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mercoledì 10 maggio 2023

Componenti elettronici gratis (o per un paio di spritz)

Ho deciso di smantellare un pò di componenti elettronici. Alcuni sono nuovi mai usati, altri no. Nel rovistare fra i cassetti mi imbatto in uno scatolone di diodi in striscia, nuovi, rimasugli dei macchinari per il montaggio automatico sui PCB a foro passante (e per ora tralasciamo gli altri scatoloni pieni zeppi di altri componenti che ho lasciato dal benefattore che mi ospita). Per tenermeli, dovrei classificarli in una marea di cassettini, che ormai non ho più posto nemmeno per muovermi agevolmente. Per non buttarli, vorrei provare a vedere se riesco a cederli, giusto per raccogliere forse qualche spicciolo per fare la spesa e smettere, almeno per qualche giorno, il lungo periodo di dieta forzata vegetariana. 

Per capire il valore economico di questa marea di componenti elettronici, provo a fare alcune ricerche. So che c'è carenza di componenti e nel cercare mi imbatto in alcune stranezze che per me non hanno spiegazione. Fra i grandi distributori di componenti elettronici ci sono RS Components, Farnell, Digi-Key, Mouser, ma tanti altri fanno a gomitate per vendere.

Prendo a riferimento, come prima ricerca, un diodo zener da 8,2 volts (5%, 1300mW 2-Pin contenitore DO-41)  in sigla BZX-85C 8V2 (c'è una "M" stampigliata nel corpo cilindrico)... di questi ne ho una ventina circa.

Il prezzo di vendita di questo componente è estremamente vario, si parte mediamente da 44 centesimi ad un massimo di 28,30 euro (per 1000 pezzi, in stock). Un distributore (Arrow.com) li vende a 0,03 centesimi l'uno ( ordine minimo uno) con spedizione gratuita. 

Per il prezzo di spedizione si parte mediamente da 13 euro per superare di poco i 20 euro.

Embè? ed ora? che faccio? Per essere competitivo sui prezzi dovrei venderli a 0.029 centesimi l'uno (o ancora meno), ordine minimo uno, "imballarli" e spedirli a spese mie?? Per un singolo pezzo? Per guadagnare poi (per vivere) dovrei fare dei volumi pazzeschi oltre che dedicarmi al commercio a tempo pieno (social-marketing e SEO compreso) per non parlare delle problematiche con l'AdE. Ma come si fa a competere seriamente con offerte e "concorrenti" del genere? Contro i colossi dell'e-commerce c'è poco da fare. A noi poveracci non restano nemmeno le briciole. 

Potrei vendere tutto lo scatolone in blocco ad una cifra miserrima (almeno le spese dai), magari a peso per qualche DIYers, qualche appassionato o qualcuno che li voglia a sua volta regalare al dettaglio.  Ma per dare al lotto un pò di valore (ed appetibilità) dovrei catalogarli, impacchettarli separatamente, contarli uno ad uno, etichettarli... ad occhio ci metterei minimo 3 mesi...per cosa? 

Dentro il calderone, oltre ai classici 1N4007 ed 1N4148 (una valanga), ci sono molti diodi fast sco@ttcky! (come caxo si pronuncia?), tipo un bel pò di BYV27-200V, BA59*, BAT46, BAT49 della ST, una moltitudine variegata di zener a pioggia e tantissimi altri.... faccio un pò di foto così ci capiamo meglio di cosa sto parlando (vedi qui https://cosetecniche.blogspot.com/2023/05/componenti-ed-altro.html ).

Forse li butto nel RAEE dell'ecocentro di zona, così non perdo tempo in queste cazzabubbole.... ma mi piange il cuore pensare che magari a qualche bisognoso appassionato di elettronica e fai da te potrebbero servire... maledetto bisogno di soldi, sarà questo che ci ammazzerà tutti. 

Dai, facciamo che il primo che se li va a prendere se li porta a casa tutti in blocco. Ah, ho anche il capacimetro di Nuova Elettronica, usato veramente pochissimo e funzionante, il misuratore di induttanze sempre di nuova elettronica ed un pò di mosfet e regolatori a 3,3volts nuovi, un paio di driver per motori stepper, un sensore di temperatura della Dallas, transistor di bassa potenza dissaldati dai PCB, opto isolatori, integrati, Eprom, dissipatori di alluminio e altre cianfrusaglie da vedere al volo.  Alla prossima.

P.S. niente per ora dal fronte. Ripeto: niente per ora dal fronte. 

 

AGGIORNAMENTO - tutto il materiale elencato ha trovato un nuovo appassionato. In bocca al lupo.

venerdì 14 febbraio 2014

Riparazione alimentatore switching A15D2-05MT

Un componente da pochi centesimi può mandare in tilt un intera rete di computers. Mi ero accorto che qualcosa non andava ma avevo addossato la colpa al provider, il quale visto come lavora non è sbagliato in quanto statisticamente è proprio lui a non fare il suo dovere come da contratto. Apro il vano che ospita la sala servers e il problema salta all'occhio... lo switch è spento! Come osa? E' nuovo, ha solo 5 anni e si permette di suicidarsi così?? Vediamo... una rapida prova col tester ed il colpevole è immediatamente individuato...l'alimentatore. Statisticamente sono quelli che saltano dopo un pò che sono in funzione 7/7 24/24. Posso immaginare già quale sia il problema... il solito condensatore in uscita che si gonfia, ingrassa e poi...infarto! L'alimentatore è un AK II mod A15D2-05MT da 5 volts 2,5A. Il circuito non è di quelli minimali cui siamo abituati da un pò, dopo l'invasione nei mercati da parte dell'oriente, ma non proprio di quelli "professionali", una via di mezzo dai. Un ponte raddrizzatore KBP208G il solito trasformatore ad alta frequenza, il solito transistor su alettta, un optoisolatore per il feedback, due diodi in uscita ecc.ecc... uno step down classico. Il guasto è evidente, lo si nota dal rigonfiamento  del condensatore di uscita.... un tuffo nello scatolone dei condensatori low ESR che da anni aspettano di essere classificati e se ne cerca uno uguale, o quasi, basta che stia dentro il contenitore che per fortuna ha delle dimensioni generose e sovradimensionate.  Mezzoretta e lo switch ritorna a fare il suo dovere. Temo che tra un pò dovrò intervenire anche sugli alimentatori dei telefoni IP... Alla prossima.

P.S. le pillole blu sono amare. Ripeto: le pillole blu sono amare.

lunedì 5 agosto 2013

Sfidame se osi!

Questa volta è toccato ad un paio di pupazzi parlanti rischiare di finire in una discarica. Quei pupazzi che fanno parte del merchandaising dei cartoni animati e che i bambini impazziscono a sentir ripetere le frasi clou. Il primo pupazzo è il Gatto con gli Stivali di Shrek the Third, riprodotto con l'espressione tenera con gli occhioni sgranati. Si preme il pancino e lo si sente ripetere "Hahahaaaa... Sfidami se osi, ha!!", "Hei, ma qui non doveva esserci una fiesta?","Engarde!!" "FFFFF...Odio il lunedì" (frasi poco attinenti con l'espressione del gattino).
4 frasi solamente? vabbè scopriamo il motivo e soprattutto se si può cambiare il repertorio e far dire all'apparecchio quello che vogliamo noi. Si potrebbe sfruttare il pulsante da mettere alla porta di casa e sentire "Hei, c'è un'unano alla porta!" o altre sentenze limitate solo dalla fantasia dell'autore.
Il pupazzo va aperto nella stessa apertura in cui è stato infilato l'hardware, sulla schiena. All'interno una quantità industriale di lana sintetica (sulla cui origine plastica non voglio indagare, dicono 100% poliestere......meglio usare i guanti), l'apparecchietto parlante ed un sacchettino pieno delle palline essiccanti (utile per tenere asciutti i cassetti dei calzini e così un pezzo lo recuperiamo).
L'aggeggio parlante è etichettato con dei caratteri "cinesi" o taiwanesi, non lo so di preciso ma sempre asiatici sono e ne svelano l'origine (c'erano dubbi?). La Dre*mworks Animations SKG ordina, la G*sii importa (SS131GS-UK) per la Gi*chi Pr*ziosi di Milano con tanto di marchio CE, al cinesino etichettato MADE IN CHINA un "pugno di liso" e noi occidentali siamo con la coscienza a posto
La scatolina è composta da due parti, il contenitore ed il coperchio che fa da pulsante di attivazione, agganciato su due molle che agiscono per farlo ritornare al suo posto. 4 dentini sui lati lo tengono a fine corsa. Una lieve pressione sui dentini ed il coperchio si toglie per svelare l'interno che non riserva poi molte sorprese. Un pulsantino "artigianale", batterie, un altoparlante, un paio di condensatori ed una resistenza (trhu hole!) con il solito chip vocale affogato nella colla nera, dura come il marmo a difendere un segreto industriale gelosamente custodito dalle dinastie ming di ingegneri elettronici che sarebbero disposti a fare harakiri pur di non svelare cosa c'è sotto. Forse questi chip nascono già programmati di fabbrica (credo ne ordinino a tonnellate per ogni lingua del mondo) o forse sono programmabili tramite una porta seriale che però non sembra predisposta nel PCB per cui il chip è programmato sul banco test e non on-board. Altri particolari non ce ne sono per capire il tipo di chip e determinare come cambiare i files sonori all'interno. Occorrerà indagare, googlare e tentare, una bella sfida. 
Alla peggio recupero le batterie a bottone ed il mini altoparlante. Ora tocca alla scimmia, spero di essere più fortunato. Alla prossima.

P.S. il gatto è in padella. Ripeto: il gatto è in padella. 

martedì 30 luglio 2013

Photon Q - Mod SIM

 Avere un cuggino con le braccine corte è una tragedia :-) . Mi arriva il cellulare nudo sgusciato e bisogna bestemmiare in turco per togliere il chip della SIM ed attaccare dei filetti nei punti indicati.... che sarà mai? un oretta di lavoro  ed il gioco è fatto... danni compresi...spero di no. Questo è un tipo di operazione che è meglio affidare a chi ha un super laboratorio di riparazioni professionali per l'elettronica, non certo ad un hobbista con un soffiatore ad aria calda ed un paio di pinzette che, per quanto di precisione, non riescono ad afferrare i micro componenti che hanno raggiunto livelli microscopici. Se ci si aggiunge la vista da presbite che nemmeno le lenti riescono a compensare, la mano che trema sempre troppo per quelle dimensioni, i fili di recupero che servirebbero quelli apposta per questo tipo di cablaggio, il caldo tropicale, la punta dello stagnatore nuovo che è sempre troppo grossa nonostante sia dichiarata per la "microelettronica".... vabbè, speriamo bene che non ci siano falsi contatti o corti, altrimenti occorre portare il tutto a chi questi lavori li sa fare e li fa tutti i giorni.  Certo è che la miniaturizzazione ha raggiunto livelli tali che occorre un attrezzatura non da poco.
Prima di tutto occorre togliere lo schermo metallico alla chip SIM. Soffiatore a 430 gradi ed in venti secondi netti il coperchio viene via. 350 gradi ed anche il chip viene via... Saldare i fili quando si hanno quei tronchi al posto della sezione giusta, occorre davvero bestemmiare ed incrociare le dita. Col microscopio USB ci si può aiutare ma non sono molto pratico a coordinare i movimenti guardando uno schermo mentre dirigo le dita dove vorrei... Ci vorrebbe un microscopio chirurgico, di quelli binoculari 3D (ne ho visti parecchi trovati su ebai e modificati allo scopo)...ma costano troppo... ci si arrangia come meglio si può. Domani scopro se il lavoro è andato a buon fine o se bisognerà piazzare dei pezzi di ricambio (mother board esclusa ovviamente). Alla prossima. 

P.S. il vino è servito e la quaglia salta il fosso. Ripeto: il vino è servito e la quaglia salta il fosso.

giovedì 20 dicembre 2012

Rainbow candle

Con la scusa di un giretto al supermarket per prendere l'idraulico liquido, mi imbatto quasi per caso su un nuovo prodotto ed immediatamente mi viene in mente un utilizzo alternativo. Poco tempo fa mi è stato regalato un alberello di natale usb di plastica trasparente, che si illumina con i led multicolori (o rainbow led). Un regalo per sopperire alla distruzione della mitica ed insostituibile glitter lamp usb, andata dopo un uso intenso da parte di chi l'ha presa in prestito restituendola guasta (anatema!!). L'alberello natalizio necessita di un nuovo led multicolore e la necessità ha messo in allarme la ricerca di qualcosa da cui recuperarlo. Quale migliore occasione di un oggetto destinato alla discarica dopo il suo unico utilizzo?? Ho trovato una candela in bicchiere che all'accensione della fiamma, automaticamente, attiva un led multicolore al suo interno. Ho trovato anche un video, eccolo.... 

Immediatamente non ci volevo credere ma è così. Non ho ancora capito come si accenda e spegna da sola semplicemente accendendo e spegnendo lo stoppino, forse una fotocellula tarata sulla luminosità della fiamma, anche perchè non mi sembra ci siano sensori di temperatura solitamente "lenti". Ora devo solo aspettare che si consumi (25 ore dichiarate) e disobbedire alle raccomandazioni del produttore, un disgraziato che dice ai propri clienti di buttare dopo l'uso, ma solo quando la cera arriva a 2,5 centimetri dalla fine...ma se la fine non si sa dov'è (non c'è alcun segno), come si fa a capire quando buttare il tutto?? e poi... non si può in qualche modo recuperare il bicchiere in vetro satinato?? perchè no? bisogna per forza buttare tutto?? e come la mettiamo con la batteria che potrebbe avere ancora un pò di energia?? ed il led, buttiamo anche quello vero?? Certo certo... si legge nelle istruzioni di smaltimento "obbligatorio"..."Capovolgere la candela consumata e dare un colpetto energico alla superficie rivestita da materiale morbido. Rimuovere la cera e la parte elettronica. Separare le batterie e smaltirle secondo la normativa vigente. Smaltire la parte elettronica secondo la normativa vigente. ATTENZIONE: il presente dispositivo deve essere smaltito con raccolta differenziata e non come normale rifiuto, oppure può essere riconsegnato al distributore all'atto dell'acquisto di un nuovo apparechio equivalente. Il mancato rispetto delle direttive è soggetto a sanzione amministrativa in accordo alla normativa vigente".
Ora, facciamo un pò di riflessioni che ci possono convincere a violare la legge... il "colpetto energico" è un vero ossimoro e la superficie morbida ?...boh, vedremo. Smaltire la cera.... nel secco non ricilabile? la cera è riciclabilissima ma non esistono contenitori appositi...come facciamo?? la buttiamo nel secco non riciclabile anche se è riciclabile? Occorre smaltire cera, vetro, batterie ed elettronica con la differenziata, ma se il mio comune è amministrato da un *#@@!** di m*rda che non fa la differenziata cosa devo fare? depositiare il rifiuto davanti a casa sua? boh. E tutto sto lavoro di separare e differenziare...perchè non è compensato con una diminuzione della TARSU che aumenta ogni anno?? eh?? a chi sto pagando lo stipendio, eh? ad un manager di m*rda che paga sottobanco anche l'amministrat*re di m*rda per prolungare la "convenzione" di raccolta rifiuti senza nulla riciclare?. E poi, ammesso che volessi comprarne uno nuovo restituendo l'usato (il dispositivo)... la restituzione va fatta al distributore...chi è? eh?? il commerciante al dettaglio, il grossista o l'importatore?? tutti e tre distribuiscono...quale dei tre?? stai a vedere che è il corriere che fa le consegne. Ah...che sciocco...all'atto dell'acquisto...è sicuramente il supermercato... vorrei proprio provare a consegnarlo ad una di quelle commesse sceme e svampite, che hanno terminato la scuola dell'obbligo a calci in c*lo....ci sarà da ridere.  E poi..."la normativa vigente"...quale?? cerco con google "normativa vigente"?? E la normativa vigente prevede il ri-utilizzo delle cose?? sono soggetto a sanzioni se riutilizzo le cose senza smaltirle?? e se non smaltisco nulla, idealmente producendo zero rifiuti... devo pagare lo stesso lo smaltimento dei rifiuti?? Si, purtroppo si, la normativa vigente è stata scritta da dei dementi malati e vigenti...deficienti con tanto di diploma preso per miracolo.  

Nel frattempo mi devo sorbire una nauseante fragranza di vaniglia e caramello che ha saturato l'ambiente e mi fa venire mal di testa. Appena finisce la cera, non vedo l'ora, inizio a smontare il tutto per capire cosa c'è dentro e recuperare il led, così il natale posso arredare l'ufficio con l'albero geek tecnologico che fa tanto atmosfera... alla prossima. 

P.S. se domani è la fine del mondo sappiate che vi odio tutti, se non ci sarà... scherzavo.  Ripeto: se domani è la fine del mondo sappiate che vi odio tutti, se non ci sarà... scherzavo.

sabato 20 ottobre 2012

Misurare una bassa resistenza

Sto ri-progettando l'alimentatore da 24 volt 6 Ampère che nella sua realizzazione originale non ha retto ai limiti delle specifiche a cui l'ho portato elevando i 12 volts del 7812 con un partitore resistivo. Per questo motivo ho rotto temporaneamente il porcellino di terracotta con i miei miseri risparmi (monetine da uno o due centesimi) e mi sono recato in negozio per acquistare dei regolatori 7824 (che ad oggi non ne ho trovato nemmeno uno di recupero, dannati commercianti, stavolta avete vinto voi). Nel ricalcolare i valori delle resistenze di sense per la protezione dai cortocircuiti ho voluto stavolta risolvere il problema della misurazione di valori ohmici estremamente bassi rispetto alla serie di valori comunemente in commercio.  Mi serve una resistenza da 0,166666 ohm ma ho un altro problema.... i due tester che ho non funzionano benissimo. Con la scala più bassa, mettendo in corto i puntali misurano uno 0,6 e l'altro 0,5 ohm (lo so, è il prezzo da pagare per un acquisto dai "cinesi" in regime di sciopero della spesa ).  Ed allora? una ricerca in rete e saltano fuori molte soluzioni... tutte prive però di spiegazioni sul come calcolare i valori dei componenti utilizzati... post inutili allora, non sono una scimmietta che copia e, quando qualcosa non va, non sa dove mettere le mani o come intervenire per risolvere. 
Il principio più semplice e di rapida realizzazione consiste nel realizzare un generatore di corrente costante (indipendentemente dal carico) e noto (impostato in fase di progettazione del misuratore), in modo da calcolare la resistenza incognita misurandone la caduta di tensione ai suoi capi applicando la legge di Ohm (R=V/I). Per il generatore di corrente costante si può utilizzare il diffusissimo LM317 o il meno noto L200 (che ne ho recuperati un pò da alcuni carica batterie ove trovano spesso applicazione). La scelta è ricaduta sul primo, collegato come da datasheet, in configurazione "Current Regulator". All'uscita del regolatore si collegano due resistenze in parallelo, di cui una variabile (per la taratura, possibilmente un trimmer multigiri). Il piedino ADJ si collega direttamente al carico di valore ignoto. La taratura è semplice, si ruota il trimmer sino ad ottenere un valore pari a 100 mA (0,1A) collegando all'uscita del circuito un amperometro prima con fondo scala 1A poi con fondo scala 200mA per arrivare al valore desiderato.  Poi si inserisce la resistenza incognita e si misura la caduta di tensione (in millivolts). La resistenza incognita avrà quindi il valore dato dal rapporto della caduta di tensione sulla corrente costante impostata secondo la formula:

Rx ohm= Vmisurata mV / 0,1A (o 100mA)

Ma nella pratica le cose sono un pò diverse da come pubblicato in certi siti di illustri teorici della fuffa. Come si calcola la R di uscita ed il valore del trimmer? Dal datasheet possiamo trovare la formula per calcolare la R1. La corrente in uscita è data dal rapporto fra la Vref e R1. La Vref è una tensione di riferimento (generata internamente) pari a 1,25 Volts fra il terminale ADJ (massa) e quello di uscita, secondo la formula :

Io = (Vref/R1) + Iadj = 1,25/R1

quindi se vogliamo una corrente costante di 100mA

R1=1,25/0,1 = 12,5 ohm

Non è un valore reperibile in commercio per cui occorre prevedere una resistenza variabile da collegare in parallelo per aggiustare il valore finale a quello che si desidera. Sarà quindi necessario adottare una R1 di valore di poco maggiore o uguale a 13 ohm ed un trimmer di valore adeguato (da 100 a 470 ohm, meglio se multigiro).  Se si guarda la formula del valore equivalente delle resistenze in parallelo è più facile capire quali valori scegliere per arrivare ai 12,5 ohm necessari 

Nel mio caso, dato che è meglio dimensionare la R1 da 1Watt (oltre che per sicurezza montare il regolatore su una aletta di raffreddamento), ho trovato solo una resistenza da 12 ohm nel cassetto dei componenti di recupero (anni di "magazzino" da accumulo compulsivo si rivelano utilissimi). Se si usano 12 ohm per R1, si otterrà in uscita un valore di corrente pari a 0,10416mA  (con il trimmer da 500 ohm praticamente a zero nel mio caso). Poco male. Si perde la comodità di calcolo nel determinare Rx e ci si dovrà aiutare con una calcolatrice. L'importante è conoscere esattamente il valore di corrente ed applicare la formula, per cui anche se i valori dei componenti non sono esatti, con le formule il valore della resistenza incognita sarà sempre determinato con buona approssimazione.... o quasi. 
I due tester che uso hanno un problema. Per una maggiore precisione occorrerebbe usare dei tester ad alta impedenza che non influiscono troppo nel misurare correnti e tensioni in gioco. I miei come già detto sono modelli da pochi euro. Esisterebbe la possibilità di ovviare all'inconveniente amplificando la tensione di uscita con un valore noto usando un operazionale di precisione, ma di complicarmi troppo la vita non mi va proprio. 
Ma vediamo alcuni valori presi con i due strumenti:

Tester Modello NI2100

Iout = 104,9mA Vrx = 16,5mV Rx=Vrx/Iout= 0,15729 ohm  
R0 (con puntali in corto) = 0,5 ohm  Rx misurata 0,7 ohm

Tester Modello DT890C

Iout = 106,6mA Vrx = 16,2mV Rx=Vrx/Iout= 0,15197 ohm
R0 (con puntali in corto) = 0,6 ohm  Rx misurata 0,8 ohm

Anche con gli errori introdotti dagli strumenti possiamo fermaci alla seconda cifra decimale e determinare una resistenza di 0,15 ohm "o poco più". A me me ne serve una da 0,16 ohm per cui diciamo che ci siamo se consideriamo di aggiungere anche la resistenza delle stagnature e delle piste a montaggio ultimato. Con la misura diretta non era possibile arrivare a tale risultato, stimando la resistenza incognita pari a 0,2 ohm.... circa (valore inadatto per l'applicazione prevista). 
Ok, direi che ci siamo (per ora) e posso procedere con il montaggio dell'alimentatore per poi procedere con lo smontaggio di componenti "esotici" da utilizzare nei miei progetti di ricerca.
Possibili sviluppi: perchè non dotare il circuito di resistenze di precisione, magari aggiungere un convertitore AD e processare la misura in modo che tramite un processore venga visualizzata su uno schermo LCD il valore già calcolato?
Alla prossima.

P.S. il gufo è nel bosco ed il merlo migra. Ripeto: il gufo è nel bosco ed il merlo migra.

mercoledì 5 settembre 2012

Energia solare in viaggio

Ferie in bicicletta, attrezzato come un cosmonauta in missione verso marte. Ordine del medico, causa operazione al ginocchio che, causa immobilità prolungata (servizio sanitario e medici di m*rda), ha perso il 50% delle funzionalità motorie. Imbottito di potenti antidolorifici (poco efficaci sotto sforzo), ho percorso più di 500Km in bici, stringendo i denti e pensando che il dolore è solo uno stato mentale come altri... Fra l'attrezzatura che mi sono tirato dietro, ed a volte spinto in salita, ho optato per dei pannelli solari (Geonaute made in china) trovati da D*cathlon a 29,95 euro cadauno. Sono dei pannelli fotovoltaici portatili, 18X22 cm, che promettono una carica sufficiente per le emergenze... tenere in carica il cellulare (per le emergenze), il navigatore GPS (il G*rmin Nuvi200 è troppo avido di energia) o nel mio caso per ricaricare le batterie delle e-cig EGO510 (che a rimanere senza è come restare senza accendino per i fumatori 1.0). Promette una corrente di 1 ampère (dichiarati), più che sufficiente per gli scopi prefissati. 

La prima cosa che ho fatto, appena rientrato dal giro di acquisti delle ultime necessità legate ad una lunga trasferta cicloturistica, è stata quella di aprire, smontare ed analizzare l'attrezzo. Il "contenitore", una bustina di materiale idrorepellente (non a tenuta stagna purtroppo) con all'estremità inferiore un apertura a velcro, contiene un pannello fotovoltaico (abbastanza fragile all'apparenza), una piccola batteria ed un circuito dotato di due prese USB, una per la ricarica via computer (alternativa al pannello) ed un uscita di ricarica dei dispositivi. Il circuito elettronico ("protetto" da un foglietto di plastica trasparente) è quindi diviso in due. Una parte commuta l'energia in ingresso (pannello fotovoltaico o sorgente di rete a 5V) e regola la corrente di ricarica della batteria. Un altra parte regola la corrente di uscita stabilizzandola a 5V (La tensione di 3,7 V della batteria viene elevata, tramite un commutatore DC/DC, a 5V). Non dovrebbe essere troppo difficile costruirsene uno di artigianale. 
Vediamo alcuni dati tecnici:
  • Batteria a 3.7V (non si sa se al litio o cosa) sigla 063450 1000mA/h. Batteria a 3 fili che porta a pensare alla presenza del termistore di allarme per evitare le cariche eccessive (litio?)
  • PCB sigla ON300 con integrato ST 8 pin sigla 393 eZ108 (forse un LM358) ed un anonimo 5056 1213 a 8pin a cui sono collegati i 2 led rosso e verde.


La classica domanda stupida che i vari curiosi incontrati per strada formulano, attratti dalla "novità", in lingua tedesca o inglese è..."funziona?". Allora... durante il giro quasi tutti ci hanno rivolto domande in lingua straniera... ci scambiano per tedeschi. Ciò dimostra l'arretratezza di voi italiani nei confronti di chi si sposta in bici con un minimo di attrezzatura...bici + carrello e l'immancabile caschetto. Quest'ultimo sembra che gli "itagliani" non lo portino che "fa poco figo". Tornando a noi ed al quesito, la risposta è sì, funziona. Giusto quel poco che serve per le emergenze (lavatrice, TV portatile, asciugacapelli e forno a microonde esclusi) ma con alcuni punti di demerito (o margini di miglioramento). Vediamoli:

  • Il contenitore non è rigido e non protegge il pannello fotovoltaico dagli urti o dalle accidentali sollecitazioni quando lo si ripone nelle borse (che non vanno prese a calci e tanto meno buttate per terra quando si è stanchi morti) 
  • Il tempo di ricarica della batteria è dichiarato in 6-8 ore con sole a picco (che picchia a 90° di incidenza sul pannello fotosensibile) il che è quasi impossibile mentre si pedala con i pannelli agganciati alle borse. 2-3 ore per la ricarica via USB se ci si trova presso qualche fonte di energia alternativa al sole. Entrambi i tempi sono incompatibili per lunghe trasferte in bici a meno che non si ricarichi il tutto durante le pause notturne a scapito delle emissioni di CO2 conseguenti. 
  • Il tempo di scarica dipende fortemente dal pannello. Nel mio caso uno dei due non funziona bene, si carica e scarica troppo in fretta probabilmente a causa di una batteria difettosa... provvederemo a riparare e modificare.
  • Durante la carica sotto il sole, l'elettronica e la batteria si scaldano parecchio (e sappiamo quanto male faccia la temperatura alle batterie). Il circuito e la batteria andrebbe isolato con dei fogli di silicone e non a diretto contatto con il pannello (capisco, problemi di spazio ma possiamo rinunciare a qualche millimetro vero?). Andrebbe studiato un isolamento termico per elettronica e batteria, magari remotizzandolo per riporlo dentro le borse "al fresco".

Bene per la tasca a rete porta cavetto USB (in dotazione) e l'elastico con moschettone, utilissimo. La proverbiale "qualità" cinese ben si sposa con i prezzi al pubblico, tralasciando il ricarico gigantesco del rivenditore. Conviene cercarne uno in cina e farselo spedire a casa, secondo me si risparmia qualcosa o si trova qualcosa di meglio. Si sente il bisogno di un autonomia maggiore per la ricarica (una batteria leggermente più capiente?), di un indicatore di carica alternativa al led rosso e verde "tutto o niente", di minori tempi di ricarica, di un area leggermente più grande per l'elemento fotovoltaico (compatibilmente con lo spazio a disposizione nel portapacchi o nel carrello portabagagli).
Tutto sommato, per ora, sono soddisfatto. I pannelli hanno svolto il loro lavoro ed il ginocchio ora è operativo al 90%.  Alla prossima.

P.S. Prugne e mele sono sotto spirito. Ripeto: Prugne e mele sono sotto spirito. 

mercoledì 29 febbraio 2012

EGO 510 Battery (autopsia)

Forse ne faccio un uso troppo intenso e riesco a "romperle". La batteria in corso di autopsia non alimenta più anche se apparentemente il processore al suo interno fa il suo dovere, ammesso che si riesca a capire il significato di due lampeggi lunghi e tre brevi emessi al collegamento dell'alimentazione. L'apertura non è per niente difficoltosa, basta usare la tecnica della pinza a dondolo già descritta nelle autopsie precedenti. L'interno rivela la caratteristiche costruttive che si rivelano molto più curate di quelle usate nella serie 40x. Con la soluzione adottata è impossibile che il liquido penetri all'interno dell'involucro che appare ben sigillato. 
Dentro possiamo scorgere il pulsante, la batteria di alimentazione ad "alta" capacità, la schedina elettronica di regolazione dei tempi di alimentazione, di scarica (cut-off alla soglia di scarica) e dello spegnimento di sicurezza attivato e disattivato con 5 rapide pressioni del pulsante. Il processore, come in molti casi riscontrati nell'elettronica visionata in altri modelli, non riporta alcuna sigla per cui o si procede con tirare ad indovinare il tipo (molto presumibilmente un PIC della Microchip con oscillatore interno) o si tenta di sniffare i piedini per cercare di capire come funziona dopo aver tracciato un circuito di massima. Dalle foto possiamo notare visivamente il guasto: il componente  smd siglato A1BH in alto a destra della seconda foto (accanto a quello siglato C633) presenta un rigonfiamento e delle tracce di annerimento attorno....bruciato, facilmente sostituibile (se si trova un componente equivalente) anche se rimontare la batteria la vedo un pò dura. 
Questa l'ho voluta fare a pezzi per due motivi: il primo è l'innata curiosità di capire come è fatta e vedere all'interno i componenti (c'è sempre qualcosa da imparare) e la seconda è che mi serve l'attacco filettato per procedere alla costruzione di un burn device per rigenerare i cartomizer, la loro composizione la vedremo nei prossimi post. La batteria è ancora sana e può essere riutilizzata per qualche esperimento a basso ingombro ove sia necessaria una bassa alimentazione (3.6V) per bassi consumi ottimizzati per una lunga durata...microspie? Anche i due led blu possono trovare un riutilizzo, anche se smontarli dalla loro sede non sarà per niente facile senza danneggiarli. Ok, anche questa curiosità è soddisfatta e va a completare una giornata di lavoro con un bonifico ritardatario avvenuto dopo le minacce di esecuzione giudiziaria nei confronti della banca cui ero creditore... sò soddisfazioni :-) Alla prossima.

P.S. il cesto è pieno e le mele sono rosse. Ripeto: il cesto è pieno e le mele sono rosse.

domenica 10 aprile 2011

CCD sensore di scansione a linee (parte 2)

C'è un "cinese" a cui devo un favore. Non è stato per nulla facile, ma alla fine ho trovato degli appunti, mai pubblicati in rete, su come tentare di far lavorare il sensore di immagini a contatto (Toshiba CIPS218CF600 - CIS Contact Image Sensor). Alcuni dati li avevo "indovinati" con dei ragionamenti logici, altri invece sono specifici. 

Procediamo con ordine partendo dalla piedinatura del connettore e poi vediamo i segnali da applicare. 
  1. OS Tensione analogica di uscita
  2. Mode (300/600dpi switch)
  3. GND
  4. VOD Power supply
  5. GND
  6. TR (impulso di start)
  7. M (clock)
  8. LEDCA (anodo comune dei tre led RGB)
  9. Led blu
  10. Led verde
  11. Led rosso
  12. GND
Alcune caratteristiche dei segnali da applicare:
La tensione di uscita OS è di 800 mV (tipico) e 1,2 - 1,5V al massimo in condizioni di saturazione non lineare. Il VO tipico è misurato su un foglio bianco riflettente dall'80 al 90% con corrente per ogni led a 20mA e tempo di esposizione di 5mS. In condizioni di nero, il VO è di 40mV.
La modalità 300-600 dpi si ottiene applicando rispettivamente tensione o massa al piedino 2. Se il piedino 2 è a massa la risoluzione selezionata è 600 dpi. Per controllare l'esposizione, basta applicare un PWM ai tre diodi RGB sui quali non dovrà scorrere una corrente superiore ai 20mA.
L'alimentazione tipica del CIS è di 5V (minimo 4,5V massimo 5,5V) con un consumo di 60mA (max 100mA).
La frequenza del clock e del data rate in uscita è minimo 0,1 Mhz e massimo 2.5Mhz. Raccomandato 1Mhz. con ampiezza pari alla tensione di alimentazione. 
Per la lettura di una linea occorre applicare un impulso di start ed aspettare 5 impulsi di clock, trascurare le letture dei successivi 17 impulsi  di clock e successivamente leggere OS ad ogni impulso di clock per 5152 volte (i pixel dell'immagine vera e propria). Quindi per una lettura di una singola riga, occorreranno 5173 impulsi di clock. Si converte la lettura analogica OS in un valore binario e quello sarà il valore dell'intensità luminosa riflessa. Questo ciclo andrà ripetuto tre volte, per la stessa linea di lettura, accendendo alternativamente i led rosso blu e verde se si effettua una scansione a colori. Se si desidera una lettura in BN allora si accendono tutti e tre i led contemporaneamente (luce "bianca") e si legge per un solo ciclo ad ogni riga di lettura. Poi si avanza di una riga e si legge la successiva. E' chiaro che lo step di avanzamento andrà sincronizzato. Si può quindi predisporre un motore passo passo (stepper) o usare un encoder per rilevare il movimento del sensore se si vuole trascinare il CIS a mano. Un encoder di un mouse potrebbe andare bene, anche se va verificata la sensibilità in funzione della necessità di spostamento del sensore rapportata alla risoluzione adottata.
Bene, ce n'è abbastanza per cominciare a fare degli esperimenti e sbattere la testa con un problema mai trattato ad oggi nella pratica. Per pilotare il CIS ho a disposizone la Fox board 832 GNU-linux embedded system. Per generare un clock di 1Mhz dovrò creare un modulo apposito e lavorare a livello di kernel space...mai fatto prima d'ora, per cui mi servirà parecchio tempo per studiare e procedere per tentativi (e non è detto che ci riesca). Al limite proverò alla frequenza più bassa a livello di user space, dove dovrei raggiungere una frequenza di circa 130Khz (sufficienti). Sebbene si trovi della documentazione, devo dire che questa è a volte inutile in quanto imprecisa e poco dettagliata, come questo mio diario del resto. Ma preferisco così, non mi è mai piaciuta la pappa pronta così come odio pigiare bottoni senza sapere cosa sto facendo e cosa succede.
Per la conversione da analogico a digitale, mi sa che dovrò tribolare un pò. Non ne ho "di recupero" per le mani (sembrano abbastanza rari nelle apparecchiature che tratto) e vige l'obbligo di recuperarli da qualche parte, giusto per onorare lo sciopero della spesa e dato che a casa mia vige da anni l'auto embargo volontario. Ne ho trovato un paio in una scheda di un vecchissimo hard disk ma la tensione di alimentazione è a 12 volts e mi sa che è troppo "lento". Pensavo anche di usare un convertitore AD preso da una mother board di un paio di PC. Sono i chip codec audio (AC97) ma credo che siano troppo lenti anche questi in quanto progettati per le frequenze audio e noi siamo un pò oltre la gamma delle frequenze udibili. Vedrò cosa inventarmi, devo indagare. Un alternativa (un ripiego) potrebbe essere la seguente. Chissenenfrega di voler ricostruire uno scanner professionale. Se applico il segnale analogico (opportunamente amplificato) direttamente su una porta logica di input (3,3volts tolerant), quest'ultima interpreterà il valore binario in base alle soglie dichiarate nel datasheet. O zero o uno, o bianco o nero e basta. In caso di uso come sensore lineare generico potrebbe andare bene. Immaginiamo, per assurdo, un sensore che mi deve dire a che livello è posizionata una tapparella, oppure per indicare i gradi di apertura di un varco (un cancello ad esempio), o il posizionamento di un carrello o, ancora, il livello di un liquido con precisione "millimetrica"... in questi casi mi basta lo zero o l'uno ed i toni di grigio che vadano a farsi f*ttere, tanto alla fine quelli che se ne stanno un pò di quà ed un pò di là non mi sono mai piaciuti tanto, maledetti opportunisti. Alla prossima.

P.S. La gallina ha fatto l'uovo nero. Ripeto: La gallina ha fatto l'uovo nero.

venerdì 1 aprile 2011

CCD sensore di scansione a linee (parte 1)

Allora, che cosa posso fare con le parti di un vecchio scanner? Non ho ancora deciso ma dicono che l'ispirazione può venire dalle idee più strane. La cosa certa è che devo trovare una scusa per non fare quello che dovrei ma non vorrei fare e che devo consegnare tra un pò. Così, dato che tempo fa ho sezionato delle stampanti multifunzione (HP mod V40 credo di ricordare), mi salta l'ideona di riprendere i sensori per la scansione delle immagini e capire come sono fatti all'interno. Le stampanti multifunzione sono una piccola miniera di componenti che si possono recuperare e riutilizzare...motori, sensori ottici, lampade CCFL con inverter (per le più datate) e una moltitudine di parti che con un pò di fantasia possono ancora svolgere i loro compiti senza subire l'ingloriosa sorte della rottamazione, che tanto ingrassa i profeti dell'usa e getta.  Nelle stampanti che ho sezionato, la lampada a CCFL è sostituita da una striscia luminosa apparentemente bianca ma in realtà illuminata da tre micro led rosso, blu e verde (RGB). Il tutto racchiuso dentro un contenitore a parallelepipedo che contiene anche il sensore CCD lineare vero e proprio (questo modulo è chiamato Contact Image Sensor o CIS module.). E' come una fotocamera dove però il chip invece che rettangolare è lineare. La messa a fuoco è già regolata meccanicamente all'interno, così si evitano pesanti ottiche, specchi, regolazioni e altri componenti costosi e delicati. Quello che analizzo qui è anche a colori, il che mi complicherà la vita non poco,  anche se trovo la sfida interessante e molto stimolante. La parte più dura è capire la piedinatura del connettore esterno...urge un autopsia completa, aiutata dalla disponibilità di una decina di sensori. Qualcuno lo posso anche rompere.
Credo di aver capito, leggendo alcune info sommarie usando "gògol" che un sensore a linea CCD  agisce come un registro a scorrimento analogico. 
Si alza un pin (SP) per dire al CCD di 'prendere  l'immagine', poi si avanza di un clock su un altro pin (CP). Ogni volta che il successivo impulso di clock arriva, il CCD invierà un valore analogico (Vout) che rappresenta il livello di luce che colpisce il pixel successivo. Poiché il CCD è un elemento dinamico, non è possibile abbassare il segnale di clock troppo presto e se si smette di leggere il frame, il dispositivo riparte da capo a leggere dall'inizio. Dovrebbe esserci anche un pin per regolare, con una tensione DC variabile, la sensibilità. Wow....devo assolutamente hackarlo.
Non ho mai interfacciato un microcontrollore con sensori di luce e sto pensando che sarebbe una buona scusa per rimandare di ottemperare ai miei doveri. La parte più dura è capire la corrispondenza dei pin nel pettine dove va infilato il cavo piatto flessibile. Sono 12 contatti. sicuramente avremo 2 per l'alimentazione generale, forse 4 di alimentazione per i led di illuminazione (una massa led ed uno per ogni colore RGB)... ne restano 6. Posso desumere quindi gli altri segnali presenti nella maggioranza di CIS analizzati:
  • SP - Start pulse
  • CP - clock pulse
  • Vout - Segnale analogico in uscita
Ne restano tre (forse Vout è diviso per 4 sezioni del sensore fotosensibile come in certi CIS), per cui dovrò testare se c'è qualche massa in comune o sdoppiata. L'ideale, in questi casi e per le misure, sarebbe testare con un analizzatore logico di stati il sensore durante il suo funzionamento, ma purtroppo non posso rimettere assieme l'hardware originale, per cui le cose si complicano ancora di più. Forse, potrei avere un idea seguendo le piste del sensore messo a nudo (vedi foto). All'interno si nota un chip scoperchiato (nudo, probabilmente  lo shift register / video amplificatore del fotosensore o un convertitore AD, impossibile saperlo) da cui partono dei fili d'oro ed una linea iridescente su cui sono collegati, a gruppi intervallati, sei microscopici collegamenti (sempre in oro).  Un altra difficoltà è sapere quanti impulsi di clock per leggere una linea? a quale frequenza deve lavorare il clock? la lettura si deve intendere per singolo colore per tre passaggi o viene inviata la lettura RGB intervallata per ogni punto? Ed a che risoluzione lavora il sensore????? Probabilmente occorre fare tre letture per linea illuminata alternativamente con un led alla volta e far decidere al firmware la sequenza dei colori. Il software di post processing farà il resto componendo l'immagine a colori sovrapponendone tre.
Visto che ne ho un pò, potrei tentare anche di procedere con il metodo "o la va o si spacca". 
Fornisco alcuni dati tecnici, giusto per documentazione, riportando qui le sigle sul circuito:  nella parte esterna CS600B e meno visibile Toshiba 218CS600B 3291193 Taiwan. Sempre nella parte esterna verniciata di nero ci sono in prossimità del connettore 12 piazzole dorate, sicuramente usate come test point nei macchinari che testano il prodotto finito. Nella parte interna accessibile solo dopo lo smontaggio completo: CIPS218-CS600B REV:A1 2-10-44R-041-A1
All'estremità, 4 punti di contatto, 3 per i led RGB e 1 per l'alimentazione positiva (configurazione ad anodo comune) che dovrebbe attestarsi sui  3.3 - 5 volts. Per ora basta così, che provo a documentarmi meglio ed aggiornare periodicamente questo post. Quasi dimenticavo. Se hai il pinout di questo componente o il datasheet completo...pubblicalo, per cortesia, l'ambiente e l'umanità te ne sarà grata. Grazie.  Alla prossima. 

P.S. I coleotteri neri sono in volo. Ripeto: I coleotteri neri sono in volo.

sabato 5 marzo 2011

Autopsia batteria Nokia BL-5C

Una batteria di un cellulare che "resiste" in stand-by per 24 ore ma garantisce 30 secondi in conversazione, è una batteria che ha fatto più che egregiamente il suo dovere e che è stata sfruttata sin troppo per troppo tempo. E' venuto il momento di sostituirla con una nuova (sic!) ma anche l'occasione per aprirla e vedere com'è fatta al suo interno. Sto parlando della Batteria Nokia ricaricabile modello BL-5C capacità 1020mAh 3,7Volts LI-Ion (ioni di litio). Voglio provare l'esperimento del litio in acqua (osservare la reazione chimica esotermica) e per fare questo dovrò aprire l'involucro ai minimi termini (disassemblaggio estremo). Per iniziare, si toglie la pellicola esterna che riporta i dati tecnici, le raccomandazioni d'uso, il QR code  e l'ologramma che attesta l'originalità del prodotto.  L'ologramma è un foglietto trasparente (olografato) sovrapposto ad un etichetta riflettente che conferisce il tipico aspetto tridimensionale. Una volta tolto l'involucro incollato, si nota una sigla stampata nel corpo della batteria (P0530489 probabilmente la codifica del modello o l'anno luogo di produzione...boh), un frame di plastica che tiene assieme il corpo batteria con un minuscolo circuito elettronico, sorretto da una spugnetta che fa da "ammortizzatore", e due linguette metalliche per i poli positivo e negativo. Un terzo contatto esterno (fra i due estremi + e -) è il terminale "T" che dovrebbe fare capo al termistore NTC usato per il regolatore di carica. Il termistore è una resistenza variabile in funzione della temperatura. Il valore della resistenza viene monitorato dal regolatore di carica per evitare il surriscaldamento dell'elemento al litio sottoposto a ricarica. Questo per evitare il surriscaldamento con produzione di gas che in casi estremi possono incendiare o far esplodere la batteria....ricordate qualche episodio di cronaca??
Per ora procedo con l'esame del circuito che nel retro riporta la sigla Cn-3650.  Due integrati a tre terminali e cinque resistenze... il termistore non ho idea di quale e dove sia. Una lacca nera impedisce di ricostruire visivamente il circuito e la mancanza di sigle rende estremamente difficoltoso intuire il funzionamento dello stesso... magari googlando un pò si riesce a trovare qualche schema di principio, un datasheet o alla peggio, pazientemente, si gratta la vernice con dei micro abrasori e si cerca di seguire il percorso delle piste. Non mi è ancora chiaro se per la ricarica è sufficiente l'azione del circuito interno o se occorre prevedere un micro esterno (probabilmente all'interno del cellulare c'è sicuramente qualche regolatore DC/DC) per fornire i giusti valori di tensione / corrente necessari alle fasi di ricarica. Le batterie al litio infatti, pur rappresentando tutto sommato un ottima soluzione per la conservazione ed erogazione dell'energia, sono un pò "permalose" nella fase di carica che richiede, batteria per batteria, un preciso e predefinito profilo da rispettare per evitare la distruzione della stessa. La mancanza di sigle è un vero ostacolo, anche se il circuito è estremamente semplice.
Aggiornamento (wikipedia):
Una pila al Li-Ion singola non va mai scaricata sotto una certa tensione, per evitare danni irreversibili. Di conseguenza tutti i sistemi che utilizzano batterie al Li-Ion sono equipaggiati con un circuito che spegne il sistema quando la batteria viene scaricata sotto la soglia predefinita. Dovrebbe dunque essere impossibile scaricare la batteria "profondamente" in un sistema progettato per funzionare correttamente durante il normale uso. Questa è anche una delle ragioni per cui le pile al litio non vengono mai vendute da sole ai consumatori, ma solo come batterie finite progettate per adattarsi ad un sistema particolare.
Quando il circuito di monitoraggio della tensione è montato all'interno della batteria (la cosiddetta "batteria intelligente") anziché come equipaggiamento esterno, e consuma continuamente una piccola corrente dalla batteria anche quando non è in uso, la batteria non va a maggior ragione immagazzinata per lunghi periodi completamente scarica, per evitare danni permanenti.

Ora devo pensare a come aprire il pacco che contiene il litio... e' una scatoletta metallica apparentemente priva di giunture ed apparentemente affogata in resina solidificata. Sarà un impresa. Alla prossima. 

P.S. la quaglia è nel nido ed il fagiano ha fatto l'uovo. Ripeto: la quaglia è nel nido ed il fagiano ha fatto l'uovo.

domenica 23 gennaio 2011

SC1300 - riparazione alimentatore switching (parte 1)

Tanto per tenermi in allenamento in attività che poco servono ad alimentare il fatturato ma tanto servono ad alimentare la mia autostima, oggi ho aperto un alimentatore switching modello SC1300 della MG Itex (ovvero per il reale produttore Modello SCAC1260B rev.03 date 07.07.22). E' un alimentatore universale per computers portatili, dotato di presa usb per l'alimentazione a 5 volts di eventuali apparecchiature aggiuntive. 
Non è una ciofeca, anche se viene venduto per la cifra attuale che si aggira attorno i 45-50 euro. Credo comunque valga la pena di aprirlo per capire se è possibile ripararlo e recuperarlo.
Questi i dati di targa: 

  • AC Input: 100-240 volts 50Hz
  • DC Output: 15 16 18 19 20 volts 6,5A max 22 24 Volts 5,4A max
  • USB port 5Volts 2A 

Il problema? Oltre alla ventolina interna un pò rumorosa, è la totale assenza di vita, morto, andato all'improvviso senza nemmeno degnarsi di emettere scitille o fumo. C'è da pensare ad un  guasto improvviso di qualche componente finale (il FET) probabilmente sollecitato dall'aumento di temperatura causato dalla ventolina che gira a fatica, incatramata da polvere accumulata nel tempo (solitamente questi alimentatori sono posizionati a terra). 
L'interno, le modalità di costruzione e la densità della realizzazione preoccupano un pò. Smontarlo per ispezionare l'interno sarà un impresa e sarà necessario dissaldare qualcosa di sano per accedere alle parti guaste. La presenza di componenti smt inoltre aumenta la difficoltà di riparazione ed analisi del guasto. Apparentemente non c'è nulla di bruciato ma occorrerà dissezionarlo per esserne certi. In ogni caso, procederò con il metodo passo passo già spiegato nei post precedenti, dall'ingresso verso l'uscita. Speriamo bene. Alla prossima.

P.S. il bagno è libero. Ripeto: il bagno è libero.

giovedì 30 settembre 2010

xoscope - oscilloscopio su scheda audio (parte4) - misure

Collaudo ok. Funziona. Non sarà certo professionale ma per le cose che devo fare può andare. Ho proceduto con la visualizzazione del segnale in uscita al piedino n°3 dell'NE555 già visto nei post precedenti (regolatore PWM). I risultati mi lasciano perplesso in quanto speravo di vedere una forma d'onda "pulita" con periodo variabile. Quello che ottengo invece è quello che si vede nelle foto, alla massima e minima velocità della ventola. Comprensibili i picchi nel fronte di salita e discesa, ma non riesco a vedere bene l'onda, specialmente alla minima velocità, dove l'ampiezza di picchi di tensione aumentano in corrispondenza di quello che dovrebbe essere il fronte di salita. Boh. Credo chiederò aiuto ad un amico che ha un oscilloscopio di quelli seri e verificare, confrontando, che quello che mi sono costruito faccia il suo dovere. 
velocità massima

velocità minima


Prometto aggiornamenti. Alla prossima.

P.S. Rose rosse sotto i portici di Varese. Ripeto: Rose rosse sotto i portici di Varese.

giovedì 23 settembre 2010

xoscope - oscilloscopio su scheda audio (parte1)

Da tempo, nei vari post, sto lanciando un appello per riuscire ad avere in donazione un oscilloscopio. Lo sogno da quando sono piccino. Causa cronico calo del reddito, dovuto a cause estranee la mia volontà, non mi sono mai potuto permettermene uno. Sono povero, lo so, ma non me ne vergogno. Allora, dato che la generosità non sembra più di questo pianeta, tocca arrangiarsi come meglio si può. La sfida è realizzare a costo zero uno strumento in grado di visualizzarmi le forme d'onda su uno schermo, in modo da eseguire le sperimentazioni che regolarmente documento a futura memoria. Quasi per caso, trovo nella distribuzione GNU-linux che uso da tempo, un programma open che sembra fare al caso mio. Dal manuale del programma si legge:  
Xoscope  is  a  digital real-time  oscilloscope. It graphically displays signal amplitude or bit logic as a function of  time.   Signals  may  be displayed,  saved, recalled, and manipulated by math functions.  Signal input devices currently include:

 /dev/dsp  - Audio sound recording via /dev/dsp.  Two 8-bit analog channels  at   8000 S/s to 44100 S/s.  Left and right audio is connected to A and B inputs respectively.  Use an external mixer  program  to  select which  sound inputs to record.  AC coupled, voltages unknown, 256K sample memory.
EsounD
-  Shared audio sound via the  Enlightened  Sound  Daemon.   This  is  great  for  watching music but support for it is an option at compile-time.  EsounD is auto-detected and preferred over /dev/dsp.
ProbeScope / OsziFOX - Radio Shack ProbeScope, Cat. No. 22-310 is also known as an  oszi‐FOX.   This  handheld  probe sends its data through a serial port. It samples one channel at 6-bits up to 20 MS/s with 128 samples of memory.  Real voltages are labeled in sample ranges from 1 volt to 100 volts.  If a ProbeScope is detected, it is connected to the  A input.

Bitscope - Bitscope (www.bitscope.com) is a mixed-signal capture engine which is accessed through a serial port.  It  simultaneously  samples  a digital  8-bit port and two analog channels at 8 bit resolution at up to 25 MS/s or more.  If detected, Channel A and B are connected to  X  and Y while the Logic Analyzer is connected to C. 
Scartiamo immediatamente Bitscope e ProbeScope. Sono hardware aggiuntivi , sicuramente utilissimi ma totalmente incompatibili con lo sciopero della spesa che ho indetto anni fa e che porto avanti testardamente ad oltranza. Basta poi cercare in rete o consultare i siti suggeriti per farci passare la voglia di acquistare....per me costano decisamente troppo e mi devo accontentare di due canali (limitazione anche in frequenza)....pazienza.

All'indirizzo http://xoscope.sourceforge.net/hardware/hardware.html è pubblicato uno schema che fa da buffer fra le sonde e la scheda audio del PC. La sua realizzazione non è critica. Io l'ho prima modificato poi realizzato interamente da pezzi di recupero, a parte ovviamente la mille fori su cui ho piazzato i componenti. L'alimentatore duale +/-12V è basato sulla coppia di stabilizzatori 7812 e 7912 (usatissimi nei vecchi alimentatori da PC), usando un trasformatore a presa centrale recuperato da un alimentatore per la carica delle batterie di alcuni terminali bar code in attesa di analisi, dissezione e recupero. Dalla foto si possono notare i condensatori "sporchi" del mastice usato negli alimentatori switching di provenienza, alcune resistenze ad alta precisione (1%) messe lì perchè ne ho un bel pò (nuove ma di recupero ovviamente) e posso permettermele, i condensatori ceramici selezionati dopo due giorni di catalogazione del mucchio in cui li metto ad ogni operazione di dissaldatura....si vede che è rigorosamente realizzato interamente con componenti recuperati. Il contenitore, per ora, è in metallo (credo sia utile creare una schermatura) ed è un riempitivo che si usa nei PC tower per tappare gli slot da 3 1/2. Non è molto robusto essendo composto da lamierino, ma credo che con un pò di nastro adesivo telato, si possa tenerlo fermo.
Il pannello frontale è plastico, facile da lavorare per fissare interruttori e prese, alcune tenute in sede con termocolla grigia (che il produttore si ostina a chiamare "acciaio liquido" anche se ha la tenuta poco superiore al "cewingum"). Le prese BNC sono state dissaldate da alcune vecchie schede di rete guaste... sapevo che prima o poi potevano tornare utili.  Ora mi manca solo il collegamento finale ed un collaudo, dopo aver realizzato le sonde con un pò di cavo schermato...spero possa andare bene l'RG58 che si usava per le reti a cavo coassiale (ne ho avanzato un pò da quando andavo ad installare reti in tutta italia). OK. Vedremo se ho perso  tempo o se sono ruscito a creare qualcosa di utile. Sono proprio curioso. alla prossima. 

P.S. I conigli scavano la tana. Ripeto: I conigli scavano la tana.
P.P.S. segue parte 2

giovedì 2 settembre 2010

Progettazione alimentatore - autopsia ventola (parte 5)

Nel provare vari circuiti che sto realizzando per la regolazione della velocità delle ventole di raffreddamento in funzione della temperatura dei dissipatori, mi sono imbattuto in una ventola di recupero difettosa. Va a scatti ed il perno sembra indurito...fatica a girare liberamente. Ne approfitto per una pausa e dopo due secondi la ventola è già aperta per l'autopsia. 
Per aprirla, basta togliere l'etichetta, scoprendo il perno tenuto in sede da una rondella di acciaio, di quelle a molla. Per aprirle occorrerebbe una pinzetta particolare che non ho (la si usa troppo raramente per giustificarne l'acquisto). Allora, per togliere la ventola di plastica che alloggia il magnete circolare, ho preso un bulino e con un colpo di martello l'ho fatta saltare via. Stessa sorte per il blocco di supporto. La causa della durezza del perno è evidente. Polvere, molta polvere annidata nei punti più impensabili. Una morcia nera che si è depositata anche all'interno del magnete...probabilmente la ventola era usata in un ambiente per fumatori..il fumo fa male anche alle apparecchiature elettroniche.
L'interno contiene anche un circuito oscillatore che alimenta le fasi dell'avvolgimento ed un sensore ad effetto di hall, nonostante la ventola non presenti il terzo filo solitamente usato per gli impulsi in uscita (open collector), usati per contare il numero di giri al minuto e quindi la velocità. Come fa a girare la ventola? Ci sono  2 avvolgimenti, alimentati in modo sfasato l'uno dall'altro ma avvolti assieme attorno allo stesso statore che presenta all'estremità superiore ed inferiore due scalini per ognuno dei tre convogliatori di flusso elettromagnetico sfasati però (sopra e sotto) di 30 gradi. Il campo magnetico generato da un avvolgimento è influenzato dal campo magnetico generato dall'altro ed entrambi interagiscono con il campo magnetico del rotore (un magnete toroidale interno alla ventola).
reverse-engineering
La basetta riporta la seguente serigrafia: LH 02 94V-0 0610008253 8025-6/6851.1 H. Lo schema elettronico di quello che si vede, è facile da ricavare. Dato che si tratta di un circuitino a singola faccia, si può usare il metodo fotografico. Si fotografano entrambi i lati dello stampato, lato componenti e lato saldature. Poi, con Gimp per GNU-linux, si sovrappongono le due immagini, prima il lato rame e poi il lato componenti. Al lato componenti, che vanno ribaltati specularmente, si assegna un livello di opacità pari a 50 circa. In questo modo si riescono a vedere sia i componenti che le piste in rame. Il trucco consiste nel sovrapporre esattamente le due immagini (non grossolanamente come fatto nella foto).  Poi con un qualsiasi programma per il disegno di schemi elettronici, si seguono le piste di rame fra i vari componenti e si disegna il circuito (reverse engineering). Dalle sigle sui componenti si riesce a capire cosa sono risalendo ai data sheet. Qui abbiamo 3 transistor NPN (C1815 e 2N6718), tre resistenze, 2 condensatori elettrolitici ed un sensore ad effetto di Hall.
In questo caso ci manca solo il sensore ad effetto di hall che ha una sigla ma è coperta da uno schermo di supporto e non ho intenzione di toglierlo per ora (aggiornerò il post appena ce l'avrò...promesso).
Alimentando questo tipo di "motore" con il metodo PWM, altro non si fa che "accendere e spegnere"  l'oscillatore... non è come per un normale motorino in CC, qui c'è dell'elettronica. Spegnere ed accendere alternativamente un circuito....gli farà "bene"?? Non lo so. Se si guasta, di ventole ne ho una tonnellata da andare avanti per anni. Giusto per scrupolo tecnico però, terrò acceso una ventola 24/24 7/7 per una settimana in modo da verificare se il PWM può creare problemi ad un circuito elettronico di una cpu fan cooler. Anche se prevedo un uso in esercizio per non più di 15 minuti continuativi, un collaudo a fondo è il caso di farlo.
In ogni caso, il diodo di ricircolo previsto nel regolatore PWM dei post precedenti, è inutile in questa applicazione e si capisce facilmente anche perchè.
Per rispondere alla domanda dell'unico visitatore al mese che mi legge...si può invertire il senso di rotazione della ventola invertendo l'alimentazione sui fili rosso e nero?? No, mi pare evidente il perchè. L'unico modo per invertire il flusso dell'aria è girare la ventola o usarne una di un altro tipo, non certo quelle recuperate dai PC. Normalmente, a titolo di informazione, il flusso dell'aria va verso l'etichetta o è indicato con una freccia assieme al verso di rotazione delle pale. Alla prossima.

P.S. Tre cuscinetti a sfera escono dalla loro sede. Ripeto: Tre cuscinetti a sfera escono dalla loro sede.

Recensione 1

Riporto qui un commento di uno dei miei 5 visitatori mensili.
"Ciao, non sapevo come comunicare con te, quindi lascio un commento (che potrai così cancellare al termine della comunicazione). Per la serie ripariamo prima di buttare (tanto non ci perdi nulla a provarci) ti segnalo quello che ho fatto io: http://stefanobettega.wordpress.com/ Dai un'occhiata al mio ultimo articolo. Ciao e complimenti!"

Grazie innanzitutto per i complimenti. In confronto io sono tecnicamente un cavernicolo. L'articolo fa riferimento alla sostituzione della memoria on-board di un portatile Toshiba Satellite A60-217. Sostituzione del chip nella mother board !!... complimenti. Ad avere l'attrezzatura adatta, coniugata ad una buona dose di buona volontà, curiosità e rispetto per l'ambiente, si possono fare dei piccoli miracoli e fare la propria parte nella società, consapevoli che i più, mai ringrazieranno abbastanza.
L'operazione di dissaldatura e saldatura del chip non è documentata in quell'articolo, il che mi spinge a pensare di creare una specie di tutorial per il rework "fai da te" in modo artigianale, senza attrezzature particolari. Già il dissaldatore ad aria calda che mi sono autocostruito è un passo avanti per componenti smt di piccole dimensioni e già avevo annunciato di pensare a qualcosa per i chip più grandi...dovrò spremermi le meningi. In rete, si trova il metodo della candela per la dissaldatura dei chip dalle schede elettroniche... non so se funziona, non ho mai provato, ma mi sembra eccessivamente "grezzo" come metodo. Ad ogni modo, grazie a Stefano ed a chissà quanti altri, ingegneri o no, ed a tutti coloro che che ogni giorno combattono come possono la piaga del consumismo sfrenato, la pratica dell'usa e getta, il consumo smodato di risorse oltre i limiti produttivi di questo pianeta. Dovremmo tutti fermarci e riflettere un pò per poi fare un piccolo passo indietro... così, se si va avanti si finisce nel baratro senza ritorno. Alla prossima. 

P.S. L'uva rossa è matura, quella verde è acerba. Ripeto: L'uva rossa è matura, quella verde è acerba.

giovedì 26 agosto 2010

Progettazione alimentatore - PWM 555 Fan controller (parte 4)

Ho da poco terminato di approntare il contenitore dell'alimentatore progettato e realizzato nei post precedenti. Ho scelto il case di un alimentatore switching di un Apple G3, dotato di una ventola a 12 volts 160mA, che devo  alimentare, ma dato che non mi accontento di farla funzionare a manetta quando non è necessario, vorrei regolarla in velocità, in funzione della temperatura dei dissipatori. (ponte raddrizzatore e finali) Posso infatti alimentare indipendentemente la pompetta dell'aria (per il dissaldatore ad aria calda autocostruito, cerca qui con le parole chiave "hot air" nella casella in alto a sinistra)  e l'alimentatore. Il trasformatore principale e la pompetta infatti si avviano in assenza dei 24 volts DC in uscita. Questo è utile soprattutto dopo l'utilizzo, per poter dare il tempo all'aria a temperatura ambiente che fluisce nello stagnatore di raffreddarlo quando la sua resistenza non è alimentata. Ma se l'alimentatore è spento, che senso ha far girare a pieni giri la ventola di raffreddamento dei dissipatori? E' un autentico spreco di energia e dio solo sa quanto questo pianeta abbia bisogno di risparmio energetico e di progettisti sensibili all'ecologia. Per questo ho deciso di pensare e progettare un circuito in grado di avviare la ventola in modo che giri piano in presenza di dissipatori freddi e di aumentare la sua velocità all'aumentare della temperatura. Il case che ho utilizzato, è forato da un lato, per cui dovrò predisporre un "sensore" in prossimità del dissipatore più piccolo (quello che scalda di più). Ho da subito scartato l'idea di un operazionale con termistore NTC, con controllo ON / OFF... troppo banale e scontato (magari funzionale ma didatticamente poco interessante). Allora mi sono orientato nello studio di un PWM regolato da una resistenza NTC, la quale diminuisce il suo valore ohmico all'aumentare della temperatura e posso sfruttare la cosa per aumentare la velocità delle pale. Dopo una googlata notturna, mi sono imbattuto in un infinità di "progetti" mal documentati, errati, incompleti o insufficienti....nessuno spiega come calcolare autonomamente i valori dei componenti (siamo alle solite...in rete c'è di tutto....ciò che non serve veramente, compresi gli ingegneri gelosi delle proprie "conoscenze"). Ad ogni modo, "la pappa pronta"  non mi va, e nemmeno di fare la scimmietta che copia senza capire cosa sto facendo. Devo capire e fare da me, così come ho fatto per l'alimentatore a 24V 7A descritto nei post precedenti, dove spiego anche come procedere per progettarsene uno autonomamente. Da tenere in conto che questo progetto ben si presta per i modding ai PC e per gli appassionati di tuning delle prestazioni in genere.
Allora... la mia scelta inziale era combattuta fra un 555 in configurazione astabile (oscillatore) a Duty Cycle variabile (PWM Pulse with modulation) o un astabile basato su inverter a trigger di schmitt (tipo 74AC14 Hex Inverter Schmitt-Trigger). Scelgo la prima opzione, ho dei 555 di recupero ed era da un pò che desideravo sperimentare la cosa. Un paio provengono da alcuni UPS "guasti che ho dissezionato tempo fa. Un altro paio, più un 556 (doppio 555) credo provengano da alcuni alimentatori. Con l'occasione creerò dei moduli preassemblati per la regolazione della velocità di motori e ventole. Bene, passiamo al metodo di calcolo partendo dallo schema classico fornito nel data sheet del 555.
In sostanza si tratta di calcolare i valori del condensatore C1 e delle resistenze R1 R2 per ottenere la frequenza desiderata ed il duty cycle nel suo range max - min.
A) Si fissa a priori la frequenza, nel nostro caso 1Khz. Tale valore è valido per la maggior parte delle ventole da PC o motorini di bassa potenza (5-12V). Potrebbe accadere che alcuni motori a frequenze più alte ed a valori bassi di Duty cycle non riescano ad avviarsi, oppure producano un fischio fastidioso, in tal caso basta aumentare o diminuire la frequenza di partenza per trovare il valore più adatto (metodo sperimentale su breadboard). Valori accettabili vanno da 100Hz a 20KHz.
B) Si usa la tabella del datasheet (il costruttore fornisce un diagramma rapido di calcolo) e in base ad esso si determina il valore della Capacità più accettabile. Noi scegliamo un valore intermedio di 100nF.
C) Si calcola il periodo T, il Tempo on ed off (Ton e Toff) dell'onda quadra che si intende generare con le formule:
f=1Khz
T= 1/f = 1ms (è il periodo in millisecondi)
Ton = 80% T = 0,8ms
Toff = T - Ton = 0,2ms

D) Si calcola R2 ed R1 con:
Formula R2 = Toff / (0,69·C) = 2,9K
Formula Ton = 0,69 (R1+R2)·C per ricavare:
(R1+R2) = Ton / (0,69·C) = 11,6K
e quindi s ricava:
R1 = (R1+R2) - R2 = 11,6K - 2,9K = 8,7K
I valori ottenuti nell’esempio sono quindi: R1=8,7K ; R2=2,9K ; C=100nF. 0.69 è la costante di tempo che può essere dimostrata matematicamente nei cicli di carica scarica dei condensatori.

E)Si calcola la frequenza risultante (per verifica) con la formula :
f = 1,44 / [(R1 + 2R2)·C] = nel nostro esempio: 993 Hz, molto vicina ad 1Khz che avevamo fissato come dato iniziale di progetto. Con le formule potremmo anche calcolare il valore, ad esempio, per accendere un led (o avviare un buzzer) per 1 secondo (Ton) e tenerlo spento per 5 (Toff)...

Bene, sino a qui abbiamo imparato a calcolare i valori dei componenti necessari a generare un DC fisso e predeterminato. Ma per variare dinamicamente il duty cycle in funzione della temperatura???
Si potrebbe pensare di variare solo R2. Si provi a calcolare, a parità di frequenza, il valore di R1 ed R2 con DC pari a 90% e 10% cercando di fissare il valore di R1 al valore che si ottiene quando R2 tende a zero, ovvero il DC tende a 100%
In realtà, così facendo, ovvero variando una resistenza, vario sia il Ton che il Toff e si ottiene una variazione della frequenza. Il metodo più "corretto", almeno formalmente, consiste nel fare in modo che cambi il valore della resistenza in fase di carica ed in fase di scarica del condensatore.
Invertire R3 con R4
Basta applicare lo schema che segue, ove si nota subito un doppio percorso della corrente attraverso due resistenze (sostituibili tranquillamente da un trimmer di valore adeguato). Un percorso per la carica ed uno per la scarica del condesatore C, per effetto dell'inserimento di due diodi. La corrente di carica fluirà nel diodo di sinistra attravero Vcc-R1-D1-R3 mentre la scarica attraverso R4-D2-R2-pin7 (Discharge). Al diminuire di R3 si ha un aumento del Duty Cycle (DC), ovvero un aumento della velocità della ventola collegata come carico. Quindi, per un escursione del DC da 0% a 100% (in realtà un range leggermente più stretto), occorrerebbe inserire una NTC per R3 ed un PTC per R4 complementare, ovvero all'aumentare di uno diminuisce il valore ohmico dell'altro a parità di escursione termica rilevata (entrambi fissati nello stesso dissipatore). Nel mio caso, in mancanza di un PTC complementare ad un NTC da 10K (a 25°), mi accontento di un compromesso, ovvero da mezza a "piena" velocità...come? Basta inserire l'NTC nel ramo di scarica del condensatore e nell'altro ramo una resistenza di valore pari a quella dell'NTC utilizzato. Sono così in grado di simulare grossolanamente un trimmer di regolazione manuale.
Io uso un TTC103 ma anche i TTC502 possono andare bene, sono da 5Kohm), se ne trovano negli alimentatori switching da PC, attaccati con una vite o con della pasta termica al dissipatore dei finali di potenza. Ha l'aspetto di un condensatore a goccia, dal corpo verde o marrone chiaro. Ovviamente, a titolo sperimentale, è possibile ottimizzare il valore della resistenza fissa anche in funzione di diversi tipi di NTC. In mancanza di un oscilloscopio (stranamente, nonostante l'appello, non si è ancora fatto avanti nessuno per donarmene uno a 4 tracce digitale...), non posso misurare la variazione di Duty Cycle (Ton e Toff).
Ho comunque già effettuato dei test "a orecchio". Ho avvicinato un accendino al sensore NTC per sentire progressivamente la ventolina di prova andare su di giri per poi rallentare proporzionalmente al raffreddamento...funziona!!! una figata davvero :-)
Per il "driver" si può usare un transistor (es. un 2N1711 con Rbase da 330ohm) per carichi sino a 200mA (Ic dal datasheet è dichiarata 500mA) o un mosfet di potenza, non necessariamente alimentato a 12 volts...non serve spiegare come mandarli in conduzione vero?  In alcuni circuiti aggiuntivi che ho realizzato, il transistor utilizzato è BC140, 2N2219 e PN2222 tutti con resistenza di base da 1kohm e tutti per carichi da 800 mA, quindi anche per comandare tre o quattro ventole contemporaneamente, tipo quante ne potrebbero servire per un piccolo armadio rack di una piccola "sala server" domestica.
Ricordarsi (per carichi induttivi tipo motori DC o bobine di relè) di inserire il diodo di ricircolo, un diodo fast (scottky skottc@#!%...qualcosa di impronunciabile), ove in mancanza si può a proprio rischio provare con un "volgare" 1N4007...con il transistor  usato nello schema e per una "volgare" CPU fan cooler sembra funzionare senza problemi (io ho fatto così) anche se non è proprio da considerare un vero carico induttivo. Alla prossima.

P.S. Consegnare i fan cooler a lombardo. Ripeto: Consegnare i fan cooler a lombardo.