Como construir una maquina CNC a partir de piezas recicladas


A veces las partes viejas de ordenadores pueden ser muy útiles para muchas cosas pero sobre todo es muy destacable    las fuentes de alimentación (tanto de portátiles como  de ordenadores fijos )  de las que tantas veces hemos hablado en este blog , no solo para  usar la salidas de 12 y 5V , sino incluso para hacer asociaciones de  varias fuentes  para generar fuentes con tensiones o intensidades mayores .
El reciclaje de las piezas de un ordenador  no queda en la fuente,  pues hay un sinfín de  otras piezas  útiles  que podemos  reciclar en un viejo ordenador, como por ejemplo:
  •  Las pantallas de los portátiles  que  pueden usarse  con una controladora barata como un  monitor.
  • Las memorias  que pueden utilizarse para otros aparatos electrónicos.
  • Los ventiladores  y radidadores  usados para refrigerar las CPU  nos pueden servir para refrigerar nuestros circuitos o  incluso para otras aplicaciones con celulas de Peltier
  •  Las cajas ATX  tienen un sinfín de aplicaciones
  • De los lectores de CD / DVD podemos usar los motores,la mecánica  y el láser
  • De las viejas disqueteras   podemos usar los motores,la mecánica
  • Tornillos , herrajes ,etc

En el post de hoy a vamos a  ver como es posible construir una maquina  CNC o una impresora 3D     con la mecánica  de dos  o tres lectores dvd ( o incluso incluyendo una disquetera) invirtiendo muy poco dinero, pues tan solo necesitaríamos una mínima  electronica de control aparte.

Las partes hardware que necesitamos son:
  •  3 lectores de CD o DVD que no usemos
  • 1 Arduino (Uno en nuestro caso)
  • 3 controladras de motor paso  a paso
  • Fuente de alimentación  de 5v DC ( nos vale una vieja fuente de PC)
El sofware necesario seria el siguiente:

Ensamblaje

Para empezar  con este proyecto  lo primero  es desmontar  los  lectores de CD o DVD
disco1
Como vemos  ,en su interior vamos a ver encontrar una placa  metálica con un motor paso paso (compuesto por  dos bobinados independientes ) y cuyo eje es un tornillo sin  fin , lo cual es la pieza clave  para   reciclar . Asimismo necesitaremos las carcasas de dos de ellas  y los componentes necesarios para fijarlos al chasis (  el laser  y los otros motores no son necesarias).
Cada motor va a simular cada uno de los ejes de la maquina (X,Y,Z)  por los que en los contactos de cada motor  soldaremos un cablecillo  a cada contacto para hacer las 4  conexiones  con las controladoras ( podemos eliminar el cable de cinta flexible que suelen llevar pues es muy difícil que den la medida).
En este punto es interesante identificar mediante una sencilla de prueba de continuidad con un polímetro   usándolo en modo  resistencia  para  saber cuales son los dos bobinados  ( entre si   no deben tener continuidad )
 cables.JPG
Una vez tengamos el cableado hecho de los motores nos tocaría la parte mecánica la cual quizás sea la parte mas engorrosa  y difícil de llevar a cabo   pues realmente no existe una única solución  a este problema   a la hora de afrontar el ensamblaje  que básicamente  consiste en  fijar los carros con  los motores paso a paso en los tres ejes x, y , z  para formar un único conjunto.
En primer  lugar  , nos centraremos en lo que será el eje Y  . Usando  una carcasa colocaremos uno de los  carros junto con el motor  por medio de  soportes tratando de alinearlo lo mas cercano a uno de los bordes  y centrándolo sobre este.
Los soportes pueden ser metálicos roscados ( se pueden comprar en ferreterias)  o separadores de plástico de los usadas para las placas madre.
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De un modo similar  también fijaremos otro carro con su motor a otras de las carcasas de manera que crearemos para el eje X (obviamente la idea  es montarlo perpendicularmente al montaje del eje y). Asimismo también debemos fijarlos  a una de los bordes en la parte superior y centrados sobre este cuerpo.
Los soportes usados también  pueden ser metálicos roscados ( se pueden comprar en ferreterias)  o separadores de plástico de los usadas para las placas madre.
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Ahora nos toca el eje z  que se diferencia   de los dos anteriores  que debe ir colocado sobre  uno de los ejes: más  concretamente el eje x.
El eje Z a diferencia de los otros dos lo instalaremos en una placa  liviana ( por ejemplo de vaquelita ,plástico, metílica,etc  ) para luego  montarla en los soportes del eje X
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Una vez que tenemos los tres ejes es hora de  unir  ambas carcasa  por  las  base del eje Y y X  formando un angulo recto.
Normalmente muchos aficionados usan escuadras metálicas   e incluso pequeños perfiles metálicos entre ambas carcasas  : todo depende de lo solido que haya quedado la unión así que  quizás  no sea tan necesario en función de como queden fijadas ambas partes
escuadras1.png
Una vez que hayamos ensamblados  lso tres ejes , nuestro proyecto ha tomando toda su  forma, por  lo que solo nos queda conectar  los motores paso a paso a  los controladores   y estos a la placa Arduino Uno.
Las conexiones de cada motor irán a cada driver  de motor  paso  a paso y las entradas  de estos  a la placa Arduino Uno según las siguientes  conexiones digitales:
  • Eje x: puertos 3 y 6, GND
  • Eje Y : puertos 4 y 7,GND
  • Eje Z: puertos 5 y  8;GND

Asimismo no debemos olvidar las conexiones de alimentacion de la placas de los drivers (+5V) que se recomienda no se obtengan de Arduino  sino directamente desde  la fuente auxiliar

El esquema electrico final seria el  siguiente:
Diagramas
Cuando hayamos  conectado e instalado, lo que quedaría seria ir configurando el software necesario para hacerla funcionar.
En youtube podemos encontrar  miles de videotutoriales  que explican con detalles estos pasos por lo que no lo vamos a repetir aquí
Como pinceladas  dejamos dos vídeos muy claros al respecto para que sirvan  como guía:
Con eso concluimos  de este proyecto, lo cual es la base para diferentes usos como puede ser un plotter , una fresadora o incluso colocando un extrusor una impresora 3D,una grabadora láser , etc
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Como reconvertir un ordenador portatil en sobremesa por o€


Es inevitable  que ordenadores  portátiles  que hace unos años fuesen potentes equipos hoy en día incluso estando operativos ya no tengan  un valor comercial no solo por la obsolescencia  inevitable sino por el desgaste inevitable de sus componentes  donde es destacar  las siguientes partes:

  • La batería pues  tarde o temprano perderá su capacidad original
  • La pantalla TFT  dado que  están muy expuestos a golpes ,caidas, rozes,etc perdiendo no solo calidad ,  sino incluso no mostrando filas o columnas enteras
  • El teclado interno  sujeto a muchos golpes , agentes externos ,etc
  • El trackball o el touchpad
  • El disco duro
  • La caja
  • etc

 

 

De este modo cuando pasan cuatro o cinco años, el ordenador comienza a sufrir los primeros fallos, , y pese al vínculo especial que se  puede haberse mantenido ese tiempo, al final decidimos dejarlo en un cajón o incluso adelantar su defunción. No lo haga: con su ayuda, un  antiguo portátil todavía puede tener todavía muchos usos.

 

En primer lugar aunque las capacidades de su antiguo portátil  no sean suficientes para trabajar con modernas aplicaciones basadas en Windows 10 , puede optar por mantener la licencia original incluso de versiones mas antiguas como  Windows 7 ó 8 (incluso Windows XP) pues con un poco de trabajo de optimización incluso pueden funcionar muy bien para un uso lúdico ( navegación o multimedia) .

Obviamente  si ha perdido la licencia del SO puede optar  por soluciones  basadas en Linux (el sencillo ArchBang o  Lubuntu )  o  incluso Android(remix os )

Si nuestro  equipo esta operativo  y hemos decidido  darle una segunda oportunidad  para utilizarlo  como ordenador de salón para navegar , ver vídeos ,etc , siga leyendo porque  tendrá que seguir unos sencillos  pasos para darle una nueva utilidad a su querido ordenador.

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En primer lugar para que un ordenador quepa en cualquier sitio ,es necesario plegarlo , pero eso nos impide arrancarlo por lo que  aunque hay ordenadores actuales que puede evitar la suspensión al cerrar la pantalla, pensando en ordenadores algo mas antiguos, vamos a intervenir desde el punto de vista hardware atacando por dos “frentes”:

  • Creando un botón de encendido externo al ordenador.
  • Eliminando por hardware el sensor de cierre.

Bien , como ejemplo vamos a ver que hacer como hacerlo en  un viejo HPcompaQ  que presenta perdida de lineas en la pantalla y su batería apenas ofrece una autonomía de minutos:

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Lo primero es localizar los embellecedores del marco de la pantalla dado que tendremos que acceder a la electronica cercana a la bisagra

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Un vez localizados los embellecedores  accederemos a lo tornillos que fijan el marco del monitor

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Una vez quitado los tronillos podemos quitar el marco:

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Dependiendo del portatil incluso llegados a este punto quizás nos interese eliminar el botón  de bloqueo mecánico que se suele colocar en el centro de la tapa

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Quitado el marco , ahora con un instrumento punzante podemos ir levantando con cuidado la tapa de la botonera

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!Cuidado con las tapas! , pues aunque no lleven tornillos en la parte frontal ,si es habitual  que los tengan en la parte trasera.

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Una vez quitada la tapa de la botonera  vemos la placa de los pulsadores donde accederemos para capturar el botón de encendido

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Ahora  necesitamos añadir un botón de encendido externo al ordenador, para lo cual soldaremos con cuidado dos pequeños cables al pulsador de Power ( si no se esta seguro mirarlo  en la tapa cual corresponde).

Una vez soldados los cables a la botonera  pondremos un pequeño trozo de adhesivo para que no suelte el cable y  en los extremos soldaremos un pulsador Normalmente abierto  que llevaremos fuera del conjunto

 

 

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Solo nos queda  eliminar  por hardware el sensor de cierre que provoca la suspensión del ordenador cuando se cierra la tapa .En algunos caso este sensor va en la llave de la atapa , en la bisagra o en el caso de muchos HP -Compaq es magnético y va oculto tras el teclado

Para que podamos plegar el ordenador sin que entre en suspensión, simplemente soltaremos los dos hilos del sensor magnético que va conectado a la placa de la botonera como vemos en la siguiente imagen:

 

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Ahora ya queda  montar  la tapa de la botonera , montar el marco de la pantalla  y plegarlo porque ahora si podemos colocarlo  en un sitio donde no sea  muy visible  ( por ejemplo detrás de la TV)  y gracias a la conexión VGA  y la ayuda de un dongle USB de raton /teclado  inalambrico  (unos 11€ en Amazon) podamos volver a disfrutar de nuestro antiguo portatil:

 

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Si no es funcional  por fallos en la placa madre o la gráfica  otra opción es extraer los elementos que se puedan rescatar:el disco duro(acuérdese de formatearlo), la memoria RAM, el adaptador de corriente, las tarjetas gráficas o las tarjetas de sonido , los cuales son algunos de los componentes que se pueden vender por Ebay, Segunda Mano o Mil Anuncios.

EasyEDA ofrece nuevo sistema para PCB e importación de DXF


En un post anterior  hablábamos del paquete easyEDA (Electronic Design Automation) que esta constituido por  herramientas diseñadas específicamente a proyectos y producción de sistemas electrónicos, abarcando desde la creación del circuito integrado hasta el desarrollo de placas de circuito impreso cuya peculiaridad es que su uso es completamente online( es decir  sin necesidad de instalar ningún software en su ordenador)  y ademas es una herramienta gratuita

Obviamente al estar  basada en la nube podremos crear directamente nuestros diseños de manera online desde cualquier equipo y ubicación  lo cual lo hace perfecto para trabajos colaborativos  . Esta herramienta está diseñada específicamente para proporcionar a los ingenieros electrónicos, educadores, estudiantes de ingeniería y aficionados a la electrónica una herramienta completa pero a su vez sencilla de manejar, y todo ello desde nuestro navegador web.

Durante los últimos 6 años, el equipo EasyEDA han estado buscando nuevas maneras de mejorar su herramienta del trabajo para ingenieros electrónicos, estudiantes y aficionados,  por lo que recientemente han  anunciado algunas grandes mejoras para la nueva versión de EasyEDA.

Nuevo sistema para PCB

Ahora, se puede probar la nueva página Orden PCB a través de https://easyeda.com/order

EasyEDA no sólo soporta   pedidos de placas  PCB directamente desde el Editor de PCB EasyEDA , también admite archivos Gerber de cualquier otra herramienta de EDA. Puede cargar Altium, Kicad, Águila, DipTrace,etc. a  archivos P-CAD Gerber a este enlace:

introducir descripción de la imagen aquí

Al mismo tiempo, apoyan hasta 16 capas BPC.

Ofrecen de hecho un tutorial sobre el pedido de PCB EasyEDA, consultehttps://easyeda.com/Doc/Tutorial/PCBOrderFAQ

Plantillas de pedido con su PCB

Una plantilla puede ayudar a soldar la placa PCB rápidamente. Para el montaje SMT eficiente y confiable  el uso de una plantilla es pues una necesidad.
EasyEDA puede proporcionar la opción de no reticular (o sin marco) y las plantillas marco.
La imagen de la derecha muestra una plantilla sin marco. Las  plantillas sin marco son más baratos y de menor peso (0,2 Kg) para que puedan ayudar a reducir los gastos de envío.

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Las nuevas características del editor de EasyEDA

  1. No hay necesidad de configurar la anchura y la altura de la zona de trabajo pues  en todos los editores ya no tiene fronteras: ahora es interminable, por lo que es más fácil de apoyar diseños muy grandes y complejos de PCB.
  2. Mayor velocidad de respuesta para  hacerzoom, alejar o desplazarse . Se trata de una actualización de funciones grande para diseños complejos.
  3. Acciones de desplazamiento nuevas:la funcionalidad original de hacer clic derecho para mover el lienzo en cualquier lugar en las direcciones horizontal y vertical todavía funciona, pero las barras de desplazamiento de la zona de trabajo han sido sustituidos por dos nuevas acciones. Manteniendo pulsada la tecla SHIFT mientras se utiliza la función de rueda de desplazamiento del ratón se moverá (PAN), el lienzo en una dirección horizontal. Manteniendo pulsada la tecla CTRL mientras se utiliza la función de rueda de desplazamiento del ratón se moverá (PAN), el lienzo en una dirección vertical.

 

Consejos: EasyEDA ha eliminado la barra de desplazamiento por lo que tal vez necesite un poco de tiempo para adaptarse a la nueva interfaz de usuario.Use la tecla AZ de acceso directo para acercar y alejar la imagen. Usando  las teclas de las flechas puede ayudar a mover el lienzo, hacer uso de función de giro para ayudarle a mover el lienzo de forma rápida.

Importación DXF

La creación de la placa irregular o esquemas elaborados es más fácil en EasyEDA gracias al nuevo menú de importación DXF.

A veces cuando se está diseñando un PCB de un recinto  puede tener un perfil curvado o algunas otras características mecánicas inevitables que tienen que ser acomodadas, necesita una manera fácil de crear un borde de placa adecuado. La creación de un borde de placa como un archivo DXF necesitaba una herramienta de CAD 2D  de terceros   para hacer esto más fácil, pero no había manera de importar en EasyEDA.¡Hasta ahora!

Usted encontrará el menú * Importación DXF en el menú Archivo.

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Después de seleccionar el archivo * .dxf, se encuentra un cuadro de diálogo como se muestra en la siguiente imagen:

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EasyEDA ofrece dos cuadros de opción: unidad de DXF: (mm o pulgadas) y capa de PCB:donde se seleccionan los PCB capa que el dibujo importado se va a aplicar .

Después de hacer clic en el botón Importar, se encuentra el dibujo DXF colocado en la capa seleccionada de su lienzo PCB.

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Free Online Visor de Gerber

EasyEDA Gerber Visor es un visor de archivos Gerber RS-274X y archivos de perforación Excellon en línea.

Por favor, intente hacia fuera en https://gerber-viewer.easyeda.com/

introducir descripción de la imagen aquí

 

En resumen vemos que la herramienta ha mejorado ostensiblemente  permitiéndonos ahora  importar a EasyEDA otros diseños hechos con Altium, Eagle y KiCad, de esta forma no solo podremos guardar en la nube nuestros esquemas, sino también editarlos si fuera necesario. Además, otra característica destacada de EasyEDA es que los usuarios tienen acceso a módulos Open Source desarrollados por ingenieros electrónicos

Para guardar todos  nuestros proyectos obviamente nos tendremos que  registrar desde su página web,(simplemente nos piden una dirección de correo y  una contraseña de acceso al servicio, aunque si tiene una cuenta de Google podrás iniciar sesión directamente con dichos credenciales, de esta forma no será necesario el registro de una cuenta nueva)

Y por cierto ,si usted desea apoyar EasyEDA equipo, puede pedir sus placas  PCB a ellos, así como sugerir algunas nuevas características que le gustaría ver en futuras versiones.

Como reparar una tarjeta Renault


Desde  taller de  electrónica    nos explican desde su blog  que es posible reparar en realidad cualquier tarjeta del fabricante de automóviles Renault, pudiéndonos ahorrar una generosa cantidad  de dinero , pues lo normal es que si lo llevamos al concesionario oficial  a reparar( que evidentemente habrá que hacer si no conseguimos repararla nosotros mismo ), lo normal es  que  la sustituyan   directamente por  una nueva con las complicaciones que esto conlleva

 

En este tipo de llaves rectangulares de plástico ,suelen presentarse varios tipos de averías pero la   avería mas normal  es que no funcione ningún  botón (de apertura o cierre de puertas  o luces ). Con la llave manual la puerta del conductor abre y cierra perfectamente, y con el pulsador del cuadro de mandos del vehículo todas las puertas abren y cierran. Si la tarjeta dispone de LED indicador, este no se enciende al pulsar ningún  botón . En este caso lo mas  normal es que este la pila baja de  voltaje  , lo cual  obliga a cambiar la pila del  mando por una  nueva pila  de buena calidad  (obviamente del mismo tipo que la que lleve el mando) .

En este tipo de mandos lo normal es que suela llevar una pila de litio  CR2032, pero insistimos asegúrese que ese es su modelo, compruebe con un polímetro su tensión y si esta por debajo de 3V  reemplazarla por una del mismo tipo y de  marca reconocida.

pila

Si la tensión de la batería es correcta ,puede ser que la electrónica del mando se haya estropeado, presentando diferentes casuisticas:

  • Averia 1: No funcionan los botones de apertura o cierre de puertas. Con la llave manual la puerta del conductor abre y cierra perfectamente, y con el pulsador del cuadro de mandos del vehículo todas las puertas abren y cierran. Si la tarjeta dispone de LED indicador, este no enciende al pulsar el botón que no funciona.Solución: Reparar botones de la función mando de la tarjeta. Muy posiblemente se haya desoldado o averiado el pulsador.
  • Averia 2: El vehículo no reconoce la tarjeta al introducirla en el tarjetero de desbloqueo y arranque. Con otras tarjetas funciona perfectamente.Solución: Se ha desoldado la bobina de desbloqueo de la placa electrónica de la tarjeta. Resoldar. Muy común en las tarjetas del Megane II.
  • Averia 3: La tarjeta presenta los dos síntomas anteriores y la batería no está agotada (probarla antes de hacer nada) Solución: Se ha desoldado algún terminal del microcontrolador de la placa electrónica de la tarjeta. Resoldar todos sus terminales.

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En cualquiera de los casos, lo primero que debemos hacer es desmontar la carcasa de la tarjeta y acceder a la placa electrónica. Pero el fabricante nos lo pone difícil ya que las dos tapas de que consta la carcasa están pegadas  para asegurar su estanqueidad  no contando  con ningún tornillo o mecanismo sencillo de desmontaje. Teóricamente son tarjetas “irreparables”, pero  con paciencia con  un cortante  es factible abrirla  por  el  borde para acceder a su electrónica

Una vez abierta  debemos comprobar si hay algún componente suelto  o desoldado  y por supuesto soldarlo   o en el caso de pulsadores reemplazarlo por otro de similares características

Obviamente una ver reparada  la placa comprobado su funcionamiento podemos volver a cerrarla con un pegamento que sea de buena calidad

En el siguiente  vídeo  , podemos  ver como reparar una tarjeta de Renault Megane II que no es detectada por el vehículo (abre y cierra puertas pero no arranca el coche).

 

Y  en este otro vídeo podemos ver  la reparación de otra  tarjeta Renault  de un Laguna Megane Clio Scenic Space   en el que le falla algún botón

 

Como vemos, existe un incontable numero de videos en youtube que tratan la reparación de este tipo de mandos de diferentes marcas  y modelos, así que no se desanime si su mando no le funciona pues en la mayoría de los casos  tendrá un solución al alcance de todos

 

Como construir una punta de recambio para un soldador instantaneo


Es típico  entre los aficionados contar con un económico soldador instantáneo  también llamadas “pistolas de soldar ” para realizar soldaduras  rápidas (suelen calentarse en menos de 15 segundos ) o incluso para soldar  componentes  mas  grandes

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Es fácil   que este tipo de soldador , siendo incluso de calidad ( por ejemplo de la famosa marca de herramientas Einhell )  no llegue a  los 18€ en Amazon  ,por lo que es también fácil de deducir que a la mayoría de los fabricantes no les resulta interesante vender repuestos para estos ,

 

El sistema de calentamiento de estos soldadores  se basan en un transformador cuyo secundario está formado por muy pocas espiras de cobre de gran sección, con lo cual la tensión es muy baja ( similar a un soldador por puntos )  pero la intensidad se disparará a muchas decenas de amperios.

 

En este caso, resistencia y punta es todo lo mismo, ya que dicha corriente circula por el interior de la propia punta, calentándola por pura resistencia óhmica y por tanto sin demasiados problemas de transferencia de calor.

Uno de los típicos problemas de estos soldadores  se  debe  a que  al no tener la punta aislada del secundario del transformador, si éste tiene algo de fugas del primario al secundario, podría inducir algo de tensión en el circuito al que se aplica, y también existe el peligro que la “espira” que forma la punta y que trabaja con corriente alterna de 50 Hz, induzca por proximidad una corriente importante en posibles bucles de conducción del circuito impreso, razón  por la cual no es aconsejable utilizar este tipo de soldadores en circuitos muy delicados.

 

Otra de las  limitaciones es que las puntas  con el trabajo  comienzan a degradarse de forma visible de modo que  con el tiempo  la degeneración es tan grande que  terminan  rompiéndose definitivamente.

 

Otro de los problemas de este tipo de soldadores  que con toda probabilidad sea el causante del deterioro de la punta es el control es todo/nada. Es decir, si pulsa el interruptor manual, a la punta le llega toda la potencia, pero si suelta el interruptor no le llega nada. Cuando uno está soldando algo delicado, además de apuntar y mantener el pulso de la mano, tiene que controlar con estos soldadores la potencia, abriendo y cerrando el interruptor. Si uno mantiene el interruptor continuamente pulsado y no los suelta , la temperatura en la punta puede ser excesiva para el trabajo que se está haciendo y para la punta de modo que si no se tiene una buena disciplina de solo usarlo por pulsos es muy fácil que lo terminemos sobre calentando.

En cambio  este tipo de soldadores rápidos son muy útiles, o pueden serlo pues tienen una buena potencia por ejemplo para soldar conectores o elementos grandes , y sobre  todo son susceptibles de un gran ahorro energético  pues no están continuamente encendidos. ya que en teoría solo consumen cuando se necesita

 

Si se nos termina rompiendo la punta y gastamos la de repuesto ( que casi todos incluyen )¿que hacemos si no es fácil conseguirlas en el mercado   y con toda seguridad si la encuentra entre portes y envío le constara como uno soldador nuevo?

Pues no se preocupe ,ya  que  la solución es muy económica y sencilla :   utilizar simplemente  el alambre de los  gruesos clips de oficina  que podemos comparar  en cualquier  papelería (las llaman de “mariposa”y suelen costar menos de 1€)

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El único trabajo sera  cortarlos con un alicante de corte en trozos de unos 10 cm  doblarlos por la mitad  para que den la medida y la punta aplanarla  un poco  arreglándola  con una lima  de metal

Esta solución según la mayoría de las personas que la han probado  funciona mejor que con las originales

A continuación en una imagen podemos  ver el simple proceso de fabricación de puntas a partir de alambre de clips sujetapapeles para oficina de mariposa:

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Y lo sorprendente es que el proceso sea muy  rápido :cuatro puntas acabadas en menos de 10 minutos

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Con características de consumo y calentamiento son comparables al alambre normal tipo “fil de ferro”, aunque al ser más rígido, cuesta un poco más el darle forma y el niquelado salte de forma inevitable en los ángulos agudos, como en la punta, pero el resultado es brillante ,fácil y muy económico.

 

 

 

 

Fuente  aqui

Fabricación casera de baterias de alta densidad energética


Las baterías de fosfato de hierro y litio (LiFePO4 o LFP), son las baterías tradicionales de Li-Ion más seguras. Una característica fundamental de estas e  que la tensión nominal de una celda de LFP es de 3,2V, cuando en las de plomo-ácido suele ser de 2V por celda.

Por ejemplo una batería LFP de 12,8V, por lo tanto, consiste en  4 celdas conectadas en serie; y una batería de 25,6V consiste de 8 celdas conectadas en serie.

Una batería de plomo-ácido fallará prematuramente debido a la sulfatación si:

  • Funciona en modo de déficit durante largos periodos de tiempo (esto es, si la batería raramente o nunca está completamente cargada).
  • Se deja parcialmente cargada o, peor aún, completamente descargada (yates o caravanas durante el invierno).

Por el contrario  las  baterías  LFP no necesitan estar completamente cargadas. Su vida útil incluso mejorará en caso de que esté parcialmente cargada en vez de estar completamente cargada (de hecho esta suele ser  una ventaja decisiva de las LFP en comparación con las de plomo-ácido).

Otra ventaja fundamental es  su mucho mayor densidad energética ahorrando hasta un 70% de espacio y hasta un 70% de peso .

Otras ventajas interesantes de estas baterias  son el amplio rango de temperaturas de trabajo, excelente rendimiento cíclico, baja resistencia interna y alta eficiencia

Como desventaja clara   de las baterias de LiFePO4 o LFP,  destacar que las baterías LFP son caras en comparación con las de plomo-ácido ,pero si se usan en aplicaciones exigentes, el alto coste inicial se verá más que compensado por una vida útil mayor, una fiabilidad superior y una excelente eficiencia  debido a su mayor densidad energética ,razón por la cual son mucho mas pequeñas y ligeras que el resto .
En el mercado podemos encontrar baterías de iones de litio, si buscamos en profundidad , a partir de 120€(12v /10AH) por ejemplo en Amazon siguiendo este enlace 

Aunque evidentemente podemos comprar la batería  ya montada,  vamos a ver como podemos montar nuestro propio pack de baterías de iones de litio por mucho menos precio de lo que nos ofrecen  las grandes marcas , pues no necesitamos mucha experiencia, ya que  la única complejidad estriba en elegir bien los componentes y ensamblarlos de forma correcta.

 

Para construir pues una batería de celdas  necesitamos  pues dos componentes esenciales:

  • Por un lado , un numero determinado de  celdas en función de la tensión e intensidad que se precise  ( las mas típicas son las  del tipo 18650)
  • El circuito de control de carga PCB (protection circuit modules PCB/PCM/BMS/CMB)   de las celdas , el cual también estará en función de la tensión e intensidad que se precise.

Seleccion del cicruito de carga  para baterías de litio

Los pack de baterías Li-ion y Li-Poly siempre deben ser usadas con un circuito de protección para prevenir que las celdas tengan sobrecarga, sobre-descarga o exceso consumo. Los distintos controladores de carga se presentan con diferentes versiones dependiendo del número de células, voltaje y capacidad. Elegir el circuito correcto ( y aplicarlo)  es vital para asegurar la longevidad de las baterías e incluso también  por nuestra propia seguridad.Como norma general podemos seleccionar un controlador de carga en función de la tensión  necesaria:

  • Para celdas > 5 o 18,5v li-ion packs, debería escoger un PCM con función de equilibrio para mantener cada celda en el mejor balance y otorgue un buen servicio durante su vida útil.
  • Para un pack de baterías Li-ion de alto voltaje (celdas > 20) debemos escoger un BMS (battery manage system) para supervisar el rendimiento de cada celda y asegurar que la batería trabaja de forma correcta. BMS (o sistema de gestión de baterías) es un sistema electrónico que controla una batería recargable monitorizando su estado, calculando los datos secundarios, protegiendo la batería, controlando el entorno y haciendo que trabaje en equilibrio.El BMS monitoriza diversos datos como:
    • Voltaje: Voltaje total, o voltaje individual de cada celda.
    • Temperatura: Temperatura media o temperatura de las celdas individuales
    • Estado de carga (SOC) o profundidad de descarga (DOD) para ajustar el nivel de la batería.
    • Estado de la salud (SOH) medidas sobre el estado general de la batería
    • Corriente, Entrada ó salida de la batería.

 

En cuanto  a las especificaciones del circuito de carga, ademas de las consideraciones anterioes ,es interesante  seleccionar este   en función de sus especificaciones electricas  como pueden ser:

  • Tensión de protección de sobrecarga para una sola célula: Debido a que la delicada química de la batería de iones de litio se puede dañar si se carga con una tensión demasiado alta, el PCB se encarga de cortar la corriente a las células. Esto no debería ser un problema si realizamos la carga con un cargador inteligente el cual se apagará una vez que la batería ha terminado de cargar.
  • Tension de  protección  ante descarga de una sola célula:Si el voltaje de una batería de iones de litio caé a cero, o incluso simplemente por debajo de 2 voltios, se verá seriamente perjudicada, y nunca serás capaz de volver a cargarla. Los teléfonos móviles tienen esta misma protección. Si mides el voltaje de una batería de un móvil “muerto” verás que entrega 2.5 voltios.
  • Protección de detección ante exceso de corriente: Sobre la protección de exceso de corriente es necesario porque un controaldor de carga es relativamente pequeño con componentes diminutos y no puede manejar demasiada corriente.
  • Máxima corriente de descarga continua:es la  corriente máxima que es capaz de gestionar en modo descarga
  • Consumo de Corriente: nos indica  el consumo  de los componentes electrónicos en el controlador. Es prácticamente nada y no agotará en ningún caso la batería.
  • Protección del cortocircuito: La protección por  cortocircuito significará que el controlador se apagará si detecta un cortocircuito; si un cable se desconectó , si tenemos un cable pelado,etc.
  • Resistencia de los circuitos de protección:Relacionado con el consumo de corriente  podríamos decir que es la resistencia causada por el PCB.. Una vez más el consumo es tan pequeño que no se aprecia.

 

Baterías o celdas se usan indistintamente, la diferencia es que una celda es la parte más pequeña e indivisible de la batería, la cual almacena la energía y una batería puede estar hecha de muchas celdas.

 

La capacidad de la batería se mide en vatios hora. Para saber los Watt horas debemos utilizar la fórmula (Watts = Voltios x Amperios) para multiplicar la capacidad (en  amperios hora) con tensión(voltios) para obtener X vatios hora.

Todas las celdas tienen un formato común, por lo tanto puede encontrarlas con facilidad y con precios asequibles en muchos sitios por internet.

El formato mas habitual es 18650s , cuya numeración en realidad   solo corresponde a  sus  dimensiones físicas de 18 mm por 65 mm (medidas muy similares a una pila AA).

Las celdas nuevas de LI-ion recargables pueden costar  en torno a los 8€ por cada (  tensión  de voltaje: 3.6v-4.2v, capacidad: 2600mAh, salida: 4.2v,   carga máxima: 1.5 , resistencia interna: por debajo 50milliohm ,tiempo de carga: 1000 veces , peso: 48 y Tamaño: 65 mm x 18 mm )

18650 - A123 baterias

Una vez seleccionemos el numero de celdas en función de la tensión y la corriente a obtener mediante asociación de celdas en serie  para obtener la tensión necesaria y en paralelo para obtener la capacidad requerida el siguiente paso será conectar todas las celdas.

La conexión  eléctrica de las celdas podemos hacerlo de muchas , desde cinta aislante ó americana (aunque no es la mejor opción pues seguro que en un momento u otro se acaba soltando), con portapilas ,  soldándolas  con estaño   o incluso mediante maquinas de soldadura por puntos, que es lo que usan los fabricantes profesionales, lo cual como vamos  a ver, tampoco es tan complicado:

La soldadura por puntos se basa en presión y temperatura. Dos piezas se sueldan entre si cuando una parte de ellas se calienta a temperaturas próximas a la fusión y se hace presión entre ellas. En el caso de esta soldadura el calentamiento de la pieza se hace por una alta corriente eléctrica entre dos electrodos y la presión la realizan precisamente estos electrodos en forma de pinza.

Como generalmente la resistencia de las piezas a soldar es muy baja la corriente que debe pasa por la zona a soldar debe ser muy alta del orden de los 500 amperios, pero sin embargo los voltajes son muy bajos, de 1 a 3 voltios pero la potencia total si es alta en torno a  uno o dos kilovatios.

Los hornos microondas llevan un transformador de aproximadamente 2 kilovatios de potencia. El primario acepta los 220 V y tiene dos secundarios. Uno de ellos para alimentar el magnetrón suministra unos 2200 voltios eficaces, otro bobinado consiste en una o dos espiras y sirve para alimentar el filamento del magnetrón.

Al observar el transformador se puede ver que los bobinados de primario y secundario de alta tensión están perfectamente separados. El primario es de hilo mas grueso y el secundario no lo necesitamos porque además es peligroso debido a  las altas tensiones que produce y además necesitamos el espacio que ocupa para el secundario de nuestra soldadura.Por ello para eliminarlo, cortar el bobinado con una sierra y extraer las espiras hasta que se quite completamente. Si tiene un carrete aislante dejarlo, nos puede venir bien aunque no es imprescindible.

El secundario que nosotros necesitamos, debe producir unos 2 voltios y unos 500 amperios aunque sea de manera temporal. Para este secundario necesitamos un par de espiras de hilo de unos 10 0 o 15 mm de diámetro.  Arrollarlo directamente en el núcleo ( un par de espiras ) y su salidas  a dos electrodos   qeu pueden realizarse con una barra de cobre de unos 10 mm de diámetro, necesitaremos dos electrodos de unos 50 mm que limaremos mediante una lima  para afilarla con forma cónica uno de los dos extremos de cada electrodo.

Téngase en cuenta que los tres voltios con que se alimentan las puntas no son peligrosos.

Por ultimo sólo falta equipar un interruptor que alimente el transformador. Lo mas sencillo es activarlo con el pie pues las manos suelen estar ocupadas sujetando la pieza.

Antes de dar paso a la corriente las piezas deben estar aprisionadas. En caso contrario las puntas chisporrotean. Después de hacer unas pruebas se puede decidir aumentar o bajar el voltaje, arrollando mas o menos espiras en el transformador. Cuando se tenga un montaje definitivo acortar todo lo posible los cables del secundario.

En el siguiente vídeo podemos verlo de una forma mas clara como es el proceso de construcción del soldador:

 

Una vez resuelta la conexión eléctrica de las celdas es recomendable usar algún soporte  que haga de aislamiento entre las capas de baterías  siendo  lo mas típico usar unos anillos concéntricos de plástico  con orificios del diámetro de las células que se colocan lógicamente tanto en la parte superior como la inferior

Si su pack de baterías sufre un cortocircuito, lo más probable es que se calentará de forma desmesurada, pudiendo  salir incluso  humo negro o ver la propia placa ennegrecida. No es extraño que pueda ocurrir y para evitarlo solo tenemos que poner una buena capa de aislamiento entre las pilas de baterías.Eso no significa que crear un pack de baterías sea un proyecto terriblemente peligroso, pero hay que tener cuidado.

 

En esta web encontrará diagramas de cableado y  diferentes formas de cablear las baterías según configuraciones.

 

La primera vez que conecta todo, la preocupación por descubrir que no esta bien conectado aflora, ¿y si lo conectamos y se quema todo? Una vez completado todo el montaje tenemos que asegurarnos que todo esta bien conectado, que las baterías tienen carga y que el PCB esta activado y funciona correctamente.

 

 

Por ultimo  acerca del Ratio C  ,la  C significa capacidad y representa lo que pasa a ser la capacidad de la batería. Si tenemos una batería de 8 amperios horas y carga a 8 amperios, entonces se está cargando a 1C de carga y podría terminar en una hora. Si carga a 2 amperios hora, como la mayoría de cargadores, entonces estaría cargando a un cuarto C, y tardaría 4 horas en cargar. Si agoto una batería de 8 amperios tendrá una duración de una hora; Eso es un consumo de 1C.

Fuente aqui

Fabricación casera de Circuitos Impresos


Placas de circuito impreso al instante usando una impresora Láser (o fotocopiadora).

Esta es una descripción de un método sencillo para fabricar placas de circuitos impresos de simple cara que da muy buenos resultados.

Para comenzar se debe realizar el diseño de la placa en cualquier programa que acostumbremos usar( Orcad PCB,TRaxmaker,etc), e imprimir el diseño en cualquier impresora Láser.Se debe imprimir el LADO COBRE, pero usando el papel más satinado que se pueda encontrar
No hace falta que el papel sea grueso, y úsese el Toner normal ( ni mucho ni poco). Evitar manchas, y preparar varias copias del diseño en una hoja, para poder elegir la mejor.
Si no se dipsone de un impresora láser se puede imprimir en una impresora normal y despues fotocopiar el resultado que utilizaremos para el proceeso.
Luego cortar la placa a la medida necesaria y limpiarla usando lana de acero (virulana). Frotarla en forma circular para obtener rayaduras en todas direcciones. Estas rayaduras ayudan a la fijación del toner. Evitar huellas digitales.

Recortar el diseño de la impresora o fotocopia y colocarlo con el toner sobre el lado cobre de la placa. Doblar los lados del papel hacia atrás y pegarlos con cinta adherente (cinta mágica 3M funciona bien)
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Conectar a la red eléctrica una plancha normal al máximo y aplicarla sobre el papel alrededor de 30 segundos para fundir el toner y adherirlo al cobre. Arrojar inmediatamente la placa al agua para humedecer el papel y evitar que se encoja al enfriarse y el toner se despegue.
Dejar todo en remojo por un buen rato ( un par de horas es mas que suficiente).
Cuando está bien remojado comenzar a frotar el papel con los dedos bajo agua corriente, formando rollitos y retirando el papel capa por capa.
Este es el aspecto del trabajo una vez seco. Se ven las fibras de papel adheridas al toner pero todas las pistas y el espacio entre ellas están marcados.
Retocar con un rotulador indeleble si es necesario ( se pueden comprar en las tiendas dde electrónica). Luego quitar el cobre con un baño de percloruro férrico (o una disolucion da agua oxigenada de 100 volumenes con agua fuerte ).
Así queda después del grabado.
Luego limpiar usando nuevamente lana de acero y cubrir el cobre con resina vegetal disuelta en alcohol para evitar que se oscurezca (sirve además como fundente).