Soldadura y extensiones de la LED

La LED principal tiene pads para soldar los cables, para poder utilizarla es necesario soldar alguna interfaz. Decidimos colocar pines estandar de 0.1mm de la siguiente manera:

Pueden descargar los archivos fuente (LEDExtensions.svg) del repositorio de código. La soldadura fue difícil dado las dimensiones:

Pueden ver un vídeo del proceso:

Con el siguiente resultado:

Una vez soldada la LED, armamos un canal del driver en un protoboard y hicimos las primeras pruebas con excelentes resultados:

Pueden ver el resultado en vídeo:

Luz de la cima de la pirámide

La LED tricolor de alta (altísima :P) intensidad tiene las siguientes características (datasheet):

Pueden descargar los archivos fuente (LED.svg) del repositorio de código.

  • 1 W y 350 mA por canal (1.05 A y 3 W total).
  • Caída de tensión en polarización directa:
    • Rojo: 2.2 – 2.6 Vf
    • Verde: 3.2 – 3.8 Vf
    • Azul: 3.2- 3.8 Vf
  • Ángulo de visión: 140-150 grados.
  • Flujo luminoso:
    • Rojo: (620-630 nm) / 30-40 LM
    • Verde: (520-525 nm) / 40-50 LM
    • Azul: (455-465 nm) / 10-15 LM

Esta LED será alimentada por la PSU y se conectará a los conectores Molex a la salida de +5V (cable rojo). Los canales serán ánodo común. Por lo tanto (se asume el peor caso):

Tensión restante (utilizando peor caso):

  • Rojo: 5 – 2.2 = 2.8 V
  • Verde: 5 – 3.2 = 1.8 V
  • Azul: 5 – 3.2 = 1.8 V

Por lo tanto las resistencias, calculadas por ley de Ohm, R = V/I, son:

  • Rojo: 2.8/0.35 = 8.0 Ohms
  • Verde: 1.8/0.35 = 5.15 Ohms
  • Azul: 1.8/0.35 = 5.15 Ohms

Además, la disipación potencia de las mismas, calculadas por I^2 * R, son

  • Rojo: 0.1225 * 8.0 = 0.98 W
  • Verde: 0.1225 * 5.15 = 0.630875 W
  • Azul: 0.1225 * 5.15 = 0.630875 W

Se decide adquirir las resistencias comerciales:

  • Rojo:
    • 2 resistencias de 3.3 Ohms a 5% de 2 W (Naranja, Naranja, Oro, Oro)
    • 1 resistencia de 1 Ohm a 5% de 2 W (Marron, Negro, Oro, Oro)
    • 1 resistencia de 0.33 Ohms a 5% de 2 W (Naranja, Naranja, Plata, Oro)
      Total: 7.93 Ohms
  • Verde:
    • 1 resistencia de 4.7 Ohms a 5% de 1 W (Amarillo, Morado, Oro, Oro)
    • 1 resistencia de 1 Ohm a 5% de 1 W (Marron, Negro, Oro, Oro)
      Total: 5.7 Ohms
  • Azul:
    • 1 resistencia de 4.7 Ohms a 5% de 1 W (Amarillo, Morado, Oro, Oro)
    • 1 resistencia de 1 Ohm a 5% de 1 W (Marron, Negro, Oro, Oro)
      Total: 5.7 Ohms

Nota: Siempre es importante preveer un 30% más de potencia para las resistencias. Para el canal rojo idealmente el valor buscado fue de 1.5 W, sin embargo la electrónica no disponía de ese valor.

La intensidad luminosa del los LEDs será controlada por el Arduino con PWM, como se ilustra a continuación:

Para esto se conectarán transistores Darlington TIP120 (datasheet, en nuestro caso fabricado por ON Semiconductor) que funcionarán como llave de paso, cerrando y abriendo el circuito:

Una salida PWM del Arduino será conectada a la base del transistor, el colector al cátodo del LED y el emisor a tierra. Los transistores Darlington TIP120 soportan la corriente de 350mA del LED sin problemas (pues soportan hasta 5A) y además son lo suficientemente rápidos (tiempo de respuesta) para no afectar de forma significativa la onda cuadrada del PWM. Sería ideal analizar la onda producida entre el emisor y la tierra con un osciloscopio, pero no se cuenta con dicho equipo en el laboratorio.

Nota: El PWM del Arduino corre a aproximadamente 490.196Hz según este artículo.

Realizamos el siguiente diagrama electrónico (realizado con KiCAD):

Pueden descargar los archivos fuente (LEDDriver.sch y LEDDriver.cache.lib) del repositorio de código. Además hicimos un esquema de cómo quedaría organizado en una placa perforada para soldarla a finales de esta semana:

Pueden descargar el archivo fuente (LEDDriver.svg) del repositorio de código.

Nota: Gracias a este post por las aclaraciones.

Tornillos y botones para el case

Dado que estamos construyendo la carcasa a la medida hacen falta varios accesorios esenciales para poner a funcionar, entre ellos:

  • Tornillos para CD-ROMS (dado que no se incluyen en los que se adquirieron, tampoco los cables SATA).
  • Botón de encendido.
  • Botón de reinicio.
  • LEDs de estado: HD, Encendido, etc.

Acudimos al Departamento de Aprovisionamiento del ITCR y al Centro de Cómputo, que muy amablemente pudieron facilitarnos estos de máquinas de desecho:

A estos accesorios necesarios se suman los tornillos de soporte de la tarjeta madre y del Arduino. En el laboratorio LuTEC hay diversas tarjetas madres viejas de computadora, estas tarjetas tienen tornillos muy particulares que hemos podido utilizar para el soporte:

Soporte Motherboard

Soporte Arduino

Construcción del soporte para los DVD-ROMs

Iniciamos la construcción de los soportes para los 4 CD-ROM del FoK. Primeramente se hizo un diseño burdo:

Sin embargo, como no se tiene experiencia con el trabajo de aluminio, los detalles del diseño no son claros y por eso no se hizo en CAD. Realizamos varios intentos para las columnas de soporte:

Versión 1

Versión 2

Versión 3

Finalmente llegamos al diseño siguiente:

Primer plano siendo remachado

Primer plano terminado

Primer y segundo plano terminados

Fotografías del soporte terminado con los perfiles transversales remachados

Pueden observar un vídeo fabricando algunos de los soportes:

Arribo de paquetes

Arribaron los paquetes del proyecto. Pueden ver el desembalaje del primero:

Alguno de los componentes que se incluyen son la LED tricolor de alta intensidad:

Dos Arduinos:

Lista de componentes

Hace unas semanas fueron transferidos los fondos para el proyecto, por lo que mandamos a traer los componentes necesarios para el proyecto.

Desarrollo:

Arduino Duemilanove 2 http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=666
Heat Shrink 2 http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8830
Heat Shrink Kit 1 http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=9353
Heat Sink Compound 1 http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=9599
Break Away Female Headers 10 http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=115
Break Away Headers – Straight 10 http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=116
Triple Output High Power RGB LED 1 http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8718

Componentes:

(DVD) Sony Optiarc Black 24X 4 http://www.newegg.com/Product/Product.aspx?Item=N82E16827118032
(PSU) hec Zephyr MX-750 750W 1 http://www.newegg.com/Product/Product.aspx?Item=N82E16817339002
(RAM) A-DATA 4GB 240-Pin DDR3 SDRAM 1 http://www.newegg.com/Product/Product.aspx?Item=N82E16820211364
(HD) Western Digital WD10EALS 1T 1 http://www.newegg.com/Product/Product.aspx?Item=N82E16822136534
(MB) ASUS M4A78LT-M LE AM3 AMD 1 http://www.newegg.com/Product/Product.aspx?Item=N82E16813131619
(CPU) AMD Athlon II X3 440 Rana 3.0GHz 1 http://www.newegg.com/Product/Product.aspx?Item=N82E16819103843
(120 FAN) LOGISYS Computer CF120RD 2 http://www.newegg.com/Product/Product.aspx?Item=N82E16811999480
(80 FAN) LOGISYS Computer LT400RD 2 http://www.newegg.com/Product/Product.aspx?Item=N82E16811999453
(TOUCH) GVISION P15BX-AB-459G 1 http://www.newegg.com/Product/Product.aspx?Item=N82E16824105007

Nota: Como pueden observar, el PSU es de ventilador inferior.