Crear circuito impreso

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Anilandro
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Re: Crear circuito impreso

#11 Mensaje por Anilandro »

Bueno. Por fin llegaron los prototipos de las placas de circuito impreso para los dígitos de los displays. Su aspecto es excelente, están muy bien hechas, con serigrafía en la cara frontal (en la posterior no hace falta, porque hay muy pocos componentes), y su precio para 10 unidades ha sido de 16 €/u, aunque ha habido 120 € de trabajo de preparación, fotolitos y demás. Cuando necesite más circuitos iguales, ya sólo será el coste individual, que para 140 unidades baja a 8 €/u.

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Primeramente montaré los LED, los 64 rojos y los 64 verdes, pero naturalmente deben soldarse a cierta distancia del circuito, y estos LED no tienen el típico tope en las patas, con lo cual debo construir algún sistema para que se queden todos iguales. La idea ha sido cortar un cuadrado de contrachapado de 18x18 cm. donde utilizando como guía las perforaciones de la placa, marco el lugar donde irán montados los LED. Luego, con una broca de 5 mm, he creado la matriz de encastres que fijarán los LED verticales, en la posición correcta entre ellos y a la misma distancia con la placa, distancia que se establecerá por una serie de tacos de madera de 2 mm.

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El proceso ha sido primeramente insertar los LED en la placa de CI, luego colocar encima e invertida la matriz de contrachapado. Cada LED se encaja entonces en su perforación correspondiente. Con las pinzas empujo las patas del LED para que éste quede perfectamente encajado y a la distancia correcta, tras lo cual ya se pueden soldar las patas y cortar la parte sobrante. El primer circuito montado ha quedado como muestro en la siguiente imagen. Con un aspecto bastante profesional.

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Mirando la placa en perspectiva se puede ver la buena alineación de los LED...

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En la parte trasera están el resto de componentes, 2 integrados MAX7219, cuatro condensadores de 100 nF, cuatro de 1.000 uF, dos resistencias, el integrado regulador 7805, el fusible y el conector de 6 Pines. Alguno de estos componentes son ahora provisionales, por ejemplo, el conector será distinto, de mayor grosor de contactos, y más separados entre sí, aunque de momento, como no me han llegado, he instalado un conector más sencillo para las pruebas. Otro cambio será en el integrado regulador, que dispondrá de un pequeño radiador de aluminio, que aún he de pensar como fabricar de forma fácil (ya que voy a tener que hacer ciento y pico)...

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Una vez acabada la placa la he probado con un Arduino y un sencillo programa, y va perfectamente, muestra todos los signos del alfabeto sin ningún fallo, así que no hay errores de diseño ni de fabricación en el circuito. De momento he montado dos unidades, más o menos en el tiempo de una hora para cada placa, lo cual no está nada mal para el número de componentes que lleva, y pienso que racionalizando los pasos seguro que este tiempo puede reducirse.

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No obstante, en la primera placa me he encontrado con un problema imprevisto de falta de brillo en los LED verdes, aún apretándole el PWM por software. Al parecer, que el vendedor chino te diga de todos sus LED de esta gama son de "alto brillo", no significa demasiado. Después de esto me puse en contacto con el vendedor para que me enviara información adicional sobre las características, y resulta que mientras los rojos son de 3.000 mcd (milicandelas), a la intensidad recomendada de 20 mA, los verdes son sólo de 600 mcd... así que para esto no me sirven... En realidad no es para poner una reclamación, puesto que los 1.000 LED verdes recibidos sólo costaron 22 €, pero para la producción de las 140 placas restantes creo que contactaré con algún distribuidor nacional que nos ofrezca más garantía a este aspecto.

La segunda placa la he montado con LED verdes procedentes de una placa original, y este problema ya no se manifiesta de forma tan escandalosa, aunque juraría que incluso así los verdes brillan algo menos que los rojos. Para efectuar un nuevo pedido y estar seguros que las nuevas placas tendrán al menos la misma intensidad luminosa que las anteriores, creo que previamente realizaré algunas mediciones comparativas con un fotómetro, tanto de intensidad luminosa en el eje del LED como en la forma de su foco.

Un saludo a todos
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joseluis7696
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Re: Crear circuito impreso

#12 Mensaje por joseluis7696 »

Los LEDs rojos son los que tienen mayor brillo y los verdes los que menos, a igualdad de calidad y precio
Pagando más puede ser que tengas vedes de 3 Cd, pero debes comprarlos con especificación en Cd. Si no lo consigues, una solución un poco chapuza es bajar la intensidad de los rojos con el PWM hasta que subjetivamente queden parecidos.

Pero eso parece ir muy bien! Felicitaciones.
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Anilandro
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Re: Crear circuito impreso

#13 Mensaje por Anilandro »

Gracias, Joseluis. Ha llevado trabajo, porque nunca había utilizado programas semejantes, pero el resultado es satisfactorio. Sobre los LED ya sabía que normalmente los rojos brillaban más que los verdes, pero al decir el vendedor que sus LED eran de "alto brillo", lo lógico era que estuvieran más igualados en luminosidad, y no con diferencias de 4 o 5 a 1... Por otra parte, bajar el brillo de los rojos no es una buena solución, ya que estos displays estarán en carteles avisadores en caminos y rotondas, a plena luz del día, y han de verse bien o no servirán...

...Para pruebas he realizado un pedido de 100 LEDs verdes de 10.000 mcd (que sólo cuestan 2,17 €) y en todo caso, de brillar más que los rojos, sí que podría bajarlos hasta el equivalente de 3.000 mcd o lo que a nuestros ojos sea parecido, pero para la compra grande de 17.000 LEDs creo que prefiero tratar con algún distribuidor nacional que me envíe muestras y me asegure una razonable estabilidad de características.

Sobre los LED me gustaría contar una anécdota. A principios de los 70 yo estaba en Barcelona estudiando Teleco, y en una revista de electrónica profesional que se llamaba "Mundo Electrónico" leí la noticia que la actualmente polémica multinacional Monsanto estaban comenzando a comercializar los primeros LED rojos para sustituir a las clásicas bombillitas indicadoras o de iluminación de diales. También informaba la revista que en España el importador era una empresa llamada Ataio Ingenieros S.A, cuyas oficinas estaban en la parte alta de Barcelona...

...Allí me dirigí y sin rubor alguno les pedí que me vendieran "uno" de esos maravillosos LED. Tras preguntarme el motivo de mi interés por tan novedoso componente, el que me atendía tomó el teléfono y al poco apareció un señor de bata blanca con un sobrecito conteniendo el LED de marras, que me entregaron por el módico precio de 125 pesetas ...por entonces más o menos lo que me costaba el vale semanal de comida en el SEU de la antigua Escuela Industrial de la calle Urgell... Este único LED de Monsanto lo fui reutilizando durante años en distintos proyectos, y creo que aún lo guardo en alguna caja de materiales, aunque ahora confundido entre un par de centenares de LEDs de posterior factura y precio irrisorio...

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Rovellat
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Re: Crear circuito impreso

#14 Mensaje por Rovellat »

Dado que tienes espacio, ¿Te has planteado poner dos o tres leds verdes por cada led rojo?.

Saludos.
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Anilandro
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Re: Crear circuito impreso

#15 Mensaje por Anilandro »

No creas que hay demasiado espacio, con las pistas de filas y columnas independientes de las dos matrices de 8x8, que además han de converger hacia los dos integrados centrales, no queda tanto. Además eso exigiría un nuevo diseño de placa y posiblemente el cambio de los drivers MAX7219, que están estudiados para un solo LED en cada punto de control. Es decir, algo totalmente distinto a lo actual que podría llevarme un par de meses de trabajo extra y encarecer el coste, y que por otra parte tampoco es necesario, sólo hace falta conseguir los LED verdes adecuados y problema solucionado.

Hoy quería realizar algunas mediciones de intensidad luminosa y apertura de foco de los LED rojos y verdes, tanto los de las placas originales como de los que he recibido para las nuevas, pero resulta que tengo el fotómetro en el trabajo, así que hasta mañana no podré llevarlo a cabo.

Saludos
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BARACUS
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Re: Crear circuito impreso

#16 Mensaje por BARACUS »

Felicitaciones, esta quedando un trabajo muy prolijo!...

joseluis7696
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Re: Crear circuito impreso

#17 Mensaje por joseluis7696 »

Un fabricante me comentó en su momento que el principal problema en la fabricación de displays de matrices de LEDs es conseguir uniformidad de brillo. Cuando son pocos LEDs se puede comprobar a mano con un fotómetro y hacer una elección descartando los más débiles y los demasiado intensos. Pero si vas a tener 17.000!... se necesita otra cosa. Creo que debes especificar muy cuidadosamente lo que vas a comprar y trabajar con proveedores de alta categoría, que te puedan vender LEDs con un rango de intensidad luminosa acotado y especificado.

El ángulo medio de visibilidad es también muy importante, ya que define las zonas desde las que se pueden ver los mensajes y cuáles no. Es fácil aumentar el brillo con lentes convergentes por delante del chip, pero en general reducen el ángulo de intensidad media.

La serie piloto que vas a fabricar después de las pruebas debiera servirte para probar la homogeneidad de los LEDs del fabricante que tengas en mente y de ser posible de alguno más.

Otro problema que te sugiero ir considerando si no lo has hecho todavía, es cómo vas a probar el funcionamiento de tantos paneles. Como parece ser un sistema que afecta eventualmente la seguridad vial, debiera pasar pruebas estrictas, incuso homologación por Tráfico o por quien sea pertinente.

Me parece que debieras diseñar y construirte uno o más bancos de pruebas con cierto grado de automatización, para comprobar consumos, temperaturas y que todos los LEDs enciendan y apaguen correctamente. Hacerlo a mano (a ojo) puede resultar en errores por cansancio y que luego un panel defectuoso termine instalado en un sitio donde una información errónea pudiera tener consecuencias serias.

Lo mejor sería comprobar que todos los caracteres se muestran sin errores, mediante un sistema informático con reconocimiento de patrones y haciendo ciclar cada panel por todo el alfabeto, los números y los símbolos que vayas a usar. Seguramente bastante complicado, tal vez pudiera reemplazarse por una prueba individual con un detector general que verifique que cada uno se enciende y apaga con las órdenes recibidas. Pero posiblemente el decodificador no permita encender los LEDs uno por uno, no lo sé.

Si hay Normativa AENOR (o similar) publicada (creo muy posiblemente sí), primero habría que leerse las Normas pertinentes y en base a eso diseñar el protocolo de prueba.

Es un proyecto muy interesante, tiene sus lados difíciles pero eso lo hace más interesante, sobre todo para hacerlo tan bien como nos tienes acostumbrados en tus otros trabajos.

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Anilandro
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Re: Crear circuito impreso

#18 Mensaje por Anilandro »

No hay necesidad de homologación, José Luís. Conozco demasiado bien los berenjenales administrativos como para meterme en ellos, no son señales de tráfico, sólo son carteles informativos colocados en algunas rotondas y al comienzo de caminos asfaltados que llevan a playas vírgenes, y que avisan a los conductores de si el párking del final está abierto, cerrado, libre o completo. De esta forma se evitan aglomeraciones y embotellamientos en estas vías, algunas con tramos tan estrechos que dos coches no pueden cruzarse y uno de ellos debe retroceder hacia el ensanchamiento más próximo. La información del cartel es controlada vía web por los informadores turísticos que en cada uno de estos accesos.

El resto de pruebas ya están previstas. Además, esta mañana he encontrado LED's de calidad en un conocido distribuidor de Barcelona, de 8.200 mcd los rojos y de 13.000 mcd los verdes. Si brillan de más, no hay problema, por PWM puede reducirse, el problema es que no lleguen al mínimo, como me pasa ahora. El precio es naturalmente bastante superior, pero también habrá descuentos por cantidad.

En cuanto a la prueba de campo, se hará primeramente en un cartel de una playa donde nunca hay problemas de aparcamiento, las dos preciosas conchas de Algaiarens, también conocidas como La Vall, con lo cual si se estropea (cosa que ocurre un par de veces por semana con las placas actuales), no pasa nada. La intención es ver si mi sistema aguanta bien la canícula de verano y la humedad de la noche.

Saludos
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