Interruptor inteligente

Diseño y construcción de un interruptor inteligente, capaz de cortar la alimentación de todos los dispositivos conectados en una regleta de enchufes. El circuito detecta el consumo en una toma de red (Master), y desconecta todo (incluido el propio controlador) cuando se apaga el dispositivo conectado a la toma ‘Master’. Así en reposo (Standby), el consumo total de todo el conjunto será nulo.

Regletas de RED inteligentes

Buscando un poco por Internet, podemos encontrar regletas de alimentación inteligentes. La mayoría de ellas nos permiten conectar y desconectar la alimentación de todos los enchufes desde un dispositivo móvil, programar la hora de encendido y apagado, incluso medir el consumo y  calcular su coste.

Regletas inteligentes en Internet

El uso de regletas inteligentes podría suponer un gran ahorro energético, pero hay que tener en cuenta que estas regletas de por sí ya incorporan un consumo extra… y su circuito de control consume energía las 24 horas del día.

Interruptor inteligente

La idea de este montaje, es la de conseguir el apagado automático de una serie de dispositivos, al detectar el apagado del equipo principal (Master). Por ejemplo, si conectamos a la toma principal  de este circuito la CPU de nuestro PC,  y el resto de dispositivos (monitor, impresora, escáner, etc)  a la toma auxiliar; al desconectar la CPU se desconectaría la alimentación de todo el conjunto… incluso la del propio circuito de control. De esta manera no quedaría ningún equipo consumiendo en modo ‘Standby’, y el consumo total sería nulo.

Interruptor inteligente montado

A continuación se muestra el esquema del circuito de control, encargado de cortar la alimentación en todas las tomas de red, cuando detecte un caída de consumo en la toma ‘Master’.

Esquema: Interruptor inteligente

Las tensiones que obtendremos como muestra en la entrada del ATtiny cambiarán dependiendo de la inductancia y características del transformador que utilicemos (filtro EMI), además del tipo de carga que conectemos en la toma ‘Master’ (carga reactiva o lineal).

Principio de funcionamiento

El circuito está basado en la transferencia de tensión que aporta una de los dos  bobinas de un filtro EMI, al paso de la corriente de RED por el otro devanado.  Este montaje funciona como un transformador de corriente, entregando una tensión en el devanado secundario, proporcional a la corriente que circule por el primario. En este caso, la transferencia de tensión no es lineal con la potencia, pues dependerá del tipo de carga que conectemos en la toma ‘Master’. Si la carga se comporta como una resistencia pura,  la transferencia de tensión será menor que si tuviera una componente reactiva.

Medidas de tensión con diferentes cargas

El circuito detector de umbral está construido con Arduino, utilizando un ATtiny 85. Este pequeño micro controlador tiene sólo 8 pines y puede funcionar con un oscilador interno, lo que permite hacer uso de casi todos sus terminales.

Calibración y ajuste de los umbrales

En este montaje se han dedicado dos pines del ATtiny para poder configurar hasta 4 umbrales distintos de funcionamiento. Así podemos elegir el umbral de detección más adecuado al equipo que vayamos a conectar en la toma ‘Master’. Como es lógico suponer, los 4 umbrales los podremos calibrar y modificar con Arduino, antes de programar el ATtiny.

Ajuste y calibrado de los umbrales

Para facilitar el ajuste de los umbrales y la calibración de la escala, podemos cargar el código ‘Regleta_TEST.ino’ que se adjunta en la descarga, y utilizar la placa de desarrollo Arduino UNO. Para realizar este ajuste, colocamos un potenciómetro de 10K entre el positivo y negativo de la fuente de 5V, y conectamos el cursor del potenciómetro con la entrada A2 de Arduino UNO. El proceso a seguir para la calibración de la escala y fijación de los umbrales. se explica en el video final.

Los archivos que necesitas para programar el Arduino UNO y el ATtiny, lo puedes descargar de forma gratuita desde el siguiente enlace:

Interruptor_I.rar

¿Dónde fabricar el PCB?

Actualmente hay muchas empresas que se dedican a fabricar circuitos impresos, pero no en todas podemos conseguir pequeñas tiradas a buen precio. Por suerte, ahora disponemos de Internet y es mucho más fácil que antes. Podemos buscar empresas en cualquier parte del mundo, y es más fácil encontrar un fabricante que haga nuestros prototipos (PCB) a buen precio. Una de las empresas más grandes del sector es PCBWay.

Logo: PCBWay

https://www.pcbway.es/

PCB: Interruptor inteligente

 

Acceso a los GERBER de este PCB

PCB from PCBWay

Link of my shared project

Descarga del ficheros 3D:

Intelligent switch

Diseño 3D

 

 

 

 

 

 

 

Luz de dirección para bicicletas (v2)

Diseño y montaje de una barra LED, para indicar los cambios de dirección y disponer de iluminación trasera en bicicletas y patinetes. Todo el conjunto está montado en cajas hechas a medida, fabricadas en PLA con la ayuda de una impresora y un bolígrafo 3D.

Luz de dirección para bicicletas y patinetes

Barra LED en la bicicleta

Este montaje es una mejora del circuito que mostré anteriormente, basado en el microprocesador ATtiny.

Barra LED de señalización para bicicletas, con ATtiny

En este caso, se amplía el número de puntos LED desde 5 a 9, y se habilita la posibilidad de hacer funcionar las luces de dirección cuando está conectada la luz trasera. En el circuito anterior, debido al número tan limitado de conexiones que dispone el ATtiny  (8 pines), el circuito seleccionaba el modo de funcionamiento al arrancar, y era necesario desconectar la alimentación para cambiar su modo de funcionamiento.

Barra LED para bicicletas
Barra LED para bicicletas

Al utilizar el microprocesador ATmega 328P (28 pines), es posible dedicar 2 pines como entradas y detectar su modo de funcionamiento de forma permanente –sin tener que apagar y encender

Esquema: Barra LED (v2)

Como se puede ver en el esquema, el circuito está alimentado directamente desde la batería de 3,7V. Por este motivo es muy importante que elijamos los LED de alta luminosidad, pero siempre que su umbral de encendido sea bajo (menor de 3V).

Corriente LED

Firmware

El código de programación de esta barra LED,  se puede descargar desde el siguiente enlace: Luz trasera para bicicletas (v2)

Construcción y mecanizado

Como este montaje necesita muy pocos componentes electrónicos, he utilizado un PCB de tipo universal para montar el microprocesador, la batería y el módulo de carga TP4056. Los 9 LED los he montado directamente en una caja hecha a medida, fabricada en PLA con una impresora 3D.  El mecanizado y anclaje de todo el conjunto también está hecho con PLA.

Barra LED: Piezas 3D

Descargar ficheros .stl

LED steering light for bicycles and skateboards

Para la fijación de los LED con el frontal de la caja, he utilizado un bolígrafo 3D. Este bolígrafo 3D  me lo ha enviado GearBest para que muestre su funcionamiento.

Bolígrafo 3D Sunlu SL - 300

El bolígrafo 3D Sunlu SL – 300 utiliza el mismo tipo de filamento que las impresoras 3D, permitiendo así realizar reparaciones y mecanizados en las piezas utilizando el mismo material y color con el que están hechas.

Logo GearBest

A pesar de que el bolígrafo 3D Sunlu SL – 300 tiene un precio muy ajustado, GearBest me ha facilitado un código de descuento para poder conseguirlo todavía más barato. A continuación os dejo algunos link de acceso que me han parecido interesantes, y los códigos de descuento que me han facilitado.

Bolígrafo 3D Sunlu SL – 300
https://goo.gl/sNC6qQ
Cupón de descuento: RPM3DPEN

Accesorios y filamentos 3D
https://goo.gl/9KtaaJ
Cupón de descuento: CA%PS704
8% para compras superiores a 10$

Nuevos gadgets
https://goo.gl/5iCiVL

Web de GearBest en español
https://goo.gl/knpkvD

Barra LED de señalización para bicicletas, con ATtiny

Construcción de una barra LED, para la señalización trasera en bicicletas, patinetes, etc. El circuito es muy simple y tiene muy pocos componentes electrónicos. Esta barra LED está construida con 5 LED de alta luminosidad, y está controlada con el pequeño procesador ATtiny (ATtiny 25/45/85 de 8 pines). La barra LED está alimentada con una batería de 3,7v (Li-Ion), pero también podría alimentarse con 2/3 pilas en serie de 1,5V.

Iluminación trasera en bicicletas

Luz trasera para bicicletasPor seguridad, cuando se circula con una bicicleta en zonas de baja luminosidad, es muy importante disponer de una buena iluminación trasera.  Por otra parte, es imprescindible señalizar cualquier cambio de dirección cuando se circula con tráfico. Como el ancho de una bicicleta es muy reducido, sólo se necesita un punto de luz, y es muy fácil integrar las luces de cambio de dirección construyendo una barra LED.

Luz intermitente secuencial

 

Al montar las luces de cambio de dirección junto con la iluminación trasera, es aconsejable que la identificación del sentido de giro sea clara, sin crear confusión por estar integradas en una sola barra. La mejor manera de hacerlo es creando una animación con las luces, igual que lo hacen algunos modelos de coche de alta gama.

Barra LED para señalización de bicicletas

El circuito de control está basado en el pequeño micro controlador ATtiny. Debido al número limitado de pines de conexión (8 pines), el modo de funcionamiento se determina en la fase de arranque. Así es necesario desconectar la alimentación del circuito cada vez que necesitemos cambiar su modo de funcionamiento: Luz trasera / Luz de dirección. Utilizando otro modelo de micro controlador con más pines, como el ATmega, se podrían integrar ambas funciones y ampliar el número de LED en la barra.

Programar el ATtiny

La programación del ATtiny se puede hacer con Arduino, mediante el interface ISP.

Programar ATtiny

Shield programador ATmega/ATtiny (ARDUINO)

Firmware

El código de programación de esta barra LED,  se puede descargar desde el siguiente enlace: Luz trasera para bicicletas