Arxiu de la categoria: Electrònica

Experiment del pèndol per trobar la constant de gravitació g

Aquest estiu vaig estar fent proves per captar la senyal d’un sensor LDR a l’ordinador, amb un programa C++ que llegia pel port sèries les dades que enviava l’Arduino. I es va comprovar com la lluminositat al capvespre disminueix com una sigmoide (1).

Aquestes eren les primeres proves per l’experiment que volia fer i documentar, que és la troballa de la constant g a partir de l’experiment del pèndol. Resumint, mesurem el periode del pèndol per diferents longituds, i podem trobar la constant g=9.81 m/s2. Sabem que el periode del pèndol no depèn de la massa, sinó només de la longitud de la corda i de la constant g òbviament.

En la foto podem veure l’esquema de l’experiment. Tenim un pèndol; un fotodetector amb Arduino capaç de detectar el pas del pèndol; enviem pel port sèrie a l’ordinador les dades; un programa C++/SDL llegeix les dades del port sèrie; processem les dades amb Python i trobem la recta de regressió; calculem g i l’error corresponent. Tot això és el que desenvoluparem en el proper post.

A part de l’experiment de trobar la constant g, la idea és fer una sèrie d’experiments que segueixin el mateix esquema. Si tenim diversos experiments preparats, es podria fer més endavant una proposta didàctica per a Secundària.

Maria 12 anys: caixa retroil.luminada amb timer basat en 555

El diumenge la Maria fa 12 anys. En aquesta ocació he fet una caixeta retroil·luminada amb tres LEDs SMD. L’electrònica no és difícil, es tracta d’un timer 555 configurat per tal de què estigui encés durant 15 minuts. Ha de servir com a punt de llum a l’habitació a l’hora de fer nones.

El projecte l’he dissenyat primer amb Eagle CADSoft, i després amb KiCAD, doncs de fet estic migrant a KiCAD, com ha de ser. El prototipus de la placa PCB l’he fet amb la fresadora. Ja tenia experiència de l’any passat d’utilitzar el script pcb2gcode a l’Eagle, i ara l’estic utilitzant amb el KiCAD, amb resultats molt bons.

El Timer 555 es pot configurar com a temporitzador o per fer pulsos. En el nostre cas, hem optat per un disseny de manera que quan pitgem el pulsador s’encenen els LEDs durant 15 minuts. Els 15 minuts s’aconsegueixen escollint els valors adequats de R i C (recordar que RxC té unitats de temps). He escollit un TLC555CD per tal de minimitzar el consum . El TLC555CD és SMD i té format SOIC. La idea és alimentar-ho tot amb 3V i minimitzar al màxim el consum durant els periodes de stand-by, doncs s’alimenta amb 2 piles AAA i s’espera que durin bastant de temps.

He assajat amb la soldadura SMD, de la que no sóc expert. El timer TLC555CD (format SOIC-8) l’he soldat manualment, i ha quedat una soldadura força neta. Els LEDs també són SMD. Si n’hagués de fer un altre provaria amb la soldadura al forn.

Aquest seria un projecte interessant per fer-ne molts en sèrie, de fet ja vaig estar mirant els proveïdors per aprovisionar una bona quantitat dels components. La idea és que tots els components fossin SMD, i aleshores sí que es faria una comanda de plaques PCB a un fabricant, doncs ara hi ha moltes facilitats i preus raonables.

Quant a la part del fresat la fusta és DM de 2mm. Tots els talls estan fets amb la fresadora, així com les lletres, on s’ha escollit la font Black Rose. La part més crítica és muntar la capsa amb els angles ben rectes, i pintar-ho tot i que quedi perfecte. Al darrera les lletres es fica un metacril·lat blanc, també tallat amb la CNC.

Per tant, és un projecte senzill però finalment més laboriós del que em pensava, i certament es pot automatitzar en gran mesura per fer una tirada gran. El que no es pot automatitzar són els noms que has de fresar, això sí que és sota demanda.

Referències:

Soldadura SMD al forn de casa

Estic en el procés de migrar de Eagle CadSoft a KiCAD (open source), i a més d’utilitzar components SMD en els nous projectes. Per tant, he de practicar la soldadura SMD, i tenir les eines adequades.

Hi ha molts videotutorials de soldadura SMD, interessant veure’n algun per tal d’agafar confiança i evitar errors. Bàsicament hi hauria tres maneres de fer la soldadura SMD:

  1. Soldant a mà, amb un soldador de punta ben fina i fil d’estany ben prim. És fàcil soldar d’aquesta manera quan els components no són molt petits (per exemple 0805 o superiors).
  2. Amb pasta de soldar, i utilitzant un forn a 230º. Val la pena sobretot quan hi ha bastants components a soldar. Aquesta seria la manera definitiva per fer una tirada més grossa, doncs es poden posar vàries plaques al forn. El gran avantatge de la pasta de soldar és que un cop situat el component, aquest no es mou.
  3. Amb pasta de soldar i aire calent d’una estació de soldadura. Encara no ho he provat però hauria de funcionar. Seria correcte per soldar algun component puntual.

    4. En la fotografia es mostra el resultat de la primera prova que he fet en el forn de casa, a uns 230 graus. El gran èxit de la soldadura fina és confiar en la tensió superficial que es genera entre el flux soldant, l’estany i el component. La tensió superficial és la que fa possible que l’estany no s’escampi i faci ponts entre les pistes.

    Els meu workflow de prototipatge:

    • KICAD
    • Generació dels Gerbers
    • pcg2gcode per generar el G-Code per la màquina CNC
    • Fresat CNC
    • Flux: Reïna de colofonia
    • Soldar: components SMD i components through-hole

    Un cop el prototipus funciona, el més correcte és encarregar les plaques a algun fabricant de PCBs, ara n’hi ha molts i bé de preu, amb més o menys temps d’espera.

    Notes de soldadura a la wiki.