domingo, 18 de septiembre de 2016

Fuente alimentación UPS

Diseño

Esta fuente de alimentación la diseñé específicamente para proveer energía a mi sistema de alarma y domótica más detallado en otro post (proximamente). No es una fuente de alimentación comun ya que deberia funcionar con algunas caracteristicas muy particulares.

Requerimientos:

  1.  que provea información de estado de tensión de línea 220v al Arduino
  2.  que permita cargar una batería de bajo Mantenimiento 12v-7Ah a una tensión de tope en 13.8v pero que a su vez
  3.  provea una salida en 12v y 5v DC para los circuitos de control y actuación como el simulador de presencia y sensores de alarma
  4. que tenga la posibilidad de testear la batería bajo carga controlada y leer el valor desde Arduino.
  5.  que la salida en 12v sea protegida con un fusible electrónico de reposición automática.

Desarrollo del circuito

Como me interesa saber cuál es el valor analógico de la línea me decidí por usar un transformador convencional ya que con una fuente switching sería un poco mas complicado.

En mi caso tomo el valor desde el secundario, luego de la rectificación y filtros, ahí tenemos un valor de tensión DC proporcional a los 220v AC del primario. Es decir que si tengo 210v AC, en este punto tengo linealmente menos tensión DC que si tengo 225v AC.

Luego tengo un regulador lineal ajustable para proveer la tensión DC necesaria para los 13.8v de carga de la batería y luego con una caída de 1.3v al pasar por dos diodos 1N4007 y de allí al fusible electrónico, de esta manera me aseguro que a los circuitos alimentados les llegue como máximo 12.5v
Paralelamente a esta salida está la regulación de voltaje de 5v para la alimentación de la parte lógica

Click Para Ampliar

Control:

El circuito entrega tres señales que son leídas por el Arduino. La primera de ellas es el estado de la línea (analógica), otra es el valor de tensión en la batería(analógica) y la última es digital, ante la presencia de cortocircuito, es decir al momento de haber actuado el fusible electrónico.
También recibe una señal de control y es para activar el relé que desconecta la batería y la carga con las resistencias provocando un consumo controlado de 1A aprox. Esta señal de test de batería queda inhibida por software en el caso que la tensión de alimentación AC sea menor a 200v.

PCB

Como placa usé una de 10x10cm perforada. No quise molestarme en hacer el diseño para un PCB mas decente. Como no se usa radiofrecuencia, no es para nada crítico el diseño, siempre que se deje bien actualizada la documentación del circuito, ya que leer desde esta placa el circuito siempre es más difícil.




lunes, 6 de junio de 2016

Reparacion Alternador Lucas Indiel Peugeot 504 Diesel

Diagnostico

Iba andando en mi auto y de repente note que el alternador no estaba entregando toda la tensión necesaria para mantener la batería en óptimas condiciones, el 504 tiene una luz testigo que indica esta situación (luz de bateria roja); midiendo con un tester deberíamos tener alrededor de 13.5v y 14.5v con un alternador en buenas condiciones, y yo tenia 13.1v con el motor estando alrededor de 2000rpm y sin ningún consumo, es decir con las luces apagadas.

Tener poca tension en el alternador provoca que la bateria se encuentre en reposo con poca energia acumulada y cuando llega el momento de dar arranque la demanda de corriente del burro provoca una caida de tension que le quita vida util a la bateria. Si bien la bateria donde mas sufre es durante el arranque  aunque este 100% cargada, tambien tener poca tension en el alternador nos lleva a la situacion de que no podemos recargar mucho el circuito con las luces altas porque provocamos que los 13.1v se caigan a 12v y eso no alcanza para reponer la carga de la bateria despues de haber sido usada para arrancar el auto.
Corte de un alternador tipico


Poca carga de alternador puede ser por varias razones:
  • Poco campo magnético rotando
  • Problemas de espiras a masa en el estator
  • Problemas de regulación en el regulador de tension
  • Problemas de contacto en los carbones
  • Problemas en los diodos rectificadores
  • Problemas con la correa
  • Problemas de dureza al girar

 Revisión 

SIempre desde lo mas obvio y facil de revisar a lo mas complicado, revisamos que la correa tenga la tension correcta, si esto esta bien, sacamos la correa aflojando el bulon de ajuste y el pivote inferior. Luego de sacar o aflojar la correa, podemos intentar girarlo con la mano y ver si presenta alguna dureza, o ruido al girar y tambien algo de juego axial.

Antes de desconectar el alternador es bueno relevar donde van conectados cada uno de los cables, por eso es esta foto. Por suerte los aisladores y el grosor de los cables nos ayudan tambien a determinarlo con claridad, pero teniendo la foto a mano me quedo tranquilo.

Al tenerlo afuera, verificamos moverlo con la mano nuevamente, siempre tiene que girar liviano y sin ruidos.

Luego, con cuidado se saca el tuercon de la polea trabando el giro del rotor con un destornillador que traba contra la carcaza. Una vez fuera la tuerca, arandelas, polea y ventilador, saque el regulador de tension que tiene los carbones incorporados; ahi es un buen momento para revisar que los carbones esten dentro de las "dimensiones de servicio", es decir... con algo de carbon!
Ademas de verificar que los carbones aun se pueden usar, sino se cambian desoldando la malla de cobre a los terminales; procedemos a desoldar el cable que viene de "adentro" del alternador para poder sacar luego esta tapa que forma la carcaza del lado de los carbones.
En este momento al sacar el regulador y los carbones se puede ver donde apoyan los carbones y medir con el tester alguna fuga a masa de los anillos terminales del campo del rotor. Con el tester en la escala de menor resistencia podemos medir si hay aislacion y ademas podemos medir la resistencia del bobinado de campo, en mi caso fue de 4 Ohms, tengo entendido que si es menos de 2 Ohms pueden haber espiras en cortocircuito, pero seguramente ese valor depende del fabricante, es mejor revisar el bobinado como haremos mas adelante.

Luego se pueden sacar los tres tornillos que sujetan los dos tapas que forman la carcaza del alternador y asi sacar la tapa frontal y posterior, con mucho cuidado con la posterior ya que ese cablecito que desoldamos del regulador deberia pasar por un pequeño agujerito que tiene la tapa. Aca es el momento donde hay que empezar a limpiar y observar que vemos, con mucho cuidado, lo ideal es un pincel porque hay mucho polvillo de los carbones.

Despiece de un alternador Indiel similar


Con las dos tapas fuera, podemos terminar de verificar el estado de los rulemanes, a esta altura ya podemos diagnosticar con seguridad si hace falta cambiarlos.


Limpiamos el rotor, y si la resistencia del bobinado es baja o esta a tierra buscamos indicios visuales y con la nariz (siempre quedan con olor a esmalte quemado) o bien se ve que el esmalte no es de color ambar sino mas bien color chocolate o cafe; esos son indicios de que puede estar quemado o haber sufrido recalentamiento, si ese es el caso habra que rebobinar y cambiar el regulador de tension. El rebobinado escapa a esta publicacion, pero hay que saber que se debe respetar la cantidad de espiras, la seccion de alambre y la prolijidad obviamente.

Al sacar el estator, podemos ver que viene con el circuito rectificador y lo que hacemos es medir la resistencia entre los extremos de las bobinas. Las bobinas estan dispuestas en un circuito estrella trifasico. Lo que hacemos es desoldar los extremos del bobinado para no manipular demasiado el conjunto ya que lo unico que une el estator con el circuito rectificador son los tres alambres de las bobinas y por nada del mundo queremos que se corten.

Una vez separado el estator, medimos con el tester si las bobinas tienen buena aislacion entre si (midiendo resistencia) y con el entrehierro del estator. Ojo, no esperemos encontrar aca 4 ohms, sino mucho menos (0.4 Ohms en mi caso) ya que la seccion de este alambre es mayor a la del inductor de campo y eso obviamente hace que la resistencia disminuya para poder entregar la corriente necesaria a todo el circuito de la bateria y demas consumos.

Luego medimos los diodos con el tester tanto para el lado de conduccion como para verificar que no conducen en polarizacion inversa y si encontramos alguno quemado, como me paso a mi, hay que cambiar los tres diodos por unos nuevos; ya me paso que cometi el error anteriormente de cambiar uno solo porque justo tenia a mano un diodo y esto no fue una buena solucion, al poco tiempo tuve dos diodos mas quemados, si bien hay que verificar que sean del tipo positivo o negativo, internamente tienen una curva de respuesta y disipacion de potencia diferente si los diodos son de diferente marca, y eso provoca un desbalanceo en la circulacion de corriente en el circuito estrella. En las fotos se puede ver que use diodos con capacidad de 50A y no los de 35A tipicos... Por que? porque son los que consegui, mientras que esten exedidos en capacidad de disipacion, solo es un problema para el bolsillo, ya que uno de 35A es mas economico.


El circuito de este alternador es el siguiente:



En el circuito, la resistencia de 100Ohms estaba practicamente destruida por la disipacion de temperatura, por eso la cambie por dos resistencias en paralelo de 220 Ohms

Soldar los diodos

Quiero hacer incapie en que al momento de soldar los diodos, se debe tener en cuenta de que la soldadura no debe ser con un estaño con mucho aporte de plomo, porque tiende a quebrarse con la temperatura, lo ideal es hacerlo con el 60/40, es decir 60% estaño, 40% plomo. Y hacerlo con un soldador de buena potencia, no sirve dejar una soldadura mal hecha o fria que después desconecte el terminal o agregue algun tipo de resistencia.


Gracias Juan Manuel por ayudarme a poner esos diodos!

domingo, 29 de mayo de 2016

Observacion del cielo a simple vista y con binoculares


Por fin hace unos dias pude viajar y comprar unos binoculares para hacer observacion del cielo nocturno al cual normalmente siempre miro a simple vista y muy rara vez por el ocular de un telescopio.

Luego de hacer algo de investigacion en la web, en los foros, sobre todo en espacioprofundo, pude llegar a la conclusion de que los binoculares de 10x50 son lo mas apropiado para comprar si se espera obtener lo mejor de un binocular. En mis anotaciones puedo destacar que lo mas importante segun los expertos (para empezar) es:

  1. Optica 10x50 o 7x50
  2. Mas grandes son mas pesados y requieren el uso de tripodes.
  3. Es mejor un buen binocular que un telescopio de ese mismo precio.
  4. Descartar de llano los que tienen zoom variable
  5. En lo posible sin lentes con tonalidades ambar, o colores
  6. Con tratamiento (coated o fully coated) 
  7. La marca importa, pero algo intermedio sirve sin problemas. Como en otros aspectos de la tecnologia, las marcas mas caras manejan mejor calidad que las mas economicas. Meade es de las mejores y Tasco o Celestron son una buena opcion

 Hay fundamentos teoricos para cada uno de los puntos anteriores, recomiendo para ello visitar los sitios y foros especializados para leer la opinion de los usuarios mas experimentados. Basicamente no queremos un tono en los lentes para evitar teñir la tenue luz de las estrellas con un filtro pensado con otros propositos; tambien queremos un binocular con buen campo de vision, por ello se elijen 10x50 comunmente, con una buena entrada de luz para que no sean "oscuros"; con tratamiento ayuda a que se pierda menos luz en los prismas y se evitan reflejos internos.

Todos estos requisitos me los confirmo el vendedor en la casa de optica, el cual muy atentamente me recomendo un Celestron Upclose G2 10x50 como el de la foto:

Celestron Upclose G2 10x50

Tiene estas especificaciones:

Magnification (x) 10x
Angular Field of View 6.8°
Exit Pupil (mm) 5.0 mm
Eye Relief (mm) 12 mm
IPD Max 72 mm
IPD Min 56 mm
Optical Coatings Multi-Coated
Weight (oz) 27 oz (765 g)
Prism Glass (Type) BK7
Relative Brightness 25
Tripod Adaptable Yes









Algo que le suma a lo que yo esperaba es la posibilidad de usar un tripode para montarlo de manera mas fija, aunque por ahora lo uso siempre desde mis manos.

Que se puede observar

Basicamente lo mismo que podemos observar a simple vista pero con miles de estrellas que a simple vista no se pueden ver. Obviamente no es lo mismo que un telescopio, pero las nubes de magallanes se ven espectacularmente bien, las lluvias de estrellas se aprecian mejor con binoculares ya que con un telescopio no se podria.
La luna es uno de los mejores objetivos para observarla, sobre todo en los cuartos crecientes y menguantes donde se observan con mejor sombra los detalles. Jupiter y sus lunas se pueden observar incluso desde la ciudad como asi tambien los 5 planetas visibles a simple vista, en una buena noche tal vez se puede notar una forma ovaloide a saturno.

Dejo este articulo muy interesante:
 http://www.astrosurf.com/astronosur/binoculares2.htm

jueves, 12 de mayo de 2016

Sensor de golpes

Se me ocurrio que seria interesante poder detectar cualquier golpe o ruido fuerte y agregarlo a mi sistema de alarma hecho con un PIC16F876A, el cual pronto estare reemplazando por un Arduino Mega para poder darle mejores prestaciones y algo mas de domotica de lo que tiene actualmente.

En esta publicacion les dejo un circuito que estoy desarrollando, ya que aun no lo pruebo definitivamente, pero ya se que funciona por lo menos en su etapa de pruebas.

Es simplemente un microfono del tipo "electret" o ceramico capacitivo, un preamplificador de audio, luego una etapa rectificadora e integradora con un transistor para hacer de trigger a un 555 que tiene a la salida un LED y un transistor en configuracion Open Collector, aunque seria mejor y mas compatible utilizar un fototransistor con Mosfet.

Les dejo el circuito y una foto de mi breadboard.



Luego de hacer una pequeña modificacion en el circuito, ya tengo la version final desarrollada en Eagle, en algunos dias mas podre hacer el prototipo y ver como funciona con una alarma.


Lista de Materiales


Parte Valor
C1 0.01uF
C2 10uF
C3 10uF
C4 100nF
C5 100uF
C6 100nF
C7 0.01uF
D1 1N4148
D2 1N4148
IC1 LM741P
IC2 LM555N
IC3 78L05
LED1 Led Color
M1 Microfono
Q1 2N3904
Q2 2N3904
R1 4.7K
R2 1K
R3 10K
R4 10K
R5 1K
R6 10K
R7 680
R8 10K
R9 330K
R10 220
R11 1M
X1 Bornera


El desarrollo de la placa, lo hice con el metodo del toner y la transferencia con calor y algunos retoques de fibra indeleble.

Hice dos de una placa de 10x5cm




Aqui hay un video del circuito ya construido y probandolo.


Invernaculo Reforzado

El invierno pasado hicimos este invernaculo para las plantas de nuestro proyecto rural, pero los fuertes vientos de agosto lo debilitaron considerablemente. Este año le sume algo mas de resistencia agregandole unas varillas que ayudan a sujetar el nylon.



Las medidas son 4m por 2.4m de ancho por 3m en la parte mas alta y 2.5m en la parte mas baja. Esta construido con 4 palos rollizos que forman las esquinas y unas alfajias o tirantes de alamo de 2x1 pulgadas y el techo es de chapa verde de fibra, translucida. En algun momento mas adelante tengo intensiones de automatizarle el riego.



viernes, 25 de septiembre de 2015

"Manhattan"; electronica rapida y facil

Muchas veces nos encontramos en la red con algun circuito que no tiene publicado un PCB y si bien podemos desarrollarlo en Eagle o Kicad o cualquier otro software, esto requiere algo de tiempo. Ni hablar si luego queremos hacerle mejoras o modificaciones, puede ser algo complicado.

Hace muchos años se desarrollo un estilo de desarrollo de placas llamado "ugly-style" o estilo feo, creo que dentro de este metodo se encuentra el famoso "dead bug" o estilo de insecto muerto, este nombre se debe a como se ve un circuito integrado patas arriba con la inscripcion hacia la placa.

Ugly Style Build

Dead bug Style Build
El metodo del ugly style es realmente feo, pero tiene dos grandes ventajas, la primera de ellas es que es muy rapido para desarrollar , no hay PCB, solo una placa de cobre para soldar los pines que van a tierra y que a la vez ayudan a sostener el resto de los componentes. En el handbook de la ARRL se explica esta tecnica y se aclara que tambien se pueden usar resistencias de varos mega ohms para ayudar a sostener alguna zona, siendo practicamente cero la corriente que se drena al plano de tierra, pero conveniente el apoyo mecanico.
La otra ventaja que tiene este metodo es que permite lograr trabajar hasta VHF sin problemas, y hasta varios Ghz cuando los componentes son SMD. El plano a tierra no solo es conveniente para soldar los componentes sino tambien brinda estabilidad. Ante un problema de acoples o similar tipicos de un desarrollo PCB, solo basta con desoldar algunos componentes y rehubicarlos o apantallarlos convenientemente para lograr estabilidad.

Se puede desarrollar como prototipo y luego hacer un desarrollo final o bien se puede hacer un desarrollo final.
Los expertos aconsejan comenzar con una placa grande y una vez finalizado el proyecto solo recortar lo que es necesario para guardarlo en la caja. Por ejemplo para un preamplificador de audio y un amplificador podemos hacerlo en una placa de 10x10 tranquilamente.

Llaves y pulsadores en ugly-style
Otro metodo "ugly" es construir sin el plano a tierra y directamente todo en el aire, sin placa de cobre, normalmente se usa para circuitos pequeños y medianos, donde un conector o componente grande hace de base para el resto de los componentes. Tambien se usa mucho con SMD como se pueden ver en estas fotos.







Metodo Manhattan

Este metodo se llama asi por la forma de ciudad que toma la placa con los componentes montados en ella. La gran diferencia con los otros metodos es que se usan "islas" pegadas encima de la placa de cobre. Estas islas son de construccion rapida, ya sea cortando cuadraditos o circulitos de un tamaño conveniente, normalmente miden entre 3 y 5mm, Solo lo suficiente para soldar componentes.
El método promocionado por K7QO esta descripto aqui:
http://www.qrpme.com/docs/K7QO%20Manhattan.pdf

Una variante del metodo manhattan, es usar una broca de taladro que produzca una isla tallada en la placa de cobre directamente. Este metodo exige algo de preparacion previa, para lo cual lo que hice fue dibujar el circuito en un programa vectorial, tratando a cada componente, islas, etc como objetos y asi poder encontrar la mejor disposicion posible. Luego imprimi solo las islas y eso lo pase a la realidad muy rapidamente marcando los puntos en el lugar correcto.

Esta explicado aqui:

A partir de aqui son las fotos de mi proyecto:

Uno de los circuitos desarrollados en inkscape


Haciendo las bases para soldar los zocalos de los CI

20mm de ancho por la cantidad de pines es todo lo que hace falta.



Con un punzon se agujerea el papel para poder marcar luego la placa

Simplemente se hace un punto con fibra en el lugar central




Los componentes se sueldan en un orden conveniente

Son islas estilo PCB pero caladas rapidamente


Cada subcircuito tendra su placa, luego seran interconectados.

Las placas son de 75mm x 50mm



lunes, 14 de septiembre de 2015

Un libro inspiracional y para aprender electronica de radio

Hace algunos años encontre la publicacion de Frank Harris, K0IYE quien escribio el libro "Crystal Sets to Sideband". Es una publicacion muy facil de leer y muy práctica donde Frank relata desde sus conocimientos y experiencia el mundo de la radioaficion desde los ojos de un radio-experimentador.



Frank hace incapie en lo importante de la experimentacion para disfrutar la radio; habla de lo satisfactorio de hacer un QSO construyendo uno mismo su propio laboratorio y equipo de radio.

El libro original puede verse online o descargarse desde aqui (http://www.qsl.net/k0iye/)
Tambien hay una traduccion hecha por un grupo de gente de habla hispana en este link
(http://www.ea2ry.com/libroradio/)

Realmente vale la pena leerlo y recorrerlo... no importa cuantos circuitos hayas hecho, siempre algo nuevo vas a aprender de este libro.