Diseñando la Estación de Soldadura Capítulo 3

 

Diseñando la Estación de Soldadura Capítulo 3

En los capítulos  anteriores 1 y 2 , se dio inicio del diseño de la estación de soldadura, tanto el uso del display grafico para mostrar el inicio, menú ,temperatura, funciones y el encoder  para hacer ajustes de incremento y decremento de los datos requeridos , en este capítulo se abordará la botonera para el encendido y funciones diversas, el cautín en la medición , linealización de la temperatura la cual posterior mente será tomada por el sistema de control y ajustada para la etapa de potencia.

Botonera

La Botonera consta de pulsadores con los cuales se puede encender y apagar la unidad, tanto como para darle cancelar, seleccionar, atrás o adelante dentro del menú que se despliegue en la pantalla, si se está en configuración o lo que se requiera para el manejo del equipo.

Cuando se desarrolló el diseño se pensó en un número indeterminado de botones, es así que para poder realizar el diseño y no dejar pines del microcontrolador desperdiciados con pulsadores que probablemente se usen o no. Se determinó hacer uso de un sistema de botonera diferente a los comúnmente usados, normalmente se usan bien sea un pulsador por pin o teclados de forma matricial para poder economizar pines de contacto en este caso se creó un sistema en el que con un pin se puede conectar hasta 10 botones o más, a continuación, se describe el funcionamiento:

Se utiliza la entrada del el conversor análogo digital del microcontrolador , se conectan los pulsadores a un circuito de resistencias en serie de manera que cada pulsador al oprimirlo generará un divisor de voltaje diverso para cada uno y así por medio del código en el microcontrolador se puede saber según la tensión medida que pulsador se oprimió, para no depender de resistencias de precisión y en los casos reales de aplicación se tomó en cuenta la tolerancia de los resistores , fuente, deterioro normal del pulsador y se determinó que por pin se pueden conectar 10 pulsadores si se desearan más por pin se requeriría resistencias de precisión.

Para determinar el valor del voltaje a medir el punto nombrado key el cual será conectado a la entrada del conversor análogo digital del microcontrolador, el valor de la tención esta dado por:

Donde Rt equivale a la resistencia equivalente a la serie conformada por pulsador oprimido, de manera

Parlante con materiales reciclados

 Parlante Con Materiales Reciclados

Esta idea surgió como solicitud de una tarea escolar en la cual se pedía hacer algo con materiales de reciclaje y deseando hacer algo útil ,diferente y que se necesitara se hizo este parlante el cual sirve para conectar el celular , portátil u otro dispositivo con salida de audio y cuyo volumen o sonido necesite reforzarse ,se utilizaron materiales reciclados , en el video se aprecia como se hizo y como queda , en este blog se explica los materiales y conexiones realizadas:

Estas explicaciones se harán lo mas sencillas posibles para que lo entiendan personas sin conocimientos profundos de electrónica, solo se necesita el uso básico de algunas herramientas.

La lista de materiales utilizados son:

• 2  Botellas plásticas "pet" de 1,5 litros
• 1 Batería en desuso de computadora (o pueden ser baterías de celular también, en ese caso 3)
•  2 Parlantes de una multimedia , o de otro aparato la idea es que sean pequeños y de una potencia aceptable (que suenen bien).
• 1 IC amplificador (en este caso se saco uno de un tv en desuso , también se puede uno de una grabadora , o aparato de sonido en desuso
• Cable  de unos audífonos en desuso.
• 1 interruptor o swiche pequeño (extraído de cualquier aparato pequeño).
• 1 adaptador de 12v puede reutilizarse el de un juguete o como se desee
• 1 conector hembra compatible con el adaptador (se puede extraer del juguete o aparato compatible con el adaptador o uno similar.
• 1 led rojo (son económicos o los hay en los aparatos en desuso).
• 2 led de otro color o en este caso se usaron leds multicolor , también son económicos o los hay en algunos juguetes.

Diseñando la estación de soldadura capitulo 2

Diseñando la Estación de Soldadura Capítulo 2

En  el capitulo anterior (Aquí) se describió el inicio del diseño de la Estación de soldadura, dando continuidad con el se describe como se hace para poder generar los datos de la tabla llamada "imagen" en la  cual se encuentran los datos de la imagen a mostrar en  la pantalla glcd ,para esto se tomo una imagen de 128 x 64 bits junto con  los programas que se usaran , "este es solo un método puede que se encuentren otros programas mas prácticos para generar el mapa de bits para introducirlo al programa , este que se describe fue el que se uso para introducir este mapas a el código". Para obtener el valor de los datos a incluir en esta tabla se genera la imagen deseada en un formato de 64 x 128 bits monocromática sin escala de grises y se extraen los datos por medio de un software, a continuación, se explicará con un ejemplo como hacerlo:

• Escoger la imagen a desplegar como la mostrada en la imagen ,  la cual hay que editarla en tamaño a 128 * 64 con cualquier editor de imágenes 

• Con un software llamado  bmp2 glcd : Este se abre en símbolo de sistema, para lo cuan hay que situarse en la ubicación del archivo y escribir bmp2glcd nombrearchivo.bmp –v  (el archivo de imagen debe estar en la misma carpeta que el programa, y de alto 128 y ancho 64 extensión bmp) :

• Este genera un archivo de la imagen en bmp en blanco y negro sin escalas de grises apta para el display y un archivo en c que no aplica para este caso la imagen generada hay que girarla 90° con cualquier editor de imágenes, luego  este archivo se abre con otro software llamado fastLCD:

• En este programa con el símbolo de abrir carpeta se abre el archivo de imagen, se puede editar o hacer lo

Diseñando la Estación de soldadura cap 1

 Diseñando La Estación de soldadura

Con esta entrada del blog doy inicio a unos capítulos en los cuales se describirá narrativamente como se hizo el diseño de la estación de soldadura ,(presentada en la entrada anterior enlace Aquí) se describirán partes del diseño mas no se compartirán diagramas completos ni códigos completos , esta información es útil para otros diseños , se explicaran las partes teóricas y métodos de diseño , espero le sea útil a quienes desean tener ideas o investigan temas relacionados con los que se trataran , dentro de estos están:  control  digital ,electrónica, programación , PID , potencia ,diseño en PCB y ensamblaje.

En el ámbito tecnológico tanto para mantenimiento, desarrollo y aprendizaje se han utilizado herramientas acordes al desarrollo del mismo, es así que actualmente se requieren herramientas para soldar y desoldar diversos tipos de elementos tanto los clásicos DIP como también los de montaje superficial SMD y BGA, dando como resultado la necesidad de tener dispositivos que garanticen este trabajo con la calidad y seguridad requerida. El uso de soldadura baja en plomo y sin plomo, se refleja en el uso de temperaturas mayores haciendo más difícil el trabajo con herramientas clásicas o llegando a temperaturas en las que puede afectar los elementos a soldar.

Existen diversas herramientas a diferentes costos las cuales ofrecen diferentes funciones para cumplir con esta labor, las más económicas cumplen discretamente la función limitándose en precisión y control de las mismas, no obstante, las de mayor calidad y mejor desempeño son de costo elevado, haciendo que sean poco usadas en los centros de reparación, las más optimas y de mayor desempeño quedan solo para uso empresarial por su elevado costo.

Por esto que se optó por el diseño y elaboración de una estación de soldado que cumpla con las expectativas planteadas, se decidió por el control de temperatura tanto del cautín, aire caliente, flujo del aire. Todos esos inspeccionados por el sistema de control y potencia ,la eficacia de los mismos , variaciones de temperatura, flujo del aire y la relación con la temperatura del mismo, en lo que es importante la temperatura que logra el dispositivo a soldar .El usar una pantalla en la que se visualice el menú y las temperaturas tanto deseada como la real es útil para saber cómo se está comportando la herramienta , además porque en la realización del trabajo de soldado se debe tener en cuenta si la temperatura es muy baja se puede realizar un mal soldado en la placa y si es muy alta deteriora o daña los elementos de la misma.

Para el sistema de control se optó por el uso de microcontrolador del cual se aprovechan sus funciones , practicidad y economía , adicionalmente se asegura la protección contra copia en caso de quererse usar para fines comerciales, El desarrollo de esta estación está proyectada para uso a nivel de reparación y montaje de tarjetas electrónicas, las partes con que se fabrica son comunes en el mercado , tanto la punta calefactora de cautín como el cañón de aire caliente son suministros de estaciones que hay en el mercado, la etapa de

Estación de Soldadura (Prototipo de Investigación)

ESTACIÓN DE SOLDADURA

Este es un prototipo hecho como proyecto de investigación,"Ingeniería Electrónica" se diseño completamente tanto los sistemas de control y potencia,  se describen sus características a continuación , en una próxima entrada se describirá generalmente su proceso de diseño y elaboración.

Esta es una estación de soldado multifuncional de sobremesa diseñada para realizar trabajos de reparación y ensamble en las ramas de electrónica, para realizar desoldado y soldado con estaño a diferentes componentes electrónicos. Realizando soldadura de contacto con el cautín y sin contacto con el cañón de aire caliente, permitiendo realizar ajuste en la temperatura de ambos y ajuste de nivel de aire. Almacenaje interno de los niveles de temperatura y flujo de aire seleccionados, medición de zona externa para diversos usos y control de temperatura a alcanzar en dicha zona, sistemas de protección de temporizado por falta de uso de cada calefactor, con un menú interactivo y practico para su configuración y uso por medio de display gráfico.

En el siguiente video se describe sus funciones y partes

En este otro video se explica mas detalladamente las funciones

Y en este se muestra su uso desoldando y soldando un elemento SMD

Ubicación y Partes

Descripción

Adaptación de USB, Bluetooth a Equipos

Adaptación de USB y Bluetooth

Esta entrada sirve como continuación con la hecha anteriormente de Adaptación de usb a equipo antiguo  la cual se hacia con un modulo de los usados para automóviles , en esta ocasión se muestra y explica el modulo importado de china el cual trae USB , Bluetooth, lectura de micro SD y radio , estos módulos son ya mas populares y se consiguen en las tiendas de repuestos electrónicos (Bogotá, Colombia) y en otros países también, este modulo se muestra en la imagen ,El resultado de  la adaptación esta los  siguientes 2  videos , mas adelante en esta misma publicación se explica la instalación, por ahora se mostrará de una forma sencilla como queda:

En este otro video se describe la instalación y el resultado

Como se instala

Lo primero es ver en que parte se ubicara físicamente, en equipos de sonido con casetera lo mas común es ponerla en la tapa de una o en medio de las

Diseño Termómetro Clínico

Diseño de un Termómetro Clínico

A continuación se mostrara el diseño de un prototipo a nivel de simulación termómetro clínico, el cual tiene como características:

a. Temperatura mínima: 32 °C, Vo4(t) = 0V.

b. Temperatura maxima: 42 °C, Vo4(t) = 5V.

c. Si la temperatura es mayor a 36 °C y menor a 38 °C, en el display debe aparecer “Normal” y encenderse el Led Verde.

d. Si la temperatura es menor a 36 °C, en el display debe aparecer “Hipotermia” y encenderse y apagarse el Led amarillo 2 veces por segundo y activarse el zumbador.

e. Si la temperatura es mayor a 38 °C, en el display debe aparecer “Hipertermia” y encenderse y apagarse el Led rojo 2 veces por segundo y activarse el zumbador.

f. El microcontrolador será el PIC16F877

g.Se simulara con Proteus.

Se diseño con  el siguiente diagrama de bloques:

FUENTE DE ALIMENTACION

Para la simulación se implementó con una fuente de dos baterías de 9v y un regulador de 5v.

SENSOR DE TEMPERATURA

Siguiendo con estos pasos lo primero es determinar el sensor , en este caso como es simulado y no se cuenta con el sensor clínico PR222J2  se seleccionó la NTC activa la cual se le dieron los parámetros:

ADECUADOR DE SEÑAL

Consiste en un amplificador no inversor, en donde la salida, Vo1(T), es proporcional al producto entre la resistencia del NTC y una corriente DC menor a 100 μA. Este valor de la intensidad de la corriente garantiza que el NTC no se autocaliente por ley de Joule. Además, al NTC se le conecta una resistencia en

Contador

Contador aleatorio

En digitales y mas aun en secuenciales cuando se cursa este tema es común  la tarea del diseño de un contador aleatorio utilizando  compuertas y flipfliops, es así que con esto aparte de poner en practica el diseño de contadores, también esto es muy útil por ser aplicable para otras cosas, así como también fue utilizado para el diseño de diversos sistemas en los que una secuencia  de conteo binario era requerido por ejemplo para seguir un código de programa , o para lo que se requiera , en este caso se solicito hacer el diseño de un contador que siguiera una secuencia especifica , como se solicito  realizarlo con compuertas y flipflops se opto por utilizar fliflops tipo D según el diseño de estos contadores basándose en su tabla de estado.

El conteo solicitado fue el siguiente:

00
12
14
15
13
11
09
07
05
03
01
02
04
06
08
y se repite ciclicamente , El reloj o cambio se pidió con un tiempo de 1,5 segundos se utilizo un ic 555 configurado como astable para generar la señal de reloj ,los displays de anodo común se conectaron a dos ic 7446 y estos  a la salida del contador diseñado con los flipflops, en general al diseñar un contador de este tipo se debe de tener en cuenta la siguiente cuenta y así diseñar la función

Carrito en protoboard

Carrito en Protoboard

En esta ocasión traigo un carrito hecho que aplica lógica combinacional utilizando un ic 555 , compuertas y un IC de puente H . En si la aplicación es sencilla se realizo cumpliendo los requerimientos pedidos, en los cuales se solicito usar una circuitería  con lógica combinacional y , cuyo diseño fuese un pequeño vehículo impulsado por dos motores DC. que dicho carro contará con dos sensores en la parte frontal que sirvan para detectar el impacto del carro con un obstáculo. Una vez que uno de los sensores haya detectado el impacto del carro, éste deberá retroceder por un tiempo de tres (3) segundos y reiniciar su marcha hacia adelante, este tiempo debe ser controlado usando un temporizador 555 en modo monoestable, adicionalmente al dar reversa describiera una curva.

Para comenzar se utilizo como motores un sistema de reducción mecánica que venden para realizar este tipo de proyectos , la ventaja de utilizarlos es que es simétrico y se pueden acomodar debajo del protoboard para utilizarlo como chasis del mismo , para la parte delantera se le instalo una esfera que sirve para que se deslice fácilmente.

Según los requerimientos del proyecto, el funcionamiento del montaje y la descripción de la practica realizada es el siguiente:

La alimentacion esta conformada por una bateria de 9 v. Tiene un interruptor de encendido y apagado, luego, el voltaje pasa por un regulador LM7805, este voltaje alimenta al integrado 555, al 7400 y al  l293 por el pin de Vcc el otro pin de vs se conecta a los 9v para que tenga mas potencia para los motores.

Al arrancar hacia adelante el carrro y encotrar un obstaculo que se encuentre frente a cualquiera de los sensores cny70 se pone en cero la salida del sensor; como estos van a una compuerta AND conformada por las dos hechas del IC 7400 (o se puede cambiar por una sola de un 7408), se obtiene un cero que dispara el pin de Trigger del 555; este genera un pulso de una duracion de 3 segundos. El cambio de estado del pin de salida del 555 ocasiona el cambio de sentido de giro de los motores que estan activados por el circuito integrado l293 que es un circuito integrado que contiene dos puentes H para controlar el giro de dos motores.

Como el control de este integrado requiere que esten en diferente estado las entradas de control del IC, se usa un transistor que hace las veces de Buffer inversor (NOT); esta salida se utiliza para que haya  una diferencia de estado en los pines de control y asi asegurar que cambie de sentido el giro de los motores (el transistor se puede remplazar por una de las compuertas del 7400 configurandola como negador). 

Fuentes Swichadas o Conmutadas

Fuentes Swichadas o Conmutadas

En esta ocasión se hará una descripción del funcionamiento de dos fuentes swichadas o conmutadas las cuales sirven como base para entender su funcionamiento y poder así afrontar una reparación de las mismas , esta descripción está basada en lo aprendido y en la experiencia, puede tener diferencias en conceptos de otros,  en mi opinión).

Primero que todo para describir que es una fuente swichada podemos resumir que esta fuentes son más livianas que una fuente a transformador ,  desperdicia menos energía en forma de calor y son  muy comunes hoy en día y se encuentra en toda clase de aparatos desde cargadores para celular hasta en equipos médicos . La idea principal que utiliza una fuente swichada es la de tomar el voltaje en este caso el de la red eléctrica ,  se convierte a un voltaje CC por medio de un puente rectificador común y esta CC es filtrada para obtener un VDC , la idea es tomar el VDC y convertirlo en alterno de nuevo pero con la particularidad que se pueda controlar su duración en el periodo y su frecuencia por lo general se utilizan frecuencias altas , por encima del espectro audible como los 38Khz o lo 50khz , la ventaja de usar estas frecuencias altas en conmutación es que los transformadores requeridos pueden ser de menor tamaño , así mismo los semiconductores de potencia utilizados deben de trabajar a estas frecuencias , vamos a dar un ejemplo muy sencillo para empezar a darnos cuenta que pasa cuando se varia el cycle duty o el ancho de pulso de la señal que se aplica al transformador:

Todo transformador, tiene una frecuencia para la que es diseñado , es decir en esta frecuencia de trabajo entrega la mayor cantidad de energía al secundario (esto se debe a la reactancia inductiva  de la bobina utilizada ) , entonces si podemos hacer que la cantidad de señal entregada al transformador sea controlada  se puede  hacer que también la cantidad de energía obtenida en el secundario