Simplisimo soldador de puntos


En esencia la soldadura por  puntos  se usa intensivamente  en aplicaciones electrónicas  muy variadas destacando el ensamblaje de las células de baterías .La tecnología que hay subyacente    no es nada compleja, pues  la  configuración típica de un soldador de puntos no ha variado a  lo largo de los años,  consistiendo básicamente en  una fuente de muy baja tensión (entre 3 y 15V) de alta intensidad   conectada a un cabezal para soldar.

Desgraciadamente, a pesar de que no incluye demasiada tecnología, un soldador de puntos  es uno de los pocos equipos donde la construcción casera  de este  es mucho  más barata que comprarlo montado,  incluso si se decide a comprarlo en alguno de los famosos  portales chinos, ya que incluso comprándolo desde  allí , sus precios van entre los 300€ en adelante.

Puestos  a fabricar un soldador de puntos  nosotros mismos , en  youtube  se pueden ver  una gran cantidad de diseños de soldadores de puntos fabricados de forma casera usando casi siempre viejos transformadores de microondas dado  que son fácilmente obtenibles. A estos  transformadores  se les elimina el secundario de AT  y se rodea con   dos vueltas de cable de gran sección ( al menos de 8mm).Obviamente se  debe  tener  cuidado extremos si se decide seguir por ahí, pues  trabajar incluso con las piezas de  un horno de microondas es extremadamente peligroso  sobre todo por el peligro de descarga del condensador de AT. Además el resultado obtenido  aparte de peligroso  (tenga en cuenta que esta conectado  a la red de c.a) , dado el tamaño del trasnformador,   el conjunto es muy voluminoso  ,ruidoso y dificil de controlar .

Veamos un diseño muy sencillo  cuyos resultado  de  soldadura del pulso simple son igual de buenas que muchos soldadores profesionales  pudiendo llegar hasta , 210A para ser exactos.

Soldador un punto

Este diseño destaca por su simplicidad al  usar  como elemento activo únicamente  un tiristor de potencia de al menos 100 Amp para controlar la descarga del supercondensador.

Por mayor simplicidad ,  incluso en esta configuración  se ha optado  por añadir una pequeña batería  unido a un pulsador normalmente abierto para cebar al tiristor   incluyendo ambos componentes en un pedal  para activar el circuito

Obviamente  al activar el pulsador haremos que el SCR  entre en conducion    permitiendo la descarga de  condensador sobre los electrodos desde el momento en  el que el pulsador se cierre.

Claramente este esquema se puede  mejorar  usado la misma tensión de referencia  , pero dado el poquísimo consumo  y que puede ir integrado en el interruptor de pie  no es una mala opción y desde luego el circuito es bastante sencillo de construir.

Los componentes básicos  necesarios:.

  •  Fuente de alimentación de sobremesa  de 15-16v .Su amperaje depende de los rangos de carga de los condensadores (sobre 5A max ). En el esquema falta la resistencia de carga del condensador en serie (puede ser una bombilla en serie )
  •  SCR de 220v/220Amp (tiristor).Sólo  se necesita uno a menos que desee agregar un segundo conjunto de condensadores y un interruptor de láminas para la soldadura de doble pulso, pero esa opción es  mucho más cara
  • Carga resistencia control – se usa una bombilla  en serie de las usadas en un automóvil como luz de niebla (sobre 5A máximo segundo ~ 40 cargas), lo cual hara  de resistencia  de carga de la bateria de condensadores. Hay personas que eoptan por una resistencia clasica de potencia, pero desde luego una bombilla incandescente es mucho mas simple y economica
  •  Pulsador de pie ( ON/off ) para activar el SCR  para  la  soldadura (yo usé la misma fuente de alimentación de 15v para el interruptor, que está muy bien con un trabajo tan pesado SCR.)
  • Cable de tierra trenzado  terminando en Cobre sólido presentando a un punto en los extremos ( debería esta aislado  por los que sólo asegúrese de que su mano no va a estar en peligro de convertirse en parte del circuito !)
  • Condensador de  aproximadamente ~ 21 + faradios capacidad ( por ejemplo puede usar 10F uno, dos 5F y un 1F  de los usados  en  coche  para audio ). Todos los condensadores van en paralelo y con cables de sección adecuados ( mejor  sobre barras de metal)

 

Nota :  Como nos comenta Joaquin , que este diseño tiene un pequeño inconveniente  debido a que al trabajar en corriente continua  el tiristor  , una vez disparado este queda asi hasta que desconectemos la fuente de CC,  por lo que muchos diseños  para controlar  el pulso ,  optan por usar  transitores para descebar el SCR

Versión doble pulso

Basada en  el  principio  de los soldadores  de un punto , la mejora  del  circuito anterior  consiste en primer lugar en hacer una descarga más pequeña para limpiar la superficie del material de impurezas tales como el petróleo y crear una soldadura débil. El segundo impulso con más energía hace  enlace final. Con el fin de tener un pulso estable durante la descarga  se necesita pues  un condensador  mas grande para el segundo pulso.

Por tanto ademas  de los componentes anteriores , necesitara además :

  •  Segunda fuente de alimentación de sobremesa @15-16v / 5A max usando
  • SCR  220v/220A  (tiristor)
  • Rele reed
  • Condensador de  aproximadamente ~ 21 + faradios capacidad ( por ejemplo puede usar 10F uno, dos 5F y un 1F  de los usados  en  coche  para audio ). Todos los condensadores van en paralelo y con cables de sección adecuados ( mejor  sobre barras de metal)  NOTA :para el primer SCR  se usaría  una capacidad muy inferior (por ejemplo un condensador de 1F)
  • Carga resistencia control – se puede  usar tambien  una bombilla  en serie de las usadas en un automóvil como luz de niebla (sobre 5A máximo segundo ~ 40 cargas), lo cual hara  de resistencia  de carga de la bateria de condensadores. Hay personas que eoptan por una resistencia clasica de potencia, pero desde luego una bombilla incandescente es mucho mas simple y economica

En el esquema anterior como vemos se añade un control del  circuito de descarga por condensador  basado en un tiristor  y un supercondensador. La demora entre un pulso y el siguiente se basa en el retardo producido  por el rele reed al detectar la elevada corriente generada en la primera descarga pues la natural inductancia producida por el pulso de soldadura  hará que los contactos del rele reed se cierren activando el segundo SCR

Al ser un circuito tan básico no hay manera de medir el retardo entre ambos pulsos  que es aproximadamente de 1/4 segundo. Evidentemente con un circuito de demora se podría demorar mucho mas la segunda chispa pero para propósitos  caseros este diseño de  circuito es mas que suficiente

Consejos

  • Cómo electrodos de soldadura   elija un alambre  macizo y limados por el extremo. Tenga en cuenta que son muchos los factores que afectarán a la calidad de la soldadura.
  •  Limpie todas las superficies de soldadura con un limpiador no residuo como alcohol de alto %. Debe optimizar el contacto metal a metal, por lo que debe ser libre de aceites y basura
    para mantener las puntas de soldadura limpia regularmente los presentar a un punto redondeado. El tamaño de este punto afectarán su soldadura: si es  demasiado grande un punto  no soldará completamente, y si es demasiado pequeño  probablemente soplara la punta antes de soldar  el material.
  •  Jugar con diferentes  voltaje y capacidad, utilizando los valores citados  como referencia.
  • En caso de soldar células asegúrese de aplicar la presión adecuada a ambos puntos de contacto y que usted suelda  dentro de la zona centro de la batería . Si se desvía  hacia  el borde exterior de la terminal positiva puede fácilmente romper la célula. No es particularmente peligroso, pero el líquido se derramará. Según las hojas de especificaciones de materiales  células a123 , no contienen productos químicos tóxicos o peligrosos.
  •  Siempre use protección para los ojos, voy tirando chispas en tu rostro durante horas!
  •  Se recomienda la ventilación

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Cómo construirse de forma segura un soldador de puntos


La soldadura  por  puntos  lleva con nosotros unos 40 años ,pero a pesar de su antigüedad   sigue  gozando de buena reputación en los nuevos tiempos usándose de forma intensiva  también en aplicaciones de electrónica  donde la soldadura convencional con estaño no es efectiva, como   por ejemplo  a la hora  de conectar baterías entre si con laminas de níquel,  entre  sus miles de aplicaciones más.

 

Obviamente,   gracias a la evolución de la tecnología , los soldadores de puntos  actuales tienen  mejores capacidades para controlar diferentes aspectos del proceso, sobre todo con la introducción de las fuentes de potencia con inversor CC y control de circuito cerrado, cambio  de la polaridad de las fuentes de potencia de descarga capacitiva para poder equilibrar pepitas de soldaduras, además de la adición de instrumental de medición, así como también  la posibilidad de ajuste del desplazamiento de la fuerza de los electrodos, lo cual  ofrece a los usuarios  más herramientas para garantizar la calidad de la soldadura.

En esencia la tecnología de la soldadura por  puntos  no es nada compleja , pues  la  configuración típica de un soldador de puntos no ha variado a  lo largo de los años,  consistiendo básicamente en  una fuente de muy baja tensión (entre 3 y 15V) de alta intensidad   conectada a un cabezal para soldar.

Desgraciadamente, a pesar de que no incluye demasiada tecnología, un soldador de puntos  es uno de los pocos equipos donde la construcción casera  de este  es mucho  más barata que comprarlo montado,  incluso si se decide a comprarlo en alguno de los famosos  portales chinos, ya que incluso comprándolos  allí , su precios van entre los 200€ en adelante.

puntos

 

Puestos  a fabricar un soldador de puntos  nosotros mismos , en  youtube  se pueden ver  una gran cantidad de diseños de soldadores de puntos (buscar por su traducción inglesa : “spot welder”), fabricados de forma casera usando siempre viejos transformadores de microondas (dado  que son fácilmente obtenibles).

A estos  transformadores  se les elimina el secundario de AT  por medios mecánicos y simplemente se rodea en el interior del entre-hierro  en ese espacio que ha quedado vació de  dos vueltas de cable de gran sección ( al menos de 8mm).

Obviamente se  debe  tener  mucho cuidado si se decide seguir por ahí, pues  trabajar incluso con las piezas de  un horno de microondas es extremadamente peligroso ,ya que  debe saber  que nadie  ha  sobrevivido a un contacto fortuito de alta tensión,  dado que  la potencia disponible de más de 1000W es suficiente para matar al instante (desgraciadamente para la humanidad en las horribles  sillas eléctricas se utilizan 1500V) ya que el alto voltaje dentro de un horno de microondas es  de 3400 Vrms. Como sabemos que la potencia es proporcional al cuadrado de la tensión(V2 / R) , al tension presente en un microondas es 5 veces más peligrosa que  la tensión de una línea aérea de 1500V de un tren ,claramente en contraste con los circuitos HV de muchos productos electrónicos de baja potencia, que no son letales.

Bajo mi opinión, todos estos argumentos son mas que suficientes  para no  tener en cuenta ese método, sobre todo porque existen otros métodos mucho  mas seguros de construir un soldador de puntos casero, de modo que NO recomiendo construir  un soldador de puntos   basándose en un transformador   de microondas, no sólo por el voluminoso espacio  que ocupa ( y el ruido que genera) , sino, sobre todo,  por  el  peligro que conlleva extraer dicho transformador , pues esta muy cerca el condensador de alto voltaje, cuya  carga puede estar presente mucho tiempo después de que el horno de microondas esté desenchufado (y es extremadamente peligrosa una descarga de este tipo ). No confíe en la resistencia de purga interna del condensador , pues puede fallar y es muy  peligroso ( si lo va hacer, al menos conecte dos cables de prueba de clip de cocodrilo  a la tierra del chasis de metal de microondas, asegurándose  de que los cables no estén rotos,sujete una resistencia de 10K … 1M al otro lado de un cable de prueba y descargue los dos terminales del condensador uno por uno a través de una  resistencia de   1MΩ utilizando alicates aislados ).

Tenga en cuenta que algunos hornos de microondas de alta potencia utilizan un inversor de potencia HV electrónico en lugar de un transformador para ahorrar peso (de hecho esa es la tendencia actual ), obviamente,  en ese caso no serviría para semejante utilidad dicho componente…

Resumidamente hay dos formas de soldar con un soldador de puntos:

  • Soldadura por puntos de configuración en serie:Los electrodos están en el mismo lado. Es muy importante que la fuerza de ambos electrodos sea casi idéntica pues de lo contrario un lado será soldado mal.
  • Soldadura por puntos de configuración opuesta:Esta  técnica es la más utilizada consistiendo en que las piezas a soldar se sujetan entre los electrodos.

 

Los soldadores por puntos portátiles ligeros profesionales  ofrecen  una corriente de soldadura de al menos 4000 A, los cuales  permiten la soldadura de 2 hojas de acero de 1 mm . Un  soldador de punto casero normalmente puede ofrecer  1100A, que está bien para soldar pequeñas piezas electrónicas ( por ejemplo conectar baterías entre si con laminas de niquel  ) aunque se sabe que  hay personas que  han soldado 2 hojas de 0,75 mm con este tipo de soldadores de punto.

 

 

A continuación veamos varias  opciones  alternativas  y muy seguras que se alejan del uso del  típico transformador reciclado para realizar  un soldador de puntos casero:

 

CIRCUITOS BASADO EN  SUPERCONDENSADORES

 

Es la forma mas habitual de  y fácil de construir un soldador de puntos   a un precio bastante asequible.

Estas configuraciones funcionan  durante  mucho tiempo y bajo mi criterio  estas configuraciones  son  mucho mas optimas y eficientes  que los soldadores basados en transformadores de microondas modificados.

La alta temperatura destruye las baterías de litio, por lo que la soldadura  tradicional térmica no es una opción, así que esta configuración  es perfecta  , (es por eso  que hay personas que la llaman “soldadura fria” )

Como vemos en el siguiente circuito,  es principio es bastante sencillo usando 8  transistores Mosfet del tipo IRF1401 en configuración  paralelo para  controlar la descarga de un supercondensador de 1 Faradio de 15V  , el cual  almacena la energía  suficiente para producir la chispa que permita realizar   la soldadura por puntos.

Las resistencias de 1k  y 10K únicamente sirven para asegurar que pase a conducción los transistores  motivo  por el cual se usa un pulsador para conducir únicamente durante un breve espacio de tiempo:

 

 

mos

Otra opción, en lugar de usar transistores de potencia para controlar la descarga ,  es usar un tiristor de potencia de al menos 100Amp para controlar la descarga del supercondensador.

Esta configuración  conlleva que se necesita una pequeña batería  unido a a un pulsador normalmente abierto para cebar al tiristor  haciendo que este pueda conducir   permitiendo la descarga de  condensador sobre los electrodos .

Claramente este esquema se puede  modificar usado un red de resistencias similar  al el esquema anterior  para cebar al SCR, pero dado el poquísimo consumo  y que puede ir integrado en el interruptor de pie  no es una mala opción.

(Más información  en http://ledhacks.com/power/battery_tab_welder.htm)

 

 

Sobre este ultimo circuito también hay interesantes variaciones ,sobre todo controlando el tiempo de exposición de la puerta del tiristor, como por ejemplo con un circuito astable que proporcione el pulso adecuado.

Si le interesa el primer diseño ( quizás el mas simple) en el siguiente vídeo podemos ver el proceso de construcción del  primer montaje:

 

 

Esta configuración es muy típica para soldar la típicas  baterías de litio Panasonic ncr18650b ( las mismas baterías usadas por los vehículos  y placas solares de Tesla) , como podemos ver en el siguiente vídeo:

 

Este soldador ofrece un único pulso suficiente  para  la mayoría de las soldaduras , pero es posible construir otros mas avanzado basados   también en descarga capacitiva que  sea capaz de producir  doble pulso  emitiendo hasta  400 amps en 60 micro segundos  usando electrónica adicional como por ejemplo un Arduino…

 

SOLDADOR DE PUNTOS PORTABLE

Ahora vamos a ver cómo construir un soldador de arco pequeño para funcionar con una sola batería 3.7v . Otro condensador o uno más grande puede ser substituido y el voltaje fijado más bajo para aumentar el potencial total de los joules,  pero,  al parecer  con un condensador de  1000uf / 35v  es suficiente  para soldar  alambres de la plata, del níquel, del nichrome y del kanthal de  28-34 gr juntos.

Realmente cualquier fuente de alimentación antigua se puede sustituir por la batería usada , siempre y cuando se encuentre dentro de los límites de la tensión de entrada para la placa usada (LM2577)

El costo de los componentes es de alrededor de $ 25.

Esta es simplemente una referencia de las piezas (con parte de digikey # ‘s), no dude en sustituir sus propios equivalentes:

  • Soporte de la mezcla: BH-18650-W-ND
  • Caja del Proyecto: 377-1165-ND
  • Interruptor Momentáneo: 507PB-ND
  • Resistencia: 3.6W-10-ND
  • Fusible: 507-1032-ND
  • ModuloLM2577;
  • Diodo: 1N914B-ND
  • Condensador: 399-6556-ND (es decir  un condensador de 1000UF 20% 50V )
  • Pinzas de cocodrilo liso de la mandíbula: 314-1018-ND

 

Como vemos, aparte del condensador de 1000UF ,el alma del circuito es el  LM2577 ,un ondulador dc-dc con  pantalla LED de 3 dígitos. Estas son sus principales características

  • Voltaje de entrada: DC 3-34V
  • Voltaje de la salida: CC 4-35V (ajustable)
  • Corriente de entrada: 3A (máx.)
  • Corriente de salida: 2.5A (máximo)
  • Tamaño (L x W x H): Aprox. 2,56 x 1,4 x 0,5 pulgadas / 6,5 x 3,5 x 1,2 cm

 

Método de ajuste: Conecte primero la potencia de entrada (3-34V), a continuación, utilizar un multímetro para monitorear el voltaje de salida y ajustar el potenciómetro.

En la siguiente imagen  vemos el esquema de funcionamiento  donde una vez mas vemos el circuito de carga del condensador con un pulsador  en la entrada  y  usando un diodo a la salida para impedir la corriente inversa .

 

 

 

La placa LM2577 tiene pastillas de soldadura en la parte superior, para todas las conexiones, llevar los cables de la parte posterior de la placa y soldar a la almohadilla. Algunas placas tienen IN / OUT y +/- marcadas en la parte posterior de la placa, otras no.

Con todo el cableado completo, puede probar y verificar que todo está funcionando como debería y ajustar el voltaje de la placa utilizando el potenciómetro. Enganchar los clips del cocodrilo a su multímetro y pulsar el botón momentáneo, usted debería ver el voltaje subir un poco y permanecer constante alrededor 12-14v que es donde las placas se fijan cuando usted las compra.

Usando un pequeño destornillador empiece a girar el potenciómetro mientras sostiene el interruptor hacia abajo. Si el voltaje no sube, lo está haciendo de manera incorrecta. Mantenga presionado el botón y girando el tornillo hasta llegar a 35v,lo cal permite  aproximadamente almacenar  0,6 julios  energía en el condensador. Toque los cables de alambre juntos y  causara una chispa (acción prevista) lo cual significa que ya puede empezar a soldar ( más info en http://www.instructables.com/id/Small-Welder-for-joining-Nichrome-and-Nickel-Wires/)

 

 

SOLDADOR DOBLE PUNTO

 

Basada en  el  principio  de los soldadores  de un punto , la mejora  del  circuito en primer lugar es hacer una descarga más pequeña para limpiar la superficie del material de impurezas tales como el petróleo y crear una soldadura débil. El segundo impulso con más energía hace  enlace final. Con el fin de tener un pulso estable durante la descarga de un condensador grande fue empleado.

El nuevo  diseño añade un Arduino UNO y un Driver de MOSFET MIC4451 para enviar las señales de control a los IGBT que deben controlar el circuito, entregando el pulso a los conductores utilizados para entregar la corriente alta de hasta 700 pulso amperios deben ser no más pequeños que el cable de filamento alto calibre 4. Un pedal momentáneo con audio jack de ¼” se utiliza para enviar la señal de control el microcontrolador.

Para mas información mire en http://www.instructables.com/howto/spot+welder+dual+pulse/

SOLDADOR BASADO EN EL USO DE UNA BATERIA DE 12V /45ah

 

Hay personas que optan en lugar de usar supercondensadores usar en su lugar Baterías de 12V de automóvil para generar la chispa. Con objeto de tener mas control se puede usar un relé de coche para controlar la descarga pero otros optan por electrónica mas sofisticada ,como por ejemplo usar un Arduino Nano.

Este soldador de puntos puede utilizarse para soldar  baterías 18650 . Se necesita un cargador   de 12V  y utiliza una batería de coche de 12V como fuente de corriente de soldadura. Normalmente una batería de 45Ah proporciona suficiente corriente para obtener buenas soldaduras con tiras de níquel de 0,15 mm. Si usa  tiras más gruesas de níquel tal vez necesite una  batería mas grande o  dos en paralelo.

La máquina genera un pulso doble, donde el primero es 1/8 del tiempo de la segunda. Tiempo del pulso del segundo pulso es ajustable mediante el potenciómetro y aparece en la pantalla en mS para que pueda ajustar exactamente el tiempo. Regulable de 1… mS de 20.

Ver el vídeo para obtener instrucciones detalladas sobre cómo construirla.

 

 

 

 

Archivos de proyecto:

https://github.com/KaeptnBalu/Arduino_Spot_Welder

Aspectos generales  para la construcción de soldador por puntos

 

 

Brazos:El aislamiento entre las articulaciones del brazo debe ser  bueno y la fricción entre los brazos debe ser muy baja; Apriete el perno de tal manera que la fricción sea pequeña pero la holgura no sea demasiado alta.

Portaelectrodos :Los soportes de electrodos pueden hacerse de una abrazadera de tierra de radiador de latón rectangular de 20 mm de ancho. Taladre un agujero de 4 mm en el centro para el tornillo de montaje. Agrande el orificio para el cable de soldadura a 7mm.

Cable de soldadura:Utilice un cable de soldadura flexible 3AWG / 25mm 2 con una longitud de 140cm, esto permite 3 devanados. Un cable más grueso NO da una corriente de soldadura más alta.Dado que la fuerza del electrodo es crítica, los brazos de soldadura deben ser capaces de moverse libremente, no obstaculizados por la rigidez de los cables. Por lo tanto, los cables tienen una curva grande. No utilice el cable sólido, el cable de la soldadura es flexible y costará apenas $ 15 / m.

Electrodos de punto de soldadura:Es importante usar una barra de cobre puro. No latón o alambre eléctrico, que es suave recocido. Utilice una barra cuadrada con el mismo tamaño que la ranura del portaelectrodo o coloque la barra en el tamaño adecuado. Un diámetro de la punta adecuado es de 1.5mm. Para mantenerlo simple puede archivar la punta del electrodo en vez de redonda.
Soporte de electrodo soldador por puntos:Limpie periódicamente las puntas del electrodo de soldadura con papel de lija.

Abrazaderas de muelle:La fuerza del electrodo es un parámetro igualmente importante como los otros parámetros de soldadura tales como la corriente de soldadura y el tiempo de pulso.  Ajuste la fuerza del electrodo desplazando la posición de la abrazadera de resorte y mida la fuerza con una báscula de cocina

Palanca de maniobra:Utilicé una a placa  de materiales plásticos pero pueden producir un pitido en el aluminio.

 

Medición de corriente de soldadura

Puede determinar la corriente de soldadura midiendo el voltaje a través de una cierta distancia del cable de soldadura.
Para calcular la corriente de soldadura puede  usar la siguiente formula:
I = U * diámetro [mm2] / (0,0175 * longitud [m])
Para la medición de la corriente de soldadura, se unen dos cables a un cable de soldadura a una distancia de 44,5 cm. El voltaje en el cortocircuito es 0.34V; Por lo que la corriente de soldadura máxima = 0,34 V * 25 mm2 / (0,0175 * 0,445 m) = 1100A.

 

 

 

 

CONSEJOS

  • Asegúrese de tener una buena conexión en las abrazaderas, periódico de lijado con papel de 400 grano puede ser necesario.
  • Asegúrese de mantener los extremos del cable tan cerca de los clips como sea posible.
  • Si su cable tiene un revestimiento en él, arena ligeramente las puntas a soldar.
  • En lugar de intentar empujar los extremos del alambre juntos, trate de superponer los extremos de 1 mm para una articulación fuerte.

Si tiene alguna pregunta o necesita ayuda para solucionar problemas de su soldador, el mejor lugar para obtener respuestas está aquí: http://www.e-cigarette-forum.com/forum/modding-forum/367095-resistance-no-resistance-wire -welder.html

ADVERTENCIA:

La combustión de metal galvanizado puede liberar humos tóxicos de óxido de zinc. Este proyecto es extremadamente peligroso y no debe ser intentado sin la supervisión de un adulto y la formación adecuada. El uso indebido o el uso descuidado de herramientas o proyectos puede resultar en descarga eléctrica severa, paro cardíaco, lesiones graves, daño permanente al equipo y propiedades y / o muerte. El uso de este contenido de video es bajo su propio riesgo.

Construya su propia cámara de videogilancia usando Raspberry Pi


Gracias a un sencillo kit de carcasa +lente de ojo de pez  junto el software deMotionPie en efecto  es bastante sencillo transformar una Raspberry Pi con cámara en un sistema de seguridad altamente personaliza ble  como vamos a ver en este post

 

Hardware

Los elementos que necesitamos  para este montaje son  los siguientes:

  • Raspberry Pi3  o en su defecto una Rasberry Pi 2
  • Camara para Raspberry Pi  de 5MP Webcam Video 1080p 720p, (la del enlace es una de las mas económicas )
  • Fuente de  5v  de almenos 700mA
  • Lente ojo de pez magnética ( puede servir un mirilla de las típicas que se usan en las puertas )
  • Carcasa para albergar el conjunto .Existe este paquete  que incluye un mate negro especialmente diseñado para esta función incluyendo ademas  la lente y la caja de montaje en pared.Compatible con ambos los V1 y V2 frambuesa Pi cámara módulos originales y recién actualizado para ser compatible con la frambuesa Pi 3!

 

Pasos a seguir

La cámara Haiword  es una de las mas económicas para la Raspberry Pi(unos 15€ en Amazon) .El sensor de resolución nativo es de 5 megapíxeles capaz de 2592 x 1944 píxeles de imágenes estáticas.Soporta vídeo 1080p30, 720p60 y 640x480p60 / 90. La cámara es compatible con la última versión de Raspbian, el sistema operativo preferido de Raspberry Pi
El bus CSI es capaz de velocidades de datos extremadamente altas, y lleva exclusivamente datos de píxeles razón por la que esta cámara  utiliza la interfaz dedicada de CSI, que fue diseñada especialmente para la interfaz a las cámaras .

Para empezar a usar la cámara simplemente conectaremos el cable de cinta de la cámara al interfaz CSI de nuestra Rasberry Pi. Debemos tener mucho cuidado de enrasar muy bien el cable antes de fijarlo al conector  y después bajarle el tope para que no se suelte

 

La cámara de la Raspberry Pi ofrece caja de la cuenta, que puede mejorarse mediante la adición de lentes intercambiables. La lente ojo de pez le dará la cámara de la  Pi una vista panorámica de sus alrededores, ideal para vigilancia, seguridad y escenarios de monitoreo general.

Una vez conectada la cámara ,toca meter el conjunto en una caja que debe tener el agujero para la cámara. Obviamente con un poco de maña podemos utilizar cualquiera de las cajas que haya en el mercado fijar  la cámara por fuera y luego acoplarle la lente .

Un  opción interesante es optar por un kit de caja a medida  pues la flexibilidad de esos diseño suelen ser ideales para usar un Raspberry Pi sobre todo por la integración del módulo de cámara ademas  de complementarse con una lente de gran angular ojo de pez.

El cuadro de ModMyPi Pi cámara está diseñado para albergar un ordenador Raspberry Pi (modelo A o B) y un módulo de cámara de Pi en un gabinete compacto y versátil. Esta integrado todo el diseño para que no dañe el cable de cinta frágil de la cámara expuestos durante la operación. Este caso puede acomodar una lente de cámara magnética opcional, que abre nuevas posibilidades más allá de la excepcional calidad óptica del módulo cámara de Pi. El estuche negro mate es opaco, asegurándose que el led rojo montado en el módulo Pi cámara no afectará la luz ambiental captada por la cámara. La parte posterior de la ‘caja de cámara Pi’ puede aceptar un soporte de montaje en pared opcional para instalaciones permanentes.

Para aprovechar al máximo de él, la caja de la cámara de Pi debe montarse firmemente a una pared o un techo y debe orientarse correctamente. Este soporte permite inclinar y girar el dispositivo. Sólo apriete los tornillos cuando hayas encontrado la posición correcta y listo.

 

La caja de la cámara de Pi está diseñada ademas  para recibir el pequeño aro metálico necesario para atar la lente de ojo de pez magnetizada a la caja.

 

Software de la cámara

Esta es la parte que puede parece mas difícil si no fuera por el paquete  MotionPie. Esta aplicación inteligente viene como una imagen que simplemente escribir en una tarjeta SD y poner directamente en su Pi – sin código, ni enfangarse en infinidad de comandos linux.Puede que  parezca que hacemos  “trampa”, pero funciona muy bien y nos evitara muchos problemas pues es muy  fácil de usar.

Descargar la imagen

Para instalar MotionPie necesita una tarjeta SD en blanco y la MotionPie imagen disponible aquí (golpee el botón de descarga verde grande). Puede utilizar una tarjeta SD de 4 Gb pero puede que desee algo más grande si desea utilizar las funciones de grabación de MotionPie.

Piense en una imagen como sistema operativo, como Windows. Esta imagen es una imagen dedicada para MotionPie, que hace muy fácil de instalar.

Una vez que haya descargado el archivo, descomprima los archivos en una carpeta y mover al siguiente paso.

Escribir la imagen en una tarjeta SD

Pop tu tarjeta SD en tu PC (utilizando un adaptador de tarjeta SD si es necesario) y abrir su imagen favorita de software de escritura – usar Win32DiskImager para Windows.

Abrir Win32DiskImager, debería ver la letra de unidad para la tarjeta SD en la sección superior derecha ‘dispositivo’. Asegúrese de que esto es justo antes de continuar.

Win32DiskImager

A continuación necesitamos decirle a la aplicación que archivo de imagen que queremos  ‘quemar’ a la tarjeta SD. Haga clic en el icono de carpeta pequeño y vaya a la carpeta que extrajo los archivos de MotionPie. Haga clic en el archivo MotionPie.img y haga clic en ‘Abrir’:

MotionPie Image File

El archivo de imagen debe ser un tipo de archivo .img

La ruta del archivo debe verse ahora en la sección de ‘Archivo de imagen’.

Win32DiskImager load image

Ahora haga clic en ‘Escribir’ para  quemar la imagen en la tarjeta SD. Se mostrará una advertencia indicándole que puede dañar el dispositivo. No se preocupe, es un mensaje estándar. Haga clic en ‘Sí’ para continuar:

Nota: La opción ‘leer’ es para hacerlo al revés – lectura de la tarjeta SD y hacer un archivo – ideal para realizar copias de seguridad

Win32DiskImager Warning

Esta advertencia siempre se muestra  !no se  suste !.Una barra de progreso le dará una indicación del progreso pero  eta imagen no es muy grande por lo que sólo debe tomar unos pocos minutos:

Win32DiskImager progress bar

Una vez completado, aparecerá un mensaje. Haga clic en ‘Aceptar’:

Win32DiskImager complete

¡No retire la tarjeta SD todavía!  Ahora estamos listos para quitar la SD no te olvides de ‘expulsar’ el dispositivo de forma segura mediante el icono en la barra de tareas, hay una posibilidad que podría corromper la tarjeta SD ,aso que expulse la tarjeta de forma controlada !la Tarjeta SD está lista ahora, así que conectela ahora a su Pi

Programa de instalación

Tenemos que conectar el MotionPie a una conexión a internet por cable para el arranque inicial (ethernet), pues tenemos que ser capaces de recuperar una dirección IP. No podemos hacer nada de esto a través de una pantalla HDMI pues MotionPie no tiene una salida de vídeo (sólo verá una pantalla colorida).

Una vez que haya conectado todo, conecte su fuente de alimentación micro-USB para el Pi y encienda la Pi. Tenemos que dar al menos unos minutos para dejar la configuración inicial de instalación , así que espere pacientemente.

Dirección IP

Ahora necesita encontrar la dirección IP de su MotionPie para poder iniciar sesión en él. Usted podría iniciar sesión en su ruter  para encontrar las direcciones IP de los dispositivos conectados, pero hoy en dia es muy interesante  la app de Android ‘Fing‘ en Android, ya que es rápida y fácil y nos dara todo lo que haya conectado a nuestra red (incluyendo la raspberry Pi).

Abra Fing, haga una exploración en su red y busque su MotionPie junto con el número de serie (el número de serie es la parte después de’ MP’):

Fing IP address

!Fing es grande para tomar direcciones IP!

Inicio de sesión

Esta parte es la fácil pues usando un portátil/tablet/teléfono conectado a la misma red que su MotionPie, simplemente escriba la dirección IP y pulsar intro (igual debería escribir en una dirección web). En el ejemplo anterior, estoy usando 192.168.1.9.

Debe cargar la interfaz de MotionPie En algún momento se le pedirá  un registro, que es simplemente ‘admin’ y sin contraseña. Para acceso remoto como SSH, el nombre de usuario es ‘root‘ y la contraseña es el número de serie de Pi (que se puede ver por encima cuando la dirección IP).

Utilizar SSH para configurar el adaptador de WiFi para que esta cámara no tenga que depender de una conexión ethernet por cable.

Aquí es lo que MotionPie parece en un teléfono Android .

MotionPie Interface

La parte superior del icono izquierda  lleva al menú de configuración, donde puede ajustar todo tipo de cosas como el framerate, resolución, brillo, contraste, rotación, ubicaciones de almacenamiento y cargas más.  Luego tienes los iconos de la derecha que lleva a la cámara y captura de vídeo, modo de pantalla completa y más opciones. Para utilizar la misma interfaz en un PC o un tablet, es el mismo proceso. Simplemente introduzca la dirección IP y debería poder  ver la imagen captada por la camara de la Pi.

Actualmente no un comando de apagado en la interfaz pero parece una mejora que pronto vendrá . Puede ejecutar más de una cámara de Pi en MotionPie, de modo que se puede  crear una interfaz de seguridad completo:

MotionPie Multiple Feeds

¿Se anima  a usar su raspberry pi como sistema de seguridad?

CNC basado en Raspberry Pi


Si está buscando un proyecto que utilice Raspberry P , podría estar interesado en este impresionante grabador CNC Laser controlado por una Raspberry Pi y por algunos elementos reciclados de dos viejas grabadoras de DVD  y construido por Xiang Zhai.

El grabador láser Raspberry Pi ha sido construido en efecto utilizando dos unidades de DVD rescatadas de viejos ordenadores de sobremesa  y con menos de $ 10 en partes adicionales compradas en eBay, todo ello controlado por la Raspberry Pi. Si le interesa el concepto no lo dude pues la idea es bastante extensible a otros campos porque abre la via  para utilizar el sistema para otros usos.

 

En la mayoría de los proyectos de este tipo  los  grabadores láser se fabrican utilizando placas Arduino   programando  directamente la placa Arduino,pero es esta nueva versión construida por  Xiang Zhai ,   con una  Raspberry Pi es capaz de proporcionar más potencia. Su creador explica que la razón por la que elijio una  Raspberry Pi es porque es un dispositivo mucho más potente que Arduino , compatible con un sistema operativo completo y los pines GPIO pueden ser controlados por python (un lenguaje más intuitivo y más sencillo que C aunque la desventaja de python sea la velocidad lenta).Ademas  no hay  que comprar un controlador independiente para este proyecto   pues se puede controlar todo con un único Raspberry Pi pues este puede hacer muchas cosas diferentes sin recargar el firmware.

Además, hay personas de proyectos que ejecutan LinuxCNC en Raspberry Pi y utilizan una placa PIC 32 externa para controlar CNC. Es una gran idea, pero el autor aun queria o minimizar el costo. En su lugar, escribío  su propio intérprete python para ejecutar código G directamente. El grabador láser 2D CNC, es realmente muy fácil de controlar y no requiere demasiadas técnicas de programa.”

 

 

IMPORTANTE

Es muy importante tener en cuenta que el láser utilizado en este proyecto podría quemar la retina del ojo humano en menos de  un milisegundo antes de que el globo ocular sea capaz de reaccionar. Incluso un haz de reflexión aleatorio durante el grabado podría ser> 50 mW (para la comparación, un puntero láser regular es de 1 mW), y hacer daño permanente a los ojos, los ojos de los niños, o los ojos de los animales domésticos.  Debe s iempre usar gafas de seguridad Láser  cuando esté cerca del grabador de trabajo. Una adecuada para láser de 650 nm debe ser de color verde.

Instrucciones paso a paso

Componentes necesarios:

  1. Una Raspeberrry  pi (corriendo Raspbian o algun otro SO  que  soporte GPIO)
  2.  Dos unidades  regrabadoras de DVD recicladas.
  3. Para poder grabar, usted necesita el diodo del laser 200mW de un grabador  de DVD. Un diodo reciclado de un lector de DVD R o CD R no hará nada. Un diodo procedente de  un grabador de CD puede estar bien en términos de potencia (~ 100mW), pero el diodo láser de un grabador de CD es de infrarrojos, lo cual  puede ser muy peligroso pues no se puede ver.
  4.   Una caja de láser TO-18 5.6mm (Como este http://www.ebay.com/itm/251316903193?ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1439.l2649)Asegúrese de obtener un 5.6mm uno. Hay otro tipo 9mm.
  5.   Dos puentes H de doble canal. El puente AH es un circuito que contiene cuatro interruptores (efectivos) que pueden aplicar una tensión a través de una carga (motor de corriente continua o una bobina de un motor paso a paso) en cualquier dirección.
  6. Dos motores paso a paso  reciclados de los DVD  pues son motores paso a paso bipolares bifásicos de 4 hilos. Requieren voltaje verdaderamente reversible en cada pares del alambre. Se necesitan dos puentes H para cada motor paso a paso. Así que el total de cuatro puentes H para dos motores strepper. Algunos controladores de motor paso a paso famosos como ULN2003 son para los motores paso a paso de 5 alambres, por lo que no se pueden utilizar para controlar los motores paso a paso de DVD. Puede crear sus propios puentes H usando 4 transistores NPN y 4 PNP y probablemente convertidores TTL (el pin GPIO de RPi es 3.3V para que se requieran chips TTL lógicos). O simplemente puede comprarlos. Hay una gran cantidad de circuitos H puente integrados disponibles en el mercado, como L298. Los utilizados  son L9110s Dual H Bridge comprado en Ebay. Son de bajo costo (~ $ 2 cada uno), compactos (.8 “x1”) y son suficientemente potentes (~ 800mA).  L9110s también se conoce a veces como HG7881.En cuanto al puente H, es necesario asegurarse de que el límite de corriente continua del circuito es superior a 500mA. Por lo general, el motor paso a paso en una unidad de DVD está clasificado en 5V y cada bobina tiene una resistencia de 10ohm. Así que la corriente a través de cada bobina sería 500mA! Una corriente muy grande!
  7. Un regulador LM317, un transistor bipolar de NPN de energía (como E3055, debería ser capaz de manejar continuo 200mA al menos), algunas resistencias, condensadores y un paquete de puentes. El LM317 es para el controlador láser. La energía NPN es para hacer un interruptor para el láser. Si no desea soldar un conductor por su cuenta, seguramente puede comprar un controlador de láser para <$ 5. El controlador láser debe ser capaz de salida de al menos 200mA a 2V y tienen la función de habilitar / deshabilitar. De hecho, será una mejor idea reemplazar el NPN bipolar con un transistor MOSFET. Hay muchos de ellos disponibles en el mercado y son muy baratos. Sólo asegúrese de que la corriente continua soportada por el MOSFET está por encima de 200mA.
  8.   Un soldador, destornillador y algunos accesorios de ferretería .

PASO 1 : Desensamble las unidades de DVD (escritores)

Hay un montón de video tutoriales  para este paso, así que lo veremos rápidamente en imágenes

Se parte de dos DVD reciclados


Es importante que al menos una unidad o sea regrabable

Todo lo que necesita del DVD son dos cosas:
  • El  motor paso a paso con la corredera (parte inferior derecha en la imagen de abajo)

Desmontando  un DVD
  • Los diodos láser (ver imagen abajo). Tenga mucho cuidado pues  los diodos láser en el DVD son muy frágiles. Asegúrese de no romperlos.

Dos diodos láser de 5.6mm (infrarrojos y 650nm rojo) comparado con un conector USB.

Motor paso a paso (derecha) y deslizante lineal. Soldar cuatro cables en el motor paso a paso.

Nota :Hay otras cosas buenas que puede salvar de la unidad de DVD y mantener para proyectos futuros, como un motor de 9 V cc cerca de la puerta, un motor sin escobillas que gira los DVD, algunos reductores de choque y algunas piezas de lente y óptica en miniatura. También puede encontrar cuatro imanes fuertes cerca del diodo láser. No los tire. Resultarán útiles más tarde.

PASO 2: Ensamblaje de los diodos láser

Ahora tiene dos diodos láser. Uno es el infrarrojo que no necesitamos. El otro es el diodo rojo 650nm (por lo general tiene una letra “R” en él) y es el que necesitamos. El diodo normalmente tiene tres pines que forman un triángulo (uno de los pines   es NC). Usted necesita un multímetro para averiguar qué dos clavijas son cátodo y ánodo. El voltaje delantero a través del ánodo y del cátodo debe ser alrededor 1.4V y la resistencia delantera debe ser 20-40k ohmios. Si la resistencia delantera es demasiado alta, entonces el diodo láser es usado excesivamente.

La carcasa del diodo láser

Diodo láser (centro izquierdo) y alojamiento láser
 
Empujar el diodo en la cabeza de la carcasa
Diodo láser en la cabeza de la carcasa
Soldar dos cables en el diodo
Utilice un poco de contracción de calor para aumentar la fuerza
Debe llegar hasta aqui:

¡Hecho!Ponga cuidadosamente el diodo láser en la cabeza de la carcasa del láser. Puede utilizar el cuerpo de la carcasa del láser para ayudar a golpear contra el diodo y empujar el diodo en la cabeza de la carcasa. El diodo debe encajar perfectamente en la cabeza. Asegúrese de que los pines estén bien. Entonces suelde dos cables a los terminales  y ensamble la cubierta al conjunto.

 

PASO 3 : Unidad láser LM317

Un diodo láser es como un fotodiodo pero equipado con una cavidad resonante. El diodo láser es un enorme sumidero de corriente. Una vez que el diodo conduce, genera mucho calor, y el calor disminuye más lejos la impedancia del diodo. Por lo tanto, es un sistema de retroalimentación positiva inestable. Si simplemente pone una batería de 1,5 V a través del diodo,  quemará el diodo o agotara la batería de inmediato. Necesitamos un controlador láser que pueda emitir una corriente constante al diodo.

Hay muchas formas de hacerlo,pero u na de las formas más populares y menos frustrantes es utilizar un regulador de corriente continua como por ejemplo usando   un  LM317   Mediante la adición de una resistencia través del pasador de ajuste y del pasador de salida, el LM317 puede generar una corriente constante de ~ 1,25 V / R.

[De hecho, LM317 se utiliza principalmente como un regulador de voltaje. Mantiene un 1.25V a través del perno de la salida (perno 2) y del perno del adj (perno 1). Mientras tanto, controla la salida de corriente desde el pin adj que es muy baja (usualmente <100 uA). Por lo tanto, añadiendo una resistencia R a través del pasador 2 y 3, podemos tener salida de corriente de 1,25V / R desde el pasador 2 al pasador 1. A continuación, agregamos el diodo láser a través del pasador 1 y GND. Dado que el pin 1 está prohibido hundir corriente, toda la corriente de 1,25V / R emitida por el pin 2 fluirá a través de R y diodo láser a GND. La hoja de datos oficial de LM317 se puede descargar aquí.

Aquí hay un buen circuito LM317 láser circuito que encontrado en  LM317 Laser Driver :
En esta  implementacion se sustituyen las dos resistencias paralelas de 10 ohmios por dos resistencias de  0.5 vatios de 12 ohmios pues l a corriente máxima que va  a pasar a través del diodo es 200mA.
Asegúrese de no estropear el pasador de ajuste y el pasador de salida.  Se necesita por razones obvias u n disipador de calor para el l LM317.

También necesita un conmutador que pueda ser controlado por RPi  por ejemplo  usando  un transistor de la energía NPN E3055. Usted puede elegir lo que cada uno quiere, sólo asegúrese de que el transistor puede soportar corriente continua CE> 300mA    ( también tendra qeu poner un disipador de calor en él).

Esquemas del controlador láser y el interruptor.El láser está encendido sólo cuando el puerto “Switch láser” es lógico alto (> 3V).Asegúrese de no estropear la orden de pin de LM317

LM317 driver láser

 

Controlador láser (superior) y la alimentación E3055 NPN (inferior)

NOTA: Los diodos láser son dispositivos muy delicados y s on extremadamente vulnerables a la condición aplicada en ellos. Una tensión o corriente inestable, una corriente / tensión excesiva (incluso durante un tiempo muy corto) podrían dañarlos permanentemente. Así que siempre descargue usted mismo antes de tener el diodo, y siempre use un controlador de corriente constante para alimentarlo .  T ambién podría dañar el diodo conectando primero el controlador a la fuente de alimentación y luego conectar el diodo al controlador. El diodo siempre debe estar conectado al controlador antes de aplicarle cualquier energía.  

 

 

PASO 4 : Ensamblar la máquina

¡Ahora usted tiene dos etapas lineales idénticas y es hora de juntarlas! Hay muchas maneras de hacer esto. Para máquinas CNC de 2 ejes, la mejor manera es la que da Groover @ instructable . En la configuración de Groover, la muestra de grabado se une al eje x, de modo que sólo se mueve en la dirección x. El láser está unido al eje y por lo que sólo se mueve en la dirección y. Esta configuración minimiza el peso en cada uno de los ejes.

Corte una placa de acero de 2 “x2” fuera de la caja de DVD y peguélo a la etapa de eje x como la base de soporte de muestra. Puesto que la caja del DVD se hace del hierro, usted puede utilizar los imanes fuertes rescatados del sistema óptico del laser para ayudarle a estabilizar la muestra del grabado en la base.
El diodo láser generará mucho calor. Y es importante disipar este calor. De lo contrario, el diodo se rom,pera  rápidamente. Corté un disipador de calor de 1 pulgada de cubo de un viejo disipador de calor de la CPU deun pc y  perforé un agujero a pesar de ello. El agujero es perfectamente grande para sostener el láser. Pegue el disipador de calor en las etapas del eje y.
La cuestión más importante es el eje x, el eje y y el cuerpo del láser tienen que ser perpendiculares entre sí.

PASO 5: Conecte el puente H a los motores paso a paso

Cuatro clavijas de conexión en un motor paso a paso de 4 hilos y 2 fases.Por lo general se organizan en el siguiente orden: a1, a2, b1, b2.(A1 y a2 son los dos conductores de la bobina a; b1 y b2 son los dos conductores de la bobina b).El uso de un multímetro ayudará a verificar esto.El motor paso a paso en DVD es un motor bipolar bifásico de 4 hilos. Hay dos bobinas independientes dentro. Cada bobina tiene una resistencia de 10 ohmios. Por lo general, los motores paso a paso DVD se clasifican en 5V. ¡Por lo tanto la corriente nominal a través de cada bobina es 500mA! Las clavijas RPi GPIO sólo pueden emitir menos de 20mA para que RPi no pueda controlar un paso directamente. H se requieren puentes.

 

En los escritos de la mayoría de las personas, definen la bobina 1 y la bobina 2 y el nombre 1a, 1b como los dos conductores de la bobina 1, y 2a, 2b como los dos conductores de la bobina 2. No importa, siempre y cuando sepamos qué nosotros estamos haciendo. Al menos en este post se  mantiene la terminología coherente.

La hilera central del motor paso a paso bipolar se puede considerar como un imán de barra (en realidad es circular). Obviamente, a partir de la figura anterior, si conducimos sucesivamente la corriente en la bobina a1, b2, a2 ​​y b1, la hiladora girará en la secuencia deseada. Para hacer esto, podemos aplicar una secuencia de voltaje a a1, b2, a2, b1 como: 1) alto, bajo, bajo, bajo. Por lo tanto, sólo a1 y a2 están activados. Dado que a1 a2 tienen la misma polaridad (o opuesto dependiendo de cómo lo defina), el hilador apunta a a1
2) bajo, alto, bajo, bajo. Por lo tanto, sólo se activan b2 y b1. Spinner está apuntando a b2
3) bajo, bajo, alto, bajo. Por lo tanto, sólo a2 y a2 están activados. Spinner señala a2
4) bajo, bajo, bajo, alto. Spinner apunta a b1.
Vaya a 1).

Denotan alto como 1 y bajo como 0. La secuencia puede escribirse como 1000.0100.0010.0001

La ventaja de esta configuración es que es muy fácil de entender y por lo general el motor paso a paso se mueve con mucha precisión. Sin embargo, puesto que en cada paso sólo se activa un par de bobinas, el par aplicado sobre la hiladora no es muy grande.

Para lograr un par alto, una forma más popular es aplicar la siguiente secuencia: 1100,0110,0011,1001. Y el hilador estará apuntando a medio de a1 y b2, medio de b2 y a2, medio de a2 y b1, medio de b1 y a1 consecuencialmente. Y el par se duplica. Esto se denomina modo de paso completo o modo de par alto o modo de dos fases .. y suele ser el modo utilizado.

Si el par de torsión no será un problema, entonces podemos usar una secuencia de 8 pasos: 1000, 1100, 100, 100, 0010, 0011, 001, 01001. La hilera girará 8 pasos en lugar de 4 pasos para girar el mismo ángulo. Esto duplica la resolución. Y el costo es el par no uniforme aplicado al motor paso a paso. Esto se denomina modo de medio paso.

Por lo general, para DVDs, los deslizadores lineales se mueven alrededor de 0,15 mm cada paso completo del motor paso a paso, lo que corresponde a una resolución de ~ 170dpi. Lo suficientemente bueno para los proyectos caseros. Si se implementa el modo de 8 pasos, entonces la resolución es 0.075mm / paso o 340dp, similar a la impresora normal.

Para el grabador láser, no hay ninguna carga grave en el motor de pasos, así que se elije el modo de medio paso o el modo de 8 pasos.

Como se mencionó, RPi no puede conducir el motor paso a paso directamente debido al límite de corriente. En realidad, además de alimentar los LED de baja potencia, los pines GPIO de un RPi suelen funcionar como conmutadores lógicos. En el modo de salida, son lógico Alto (3V) o bajo lógica (<0.7V). AH bridges es un “traductor” que traduce estas lógicas High o Low en fuentes de energía que tienen alta tensión o baja tensión.

Un esquema conceptual del puente H (de wiki)Arriba se muestra un  a esquema  conceptual del puente H (tiene una forma similar con la letra “H”). Un puente H tiene dos modos de funcionamiento: (S1 S4 cerrar, S2 S3 abierto) y (S2 S3 abierto, S1 S4 cerrar). En el primer modo, la corriente fluye hacia la derecha a través del motor y en el segundo modo, la corriente fluye hacia la izquierda a través del motor. En realidad, este puente H nunca se utiliza. Una manera común es usar el transistor como interruptores eléctricos. Vea la figura abajo.

Arriba vemos un esquema conceptual muy simplificado de NPN  .NUNCA construya un puente H basado en este gráfico .Probablemente quemará los transistores o incluso el Pi.Un puente H práctico requiere resistencias limitadoras de corriente, diodos inversos y chips TTL lógicos.Por favor, consulte más de otras fuentes si desea construir un puente H de trabajo desde cero.

Cuando A es lógico bajo (0V) y B es alto lógico (+ V), entonces el transistor 1 y 4 son conductores mientras que 2 y 3 están abiertos; Cuando A es lógico alto (+ V) y B es lógico bajo (0V), entonces el transistor 1 y 4 son oepn mientras que 2 y 3 son conductores. Cuando tanto A como B son lógicos altos, 2 y 4 son conductores, 1 y 3 están abiertos, el motor se detiene; Cuando tanto A como B son bajos, 1 y 3 son conductores, 2 y 4 están abiertos, el motor se detiene.

Por lo tanto, ajustando A y B alto o bajo, podemos controlar la dirección actual a través de una carga. Para cada motor paso a paso de dos hilos de 2 fases, hay dos bobinas independientes que necesitamos controlar. Así que un total de 4 puentes H se requieren para controlar los dos motores paso a paso.

Hay un montón de H integrado puente disponible en el mercado. Para mi caso, necesito 500mA a través de cada puente de H así que L9110S es suficiente (L9110S puede permitirse 800mA a través de cada puente de H). Cada L9110S contiene dos H puente para que dos de ellos es suficiente. Hay módulo L9110S para <$ 2 cada uno en el mercado. ¡Muy conveniente!  En el mercado puede vernir marcado como  L9110 o  L9110S ..

Además, L9110S tiene diodos internos de sujeción para conducir la corriente inversa generada por la parada repentina de los motores paso a paso. Esto protege el circuito. L9110S es compatible con el nivel de salida TTL / CMOS para que pueda conectarse directamente a RPi.

Dos puentes L9110 duales H (tambiénconocidoscomoHG7881).Son 0.8 “por 1” grande
Cada puente doble controla un motor paso a paso.A la derecha, hay a1, a2, b1, b2 conectores a los motores paso a paso (de arriba a abajo).En el lado izquierdo, hay pines de control lógicos para a1, a2, b1, b2 (en realidad se denominan A-IA, A-IB, B-IA, B-IB) y VCC y GND.

PASO 6: Controlar la máquina usando Raspberry Pi

Ahora esta es la parte clave. Debido a que no se esta utilizando controladores externos de motor paso a paso por lo que tenemoso que incorporar la función de los controladores externos paso a paso en el software ( se usa python para hacer el trabajo).

La gente dice que RPi no es un dispositivo de tiempo real porque tiene un sistema operativo completo en él y python es muy lento. Sin embargo, en mi caso, estos problemas no causaron ningún problema.

El código de python que escribío el autor  incluye las siguientes funciones:
1. Una clase de motor paso a paso bipolar encapsulado . Incluía información como fase y posición. Tiene una función de compilación .move (dirección, pasos) que convierte comandos de movimiento en una secuencia de comandos GPIO.output () que hace girar los motores paso a paso.
2. Intérprete de códigos AG: lea el código G y envíe los comandos correspondientes a los objetos bipolares de motor paso a paso. Para los comandos G02 y G03 (interpolación circular), el intérprete realiza la interpolación y convierte los comandos en una secuencia de movimientos rectos.

La parte más difícil es cómo controlar más de un motor paso a paso simultáneamente. La idea es realmente muy simple y se puede extender a cualquier número de motores. Ya sabemos cómo controlar un motor. Ahora supongamos que tenemos dos motores: MX y MY, y queremos convertir MX 12 pasos y MY 15 pasos simultáneamente en 6 segundos. Primero encuentre el multiplicador menos común (LCM) de 12 y 15, que es 60. Ahora divida 6 segundos por 60 obtenemos dt = 0.1sec. Establecer 60 bucles. Antes del final de cada ciclo, utilizamos los comandos time.sleep (0.1). Así que se tarda 6 segundos para terminar el bucle. Y nos movemos MX un paso cada 5 lazos y mover mi un paso cada 4 bucles. Después de 60 lazos, MX se mueve 60/5 = 12 pasos y MY se mueve 60/4 = 15 pasos. Y tanto MX como MY se movían a velocidades constantes.

00001 00001 00001 00001 00001 00001 00001 00001 00001 00001 00001 00001 (60 dígitos, 12 unidades)
0001 0001 00 01 0001 0001 0001 0001 00 01 0001 0001 0001 0001 00 01 0001 0001 (60 cifras, 15 cifras)

Para más de dos motores paso a paso, solo busque el LCM de todos los pasos (ignore 0).

Usted puede descargar todo el código de python aquí Mi RPi CNC Laser Engraver Código :

Puedes encontrar tres códigos de python:

Proyecto: raspberrypi-cnc-laser-engraver

El proyecto en Python lo componen 6 modulos:

  • Bipolar_Stepper_Motor_Class.py define la clase Bipolar_Stepper_Motor. Por defecto, la línea 5 es comentada y la línea 7 es válida. Esto corresponde a una secuencia de medio ángulo de 8 pasos. Si el par máximo es deseado, puede comentar la línea 7 y descomentar la línea 5 para seleccionar la secuencia de 4 pasos en ángulo completo.
  • Motor_control.py define un conjunto de funciones como LCM (para calcular el lcm de dos enteros) y Motor_Step (para controlar dos motores simultáneamente). Por lo general, no es necesario modificar nada.
  • Gcode_executer.py.  Este es el programa principal. Es necesario modificar la línea 25 (nombre del archivo de código G), la línea 29 (números de pasador del motor paso a paso X), la línea 31 (números de pasador del motor paso a paso Y), la línea 32 (número de pasador del interruptor láser), la línea 35, Resolución de la máquina en unidad de mm / paso) y línea 38 (velocidad de grabado). El código lee e interpreta el código G, y envía comandos correspondientes a las funciones de control del motor.
  • Spiral.nc : Este es un simple código G que traza una pequeña espiral. Puede probar perfectamente si la máquina puede procesar el código G, especialmente la interpolación circular G02 y G03, correctamente.
  • Grid.nc: Un simple código G que traza varias líneas rectas para formar una cuadrícula. Código perfecto para probar la máquina y hacer un sistema de coordenadas!

Actualmente Gcdoe_executer.py sólo acepta un número limitado de comandos G: G90, G20, G21, M05, M03, M02, G01, G02, G03.
El código puede reconocer comandos G1F (velocidad de grabado), pero simplemente ignorarlo. La velocidad de grabado se ajusta por la línea 38 en la unidad de mm / seg.

Como se mencionó al principio de este post, D. Miller hizo algunas mejoras a mi código para que el código pueda trabajar junto con la extensión inkscape GCodeTools y permitir el grabado remoto a través de otro pequeño script de python que escribió.

 

La versión modificada se puede descargar desde https://github.com/iandouglas96/engravR

PASO 7: ¡Grabado!

Después de Groover ( por Groover en instructable ), se usa Inkscape para hacer código G. Inkscape es un editor de gráficos vectoriales de código abierto y soporta varios sistemas operativos (windows, linux, Mac), lo que significa que deberías poder instalarlo en Raspbian! No se intenté. Simplemente puede usarsu pc y envíar su  diseño al RPi.

Necesita una extensión de grabado láser para convertir el gráfico vectorial en códigos G. Hay varios diferentes código de extensión G. El que yo uso puede descargarse aquí Inkscape-Laser-Engraver-Extension

[Nota: Ell autor escribío su intérprete de código G de python basado en el código G generado por esta extensión de Inkscape. Así que el código sólo puede tratar con un número limitado de comandos G, suficiente para el grabado con láser, aunque, afortunadamente. Para los códigos G dados por otro generador, mis códigos podrían no ser capaces de manejar todos los comandos. Es posible que deba modificar el código python por su cuenta.]

Aquí está la instrucción paso a paso sobre cómo generar código G que el código python puede procesarlo.

Paso 7-1: Instalar Inkscape y Inkscape-Laser-Engraver-Extension

Inkscape se puede descargar gratis aquí http://inkscape.org/en/
Se ejecuta en Windows, mac y varios sistemas operativos Linux.  Luego descargue Inkscape-Laser-Engraver-Extension

Para instalar la extensión, simplemente descomprima el archivo y copie todo en la carpeta de instalación de Inkscape. Por ejemplo, en Windows 7, si Inkscape está instalado bajo
C: \ Archivos de programa \ Inkscape
, Luego simplemente copie todo desde Inkscape-Laser-Engraver-Extension a C: \ Archivos de programa \ Inkscape \ share \ extensions
Y luego reinicie Inkscape, la extensión ya debe estar instalada. Para verificar esto, ejecute Inkscape y busque el elemento “Grabador láser” en “Extensión” en la barra de manu.

La extensión Laserengraver se ha instalado correctamente

Nota: Algunas personas informan que la extensión Laserengraver no funciona en Inkscape de la última versión. Si eso te sucede, utiliza Inkscape 0.48. El instalador de Windows se puede encontrar en la parte inferior de esta página.

Paso 7-2: cambiar el tamaño de la página

Abra Inkscape, vaya a “Archivo” => “Propiedades del documento” => “Página”, bajo el cuadro “Tamaño personalizado”, cambie las “Unidades” a “mm” (milímetro) y luego ponga 36 y 36 en ambos “Ancho “Y” Altura “. A continuación, cierre el cuadro de diálogo.

Verá que la página en blanco se convierte en un pequeño cuadro cuadrado. Zoom en esa caja.

Paso 7-3: trama, texto, crear, un montón de diversión ~

Puede escribir textos, graficar gráficos o incluso pegar png / bmp en el cuadro.

Pulse “Ctrl” y “A” para seleccionar todo lo que se traza, bajo “Path”, haga clic en “Object to Path”. O simplemente presione “Mayús” + “Ctrl” + “C”. Estos pasos son necesarios si tiene texto u otros objetos externos.

Convertir objetos en ruta

Paso 7-4: Generar código G

Va a “Extensiones” => “Laserengraver” y haga clic en “Laser …”. Un cuadro de diálogo saltará. Puede seleccionar “Directorio”, “Unir” y modificar otra preferencia en “Preferencia”. En “Laser”, escriba el nombre del archivo (debe adjuntarse a la extensión .nc). A continuación, haga clic en “Aplicar”.

Convertir el objeto en código G

Un cuadro de diálogo dirá “láser de trabajo, por favor espere ..”.

Si se selecciona “Dibujar gráficos adicionales para depurar la ruta de grabado” en “Preferencias” antes de hacer clic en “Aplicar”, Inkscape dibujará muchas flechas en la parte superior del gráfico, mostrando los movimientos dados por el código G generado.

¡El código G se ha generado correctamente!Muchas flechas.

Paso 7-5: Pase el código G a RPi

Si utiliza un ordenador portátil / escritorio para generar el código G, entonces tiene que pasar el código G a RPi usando ssh u otras herramientas. El código G debe colocarse en la misma carpeta junto con las rutinas de python.

Paso 7-6: ¡Haga la modificación necesaria en el código python y grabe!

Por lo menos desea cambiar el nombre del archivo de código G en Gcode_executer.py (línea 25). Algunos otros cambios, digamos, números de pin (línea 29, 31, 32), resolución (línea 35, 36), velocidad de grabado (38), se pueden cambiar si usted los entiende.

Escriba “sudo python Gcode_executer.py” en el terminal para ejecutar las rutinas de python y diviértete!

 

NOTAS

  • Acerca de la capacidad del grabador: Debido al límite de tamaño de las unidades de DVD, la máquina sólo puede grabar en un área de 36 mm por 36 mm .. Por lo que puede hacer pequeñas piezas de madera, cartón de plástico o parte de los casos de iPhone, pero no más grande.
  • El láser utilizado aquí es de 200 mW 650 mm de diodo láser rojo. Corta papel de carta bien. Pero no es lo suficientemente poderoso como para cortar cualquier cosa más gruesa y dura. De hecho, se prefiere que la superficie de trabajo sea de color negro para que pueda absorber la mayor cantidad de potencia láser posible. Para grabar en tablero de plástico transparente, como se muestra arriba en el icono de la moneda icono de la universidad icono, tengo que utilizar un marcador negro para pintar la superficie y limpiar la tinta después del grabado. Sin embargo, creo que para una hoja de espuma negra delgada (<3 mm de espesor), y dado suficiente tiempo de grabado, el láser debe ser capaz de cortar a través, como Groover mostró en instructable.

 

 

 

 

Ha habido muchos ejemplos de personas que usan Arduino para controlar CNCs. Probablemente puede encontrar toneladas de programas en C disponibles que se ejecutan directamente en Arduino para procesar el código G (una famosa es grbl). También hay controladores CNC disponible como MATH3 en el mercado que pueden ser controlado por puertos paralelos o en serie….pero este proyecto llega a un paso mas de simplificación usando solo una placa para todo

Para obtener más información sobre el nuevo grabador láser Raspberry Pi puedes visitar la página web Funofidy para más detalles. .

 

 

Ayuda se me ha roto la pantalla de mi movil Doogee


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En este post vamos a ver  como cambiar tanto la pantalla como el sensor capacitivo de  un Doogee Y100 Plus    aunque el procedimiento general es bastante parecido al modelo Doogee Valencia2 Y100 Pro u otros modelos similares no solo del fabricante Doogee  sino incluso de otros modelos de otros fabricantes pues la mecánica es bastante parecida  en todos los casos cuanto al procedimiento para el desmonte del terminal , reemplazo del sensor con el tft   y luego el posterior reensamblado de todos sus componentes

 

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En la imagen  esta  la evidencia: el terminal no solo presenta  desperfectos en la en sensor capacitivo del frontal  , el cual  incluso podría  reemplazarse de forma  separada , sino que además, también  presenta  zonas de la pantalla sin imagen ,lo cual es claramente un signo de que también  la pantalla TFT debe ser reemplazada pues presenta graves  problemas de deformaciones en el tft.

Afortunadamente , todo tiene solución en esta vida , y  aunque pueda parecer una gran  contrariedad que ambas partes se hayan estropeado, lo cierto es que lo ideal es reemplazar  ambas  partes simultáneamente( el TFT con el sensor capacitivo )   ya que suelen venir  pegadas de fabrica  de modo que suele ser muy difícil separarlas  para cambiar alguna de estas, como por ejemplo el sensor capacitivo ya  que al estar mas expuesto es el que mas sufre por las caidas y las rayaduras.

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Como es evidente que necesitamos sustituir ambas piezas ,lo primero es buscar  un reemplazo de ambas partes averiadas en alguno de los macropotrales chinos  como por ejemplo aliexpress.com, bangood, dealextreme,etc , teniendo muy claro de adquirir el modelo exacto para  nuestro terminal pues en incluso en versiones parecidas puede haber diferencias

Desmontando el terminal

Comience por retirar la funda  asi como las  carcasas  del teléfono  y retirar la placa posterior mediante una pequeña punción entre el conector micro usb  y parte de atrás  de plástico. Si tiene problemas, se recomienda una herramienta de levantamiento de plástico o en su defecto una púa de las usadas para tocar acordes.

 

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Después de que la parte posterior plástica del teléfono se haya quitado, ahora conseguimos la primera mirada de la batería.Para quitar la batería, utilice la uña de un dedo o una herramienta de levantamiento de plástico en la pequeña ranura en la parte inferior de la batería

Retire ambas tarjetas de sims (media y derecha) y tarjeta micro SD (izquierda)La batería es una batería de 3,8V Li-Ion, con una tasa de 2200mAh.

Nota:No debemos olvidar extraer todas las tarjetas  SIM ‘s   y por supuesto la micro-sd ( si contamos con esta)  pues si las dejamos en la carcasa al intentar al extraer la tapa interior    corremos el grave riesgo de romperlas

Identificación

Bajo la batería se puede ver la etiqueta de identificación, que muestra el modelo de teléfono, las bandas del teléfono se puede conectar también y 2x IMEI.

Este teléfono tiene sims dual, lo que explica los dos números IMEI 2x. Tenga en cuenta que se ha censurado los números IMEI en la imagen por razones de privacidad.

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 Empezamos

Observe que tenemos una serie de tornillos philips  por toda la periferia del terminal

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Retire ahora  con cuidado  los 12 tornillos Phillips con un destornillador de cabeza Phillips de 1,8 x 40 mm  con mucho cuidado de no perder ninguno. Una vez desenroscado cada tornillo se puede usar un imán o un destornillador imantado  para extraer cada tornillo con objeto de no perder nada

Hay normalmente un tornillo verde o blanco que  tiene un adhesivo vacío que lo cubre. Si usted quita esta etiqueta usted anulará su garantía, pero ya sabe que una rotura de pantalla o sensor no esta cubierta por la garantía porque normalmente este tipo de problemas suelen ocurrir por caídas accidentales o fortuitas   hechos que nunca estarán cubiertas en las condiciones de la garantía .

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Utilize una herramienta de arrastre de plástico  para separar cuidadosamente la cubierta de plástico posterior (el primer marco medio) del segundo marco medio. Si no dispone de herramientas de desmonte también puede servir una púa de guitarra,el filo de una navaja  o incluso las uñas..

Se recomienda comenzar en la parte inferior y poco a poco trabajar  con su herramienta de extracción  a partir de ahí.

 

Cable de  antena y placa madre 

A continuación tendremos que quitar el cable de la antena para lo cual puede  utilizar un par de pinzas, levantando con cuidado el cable del conector. Puede haber cinta que lo sostenga allí que puede eliminar  también.

Hay personas que  quitan el otro extremo del cable de la antena pero en realidad no es fundamental.
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Ahora volvemos nuestra atención a la  placa  principal donde necesitamos desconectar 2 cables de cinta   : el del digitalizador y el de la pantalla TFT.
En primer lugar lo más probable es que haya cinta que cubra los conectores, la cual debería quitar o con un par de pinzas.
Ahora podemos ver el conector del TFT  a la derecha .Usando un par de pinzas levante el pequeño brazo que sostiene el cable en el conector. ! Tenga cuidado con sus pinzas pues  el brazo del conector es muy frágil !.Utilizando de nuevo las pinzas (herramienta muy útil) tire con cuidado del cable del conector.
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Ahora debemos repetir  este paso para el  conector del digitalizador  que esta en la parte superior a la izquierda.

Utilizando de nuevo las pinzas  tire con cuidado del cable del conector usando un par de pinzas para levantar el pequeño brazo que sostiene el cable en el conector. ! Tenga cuidado con sus pinzas pues  el brazo del conector es muy frágil !.
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Botonera de volumen y botón de encendido

 Ahora necesitaremos soltar  la plaquita de pulsadores de encendido  y el volumen del marco principal . Utilizando la lengüeta negra marcada en la imagen, tire de los contornos  con  cuidado e intente sacar  la placa soltando el recubrimiento negro usando para ello  las pinzas , intentando alejar  del marco de plástico medio. Tenga mucho cuidado porque el PCB es muy frágil.
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La placa  principal se sostiene sobre el chasis  por dos  tornillos de cabeza  ancha de  40mm. He marcado estos dos tornillos en  la foto.

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Extracción de la placa principal 

 No trate de quitar la placa principal todavía, porque todavía hay otro cable adjunto por debajo el cual debe  extremarse la precaución pues es muy frágil.
Levante lentamente la placa principal de la parte superior del teléfono y gírela hacia arriba. Ahora debe ver el conector. Este conector es el mismo que los otros dos en la parte superior de la placa principal. Desconecte el conector del mismo modo que lo hizo antes.
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Pasos intermedios en otros terminales diferentes al Doogee y100

  • Si no necesita reemplazar la cámara trasera o frontal, puede hacerlo ahora.
  • Para quitar la cámara frontal, desconecte la cámara de la tarjeta . El conector es el mismo que el otro conecta en la placa base.
  • Para quitar la cámara trasera, desconecte la cámara de la tarjeta . El conector es el mismo que el otro conecta en la placa base.
  • Encontrará el receptor auricular en el segundo marco medio. .

Eliminación de Pantalla

Ahora ya estamos finalmente en la etapa final de quitar el bloque de la pantalla.Voltear el marco medio hacia atrás de modo que usted está mirando ahora en la parte delantera del teléfono de nuevo. Ahora necesitaremos usar un secador de pelo o una pistola de calor para calentar los bordes del teléfono para aflojar el pegamento que está sosteniendo en la pantalla y los botones delanteros, al marco medio .Una vez que el pegamento se ha calentado lo suficiente usted debe ser capaz de obtener una herramienta de plástico entre la pantalla de vidrio y el marco de plástico medio.

Lentamente y con cuidado, mueva su herramienta de arrastre alrededor del teléfono hasta que la pantalla se haya liberado desde el marco medio. Encontrara  que normalmente  el pegamento que sostiene la pantalla al marco medio no es fuerte,  lo cual  es bueno para poderlo soltar.

Hay muchas personas ,en las que se incluye un servidor,  que optan  si se va a desechar esta parte , con cuidado con  una navaja hacer presión  por el hueco interior  y luego intentar levantar el cristal por un lado  y desde ahi con sumo cuidado ir bordeando todo el perímetro hasta sacar por completo  todo el conjunto .

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Ahora debería estar a punto de reemplazar la pantalla con otra. El vidrio con la pantalla y el digitalizador son todos una pieza ,  lo cual  significa que las tres partes tendrán que ser reemplazadas si uno de ellos falla. Esto se está convirtiendo en la norma con la mayoría de los móviles de hoy.

Montaje

Nos toca ahora el proceso inverso ,por lo que primero  antes de continuar  primero deberíamos  comprobar que  el remplazo es el correcto al menos   a nivel de conectores y de dimensiones

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Antes de nada se deben  quitar las protecciones interiores pues al pegar por la parte posterior  puede ser un martirio sacarlas

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Nos toca echarle un poco de pegamento suave (yo he usado  pegamento para textiles  o calzado)  por los bordes  es introducir los dos cables por la canaladuras marcadas en la foto, la cuales están  practicadas sobre el propio armazón

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Esperaremos unos 15 minutos  para que seque un poco el pegamento , y luego fijaremos ambos componentes de modo que coincidan perfectamente

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Ahora toca conectar la placa madre  por lo deberemos empezar por el conector interior.

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Una vez ajustado el conector , llevaremos la placa a su posición correcta  horizontal  y una vez ajustada , atornillaremos con los dos tornillos correspondientes.

Acto seguido presentaremos los dos cables de cinta en sus conectores  y perfectamente alineados colocaremos la palanca de reten con un cuidado extremo (son muy frágiles)

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Tampoco debemos olvidar el cablecillo de antena que va por el lateral izquierdo .

Y ahora ya solo nos queda poner la tapa y atornillar todos los tornillos philips

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Finalmente colocaremos la micro-sd,la sim ,la batería  y por supuesto la tapa: debería lucir nuestro terminal como nuevo pues en efecto eso es lo que hemos hecho

!Muchísima suerte  si decide a reemplazar su pantalla rota de su terminal por otra nueva!

Construya su propia Fuente de alimentacion avanzada


Cuando se comienza a realizar proyectos de electrónica o robótica, en seguido nos damos  cuenta de inmediato que hay ciertas herramientas que no pueden faltar en nuestra  mesa de trabajo o en tu taller. Una de estas, es una fuente de alimentación. 

Existen varias formas de obtener voltaje para alimentar nuestros circuitos, por ejemplo ,con baterías recargables, cargadores (por ejemplo para teléfonos móviles   u otro aparato doméstico),fuentes basadas en reguladores discretos ,fuentes de laboratorio,etc.

Las baterías son costosas ,pesadas , poco duraderas , poco ecológicas por lo que  no deberíamos tomarlas  en cuenta para realizar proyectos. En cambio, tener una fuente de alimentación variable  que nos proporcione corrientes más altas y voltajes programables cierto rango, es algo muy práctico para que podamos alimentar todos los circuitos y prototipos que hagamos.

No hace mucho tiempo , todo el mundo que necesitaba un fuente “profesional” se lanzaba a auto-fabricarselas, dado que desafortunadamente no es un equipo que este al alcance de mucha gente

Afortunadamente los tiempos cambian y hoy es posible construirse una fuente  digital programable avanzada  en  unos sencillos pasos sin gastarse una fortuna y con la certeza de siempre funcionara, hecho que no siempre ocurre con las fuentes auto-construidas.

 

 

En la propuesta  de una fuente avanzada digital avanzada  con display a color  que vamos a proponer ,  por extraño  que parezca ,casi  no se requiere soldar nada  pues este montaje  se centra  en un  modulo compacto programable Drok  NC , que puede comprarse  por unos 44€ en Amazon    (o un precio similar en algunos portales chinos )  , y  constituye en su mismo  una fuente de alimentación  compacta  programable , gracias a una combinación de ajustes analógicos y funciones de control digital en un único dispositivo ya montado.

Este modulo por si mismo  es una fuente en si como vemos , pero para ofrecer un precio competitivo no incluye caja ,bornes  y sobre todo una parte importante como  es otra fuente fija  que proporcione  la tensión continua  de entrada.

Respecto a la fuente auxuliar, esta puede ser une fuente reciclada  de cualquier  otro dispositivo  como por ejemplo un cargador de un ordenador portátil ( u otro dispositivo electronico )  o simpplemente  cualquier transformador  entre  20-45v  con su correspondiente puente de diodos  que tengamos en  nuestro cajón   : la única condición es  que debe dar una salida  rectificada  y esta debe ser 1Voltio mayor que la máxima tensión que se requiera ,no superando en ningún caso  los 49V 

 

El esquema del montaje propuesto   es el siguiente;

fuentenueva.png

 

Como vemos tan solo necesitamos conectar la salida de   nuestra fuente auxiliar  AC/DC     a la entrada del modulo  Drok  NC ,y su salida a unas bornas (rojo para el positivo  y negro para la masa)

El circuito ademas se completa con un interruptor que se intercala en los cables de Ac  y un led verde que con su correspondiente resistencia imitadora , el cual conectaremos a la salida de la fuente auxiliar

 

El modulo de control

 

El modulo Drok  NC ,  tiene  un rango de Voltaje de salida es de 0 – 50.00 V, 0,01 V con  corriente de salida ajustable hasta 3.000 Amp en pasos de 0.001 a.

Incluye  función de auto apagado cuando se supera un umbral preestablecido y que puede almacenarse hasta en 10 grupos de valores de preset  y dos grupos valores rápidos.

Asimismo en la interfaz de los datos de ajuste, usted puede ajustar el valores  como  sobretensión, sobre-corriente, etc

modulo

 

Obviamente no nos podíamos olvidar  de la pantalla LCD  a color (cuyo  brillo es ajustable ),la cual  tiene la función de voltímetro , amperímetro y watimetro en este modelo  sobre el que ademas se pueden ver los valore de  preset de Voltaje, Corriente, Voltaje de salida, corriente de salida preestablecido,  potencia de salida , voltaje de entrada, etc.

Este módulo incluye ademas un ventilador de gran potencia de salida inteligente , que cuenta con  rodamiento de bolas  que se inicia automáticamente cuando la corriente de salida es más de 0,5 Amp,  con el fin  disipar el calor generado.Este modulo por cierto es enchufable  pudiendo desconectarse por si no se necesitase o simplemente  para  extraerlo   

IMG_20130301_010133[1].jpg

Como comentábamos al  principio de este post ,esta fuente necesita una tensión continua cuyo  valor de entrada puede estar comprendida entre   6  y  55 V , lo que significa que   55 V es el límite Voltaje  que no debe superare( de lo contrario, podría  quemarse) .Ademas esta  fuente como regla general deberá alimentarse  con una tensión  continua que debe ser 1V  la salida máxima  deseada

Este módulo tiene salida de protección contra cortocircuitos y protección de conexión inversa, aunque usted debe ser en estricta conformidad con conexión Descripción para conectar. Si conecta la fuente de alimentación con salida, el módulo será quemada.

Este modulo es configurable   gracias a su cuatro pulsadores y un botón giratorio  de control cuyas funciones son las siguientes:

  • Boton central : Ajuste de datos valor/extracto de la especificada Grupo de datos/store valor en el grupo de datos.u-set: Preajuste Voltaje de Salida
    i-set predefinidos: corriente de salida
    s-ovp: presente sobre-voltaje
    s-ocp: sobre-corriente actual
    s-opp: presente over-power
    B-LED: presente brillo de la pantalla
    m-pre: datos de regalo
  • M1; extracto de acceso directo:M1 los datos almacenados/página hasta a elegir/combinaciones de store.
  • M2; extracto de acceso directo: M2 datos almacenados/página abajo para elegir/combinaciones de tienda
  • On/Off: salida de abrir o cerrar.

 

Parámetros técnicos:

  • Rango de Voltaje de Entrada: 6 – 55 V
  • Voltaje de Salida gama: 0 – 50 V
  • Corriente de Salida: 0 – 2 A
  • Rango de Potencia de salida: 0 – 100 W
  • Dimensión: 79 mm * 43 mm * 48 mm (L * W * H)
  • Tamaño abierto: 71 mm * 39 mm
  • Voltaje de Salida precisión: ± (0.5% + 1 dígitos)
  • Corriente de Salida precisión: ± (0.5% + 2 dígitos)

 

Montaje final

El montaje de esta fuente  es en realidad   un proceso bastante sencillo una vez que se tengan todos los elementos descritos,

  • El modulo Drok  NC
  • Fuente auxiliar AC/DC de 20-40V  /2 amp
  • 2 Bornas
  • 1 led
  • 1 resistencia limita dora para el led
  • 1 Interruptor roscado de  1amp/220V
  • 1 Caja de plástico

Los pasos a seguir para montar la fuente son en realidad muy pocos. Como orientación resumimos los mas importantes a continuación:

  1. Fijaremos  en primer lugar la fuente auxiliar a la caja  usando por ejemplo una pistola de cola térmica

IMG_20130301_010219[1].jpg

2-Conectamos la salida de la fuente auxiliar al modulo Drok  NC    respetando escrupulosamente la polaridad. También igualmente conectaremos dos cables (rojo y negro ) para la salida .

IMG_20130301_010205[1].jpg

3-Los dos cables de salida los conectaremos a dos sendas bornas  Rojo y Negro que fijaremos al panel posterior practicando dos orificios en el

4-Practicamos asimismo   dos orificios para el interruptor , el led y el l modulo Drok  NC

 

IMG_20130301_010233[1].jpg

5-Soldaremos dos cables al interruptor de encendido lo cuales iran; directaemnte a un polo del enchufe y el otro a la entrada de AC de la Fuente auxiliar

 

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6-Ya podemos fijar todos los elementos (led, el modulo Drok  NC  , el interruptor  y los bornes )    sobre el panel  en el frontal de este

 

img_20130301_0108511IMG_20130301_012057[1].jpg

 

7-Solo nos queda aplicar cola térmica a los elementos que puedan moverse ( l modulo Drok  NC , las bornas , el led  y el cable de red)    y colocando la tapa  abremos terminado nuestro montaje:

 

IMG_20130301_014902[1].jpg

 

 

 

NOTA :En este post hemos usado el l modulo Drok  NC ,pero  existen otros módulos muy semejantes al Drok  pero con tensiones o intensidades máximas menores

He aqui una tabla con algunos de  sus  característicos mas importantes:

ít
dp20v2a
dp30v3a
dp50v2a
dp50v5a
DPS3003
DPS3005
DPS5005
DPS3012
DPS5015
ID del Producto
993188
1050062
1050061
1062475
1062474
1062473
1065235
1072236
voltaje de entrada
4.5-23v
6-35v
6-55v
6-55v
6-40v
6-40v
6-55v
6-40v
6-60v
tensión de salida
0-20.0v
0-32.0v
0-50.00v
0-50.00v
0.00-32.00v
0.00-32.00v
0.00-50.00v
0.00-32.00v
0.00-50.00v
corriente de salida
0-2.00a
0-3.10a
0-2.000a
0-5.000a
0-3.000a
0-5.000a
0-5.000a
0-12.00a
0-15.00a
potencia de salida
0-40w
0-99w
0-100w
0-250w
0-96w
0-160w
0-250w
0-384w
0-750w
resolución de voltaje
0.1v
0.1v
0.01v
0.01v
0.01v
0.01v
0.01v
0.01v
0.01v
resolución actual
 0.01a
 0.01a
0.001a
0.001a
0.001a
0.001a
0.001a
 0.01a
 0.01a
tamaño del producto
79 * 34 * 26mm
79 * 34 * 26mm
79*34*48

mm

79*34*48

mm

79*43*41

mm

79*43*48

mm

79*43*48

mm

79 * 43 * 48 mm (pantalla)

93 * 71 * 41mm

(poder)

79 * 43 * 48 mm (pantalla)

93 * 71 * 41mm

(poder)

pantalla
LCD
LCD
LCD en color
LCD en color
LCD en color
LCD en color
LCD en color
LCD en color
LCD en color
abanico
no (no es necesario)
YES
YES
no (no es necesario)
no (no es necesario)
no (no es necesario)
no (no es necesario)
YES
YES
Carga la batería
NO
NO
NO
sí (pero necesita un diodo)
Sí (pero necesita un diodo, será con el módulo)
YES

 

Tipos de tiras de leds RGB


Antes de comenzar un proyecto que involucre tiras de leds SMS como por ejemplo la famosa emulación del sistema Ambilight de Philips , probablemente deberíamos identificar las diferencias entre las tiras de leds  comerciales  , las cuales actualmente están basadas en WS2801, WS2811  o en el  WS2812 (también llamadas “strips”).

La mayoría de los proyectos y las descripciones que circulan por la red  están a veces mezclados, y cuando uno se sumerge en tiras de LED por primera vez, estos números de los modelos puede ser un terreno  bastante confuso.

Realmente los números de modelo WS2801, WS2811 y WS2812 se refieren realmente a diferentes “cosas”. El WS2801 y el WS2811 son circuitos integrados de  gestion de LEDs RGB .Estos IC pueden controlar hasta 3 LEDs, típicamente Rojo, Verde y Azul  de modo que  se colocan  cerca  de cada led , así que usted como espectador verá el resultado del color mezclado. El WS2812 sin embargo es un WS2811 colocado dentro de un paquete 5050 LED.,el cual  es un paquete muy común de 3 LED (rojo, verde, azul), en un compartimento  de 5 mm x 5 mm.Es decir,  un  WS2812 es el mismo paquete pero con un controlador adicional de LED WS2811 IC incluido.Resumiendo :un WS2812 combina un LED RGB 5050 con un controlador WS2811

Otras diferencia bien acusada  de los strips  de leds  , es que mientras  las tiras WS2801 necesitaban 4 hilos, las tiras WS2811 / WS2812 sólo necesitan 3 hilos.

En efecto el WS2801 utiliza una línea de reloj independiente, lo cual puede verse como una ventaja,  puesto que  el WS2811 / WS2812 no lo lo requiren.De hecho los modelos de tiras de leds   WS2811 / WS2812 dependen del envío de datos que coincidan con un tiempo muy ajustado.

Adicionalmente  la ventaja de la WS2812, sin embargo, es que la producción de estos combos en tiras es más fácil y por lo tanto más barato, y cada RGB LED toma mucho menos espacio en tiras lo cual también tiene innegables ventajas.

 

A continuación  mostramos  una lista de  chipsets  así como algunas notas sobre ellos  extraída de las hojas de datos o de la experimentación

 

Chipset Supporte libreria Fastled Conexiones Color Bits Data Rate PWM Rate Chipset Power Draw
APA102/DOTSTAR 4 8 ~24Mbps 20khz [email protected]
WS2811 3 8 800kbps 400Hz 5mw / [email protected]
WS2812B/NEOPIXEL 3 8 800kbps 400Hz 5mw / [email protected]
TM1809/TM1812 3 8 800kbps 400Hz 7.2mw / [email protected]
TM1803 3 8 400kbps 400Hz 7.2mw / [email protected]
TM1804 3 8 800kbps 400Hz 7.2mw / [email protected]
WS2801 4 8 1Mbps 2.5kHz 60mw / [email protected]
UCS1903 3 8 400kbps unknown ?
UCS2903 3 8 800kbps unknown ?
LPD8806 4 7 1-20Mbps 4kHz ?
P9813 4 8 1-15Mbps 4.5kHz ?
SM16716 4 8 ? ? ?
TM1829 X 3 8 1.6Mbps/800kbps 7kHz [email protected]
TLS3001 X ? 12 ? ? ?
TLC5940 X 4 12 ? ? ?
TLC5947 X 4 12 ? ? ?
LPD1886 X 3 12 ? ? ?

Chipset power draw es la cantidad de potencia que un solo chip extrae cuando los leds están apagados, pero la alimentación está conectada

 

Veamos  ahora algunas notas  de sus características :

  • Ws2801 : más antiguo, barato,  pero lento (1Mbps).  Es propenso a fallar en longitudes más largas, y sobre todo si la aplicion usa mayores tasas de datos .   

 

ws2801

  • Tm1809 / 1804/1812 : Es muy similar en el protocolo al ws8211 y el coste similar. Utiliza  un IC por 3 rgb leds.Puede haber interferencia de línea (el 1809 controla 3 rgb píxeles, los 1804 controles 1 )
  • Tm1803 : versión más lenta de la tm1809, vendido principalmente por radio shack.
  •  APA102 – Adafruit  los vende estos como dotstars. La velocidad de datos soportada  es muy rápida (llega a 24Mhz) y son  validos para aplicaciones que requieran  alta tasa de actualización. Recomendados estos sobre casi cualquier otra cosa si se busca  actualizaciones frecuentes.
  • Ws2811 / ws2812 / ws2812B -Adafruit vende estos modulos como “neopixels”.  Muy bien precio:(30 leds / m por $ 6, 60 leds / m por $ 11!).  Velocidad de datos es muy lenta (800Kbps).  También  muchas de las tiras sconstan de  1 led, 1 controlador, por lo que puede cortar cada modulo por  cada led. Incluso mejor, es la variante ws2812, que  el  led y el chip van en un solo paquete por lo que puede ser muy compacto (en algunas sitio en internet  todavía lo venden como ws2811 – pero el protocolo es el mismo). Desafortunadamente, su protocolo de datos requiere interrumpir las interrupciones en el avr mientras se escriben los datos, por lo que el uso de estos leds interferirá en procsos interbnos de la CPU como las bibliotecas de IR ,  el uso de i2c  o serial.
  • Lpd8806’s – menos barato (más cerca de $ 16 / meter enviado por 48 / m), pero súper rápido (!llega  a más de 22Mbps!). Además, están emparejados, por lo que implementa un controlador por 2 rgb píxeles. A tener en cuenta que estos sólo realmente  pueden  mostrar 7 bits por canal, ( y no 8,) por lo que sólo puede mostrar 128 niveles diferentes de luz para cada canal de color. API de programación sigue siendo 8 bits, pero el bit bajo no tiene sentido.
  • P9813 – Éste es el chipset usado en la iluminación de Control Total de Cool Neon.
  • UCS1903 – similar a tm1809 / ws2811.  Muy  lento protocolo, pues opsorta cerca de 400kbps.
  • UCS1904 / 2903 – más cerca en el tiempo de la ws2811. Algunas personas lo encuentran interesante
  • SM16716 – no muy conocido .Usa un protocolo complejo.
  • GW6205 – no muy conocido.
  • LPD1886 – un chipset de 3 hilos que es de 12 bits por píxel en lugar del normalmente 7/8-bit por píxel como  la mayoría de los chipsets restantes vistos  hasta ahora
  • Controladores DMX (DMXSIMPLE o DMXSERIAL) – si controla sus leds usando DMX desde un arduino, esto requerida  DMX usando el resto de la #include <DmxSimple.h> led – Tenfg en cuenta que #include <DmxSimple.h> o #include <DmxSerial.h> antes de #include <FastLED.h> para utilizar la salida DMX.
  • Adafruit Pixie leds (PIXIE) – Son led superpotentes de 3W . Tambien con el fin de utilizar estos leds necesita #include <SoftwareSerial.h> antes de #include <FastLED.h> .
  • TM1829 – similar a la TM1809 / WS2811, pero también permite establecer 32 niveles de corriente base para el control de brillo / uso de energía 
  • TLS3001 – Es de 12 bits por color frente a 8 bits para la mayoría de los chipsets 
  • TI TLC5940 – Soporte de color de 12 bits,  que ayuda la la corrección del color, 16 canales llevados por la placa que hace RGBW con las configuraciones como esto.
  • TI TLC5947 como anteriormente, pero con 24 canales

 

 

En resumen su selección   depende del tipo de microcontrolador que vaya a utilizar y de cuáles son compatibles con la aplicación o biblioteca que va a utilizar.

Por ejemplo, en los proyectos basados en Arduino funcionaran  bien con cualquiera de estas  tiras  de led   ya que todo se ejecuta en tiempo real.
Sin embargo cuando se utiliza una Raspeberry  Pi , con un WS2811 / WS2812 puede ser un poco más difícil debido a las necesidades de tiempo estricto. Un Raspberry Pi normalmente ejecuta Linux, que no es un llamado Sistema Operativo en tiempo real, donde la temporización prevista podría ser interrumpida por otras actividades de fondo.

Aunque el WS2801 solía ser el mas  popular, poco a poco  tanto el WS2812 como el  WS2811 parecen a  ser los mas usados quizás porque son mucho mas económicos y requiren menos conexiones .