Archivo de la categoría: Electrónica

Experimento del péndulo para encontrar la constante de la gravitación g

Este verano estuve haciendo pruebas para captar la seal de un sensor LDR al ordenador, con un programa C++ que leía por el puerto serie los datos que enviaba el Arduino. Y se comprobaba como la luminosidad al atarcecer disminuye como una sigmoide (1).

Estas eran las primeras pruebas para el experimento que quería hacer y documentar, que es la búsqueda de la constante g a partir del experimento del péndulo. Resumiendo, medimos el periodo del péndulo para diferentes longitudes, y podemos encontrar la constante g=9.81 m/s2. Sabemos que el periodo del péndulo no depende de la masa, sino sólo de la longitud de la cuerda y de la constante g obviamente.

En la foto podemos ver el esquema del experimento. Tenemos un péndulo; un fotodetector con Arduino capaz de detectar el paso del péndulo; enviamos por el puerto serie al ordenador los datos; un programa C++/SDL lee los datos del puerto serie; procesamos los datos con Python y encontramos la recta de regresión; calculamos g y el error correspondiente. Todo esto es lo que desarrollaremos en el siguiente post.

A parte del experimento de encontrar la constant g, la idea es hacer una serie de experimentos que sigan el mismo esquema. Si tenemos diversos experimentos preparados, se podría hacer más adelante una propuesta didáctica para Secundaria.

Maria 12 años: caja retroiluminada con timer basado en 555

El domingo Maria cumple 12 años. En esta ocasión he hecho una cajita retroiluminada con tres LEDs SMD. La electrónica no es difícil, se trata de un timer 555 configurado para que esté encendido durante 15 minutos. Ha de servir como punto de luz en la habitación cuando los chavales se van a la cama.

El proyecto lo he diseñado primero con Eagle CADSoft, y luego con KiCAD, pues de hecho estoy migrando a KiCAD, como tiene que ser. El prototipo de la placa PCB lo he hecho con la fresadora. Ya tenía experiencia del año pasado de utilizar el script pcb2gcode con el Eagle, y ahora lo estoy utilizando con el KiCAD, con resultados muy buenos.

El Timer 555 se puede configurar como temporizador o para hacer pulsos. En nuestro caso, hemos optado por un diseño de manera que cuando pulsemos el botón se enciendan los LEDs durante 15 minutos. Los 15 minutos se consiguen escogiendo los valores adecuados de R y C (recordar que RxC tiene unidades de tiempo). He escogido un TLC555CD para minimizar el consum . El TLC555CD es SMD y tiene formato SOIC. La idea es alimentarlo todo con 3V y minimizar al máximo el consum durante los periodos de stand-by, pues se alimenta con 2 piles AAA i se espera que duren bastante tiempo.

He ensayado con la soldadura SMD, de la que no soy ningún experto. El timer TLC555CD (format SOIC-8) lo he soldado manualmente, y ha quedado una soldadura bastante limpia. Los LEDs también son SMD. Si tuviera que hacer otra unidad, probariía con la soldadura SMD al horno.

Este sería un proyecto interesante para hacer muchas unidades en serie, de hecho ya estuve mirando proveedores para aprovisionar una buena cantidad de los componentes. La idea es que todos los componentes fueran SMD, y entonces sí que haría un pedido de placas PCB a un fabricante, pues ahora los precios son razonables.

Cuanto a la parte del fresado la madera es DM de 2mm. Todos los cortes están hechos con la fresadora, así como las letras, donde se ha escogido la fuente Black Rose. La parte más crítica es montar la cajita con los ángulos bien rectos, y pintarlo todo y que quede perfecto. Detrás de las letras se pone un metacrilato blanco, también cortado con la CNC.

Por tanto, es un proyecto simple pero finalmente más laborioso de lo que creía, y ciertamente se puede automatizar en gran medida para hacer una tirada grande. Lo que no se puede automatizar son los nombres que hay que fresar, esto sí que es bajo demanda.

Referencias:

Soldadura SMD en el horno de casa

Estoy en el proceso de migrar de Eagle CadSoft a KiCAD (open source), y además utilizar componentes SMD en los nuevos proyectos. Por tanto, he de practicar la soldadura SMD, y tener las herramientas adecuadas.

Hay muchos videotutoriales de soldadura SMD, interesante ver alguno para coger confianza y evitar errores. Básicamente hay tres maneras de hacer la soldadura SMD:

  1. Soldando a mano, con un soldador de punta muy fina e hilo de estaño fino. Es fácil soldar de esta manera cuando los componentes no son muy pequeños (por ejemplo 0805 o superiores).
  2. Con pasta de soldar, y utilizando un horno a 230º. Vale la pena sobretodo cuando hay bastantes componentes a soldar. Esta sería la manera definitiva para hacer una tirada más grande, pues se pueden poner en el horno varias placas a la vez. La gran ventaja de la pasta de soldar es que una vez situado el componente, éste no se mueve.
  3. Con pasta de soldar y aire caliente de una estación de soldadura. Todavía no lo he probado pero tendría que funcionar. Sería correcto para soldar algún componente puntual.

    4. En la fotografía se muestra el resultado de la primera prueba que he hecho en el horno de casa, a unos 230 grados. El gran éxito de la soldadura fina es confiar en la tensión superficial que se genera entre el flux soldante, el estaño y el componente. La tensión superficial es la que evita que el estaño se esparza y haga puentes entre las pistas.

    Mi workflow de prototipaje:

    • KICAD
    • Generación de los Gerbers
    • pcg2gcode para generar el G-Code para la máquina CNC
    • Fresado CNC
    • Flux: Resina de colofonia
    • Soldar: componentes SMD y componentes through-hole

    Una vez el prototipo funciona, lo más correcto es encargar las placas a algún fabricante de PCBs, ahora hay muchos y a buen precio, con más o menos tiempo de espera.

    Notas de soldadura en la wiki.