgoti, i alhora fa de filtre per evitar que petites impureses puguin bloquejar la bomba o encallar el líquid dins la resistència o el broquet.

09 10

Aquesta última es troba a la part del davant, i és per on es vaporitza el líquid. Està marcada amb una advertència que diu que està calent; no tinc ni idea de quina temperatura agafa, però segur que crema quan funciona. Ja no queda res per veure per aquí fora, o sigui que agafo el tornavís i l’obro d’una vegada.

05 08

DESMUNTANT
És d’agraïr que només faci falta un simple tornavís Philips per accedir a l’interior d’aquesta petita maquineta, sempre és millor que les coses es puguin reparar sense eines especials. A l’hora de treure la tapa només hem de vigilar de no embolicar-nos amb el tub del dipòsit, i guardar bé tots vuit cargols. Aquesta tapa és una simple peça de planxa metàl·lica plegada, amb uns quants forats per refrigerar, els dels cargols, el del tap del dipòsit i poca cosa més. Un prodigi de simplicitat, com tot l’aparell.

Només d’obrir la màquina em trobo que està per tot arreu molla, s’ha degut vessar el líquid; probablement per haver-la tombat, no sembla que el dipòsit tingui cap pèrdua. Aquest líquid és molt untós i difícil de netejar. Deu fer molt de temps que corre per aquí dins, no crec que s’evapori, és dens i llefiscós com l’oli. També sembla corrosiu, algunes de les peces de ferro han començat a rovellar-se tot i la capa de pintura. El circuit electrònic però, no sembla pas afectat; tot i que està moll no es veu que estigui malmès enlloc. Però això ja ho veurem després, hi haurà temps per provar-lo. Una estona més tard, i després d’haver gastat uns quants papers absorbents, l’interior de la màquina es troba en perfecte estat de revista, puc continuar amb les fotos.

11

Aquí dins tot està molt ben endreçat, i segueix mantenint la simplicitat que porta a l’economia. Al costat del dipòsit, si comencem de darrera a davant, veiem el circuit imprès amb l’electrònica que governa l’aparell, separat d’aquell per una planxa que alhora fa de suport. Hi ha cables cap a les connexions posteriors que us he comentat abans, i cap a la resta de components, més endavant. Tots els cables que porten una tensió important estan ben aïllats, i els diferents components estan separats i connectats als cables amb terminals. De moment puc dir que està ben feta, aquesta màquina. Un detall que m’ha agradat molt és que l’interruptor principal és bipolar, mentre que a la majoria d’aparells domèstics es sacrifica una mica de seguretat per estalviar, i es posa unipolar.

15
16 17
12
23

Aquest circuit em sembla que fa ben poca cosa. Hi ha un transformador (el component més gros, un quadrat de metall amb aïllament groc i vermell), un pont de diodes (rodó i negre, al costat del transformador) i un parell de condensadors; tots aquests deuen formar part d’una senzilla font d’alimentació. Els transistors deuen servir per activar el relé (el component blau rectangular). Em sembla que tot el circuit de control de temps i temperatura es troba a l’interior del comandament, o sigui que li faig una ullada.

24

Obrir el comandament també és molt fàcil amb un tornavís Philips, però en aquest cas només veiem la part posterior de la placa quan treiem la tapa de plàstic. Per veure la cara dels components caldria desoldar els polsadors que estan fixats a la caixa de plàstic, en aquest cas no és massa fàcil d’obrir. De moment no ho obriré, perquè ara la feina és reparar la màquina; però si veig que no té solució i he de fer una autòpsia, no dubteu que satisfaré la meva (i la vostra?) curiositat. No ho sé, però aquestes dues files paralel·les podrien indicar la presència d’un integrat DIP, què m’hi jugo que hi ha un 556? Ja veurem…

13

Tot seguit, veiem el que deu ser la bomba amb el motor que porta el líquid del dipòsit al broquet. Els tubs de goma que porten el líquid en delaten la funció, si les inscripcions no ho havien deixat prou clar (pressió, cabal, etc). Tal com diu l’etiqueta, funciona a tensió de xarxa, també ho podem deduïr per l’aïllament dels cables que li porten la corrent.

14

Aquest component té pinta de ser la resistència que escalfa el broquet per vaporitzar el líquid. Els cables que la connecten, també molt ben aïllats, i sobretot la cura amb què s’ha aïllat tèrmicament m’ho fan pensar. Segur que la major part de la potència que declara l’aparell la consumeix aquesta resistència. I és molt possible que sigui la causa de l’avaria.

DIAGNÒSTIC
Ara que ja coneixem el pacient, anem a fer-li un petit reconeixement a veure què li falla. Després d’haver mirat el circuit electrònic em sembla que aquesta no deu ser pas la peça avariada; els meus candidats són la resistència i el motor de la bomba. Per què? Perquè em sembla que són els aparells més propensos a una fallada i, tot sigui dit, perquè tampoc hi ha gaire res més que pugui fallar.

Comencem per la resistència. Una manera de provar si està espatllada és mesurar amb el tester si rep tensió als terminals; si en rep i no s’escalfa, està fotuda. Si no en rep, el problema és un altre. Ficar els dits dins una màquina oberta on hi ha tensió de xarxa sempre és una mala idea si pateixes per la teva integritat física, o sigui que no ho feu mai. Com que aquest no és el meu cas, jo sí que ho faré!

18

Com podeu veure, els terminals de la resistència reben la tensió de xarxa, però per molta estona que la deixi en aquest estat, la resistència no s’escalfa. Sembla que hem trobat el problema, però encara podem fer una altra prova per assegurar-ho.

Una altra manera per saber si aquesta és la peça defectuosa pot ser mesurar la resistència entre els dos pols (havent desendollat els cables). Si la resistència és infinita (el tester ens dóna senyal d’obert), és que està trencada. Si no és el cas la lectura que podem esperar es pot calcular de manera teòrica. Com heu vist a la foto de la placa de característiques de la màquina, la potència és de 750W. Abans ja us he dit que la major part d’aquesta potència la consumeix la resistència quan s’escalfa; la resta ha de ser pel circuit electrònic (ben poca cosa) i el motor de la bomba (que no gasta gaire, tampoc). Anem a suposar uns 700W de consum: com que funciona a tensió de xarxa (230V), la intensitat que hi passa ha de ser d’uns 3A (700/230, ja que P=V·I, com ja sabeu). La resta és simple com la llei d’Ohm, com sempre: R=V/I, per tant la resistència que podem esperar mesurar és de 75ohms aproximadament. A veure què hi diu el tester:

19

Sembla que no hi ha dubte possible, la resistència està trencada, fosa, morta. Desmuntaré la peça a veure si hi veig alguna possibilitat de reparació, però ho veig molt difícil. Sembla que està encapsulada en un bloc d’alumini o zamak de fundició. També puc buscar un recanvi per la xarxa, i demanar-lo si el meu amic està d’acord a reparar la màquina.

maquina de fum 22
20 21

Treient cinc cargols Philips més, i desconnectant el petit tub de coure que va del motor a la resistència amb una clau fixa, alliberem tot el conjunt; també cal deixar anar els terminals dels cables. Com podeu veure a les fotos, hi ha dos components més en aquest conjunt. El primer és un fusible tèrmic que es troba al cable que va a la resistència, muntat a l’escaire que fa de suport del bloc de la resistència. Per si de cas l’he mesurat, i està bé, dóna continuïtat (si no fos així, com podríem haver mesurat els 230V a la resistència?). L’altre es troba damunt l’entrada de cables de la resistència, i sospito que deu ser alguna mena de sensor de temperatura (més que sensor, un termostat bimetàl·lic o semblant que desconnecta la resistència si s’escalfa massa). Ja que no en faré res d’aquest bloc de la resistència, el desmuntaré a fons per veure fins a l’últim detall.

25 26
27

Uns quants metres de cinta de tefló (la que es fa servir en llauneria) aguanten l’aïllament tèrmic, que és una mena de manta de fibra de vidre o similar. Sense l’aïllament, podem veure tot el bloc metàl·lic que envolta la resistència. M’ha fet gràcia veure la inscripció de “230V 700W”, fent una suposició havia encertat la potència de la resistència! Ara que el component de la part superior és accessible, el desmunto (descollant dos cargols Philips més petits).


29 30

Una vegada separat del bloc de la resistència, el poso al tester a veure què passa. Em dóna una resistència molt baixa d’uns 10 ohms, i el tester pita indicant continuïtat; sospito que una gran part d’aquesta resistència pugui venir de les pròpies pinces i cables del tester que, com podeu veure, ja podria anar canviant. He escalfat aquest component amb un encenedor per comprovar si és la mena de peça que em penso, i de seguida ha deixat de pitar el tester. Quan aparto la flama i es refreda, torna a pitar. O sigui que és un termostat, com em pensava. Ara que tinc la referència a la vista, ho busco al Google, i no hi ha cap dubte. Us deixo el datasheet que he trobat, per si sou tan curiosos com jo: KSD301-G

Ja només falta localitzar el recanvi a la xarxa… si no el trobo aquesta maquineta no té cap possibilitat de resurrecció. He mirat a la web del fabricant i he trobat el manual, però a la mateixa web diu que no hi ha cap recanvi disponible. Mala sort, sembla que no es podrà reparar!

Velleman no spare parts

També és mala sort que la peça en qüestió no porti cap mena de referència per trobar el recanvi… és clar que tractant-se d’un aparell de 60€ és difícil que es venguin recanvis que valdrien com a molt 9€! He mirat una estona a ebay però tampoc he trobat res semblant…

Sembla que és hora de fer una autòpsia! Però serà un altre dia, que aquest post s’està fent massa llarg. Totes les fotos al flickr, com sempre. A reveure!

Retorn als orígens

El problema
Fa uns dies, a la feina, havia de muntar un circuit lluny de l’abast de ningú, però hi havia un problema: per activar-lo s’havia d’apretar un botó situat al propi circuit. Aquesta placa formava part d’una instal·lació més gran, amb d’altres components que funcionaven a 12V, i que jo activaria remotament amb un mecanisme normal de paret a 230V que alimentaria la font de 12V. En principi, només de rebre la corrent d’alimentació, tots els circuits havien de funcionar i llestos. Però em vaig haver de trobar el maleït botó de standby en aquesta placa. I, com no, el muntatge s’havia de fer l’endemà, o sigui que no hi havia temps per gaire floritures.

Provar la solució més fàcil
El primer pensament va ser llençar-se a la solució més fàcil: creuar el botó. Com que no es tracta d’un interruptor o conmutador (en aquest cas no hi hauria hagut problema, el deixo en la posició d’engegat i cap problema) sinò d’un polsador, això no té perquè funcionar. La placa pot estar esperant un flanc de pujada o baixada per sortir del mode standby, i no simplement un nivell alt o baix. Però ho havia de provar, era el més ràpid. I ho vaig fer, vaig fer un pont amb el soldador i un cable prim i ho vaig engegar per provar-ho. Merda! No seria tan fàcil.

Trobar la següent solució més fàcil
El següent pensament que vaig tenir (mentre desoldava el pont) va ser analitzar la placa per veure com funcionava i buscar una solució alternativa quasi igual de ràpida. Però la placa era a doble cara, plena de diminuts components en SMD, i si remenant la placa li provocava un dany irreversible o de lenta reparació, el projecte se n’anava en orris. Descartat un “hacking” profund de la placa, havia de trobar una altra solució. Només calia apretar el botó uns instants després de l’arrencada (per donar-li temps al micro a fer el que hagi de fer i posar-se en standby) i deixar-lo anar uns milisegons més tard, simulant el que jo mateix estava fent amb el dit.

Està bé, hora de fer un altre circuit, vaig pensar. Un circuit que simuli la polsació del botó. Acostumats com estem tots els del gremi, el primer que et ve al cap és un Arduino. Aquesta és una petita deformació que mica en mica hem d’abandonar en favor de la lògica i la raó, en aquest cas era matar mosques a canonades. La meva següent deformació (microcontroladors i electrònica digital) em va portar a pensar que un micro ben petit (el meu preferit és l’AtTiny13) podia fer la feina de manera ben senzilla i barata, i és veritat. Però si a algú de la “vella escola” li expliques que has hagut de grabar codi programat en llenguatge C en una memòria flash que hi ha dins un microcontrolador que té la mateixa potència (si fa no fa) que un ordinador de principis dels anys 80 només per apretar un botó, es faria un fart de riure. I tindria tota la raó, he de reconèixer.

Una mica avergonyit, vaig començar a treure la pols dels meus records més antics d’electrònica. Em venia al cap un 556 (un xip amb dos 555 a dins que ja he fet servir en algunes ocasions) per controlar els dos temps, el d’espera i el de polsació. Però havia de ser més fàcil, no, més senzill, no… la paraula més escaient és bàsic. Em vaig remuntar a les bases, a primer curs, als orígens… Electrònica analògica!

Electrònica analògica
Tot i que m’havia costat arribar a aquesta conclusió, la solució passava per fer un circuit analògic molt bàsic. Per posar-me en situació, vaig agafar els apunts de primer i els vaig fullejar, revivint nostàlgicament els anys 90 sense voler. Però no tinc temps per tonteríes, el rellotge no perdona! En un full vaig començar a dibuixar esquemes amb els components més bàsics de tots. Quan hi portava uns minuts em vaig començar a espantar, estava més rovellat del que em pensava, no recordava gairebé res! Però em vaig dir que ho tiraria endavant per orgull, m’havia de demostrar que podia fer una cosa tan senzilla (vergonya de nou). I no oblidem que un termini de lliurament que se’t tira a sobre també ajuda a treure el millor de tu mateix…

O sigui que en uns minutets més vaig tenir un esquema ben senzill. Faltava fer els càlculs dels valors dels components i arreglar-lo una mica, perquè era una mica caòtic, però tenia pinta de poder funcionar. Com que no me n’acabava de refiar (la meva confiança en unes habilitats llargament oblidades era en aquests moments molt baixa), necessitava una manera de comprovar-ho tot plegat abans d’agafar el soldador per fondre estany. Vaig recordar les classes de primer, llavors abans de muntar cap circuit ens el feien simular en un ordinador (en aquells temps devia ser un 486!). Però fa molt que no ho faig, i no tinc ni idea de com està el panorama de simuladors.

Vaig anar pel camí més fàcil una vegada més, consultar el famós oracle Google. Em va respondre una cosa molt interessant, “simulador de circuits online”, mmm… M’estalvio d’instal·lar res, més ràpid, net i fàcil! Aquesta entrada resultava ser l’enllaç a circuitlab.com i cap allà vaig anar; molt dolent havia de ser per no poder simular un circuit tan senzill. (Que consti que això és veritat, no tinc res a veure amb aquesta web ni hi he anat mai abans, no estic fent publicitat premeditadament ni res semblant).

CircuitLab
El que segueix és un petit incís en la història, un parèntesi per explicar-vos les meves sensacions utilitzant aquesta aplicació per primera vegada. No pretèn ser un anàlisi exhaustiu ni una crítica, només us vull explicar el que em vaig trobar. Potser us serveix, potser no. Si us estic donant massa la pallissa salteu-vos uns quants paràgrafs…

pantalla inicial

El primer que hem de fer és crear un compte, si pretenem gravar la nostra feina. Podem triar entre el gratuït i el de pagament, no cal dir que me’l vaig fer gratuït. Llavors tenim una pantalla amb tot el que hem fet, que en diuen workbench, i d’aquí podem saltar a l’editor per començar a treballar.

pantalla workbench

Només d’obrir l’editor, veiem una interfície molt intuitiva: a l’esquerra hi ha un panell amb els components, que podem anar posant a l’espai de la dreta, que està quadriculat per ajudar. Sembla que no hi ha gaire varietat de components, però seran més que suficients pel que vull fer. Fent doble clic al component que tenim posat ens permet variar-ne els valors o triar els tipus, això és molt ràpid i està molt ben resolt; no obstant no hi ha gaire varietat en alguns casos, com per exemple el transistor NPN.

pantalla editor

Posar els components a l’espai de treball és molt fàcil, enllaçar-los amb els “cables” ja no ho és tant. Quan “empalmes” cables i components no acabes d’estar mai segur que s’hagin connectat correctament, sembla que aquest és un punt que es pot millorar. Però el pitjor és quan mous els components que ja estan connectats: els cables no els segueixen, i es desconnecten (potser estem tots plegats massa acostumats a l’Eagle?). Això fa que haguem de tornar a tirar cables cap amunt i avall i, tot i que funcionen bé, no són tan ràpids de treballar-hi com en d’altres programes.

El desplaçament per l’espai de treball també és molt ràpid i intuitiu, es fa prement la rodeta del mouse, i girant-la s’activa el zoom, una cosa que comença a ser un estàndar. Els menús contextuals (botó dret del mouse) són clars i concisos, i la sel·lecció, moviment i esborrat molt normals i útils; si us dic la veritat, la primera vegada que vaig fer anar l’Eagle em va costar molt més. El menú de la barra superior també està molt clar, tot i que no té gaires funcions hi ha tot el que necessitem. Destaca la possibilitat d’exportar el circuit com a imatge (ens deixa triar la mida) i com a document PDF.

pantalla simulacio

La part del simulador també és molt senzilla, per accedir-hi simplement hem de canviar el panell de l’esquerra pel de simulació prement el corresponent botó sota el panell. En alguns casos em va donar resultats molt estranys, o es “clavava” molta estona per calcular la gràfica; sovint aquesta era una mica estranya, amb els mateixos valors a l’eix Y (tensions monitoritzades). L’eix X (temps) es pot determinar molt fàcilment, però si ens passem de mostres (resolució) o de temps, el programa es nota que li costa fer els càlculs, diguem que no és el motor de càlcul més ràpid que hagi vist. Per sort jo només necessitava simular els primers segons. Finalment me’n vaig sortir, de la simulació, i em va permetre canviar els valors dels components per obtenir els temps que jo volia sense fer més càlculs.

Com a conclusió, diré que tot plegat és molt correcte i útil, però no deixa de tenir una mica d’aire de “beta”, cosa que em fa pensar que encara té un llarg camí per recórrer. Però a mi m’ha funcionat bé, i us el recomano. El que jo personalment no faria (com a mínim de moment) és fer un compte de pagament, crec que no val la pena… Però això és una decisió molt personal, jo de moment us recomano que el proveu, que no hi perdeu res. El compte gratuït te el desavantatge que et va sortint un missatge molt empipador que no et deixa fer res durant un minut; crec que apareix quan portes 10 minuts treballant, i després cada vegada més sovint, fins que es fa insuportable. En aquest punt, jo vaig tancar la sessió i la vaig obrir una estona després. Un punt que m’ha agradat molt, ja per acabar, és que podem fer els nostres circuits “públics”, de manera que tothom els pugui veure i remenar. No cal dir que jo ho he fet, i per tant teniu el circuit a la vostra disposició per adaptar-lo a les vostres necessitats. Aquí en teniu l’adreça.

El circuit
timer-doble
Aquest és l’esquema final del circuit, tal com l’he simulat i gravat al CircuitLab, i tal com el vaig soldar a la placa de prototips. El funcionament és molt senzill, us el començo a explicar pel final. Hi ha un relé (RLY1) que és el que vaig connectar als dos pins del polsador de la placa. Per activar aquest relé, hi ha un transistor NPN, Q2, un clàssic BC547 més que suficient per la corrent que consumirà la bobina del relé que he trobat per aquí (he mesurat 40mA). Aquest transistor s’ha de posar en saturació per donar-li la massa (GND) a la bobina del relé, l’altre extrem està posat a la tensió (VCC) de 12V. El diode D1 és simplement per evitar que la corrent inversa provocada quan la bobina del relé torni al seu lloc no cremi el transistor. També és un clàssic, un 1N4148, molt petit però suficient per la mena de corrents de les que estic parlant.

La senyal de sortida del transistor l’he monitoritzat al simulador, perquè és la que m’indicarà si s’activa el relé, i per tant, el botó. Per posar Q2 en aquest estat de saturació hi ha C2, que es carregarà de tensió a través de R2 al moment que es connecti l’alimentació. Quan la tensió de C2 arribi a un cert nivell, provocarà una corrent de base a Q2 a través de R4, posant Q2 en conducció fins que arribi a saturar. Aquest és el temps “curt”, per dir-ho d’una manera, des que hi ha alimentació fins que s’activa el relé, i per tant es “polsa” el botó. Sense fer gaire càlculs, vaig determinar els valors de R2 i C2 a ull, i després els vaig ajustar tot simulant per obtenir mig segon aproximadament.

Però cal “deixar anar” el botó després d’apretar-lo, i d’aquesta part se n’encarrega Q1, que és igual que Q2 i a més està muntat de la mateixa manera. En aquest cas la seva saturació va a càrrec de C1 a través de R1. Quan C1 té prou tensió, polaritza el transistor a través de la seva resistència de base R3, per entrar en saturació finalment. En aquest estat, Q1 provoca un curtcircuit virtual entre les potes de C2, per tant el “buida” de tensió, provocant que Q2 entri en estat de tall, i per tant, s’obri el relé. Per obtenir el temps “llarg” d’un segon aproximadament no em vaig haver de trencar el cap, vaig duplicar el valor del condensador (agafant el següent valor estàndar, és clar).

Els que hagueu arribat llegint fins aquí (us felicito!) i hi entengueu una mica tindreu una observació a fer. El funcionament del circuit es basa en que els transistors comencen en estat de tall, això vol dir que els condensadors han d’estar descarregats. Però us haureu adonat que una vegada el circuit faci la seva feina, C1 quedarà carregat, saturant Q1, i per tant no deixant que Q2 deixi d’estar mai en tall; això vol dir que el relé no es podrà activar. Teniu raó, però això no em preocupa perquè aquest circuit és un one-shot, només ha de funcionar una sola vegada. I si mai necessito tornar-lo a engegar, deixant-lo prou temps sense alimentació serà suficient perquè C1 es descarregui per ell mateix. De totes maneres no és gens difícil de resoldre, si a algú li interessa ho podem comentar.

Conclusió
Només em queda per dir que vaig muntar el circuit en placa perforada de prototip, va funcionar a la primera i vaig poder acabar el projecte a temps. I el cost de tot plegat devia ser ridícul, el més car hauria estat el relé (però era recuperat), i després la placa perforada, de la que vaig fer servir una part molt petita. La resta de components no deuen sumar ni un euro tots junts.

Aquesta vegada no he pogut incrustar fotos al text per fer-lo més amè, ja que tractant-se de feina hi ha aspectes ètics i probablement legals que me n’impedeixen la publicació. Pel que fa al circuit, és la meva propietat intel·lectual i la faig servir com vull, és a dir, la poso a disposició de tothom. Finalment, les captures de pantalla de l’aplicació de circuitlab.com les hes posat per ilustrar-vos les meves explicacions. Si la gent de CircuitLab creu que les he de treure, que m’ho diguin i ho faré, però crec que només els estic fent publicitat gratuïta, i a més no els he deixat tan malament!

Salut i fins una altra.