sábado, 1 de febrero de 2014

Encoder cuadrático por botones

Hola...

           siguiendo con los últimos trabajos,  la opción de poder disponer de una botonera para manejar el DDS, me he animado a ampliar la información. En mi canal de YouTube están los videos que muestran el funcionamiento pero quería detallar el esquema del prototipo, ya realmente es una versión final bien comprobada y operativa.

El circuito lo que hace es generar la señal utilizando un PIC, las combinaciones electricas desfasadas 90º dependiendo del sentido de giro que un encoder rotativo mecánico generaría. En este caso dependiendo
del botón pulsado obtendremos una señal practicamente perfecta. Se entiende quen el encoder no genera nada por si solo, está conectado a líneas de un microcontrolador...

Los botones mejoran la usabilidad, no hay que estar girando una rueda y con la función de scan mientras que se pulsa el botón resulta realmente práctico. La versión que detallo genera pulsos mientras se mantiene pulsado el botón de uno de los sentidos e incrementa la velocidad de avance de forma progresiva.

Otra ventaja del los botones es la duración, el encoder mecánico tiene una vida útil que depende de la calidad de éste. Los ópticos son mejores en este sentido. Otra ventaja de los botones es que no sobresalen tanto y en determinadas aplicaciones puede ser interesante.

Si sustituimos el encoder del DDS por este circuito tendremos que añadir el pulsador de modo como un botón más ya que perdemos el pulsador integrado en el Encoder rotativo...

El esquema es el siguiente:
 


¿Cómo se conecta?  Si quitamos el encoder nos vamos a encontrar con los puntos de conexión situados a la derecha. Las líneas A, B, GND y el pulsador. Lo que hay que tener en cuenta es que el PIC 12F508 necesita 5V para funcionar. Podemos sacarlos del circuito, el DDS tiene una toma de +5V auxiliar. El consumo de este circuito es muy bajo.

Es importante destacar que el circuito es compatible para sustituir el Encoder del DDS, por defecto las líneas A y B del DDS están a nivel alto y se van conectando a GND en el orden adecuado para generar la modulación. Podemos decir que el encoder trabaja con conexión del terminal común a masa o GND.

Las patitas 2 y 3 son por donde sale la señal A y B generada según las pulsaciones y la detección de los botones (up/down) se realiza por las patitas 7 y 6 respectivamente.

Sobre el botón MODE no se tiene ningún control como he dicho, sólo lo he llevado a la placa de la botonera.

El condensador de 10nF debe estar como se indica en el esquema, cercano a la pata 1.

Si separamos mucho la botonera del hardware debemos usar cable con algún tipo de apantallamiento por evitar posible interferencias en el receptor.En principio la botonera no debería producir ningún tipo de interferencia.

Ahora sólo queda programar el PIC, para ello colocaré junto a los enlaces de la derecha el HEX.

Grabar con WDT  Off y se usa el oscilador interno.

Cualquier duda o consulta, como digo siempre, estaré encantado de atenderos. Si no contesto, me he podido despistar,  volved a preguntarme. Recibo muchos correos normalmente!

Un saludo (73)
Víctor.


martes, 14 de enero de 2014

AQMDDS Config ILER


Estos días publicaré más información al respecto del DDS, por ejemplo el esquema del circuito que permite integrar el ILER con el DDS para tener operativo el S-METER.

En las siguientes imagenes se muestran las configuraciones de VFO para una RF de 7.000.000 Hz (40 m) y de 14.000.000 Hz (20 m) respectivamente. Estas configuraciones son para los "ILER".






-- Edición 14 de enero de 2014 --
He preparado el esquema del adaptador del CAG al AQMDDS, lo que hago es convertir los niveles de señal en niveles de tensión continua. Como apunté en el manual la máxima desviación se produce a 48mV por lo que cada nivel del SMETER se activa por cada incremento de 4,8 mV.






El circuito puede suministrarse montado en un tamaño muy reducido utilizando algunos componentes SMD.



73. Víctor.

domingo, 1 de diciembre de 2013

Proyecto VFO con DDS 9850

Introducción

En el mes de febrero comencé este proyecto, uno más de los varios que llevo realizados por afición a la electrónica y a la radioafición. La idea surgió principalmente por la necesidad de ampliar mis instrumentos de laboratorio y un generador de RF es una herramienta de gran utilidad e infinitas aplicaciones...

La decisión de empezar con ello fue a raíz del auge de los KITs QRP para bandas de HF, hablando con mi amigo Jesús (EA4EP) recibí algunas ideas muy interesantes por lo que el proyecto iba a resultar bastante  motivador. Esto último es importante porque tengo poco tiempo y los proyectos pueden llevarme varios meses...

El obejtivo era desarrollar un VFO (y por supesto con función generador de RF) que ofreciera las caracteristicas básicas que necesita todo transceptor y que para nuestro entender (incluyo a Jesús) era disponer de medidor de señal recibida y poder realizar RIT (desplazamiento sólo de la frecuencia de RX) o  función SPLIT.

Otras características importantes que tuve en cuenta fueron incluir un voltímetro para poder operar con baterías en portable (habitual en QRP) y reducir el consumo lo máximo posible.

La usabilidad era otro punto al que le dediqué horas, cuantas más funciones más necesidad de botonadura y el obejtivo era reducir a sólo el ENCODER el funcionamiento, éste dispone de un pulsador si no sería inviable. Además las funciones deberían ser accesibles de forma sencilla, sin pasos por menús, etc.

Decidí usar un LCD de 2x16 para poder reflejar las funciones activas tales como el PASO, el SPLIT y el LOCK, además el S-METER me iba a ocupar 10 caracteres por lo que la primera línea es exclusiva del mediodor y el voltímetro con un decimal.

Uno de los objetivos ha sido también reducir el tamaño y para ello he estado trabajando hasta conseguir que el tamaño de la placa del DDS se ajustara a la del LCD obteniendo un tamaño reducido y con sólo 22 mm de profundidad.

Aprovechando los 32 caracteres del LCD se refleja la frecuencia en Hz, para ello he implementado la sintonía con pasos de 1 Hz, en la práctica el paso de 1 Hz tiene más sentido para el generador de RF.
En modo VFO para SSB con 10Hz para "clarificar" sería suficiente aunque con la velocidad de muestreo del encoder superamos los 40 pasos por segundo teniendo un rápido desplazamiento, es por ello que los pasos se han limitado a los 10 KHz y sólo en modo generador de RF tenemos disponibles los pasos de 100 KHz y 1 MHz.

Configuración

La configuración del dispositivo al que he denominado AQM DDS, se realiza por un menú no accesible desde la operación en modo normal ya que las opciones que se definen son estáticas por el hecho de que no necesitan cambiarse con frecuencia. Este menú se activa al apretar el pulsador del encoder en el momento de recibir alimentación.
En este menú configuramos:

1. El mensaje de bienvenida..
2. Los parámetros del VFO
3. La calibración del voltímetro
4. La sensibilidad del ENCODER
5. La activación del S-METER en TX

 Respecto a la configuración de los parámetros del VFO decir que no existen limitaciones en su configuración, el LCD puede mostrar hasta 99.999.999 Hz de forma que podemos utilizar el DDS para bandas superiores a HF, por ejemplo para un transceptor de 50 MHz. La limitación está en la frecuencia máxima del DDS (40 MHz), es la frecuencia máxima que podemos inyectar al mezclador.
Esta frecuencia depende del diseño del equipo y de la FI (frecuencia intermedia) utilizada.

Podemos perder un dígito y utilizar el DDS para la banda de 144 MHz por ejemplo configurando la frecuencia de 44.000.000 de forma que represente 144.000.000 Hz, pero vuelvo a insistir en que la frecuencia de salida debe de estar por debajo de 40 MHz.

Algunas fotografías del DDS:


PCB del DDS


En modo generador de RF

Muestra espetral para f=2,5 MHz


MANUAL DEL AQMDDS  Pulsa AQUÍ

Para más información AQMDDS@gmail.com

73

miércoles, 2 de enero de 2013

Analizador de Antena de VK5JST

Llevaba mucho tiempo sin escribir en el blog porque dispongo de poco tiempo y no estaba en mis prioridades. La causa principal es que hemos incrementado la familia y ya os podéis imaginar. :-)

Entre las pocas cosas que puedo hacer ha estado la de montar este analizador de antena (AA). El proyecto lo he llevado en paralelo con mi amigo Jesús (EA4EP) ya que el ha montado otro dispositivo.

Aunque tenemos posibilidad de construir PCB´s, ésta tenía mucho trabajo de "taladrado", ya sólo las resistencias sumaban casi 50...

Al final pedimos un par de PCB´s, aunque está disponible el KIT completo decidimos conseguir los componentes y ahorrarnos más del 50% del coste de dicho KIT que ronda los 150$. Yo ya partía con parte del material al disponer de componentes "recauchutados" que voy recuperando y otros nuevos adquiridos y que se quedaron en el cajón. Tenía el LCD de 2x16, el conmutador de bandas (inductancias), algunas resistencias, zócalos, etc..

Antes de seguir, comentar que la decisión de su construcción fue porque se hablaba bien de este dispositivo que cubría la bandas de HF completa (3-30MHz) y parte de la banda de MF ya que la frecuencia más baja que he conseguido ha sido de 910 KHz, de aquí partimos hasta los 31,5 MHz de forma continua con la salvedad de tener que conmutar disitintas inductacias para conseguir que el oscilador local nos cubra todo el margen. Esto es necesario porque el oscilador es un circuito LC y variando sólo la capacidad no cubriríamos es rango completo.

Aspecto de analizador de VK5JST:

La ventaja de no elegir el KIT a parte del coste ha sido el poder construirlo a nuestro antojo, hay varias cosas que no nos gustaban, por ejemplo el LCD en la parte inferior y el sistema de sintonía basado en un condensador variable de sintonía como los que se utilizan en las radios de AM y que por su alta variación de pF por grado de giro ha obligado al autor a colocar un potenciómetro para el ajuste fino de la frecuencia.

También he decidido colocar un conector PL en vez de los terminales que tiene el diseño original. Otro detalle es que hemos utilizado un microcontrolador diferente al del autor, en concreto un PIC16F873A  (toda la información está en la web del autor SP2JJH) siendo el coste menor que el Picaxe que lleva el KIT. No hay que realizar ningún cambio siendo el PIC compatible. Lo que sí varía es el contador de frecuencia por lo que el divisor  4040 no es necesario quedando el zócalo vacío, pero es necesario realizar un puente utilizando una resistencia de 470 Ohm entre la patilla 9 del 74LS93 y la patita 6 del 16F873A.

Si en un futuro utilizamos el Picaxe con eliminar el puente resistivo y colocar el 4040  tendremos operativo el analizador.

Destacar del montaje que es sencillo, sólo hay que tener especial cuidado en no equivocarse porque hay muchos taladros, varios diodos, etc.. Los diodos 1N34 son delicados al igual que los inductores comerciales siendo necesario el uso de alicates para doblar los terminales para no correr ningún riesgo.

Fotografías durante el montaje:



La placa es de doble cara y los componentes se colocan por la cara de "masa" soldando los terminales en dicha cara cuando van a GND.



En esta imagen está el montaje casi terminado, he realizado un blindaje total del dispositivo con placas de aluminio para protegerle de interferencias y darle una gran estabilidad al oscilador.



Analizador terminado, pendiente de instalación en la caja "Supertronic" referencia GP3N.
Como se observa, he colocado el LCD en la parte superior, en el centro se encuetra el conmutador de inducatancias (5 posiciones).

1-    910  KHz a 3 MHz
2-     1,5 MHz a 5,5 MHz
3-     3,6 MHz a 10,4 MHz
4-      5 MHz a 18,8 MHz
5-     8,2 MHz a 31,6 MHz





Los rangos no se corresponden con el original debido a la modificación, se ha eliminado el condensador variable y se ha utilizado un potenciómetro de 100K que polariza un doble diodo varicap BB212 ofreciendo una variación de capacidad entre 40-500 pF aproximadamente. De ahí que los rangos de frecuencia superiores coincidan (mínima C) y los inferiores bajen más en frecuencia. De hecho la posición 3 del selector podría eliminarse y dejar el analizador con 4 inductores.  En la modificación se añade un 7809 para tener una tensión estabilizada y poder aplicar una tensión entre 0-9V al diodo varicap.





Aspecto del analizador terminado...

En la parte superior se coloca un interruptor de encendido y el conector PL. En el frontal el LCD en la parte superior, el selector de bandas y más abajo el potenciómetro para variar la frecuencia del oscilador.
Dejo pendiente la serigrafía de la caja hasta que termine la fresadora CNC que estoy construyendo. En breve publicaré los avances que realice ya que el objetivo es finalizar el proyecto antes del verano de 2013...

Mencionar que el ajuste es sencillo y aunque dispongo de instrumentación con un simple polímetro es posible realizar la calibración.

El funcionamiento es bueno, destacar que no es un instrumento de gran precisión pero funciona muy bien y las tolerancias son aceptables, de hecho está a la altura de analizadores comerciales (en cuanto tenga ocasión realizaré alguna comparativa). Como podéis observar en el LCD nos muestra la Impedancia que comprende la resistencia eléctrica (R) y la reactancia (X), además se calcula la SWR (ROE).
Como sabemos la Impedancia total Z = R + jX, es decir la suma de la Resistencia y la Reactancia. Respecto a la reactancia no indica si es inductiva o capacitiva, pero podemos calcularla con este analizador fácilmente, como sabemos la Reactancia es la oposición que ofrecen condensadores e inductores al paso de la corriente. Por lo tanto, un inductor ofrecerá una reactancia más elevada al aumentar la frecuencia y un condensador una reactancia menor. Si colocamos por ejemplo un condensador en el conector de antena tendremos una R=0 teoricamente pero una Reactancia  mayor que 0, en este caso la Reactancia es capacitiva evidentemente pero si lo que medimos es una antena podremos averiguar que tipo de reactancia tenemos variando la frecuencia, es importante destacar que en una antena real tenemos X inductiva y capacitiva y una puede ser mayor que otra X= X inductiva - X capacitiva, de ahí que se ponga el signo "-" cuando es capacitiva.
Cuando X= 0 tenemos una impedancia Z puramente resistiva.

Si X se incrementa al aumentar la frecuencia (tenemos mayor oposición), entonces tendremos una reactancia inductiva y en el caso contario,  reactancia capacitiva.

Es importante decir que en la práctica los condensadores y bobinas tienen resistencia que se considera en serie con la reactancia, en las bobinas el multímetro nos indicará prácticamente 0 Ohm en pequeñas bobinas al ser la resistencia muy próxima a 0 Ohm (cortocircuito a efectos de corriente continua), pero a efectos de corriente alterna la impedancia aumenta con la frecuencia (efecto pelicular). Dependiendo de la inductancia y frecuencia podemos tener disitntos valores::


Podemos observar que a 21.000 MHz tenemos una reactancia inductiva de 34 Ohm. Podemos hacer cosas interesantes con el analizador, si tengo el valor de X = 34 y conozco la frecuencia f= 21 MHz podría conocer el valor de Inductancia de la bobina :-)
Me estoy saliendo de la presentación del analizador pero realmente tiene varias utilidades para el cacharreo!

Volviendo... con la formula  X(inductiva) = 2*Pi*f*L
34=2*3,14*21000000*L  ->   L= 34 / 2*3,14*21000000  ->  L= 2,707 E-7 H = 270 nH

Así que podemos calcular la inductancia de las bobinas...

¿Y la Reactancia capacitiva?  Tenemos la Xc y la frecuencia, pues también! Usando la formula:

Xc= 1 / 2*Pi*f*C

Como comentaba los condenadores tienen Z resistiva además de reactancia negativa como hemos visto. La resistencia electríca que ofrecen disminuye con la frecuencia y variará dependiendo de factores constructivos.

He realizado distintas pruebas y he determinado que para el cálculo de inductancias y capacidades si buscamos un valor cuya rsistencia sea igual a 50 Ohm obtenemos mayor precisión en el cáculo. Esto seguramnete es debido a que el ajuste del analizador se realiza con una resistencia de carga de 50 Ohm y por ello cuando se da la circunstancia de tener una resistencia de 50 Ohm el analizador es más preciso.
Podemos ver luego en lo resultados obtenidos con resistencias no inductivas que cuanto más próximos estamos a 50 Ohm menor error en la medición. Aunque la precisión disminuye según aumenta la resistencia de carga nos encontramos con valores aceptables en un rango amplio de desadaptación.

Este instrumento nos será de gran utilidad para el ajuste y prueba de nuestras antenas principalmente.
Decir que desconozco las funciones del KIT ya que utiliza el Picaxe y no lo he probado.

Los resultados obtenidos son los siguientes:
(R/X/SWR   -> Resistencia/Reactancia/ROE)      

Frec / Resist          3,6 MHz           7,1 MHz          14,1 MHz
R= 49,6  Ohm      49/0/1.01        49/0/1.02           50/0/1.0

R=21,7   Ohm      21/0/2,38        21/0/2,38           22/0/2,31
R=98,2   Ohm      96/0/1,91        96/0/1,91           96/0/1,92
R=146,8 Ohm      141/0/2,83     141/0/2,82        142/0/2,84
R=196,2 Ohm      186/0/3,81     185/0/3,70        186/0/3,71
R=358    Ohm      321/2/6,43     319/2/6,38        311/0/6,22
R=460    Ohm      398/0/7,95     395/0/7,82        376/0/7,52


                            
Frec / Resist          21,1 MHz            28,5 MHz
R= 49,6  Ohm        51/0/1.01             52/0/1.04

R=21,7   Ohm       23/0/2.22              24/0/2,12
R=98,2   Ohm       98/0/1,96            100/0/2,00
R=146,8 Ohm     143/0/2,87            147/0/2,94
R=196,2 Ohm     187/2/3,73            190/1/3,81
R=358    Ohm     306/0/6,12            302/2/6,04
R=460    Ohm     362/0/7,24            354/0/7,01


Debido a la tolerancia de las resistencia es complicado conseguir valores exactos, en el caso de 50 Ohm he utilizado dos resistecias en paralelo de 100 Ohm, los valores indicados son los obtenidos con el polímetro. Podemos decir que los resultados son buenos, tanto en impedancias bajas como altas hasta unos 200 Ohm aproximadamente, a partir de este valor empezamos a tener una desviación > 10 Ohm en la impedancia.
Pero el analizador es válido y nos servirá de gran ayuda ya que mantiene una precisión aceptable dentro de un margen amplio de desadaptión.

Para finalizar, comentar que el analizador indica la tensión de alimentación al inicio junto con la versión (0.03) del programa del PIC. Como el consumo no es excesivo, ya que consume 82 mA he aprovechado para colocar una batería interna de LiPo de las que utilizo en aeromodelismo. Como en la caja no dispongo de mucho espacio utilizo una 3S de 1300 mA (30x20x70 mm) que le da de gran autonomía.

Espero que haya resultado de interés...

73. Víctor.






domingo, 1 de mayo de 2011

Videoproyector DIY

Quería dedicarle alguna entrada a este tema, hace unos años (sobre el 2007) le dediqué un tiempo y construí dos proyectores caseros, actualmente están en servicio, uno de ellos lo tengo en el pueblo y otro en mi domicilio.


En el pueblo montamos el cine de verano o ponemos la consola...







¿Cuál es la ventaja de hacer un proyector?, principalmente el precio (por lo menos en su día), además es posible conseguir una calidad nada envidiable a los proyectores comerciales. Otra de las ventajas es el coste de las lámparas (lightbox) que en un proyector comercial hablaríamos de 120€ mínimo y una duración de la lámpara en torno a las 2.000 horas; en el caso del "casero" la lámpara de halogenuros metálicos que utilizamos alcanza las 6.000 horas sin problemas y el coste es de unos 50€. La lámpara utilizada es las típica que se utiliza para iluminar monumentos, pistas deportivas, etc.. Son muy comunes y fáciles de conseguir, además dan un blanco intenso (frío) con una temperatura de color en torno a los 6500 ºK siendo muy adecuadas para estos fines.
Otro de los motivos, como es mi caso, el cacharreo, disfrute y satisfacción...

Pongo una foto de la lámpara que he utilizado:

Esta es una foto que hice a la lámpara de mi primer proyector, 400W de potencia, estas lámparas llamadas genericamente de descarga necesitan un balastro para funcionar, es un transformador y un sistema de arranque de alta tensión (hace que salte un arco entre los electrodos para cebarla), es el conjunto de la foto, su precio es de unos 60 euros.

Existen hoy en día proyectores chinos de bajo coste (300€) que utilizan también lámparas muy económicas.

Realizar un proyector aunque parezca muy complejo no lo es, evidentemente es necesario ser algo manitas, de lo contrario no aconsejo iniciar un proyecto de este tipo. También se manejan tensiones de 220V alterna por lo que hay que tener alguna experiencia. Hablando de los incovenientes, uno es el tamaño y está condicionado por el tamaño del LCD que utilicemos, en mi primer proyector no me preocupaba, mi objetivo era poder proyectar a 150" de pantalla con calidad HD, objetivo que conseguí. El LCD que implementé lo saqué de un monitor de PC y tenía un tamaño de 14" y una resolución de 1024x768.


Lo suyo es conseguir un LCD de pequeño tamaño y gran resolución, algo más sencillo hoy en día, cuanto menor tamaño tenga el LCD menor será el tamaño del proyector. De hecho, mi segundo proyector tiene un tamaño reducido, utilicé un LCD de 8" de 640x480, la resolución no es muy alta pero es lo mínimo aceptable.




El proyector nº1 es una torre de 50x50 cm y una altura de 1m, le dediqué 4 meses en total trabajando a ratos los fines de semana. Aunque no es necesaria mucha electrónica realmente, desarrollé varios circuitos electrónicos para el control del proyector, en concreto:

  • Motoricé el enfoque con un mecanismo que lo desplazaba basado en un motor unipolar paso a paso y un poco de mecánica.
  • Realicé un circuito que controlaba el encendido y refrigereración del equipo.

Al proyector le añadí todos los elementos para que funcionara de forma autónoma, incorpora un amplificador de unos 40W de audio y un sisntonizador TDT por lo que con una simple conexión de antena se proyectan los programas de la televisión.

El panel de control del equipo situado en la parte posterior:


Entradas de video junto con un termómetro que indica la temperatura del LCD (debe ser inferior a 50ºC). Entrada de alimentación y enchufes de salida para la consola, PC, etc.. también se encuentra el pulsador de encendido junto a un LED.

Por lo tanto, básicamente, para construir un proyector se necesita una lámpara, unas lentes fresnel, un LCD y un objetivo. La lente fresnell tienen la propiedad de que a la distancia focal de ésta si colocamos un punto de luz los rayos que inciden son proyectados de forma perpendicular y viceversa, es decir tienen dos caras diferenciadas.

Estas lentes se fabrican en materiales plásticos e incluso en cristal, están formados por aros concentricos, las podemos ver en las ópticas de los vehículos, óptica de los faros de navegación marítima, etc..

Los retroproyectores para transparencias incorporan una lente de este tipo, de hecho hay quien ha utilizado un retroproyector como base para la contrucción de un videoproyector.

He realizado el siguiente dibujo para explicar la arquitectura básica del proyector, sobre ésta existen variantes ya que es posible diferentes configuraciones colocando por ejemplo un espejo óptico como en mi primer proyector.

El objetivo invierte la imagen por lo que la colocación del LCD dependerá de la configuración que realicemos, el LCD es un panel de cristal con la matriz de puntos que deja pasar la luz. Su configuración realmente incluye unos filtros polarizado.

Un ejemplo de configuración, durante el 2008 terminé el segundo proyector, siempre genero docuementos sobre los proyectos, este gráfico representa la posición del LCD en la configuración en línea típica.

Dispongo de los cálculos para conseguir determinados tamaños de pantalla en función del "tiro" (distancia proyector-pantalla) y que a su vez están en función de la focal del objetivo utilizado, el tamaño del LCD y la focal de la fresnel 2.

En el proyector 2 implementé mucha más electrónica que el primer diseño, en la siguiente foto se ve el TFT de 8", hay que realizar un soporte y quitar la electrónica para dejar el LCD libre de obstáculos para que pase la luz:


La placa de control del proyector 2, es un conmutador de audio/video que incorpora el control del encendido de la lámpara. Realmente no es necesaria tanta historia, otros constructores han puesto un interruptor que enciende la lámpara y los ventiladores...



El enfoque motorizado del proyector 2, la construcción es en su gran mayoría MDF:

El diseño electrónico es el mismo que utilicé en el primer proyector, sólo variaba la mecánica y un pequeño cambio en software de control para eliminar y dejar dos botones de control del enfoque. El enfoque es muy simple, se trata de mover el objetivo para dejar nítida la imagen por lo que es posible hacerlo manualmente.

En este proyector también realicé un termómetro para el control de la temperatura del LCD, en caso de superar los 48ºC se produce el apagado automático de la lámpara, en este caso utilicé el mismo modelo que en el primero pero en vez de 400W de 250W, para 8" es suficiente. La temperaturta de trabajo en mi caso es de unos 40ºC, todo depende de la optimización de la refrigeración, en el primer proyector con 400W utilicé 10 ventiladores de PC, la temperatura se situa en torno a 38ºC.

Hay que tener en cuenta que estás lámparas alcanzan temperaturas muy elevadas, la refrigeración es toda una ciencia, hay que evitar chorro de aire frío directamente sobre la lámpara ya que podría dañarla. De hecho, cuando se apaga hay que dejarla refrigerar al menos 10 minutos antes de encenderla.

Del último proyecto no tengo muchas fotografías, de hecho ninguna de él ya terminado (pondré alguna más adelante), sin embargo tengo decenas del primer proyector, algunas de sus tripas:

En esta imagen realizo las primeras pruebas con la lámpara, en la parte inferior hay tres ventiladores que inyectan aire del exterior. Existe una zona intermedia con tres ventiladores que sacan el aire caliente y aislan la parte superior donde se encuentra un vidrio templado que resiste altas temperaturas.



En la parte superior está montado el LCD y las lentes Fresnel, podemos ver la controladora de video del propio LCD en el lateral derecho, el sintonizador TDT, el motor PaP que mueve la óptica y su mecanismo y el amplificador de audio a la izquierda.

En la parte superior está la óptica y un fuelle de tela para cerrar la ventana del objetivo ya que es móvil. El espejo óptico ajustable permite ajustar la altura de proyección. Cuando no es utilizado el espejo se pliega tapando la óptica.

En el patio de la casa del pueblo tengo pintada una pared con una mezcla especial para proyectar a un tamaño de pantalla de 120", unos 2,5m de base en formato panorámico.


El resultado:


Si quieres ver un montón de proyectos y obtener información puedes consultar este enlace:

http://www.allinbox.com/allinbox2010.htm


Saludos.


sábado, 16 de abril de 2011

Fresadora CNC para PCB - V

Este sábado he tenido que madrugar para llevar a sus clases a mi mujer y he aprovechado para seguir investigando el tema de la vibración y calentamiento del motor del eje Z. Eso sí, antes he realizado un contacto en radio ya que estaba pendiente de una actividad que se iba a realizar, al final QSO de media hora y he conseguido unos puntos más para el diploma SOTA... :-)

Después de analizar de nuevo las tensiones de la fuente, he decidido hacer algún cambio, pero ligero, la fuente no ofrece tan malas características y tiene buen filtraje. Adelanto que he solucionado el problema y la fuente es 100% válida, entrega una corriente de 4 Amperios continuos sin problemas y tensiones de salida de 30V y 14V. Adios a las baterías que tienen desventajas para alimentar una máquina CNC... Así que dispongo de nuevo de una controladora de pequeño tamaño en comparación con lo que he visto por ahí.


El problema estaba en que faltaban unos pequeños condensadores de filtro en las entradas de tensión para los motores, en concreto uno por cada IMT-901. En el diseño no lo implementé porque el datasheet del IMT no lo especifica... vaya M!


El IMT-901, lo fabrica Toshiba, cuando seleccione el dispositivo por características y precio en Farnell me basé en el datasheet "pelao" de Nanotec, quien lo distribuye bajo su marca.


Después de realizar la controladora descubrí que se trataba del Toshiba TA8435H, en el datasheet del fabricante (23 páginas) dice lo siguiente:


"Note 3: A capacitor for noise suppression should be connected between the power supply (VCC, VM) and GND to stabilize operation"

Aquí estaba la clave, el condensador hay que ponerlo lo más próximo a los terminales del IMT, en concreto no especifica el valor, pero he realizado unas pruebas y 10 nF es perfecto!.



Los motores de los ejes X e Y no estaban muy afectados, quizás porque la línea de alimentación en la placa entraba próxima al eje X, de éste al Y y finaliza en el Z por lo que la pista de alimentación realizaba un recorrido de algo más de 15 cm por la placa y los transformadores están muy próximos...


He tenido una hora los motores activos aplicando el par de detención y no hay calentamiento, el normal, pocos ºC más de la temperatura ambiente. El consumo a un ciclo de trabajo del 100% en la fuente ha pasado a 750 mA y la tensión con dicha carga es de 31V. Es evidente que según demandemos corriente nos caerá algo la tensión, pero no reperesenta un problema.


Respecto a la fuente, es sencilla y económica, los transformadores se pueden encontrar por menos de 10€. La toma de 14 voltios se usa para alimentar la electrónica a través de un regulador 7805, como el consumo demandado es bajo no es necesario gran filtraje y además los reguladores disminuyen considerablemente el rizado. En esta toma de 14V conecto directamente el ventilador de 12 voltios para refrigerar los IMT, realmente he puesto una pequeña resistencia en serie para que le caigan unos 10V y así le bajo un poco la velocidad.

Detalle del condensador de 10 nF entre las entradas de la alimentación del motor VMA y VMB del eje Z, las alimentación del motor utiliza dos patitas ya que existen dos fases (A y B) por motor.







No ha quedado muy mal, como hay algún puente ha coincidido que una línea es de alimentación VM y la otra es masa, he soldado un extremo a cada línea...


...a esperar a que me llegue el NEMA-23 para empezar con las pruebas...


Ahora que doy por terminada la controladora y los siguientes pasos serán la pruebas con los motores definitivos y la construcción de la fresadora CNC, dejo un vídeo donde muestro la suavidad de funcionamiento que se consigue con 8 micropasos, es decir 1600 pasos por revolución del motor...



Pulsa AQUI



Saludos...


viernes, 15 de abril de 2011

Fresadora CNC para PCB - IV

He comprado unos motores PAP a un colega radioaficonado, en concreto 4 motores tipo NEMA-17, son pequeños y entregan un par muy bueno para pequeñas aplicaciones.

Las características son las siguientes:

Nema 17 (35ST36-1004A) 35x35x36 mm y 180g. de peso

Bipolar híbrido de 4 hilos 1,8º (200 pasos/vuelta)

2.7V 1A/fase 1,4 Kg*cm (aprox. 0,1 Nm)

Resistencia/fase 2,7 Ohm e Inductancia 4,3 mH

El envío ha tardado casi 10 días, paquete nacional certificado en Correos. Es sorprendente, y todavía no me ha llegado un envío del día 6 de abril, éste sin certificar por lo que me temo lo peor... comentaré al respecto. Espero equivocarme!


He realizado una prueba con los motores y la controladora. Estos motores tienen más consumo que el de la impresora, en concreto 300 mA más por bobina y entregan un par algo mayor, el motor es similar...

He observado con estos motores un zumbido, pero el del eje Z en concreto es algo exagerado y vibra ligeramente. La oscilación se produce cuando activo el ENABLE sin señal de paso, es decir parados y alimentados ("enclavados"). Esta oscilación no produce moviento de los motores y no afecta a su par de detención, si que produce un calentamiento excesivo, en concreto he apagado el controlador porque el motor del eje Z empezaba a calaentarse en exceso. He colocado el amperímetro en una de las fases y he visto oscilaciones de corriente que sobrepasan el amperio, el driver no es capaz de mantener la intensidad constante.

He realizado varias comprobaciones, ver la estabilidad y filtraje de las señales que vienen de los optoacopladores, e incluso he soltado la línea de control de pasos. Las señales son buenas y la alimentación de la electrónica a 5V es perfecta, no hay ruido. Las resistencias para el control de la corriente son inductivas y he pensado que podrían afectar de alguna manera aunque no he leído nada al respecto en el datasheet de los integrados IMT...


He hecho una prueba y conectado un condensador electrolítico a mano haciendo contacto entre la resistencia y masa intentando estabilizar la tensión sin resultado. Me he puesto a releer el datasheet del IMT-901, en concreto del Toshiba TA8435H (es el mismo integrado) ya que trae más literatura; he encontrado una reseña al final que dice literalmente: "Use a stable power supply with ICs with built-in protection functions. If the power supply is unstable, the protection function may not operate, causing IC breakdown."

He pensado entonces en la fuente , si elimino provisionalmente la de la controladora (los dos transformadores) y uso mi fuente de alimentación regulable de 40A, es una fuente pensada para alimentar equipos de radio y la tensión máxima son 15 voltios. He caído en que tengo dos baterías de 12V de electrolito de gel para mi walkie de V/U y podría obtener los 24V necesarios poniéndolas en serie.

Una foto de los motores con unos mandos de potenciómetro para ver su posición y giro:



He realizado la prueba y lo que me temía, con los 24V de la batería perfecto, los motores no hacen ruido y el eje Z que era el más afectado, perfecto y no se calienta. He dejado los motores con el par de detención activo durante 10 minutos y no se calientan casi trabajando al 100% de ciclo de trabajo (función configurable en el IMT). El consumo de los 3 motores es de 870 mA a 24 voltios...


Me encuentro con un problema de poca envergadura, el controlador funciona a las mil maravillas, no hay errores de diseño y llevo muchas horas de pruebas. De hecho, trabajo a 8 micropasos y los motores se mueven con una suavidad excepcional, envío por cada revolución 1600 pulsos desde el software CNC a la controladora. He aprovechado para ver los límites de la controladora y he puesto a trabajar a los motores a 10 KHz, es decir a 6,25 vuletas por segundo y sin problemas.


Tengo dos alternativas: una rediseñar la fuente y otra utilizar las baterías como fuente; las baterías de gel en serie suministran 24V y 7A, esta corriente es más que suficiente para la máquina utilizando los NEMA-23 de 1,5 Amperios/fase, ya que a 24V como hemos visto tenemos un consumo próximo al Amperio alimentando los 3 motores cuyas tensiones nominales están próximas a 3V. Tiene el inconveniente de tener que implementar un sistema de carga que garantice la operación...


Primero voy a intentar solucionar el problema modificando la fuente de alimentación aunque no lo veo muy factible, tampoco dispongo de mucho espacio por lo que es posible que la elimine y la coloque externa...


Seguiré contando...