Creación de un Rheobus de 7 Canales


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    Creación de un Rheobus de 6+1 Canales

    Este documento está creado a modo explicativo sobre la realización de rheobus de 7 canales, 6 de ellos son controlables mediante un potenciómetro externo, y el 7º canal es un conmutador de dos posiciones (12v, 0v), para encender y apagar por ejemplo un cátodo.
    Empezaremos explicando el circuito de control de cada canal, nos basamos como diseño básico en el obtenido en esta web: http://www.cpemma.co.uk/reg.html , en concreto en el regulador variable de baja perdida, o lo que es lo mismo ‘LDO Regulator’


    Circuito básico inicial

    En nuestro diseño suprimimos C1 debido a que las fuentes de alimentación actuales nos dan unos 12V bastante estables y limpios, el LDO utilizado fue el LM2941T de la casa National Instruments, podéis encontrar el datasheet en esta dirección http://www.national.com/ds.cgi/LM/LM2941.pdf , la resistencia R2 fue substituida por un potenciómetro de placa de 10K para poder ajustar los valores máximo y mínimo a la salida, R1 ha sido substituida por una de 5K7 para que el ajuste se pudiera hacer entre los 2 y 13V mediante R2, de esta forma, ajustando el potenciómetro R2 podemos tener a la salida unos valores entre 5.5V y 12.5V, con lo cual, si VR1,que será nuestro potenciómetro externo, está al mínimo, al encender el PC no tendremos el problema de que nuestro ventilador no arranque por falta de tensión, por ultimo C2 ha sido substituido por uno de 10uF de tántalo (puede ser usado cualquiera a partir de 10uF).
    A nuestro diseño se le ha añadido la posibilidad de visualizar la velocidad de los ventiladores mediante un Led Bicolor, de tal forma que cuando el ventilador esté al máximo estará verde, o rojo cuando esté al mínimo, pasando por tonos anaranjados en las velocidades medias.
    Para la realización del esquemático y el pcb hicimos uso del OrCAD 10, el esquemático de los 7 canales y el pcb se incluyen adjuntos con este documento, así como las librerías creadas para los componentes utilizados, tanto para el capture, como para el layout.

    Este es nuestro diseño para un canal:

    J1 : Conector alimentación 4 pines.
    J2 : Conector cable de datos a placa base (de esta forma podemos medir las RPM del ventilador).
    J3 : Conector alimentación ventilador.
    U1 : LM2941T
    R1 y R2 : Resistencia ¼ W, 680 Ohm.
    R3 : Resistencia ¼ W, 5K7 Ohm.
    R4 : Potenciómetro placa, ajuste vertical, 10K Ohm
    R5 : Potenciómetro de Doble Canal de 10K
    D1 : Led Bicolor, cátodo común, Rojo-Verde, también esta en Rojo-Azul.

    Como podemos observar del molex de la fuente de alimentación usamos el cable de alimentación amarillo, y el negro, obteniendo así los 12V necesarios. En el ventilador es distinto, el cable amarillo es el de datos (se obtiene una frecuencia variable respecto a las revoluciones, la cuál será medida por el tacómetro de la placa base), y el rojo y negro la alimentación.

    Este es el esquema del 7º canal:

    Es un sencillo conmutador de 2 posiciones, cuando esté activado el led estará verde, y cuando esté apagado será rojo.

    SW1 : Conmutador de 2 posiciones
    RG1 : Regleta de 2 terminales, aquí conectaremos el cátodo, el Terminal positivo (generalmente cable rojo), en la parte superior, y el negro (masa) en la inferior.

    Este es el diseño de la placa en el Layout, para rutearla utilizamos Specctra, un ‘addon’ del Orcad10.

    El esquema de pistas podéis sacarlo del Layout los que sepáis como hacerlo, para los que no, se adjunta con este documento la imagen en .tif en tamaño real, haced una prueba de impresión y comprobad que entre el primer pin del primer potenciómetro de doble canal, y entre el ultimo pin del ultimo potenciómetro de doble canal debe haber 125mm.
    Realizad la impresión en una transparencia (sobre la parte rugosa), con la máxima calidad que de vuestra impresora, si es láser mucho mejor. Ya tenemos impreso nuestro fotolito, ahora deberemos recortar la transparencia del tamaño que hayamos comprado la placa positiva a insolar, os recomiendo la de 100x160, para que tengáis que recortar con la dremel la mínima baquelita posible.

    Colocaremos la transparencia como indica la imagen, es decir, como si estuviéramos viendo la placa desde arriba.

    Como podéis ver la insoladora es casera casera, y la caja de vinitos vino perfecta :)
    Como veréis en alguna foto posterior la insoladora es demasiado chiquitilla para diseños tan grandes.

    A continuación sacaremos la placa positiva de su envoltorio y la colocaremos sobre la transparencia, viendo que queda perfectamente centrada. Es importante hacerlo en un lugar en el que no le incidan los rayos solares directamente a la placa, ya que podría estropearse.

    El tiempo de insolado depende de varios factores, como son:
    Marca de la placa positiva, distancia de la placa a los tubos actínicos, si usamos una transparencia o papel cebolla… en nuestra insoladora son necesarios 3 minutos.
    Transcurrido este tiempo introduciremos la placa en el revelador, una disolución de sosa cáustica = hidróxido sódico (NaOH), podemos encontrarlo fácilmente en tiendas de electrónica con una breve descripción para preparar la disolución.

    Este es el aspecto de nuestra placa después de revelarla:



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    Como se puede observar en el lado derecho de la imagen la placa presenta una tonalidad mas oscura, esto es por lo comentado anteriormente, ya que la insoladora se quedó un poco pequeña para este diseño.
    Tuve que usar finalmente una placa de 100x200 porque no tenían en stock las de 100x160.

    Pasamos a continuación al atacado de la placa, para ello podemos comprar el preparado de las tiendas de electrónica, o hacer nosotros nuestra propia mezcla, para ello necesitaremos: salfuman = acido clorhídrico (HCl), Agua oxigenada 110Vol. (H2O2), y agua del grifo. Cada una usada en un 33%, si al meter la placa veis que hecha mucho ‘humillo’ verde añadidle agua, en unos 30 segundos debería estar lista. Muy importante, NO RESPIRAD LOS VAPORES QUE SE DESPRENDEN, es vapor de cloro y es muy corrosivo, haced el atacado en un lugar abierto y muy bien ventilado, tanto para el revelado, como para el atacado, usad guantes de latex.

    Proceso de atacado:

    Una vez atacada la placa veremos que se ha eliminado todo el cobre, excepto en las zonas en que hay pistas, que presentará un color negro, esto es debido a que aun presenta el tinte del revelado, para eliminarlo podemos usar alcohol o introducirlo en sosa cáustica, si el preparado esta sin disolver mejor, ya que se irá antes.

    Hecho esto la placa debería presentar este aspecto:

    El trozo de cobre a la derecha es debido a lo que comente anteriormente, la caja de vinos se quedó chica. :)
    Dremel en mano recortamos la placa dándole las medidas exactas para que entre en la bahía de 3 ½ .

    A continuación realizamos el frontal, en cualquier tienda de luminosos tenéis variedad para poder elegir, yo me quedé con un plexiglás translucido gris de 15x4. Tomamos las medidas de los potenciómetros en la placa respecto a la pata central, ya que coincidirá con el mando exterior, para de esta forma poder centrarlos horizontalmente, tomamos también la altura de los potenciómetros en la placa como referencia vertical. Lo mismo para los leds, la broca para los mandos debe ser del 10, para el plexiglás usamos la de madera, y del 6 para los leds y el conmutador, tuve que ensanchar los agujeros de los leds para que entraran junto con el embellecedor, para ello utilize una broca de 6.75 de hierro, con giro inverso, ya que sino desbastará demasiado material y podría romperse el Plexiglás.
    Nos debe quedar algo así:

    Realizaremos a continuación los taladros en la placa, usaremos una broca de 0.8 mm para los agujeros correspondientes a las patas de resistencias, condensadores, etc, y de 1mm para patas de potenciómetros, y conmutadores.
    Antes de empezar a soldar deberemos aplicarle una mano de lija de agua a la placa, de esta forma las soldaduras ‘engancharán’ mucho mejor y le quitaremos la pequeña capa de óxido que pueda tener.

    Soldaremos primero los componentes mas pequeños, dejando para el final los mas grandes, respetando la polaridad de los condensadores de tántalo (representado con un + en la pata correspondiente), dejaremos para lo último los potenciómetros de doble canal, ya que deberemos hacer el ajuste respecto al panel frontal, soldando primero, el primer y el último potenciómetro, una vez ajustados, soldaremos los restantes.
    La soldadura a de rellenar perfectamente el pad de estaño, sin pasarse, quedando un cono brillante si ha sido bien realizada.
    Aplicaremos pasta conductora sobre los LDO y les colocaremos un disipador, ya que cuando estén funcionando al mínimo será cuando mas calor disipen, y aunque pueda parecer innecesario, ya que no generarán demasiado calor, más vale prevenir.

    Una vez soldados todos los componentes comprobaremos que todo funciona como debería.



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    Procederemos entonces al ajuste de cada canal mediante su respectivo potenciómetro de ajuste vertical, en el caso del Canal 1 sería R4, para ello giraremos el potenciómetro de doble canal al mínimo, es decir, giro hacia la izquierda, midiendo en la salida hasta que marque 5.5 V, podemos mirar en las características del fabricante de nuestro ventilador cual es la tensión mínima para que el ventilador gire, pudiendo poner este valor sin problemas, es recomendable probar que efectivamente al conectar la alimentación, y estando el mando al mínimo, el ventilador gira, ya que de otro modo, al conectar nuestro PC el ventilador podría no moverse, y si es un lateral o frontal puede que no suceda nada, pero si es el del micro… OJO con esto.

    A continuación soldamos el conmutador y los leds, ya que los leds no llegan hasta la placa usamos un pequeño cable y lo enfundamos en un tubo termoretractil y la soldadura no quedará en el aire.

    Para sujetar la placa a la bahía utilicé parte del aluminio que venía con el rheobus del Volcano 11 ya que tenía las medidas perfectas y no me iba a ser útil. Para adherirlo a la placa use poxipol.
    Debe llevar un aspecto parecido a este:

    Es recomendable aplicar una laca protectora sobre la cara de las pistas, para protegerlas de golpes, oxido, e incluso cortos. Para ello podemos comprar la laca de la casa Taso Visión, disponen de una transparente y otra roja translucida, yo opté por esta ultima ya que resulta mas ‘atractivo’, con cinta de carrocero cubriremos bien para no ‘manchar’ la placa, y aplicaremos al menos 3 manos, como si estuviéramos haciendo un graffiti, es decir, que no gotee, por ello es preferible hacerlo en varias manos.

    Por ultimo recortamos los ejes de los potenciómetros y colocamos los mandos.

    Este es el aspecto de la placa acabada, solo nos quedará conectar los ventiladores, alargando los cables si fuera necesario (recordando tapar las soldaduras con termoretractil… aunque cinta aislante también sirve ;))

    Os pongo a continuación un listado de los componentes utilizados, así como su coste aproximado (dependerá bastante de la tienda):

    1x Placa positiva 100x160: 2.5€
    6x Blister (conector ventilador): 2.5€
    1x Regleta Doble: 1€
    6x LM2941T: 12€
    6x Disipadores: 1.5€
    6x Condensadores de tántalo de 10uF (25V): 3€
    6x Resistencias 5K7, ¼ W : 0.1€
    14x Resistencias 680 Ohm: 0.3€
    6x Potenciómetros Placa, ajuste vertical 10K: 1€
    6x Potenciómetros Doble Canal, 10K: 12€
    1x Conmutador 2 posiciones: 1€
    7x Leds bicolor 5mm, catodo común: 6€
    7x Embellecedores leds 5mm: 0.5€
    1x Plancha plexiglás 150x40 mm: 0.5€
    1x 1 Metro tubo termoretractil: 1€
    1x Tira de pines cuadrados macho (salida de datos del ventilador): 1€
    1x Tira de pines hembra (conexión leds): 1€
    6x Mandos para potenciómetros de eje: 5€

    Coste total aproximado: 50€


    Este mismo documento en PDF, junto con los archivos del OrCAD y pcb lo podeis encontrar aqui:
    http://webs.ono.com/jfcb/Rheobus03.zip

    Para cualquier duda o consulta podéis localizarme en: jim2k2@hotmail.com
    Jaime Fernández-Caro Belmonte

    Salu2



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    Te querria hacer una pregunta.
    ¿Se podria canviar los reostatos o potenciometros de manejo del retbus por una sonda de temperatura directamente o habria que modificar el diseño añadiendo nuevos componentes?

    De ser asi, no tendrias algun esquema y/o circuito

    gracias



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    puesss el problema esq los potenciometros son de doble canal, es decir, que con un canal se está controlando el Ventilador, y con el otro canal se está controlando el LED.
    Supongo que lo de las sondas lo dices para que se regule la velocidad en función de la Tª automaticamente…
    Aquí viene algo de lo que buscas:
    http://www.cpemma.co.uk/thermal.html

    Salu2



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    pues la idea de q alguien haga una guia para hacer un rheobus me parece muy interesante, pero yo pensaba q la cosa seria mucho mas sencilla, si lo fuese pues seguro q lo hacia, pero viendo esto.. (tambien es porq no tengo los conocimientos necessarios, me parece, no lo he leido, solo mirado por encima). Por por un poco mas de pasta me pillo un Hardcano 12 (unos 60 E) y por bastante menos un Xcontroller (unos 20E) q seria lo de la guia, solo q con menos canales.

    Aun asi felicito a J1M por esta buena guia ;) :sisi: siempre me gusta mas si las cosas q tengo las hago yo, pero como digo el precio se me escapa y qizas dedicaria muchísimo tiempo.

    saludos



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    Haber si me podeis ayudar.Tengo dos ventiladores de 12 cm con una potencia de 6w cada uno.Pues bien, queria hacer un regulador de velocidad, pero con solo un ponteciometro.La potencia total a manejar seria de 12w.El circuito seria de un solo canal.La tension minima con el potenciometro al minimo andaria por los 5,5 voltios.Alguien me puede hacer el esquema y listado de las piezas que me hacen faltan?.Gracias



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    un canal aguatara una potencia de 12w?Si no aguanta, que tengo que cambiar para que me aguante un consumo de como minimo 12 w



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    Me podrias decir donde conseguir ese lm por que no ta nada facil :) gracias



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    yo me lo pille en vilagarcia.



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    La mejor guia para rehobus que he visto y el diseño mas original, me ha gustado lo de los potenciometros de doble canal.



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    joder que recuerdos. Perdonadme quien se sienta ofencido pero ESTO ES MODDING



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    Me encanta este trabajo, aunque como sugerencia, propongo el uso de microcontrolador para el control, en especial el 18f2550 trabajando de forma autónoma, ya sea con sensores de temperatura en distintos puntos del ordenador, así como controlado mediante USB a través de un programa de ordenador; no privandonos del control usando una botonera e indicación mediante leds (o LCD).

    La verdad que lo tengo algo dejado, por temas de estudio, aunque espero poder añadir algo, dentro de poco.



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    Esperemos que te des un tiempo para que nos compartas tu trabajo con el PIC.

    Estos dias he estado investigando la forma de construirme una insoladora para los proyectos caseros, asi que ese proyecto que has mencionado me serviria para empezar con los proyectos :D



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    Gracias Cig por tu interés, voy a plantear un poco el tema y así vamos abriendo bocas….jeje

    Mi idea es la de utilizar un microcontrolador pic para el manejo de diversos ventiladores... en principio pondré 4 pero sería ampliable al número de salidas que disponga el pic. Además añadirle un control por botones para el manejo manual y rápido del dispositivo. Además añadirle una comunicación USB para configurarlo mediante un programa de ordenador y si fuese posible leer las revoluciones de cada uno de los ventiladores. Esto ultimo es lo que no está nada claro, pero no sería bueno controlar los ventiladores y no saber si están andando o nó, por corte de cables o a saber que.

    Mirando el esquema del rheobus, sugiero modificar un poco el esquema dado que se añaden leds para indicar la velocidad o la tensión que recibe el ventilador, pero no sabemos si, aunque reciba esa tensión, el ventilador está dando vueltas. La idea sería encender el led en rojo o verde (es indiferente) pero así indicaría peligro, y conectarle la señal de RPM del ventilador de forma que por cada rpm del ventilador se encienda el led en verde, consiguiendo así que el rojo pase a naranja, qe nos indicaría que funciona perfectamente. (se podría mejorar el sistema claro)

    Usando transistores npn y pnp, podríamos encender los distintos colores a tiempos parciales, de modo que cuando se reciba un nivel bajo se encienda el rojo, indicando que no está dando vueltas el ventilador, y cuando se reciban pulsos, se encienda el verde, que a mayor revoluciones, hará que brille más el verde que el rojo.

    Supongo que no me abré equivocado, de todos modos lo pongo como sugerencia.
    Un saludo y añadir vuestras sugerencias, siempre las críticas constructivas son buenas...



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    Por cierto, se me olvidaba deciros que ya tenía un hilo abierto para este proyecto, llamado rheobus a lo dijital…
    http://foro.hardlimit.com/showthread.php?p=427950#post427950



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    En cuanto a la sugerencia que hice unos post mas arriba, podemos modificar un poco el circuito y utilizar el cable de revoluciones para encender el led de la siguiente forma:

    • Colocamos el led alimentado a 5 o 12 v junto con su resistencia correspondiente y a su vez al cable de rpm del ventilador, de modo que cada vuelta hará que se encienda el led 2 veces y mientras más rápido vaya más brillará.

    • En el caso de usar dos colores, se puede conectar el rojo de forma fija, y manejar de esta forma el led verde, indicandonos un color rojo que el ventilador está apagado, y un color anaranjado (mezcla del rojo y el verde) el funcionamiendo del ventilador al máximo.

    Esto es una forma sin incluir circuitería nueva… así se consigue que los leds den un poco de información real.





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