Horno MICROONDAS

Ventajas y limitaciones de un horno de microondas, frente a un horno tradicional. Comportamiento de un horno microondas con diferentes tipos de alimentos. Prueba comparativa de funcionamiento entre una placa resistiva, otra de calentamiento por inducción y un horno microondas. Análisis de los resultados obtenidos en la prueba comparativa, consumo, eficiencia, etc.

Introducción

Los hornos de calentamiento por microondas se empezaron a utilizar de forma masiva a partir de los años 70’. El funcionamiento de los microondas se basa en la radiación electromagnética, que hace que las moléculas de agua se muevan con mucha rapidez, provocando calor por su fricción entre ellas. Los hornos microondas de uso doméstico trabajan a una frecuencia de 2,4 GHz. Así las moléculas de los alimentos vibrarán a una velocidad de 2.400 millones de veces por segundo. Como todos los alimentos contienen agua en mayor o menor medida, es posible calentar o cocinarlos utilizando hornos de microondas.

Funcionamiento

Estados del agua
Estados del agua

El calentamiento por microondas es más eficiente en el agua líquida que en el agua congelada. Esto es debido a que cuando el agua está en el estado sólido, el movimiento de sus moléculas es menor. Un horno de microondas también es menos eficiente en grasas y azúcares que en el agua líquida, debido a que su momento dipolar molecular es menor. Pero a cambio, como la capacidad calorífica específica de las grasas y aceites es más baja en relación al agua, y  su temperatura de vaporización es mayor…  los alimentos grasos alcanzan temperaturas mucho más altas que el agua cuando se calientan en un horno de microondas.

Un horno microondas puede provocar un exceso de calentamiento en algunos materiales con baja conductividad térmica, por ejemplo el vidrio, pudiendo llegar al embalamiento térmico… y fundirlo.

En los hornos microondas, dependiendo del contenido de agua y grasas, su profundidad de calentamiento puede ser de varios centímetros o más. Con un horno convencional por infrarrojos o por aire caliente, el calor se deposita en una fina capa de la superficie. La profundidad de penetración de las microondas depende de la composición de los alimentos y de la frecuencia del magnetrón, siendo las frecuencias de microondas más bajas (longitudes de onda más largas) las más penetrantes.

Penetración de las ondas

Las ondas del microondas de un horno doméstico, penetran en los alimentos entre 2 y 4 cm.  Por este motivo, cuando se calienta o cocina una porción grande, su interior no se cocina con la energía de estas ondas, sino por el calor que se produce en el horno, y por la transferencia de calor de las zonas que sí son alcanzadas por las ondas. Como consecuencia, el cocinado de porciones grandes no es uniforme y cuando se calientan alimentos, existen zonas más calientes que otras. Cuando se calientan líquidos en un horno de microondas,  es conveniente removerlos antes de consumirlos.

Los grandes hornos de microondas industriales, suelen funcionar a 915 MHz en lugar de 2,4 GHz. En estos hornos, la penetración del calor en los alimentos es mayor.

La ventaja principal de un horno microondas frente a otro convencional, es que el calor se produce en el interior del alimento, y esto hace que el cocinado sea muy rápido. En un horno convencional el alimento se cocina por la trasferencia de temperatura desde el interior del horno hacia el alimento. Como es necesario calentar el horno antes de cocinar, un horno convencional es más lento y menos eficiente que un horno microondas.

Pero eso no significa que el horno microondas es el sustituto del horno convencional, porque en un horno de microondas no se puede hornear un pastel, hacer un pan y tampoco gratinar… ambos hornos son compatibles, y si tuviéramos que elegir entre uno de los dos, lo más práctico sería comprar un horno mixto.

PRECAUCIONES

  • No se deben introducir objetos metálicos en el interior de un horno microondas. Los objetos metálicos provocan reflexiones y generar chispas en el interior del horno… así también se podría averiar el magnetrón por recalentamiento.
  • No se deben cocer huevos con cáscara, la presión del vapor en su interior podría hacerlos estallar.
  • No se debe utilizar el microondas para hervir líquidos, ya que el calor acumulado podría producir temperaturas superiores a los 100ºC, y causar quemaduras por salpicadura.

Efectividad calentando y comparativa

HornoTanto el horno eléctrico tradicional como el microondas parten de la misma base de funcionamiento, que es la de calentar los alimentos dentro de un contenedor cerrado y transfiriendo el calor sin contacto mecánico entre la fuente de calor y el alimento.

Placa de inducción
Placa de inducción

El principio de funcionamiento de una placa o cazo eléctrico, independientemente resistivo o de inducción, es totalmente diferente. El calor se transfiere a un contenedor metálico, el cazo, y por contacto mecánico se calienta el alimento. Si se pretende calentar con rapidez un alimento viscoso o sólido en una placa eléctrica, se quedaría toda la parte inferior quemada y el resto permanecería frío.. cosa que no sucedería en un horno resistivo o de microondas.

Placa resistiva

Horno microondasDe esta forma podríamos medir la energía que se consume en calentar un litro de agua con un hervidor, y compararla con la que se consume en un horno de microondas. Este resultado nos serviría para saber cuál de los dos electrodomésticos es el más adecuado para hervir agua, pero eso no significa que el que más energía ha consumido es poco eficiente.

Resultado de las medidas
Resultado de las medidas

 

 

Reloj LED con 2 alarmas

Kit Reloj LED (FC-209)
Kit Reloj LED (FC-209)

Incorporación de una segunda alarma horaria, en el firmware para el reloj LED de esfera rotante. Esta es la versión v5c para el kit FC-209 y la v6C para el reloj de pared. En esta versión también se cambia el menú de configuración, con el fin de facilitar el ajuste de las dos alarmas horarias. Antes estaba dentro del menú de configuración, pero este menú ha ido creciendo de tamaño poco a poco a medida que se han ido incorporando  nuevas funciones al reloj. Al final  se hacía muy incómodo cambiar la hora de la alarma, ya que era necesario pasar a través de todos los parámetros de configuración del reloj.

A continuación se muestran un diagrama, válido tanto para el kit de reloj FC-209 como para el reloj de pared, una con la versión de los textos en español y la otra en inglés.

Diagrama de programación
Diagrama de programación
Programming in English
Programming in English

Gestión de las 2 alarmas horarias

Con esta versión se podrían configurar 2 alarmas horarias, sin prioridad entre ellas pero siguiendo este criterio:  Cuando una de las dos alarmas se dispara, mientras permanezca en su periodo activo, la otra alarma nunca podrá dispararse. (ver el diagrama que se muestra a continuación)

Gestión de alarmas
Gestión de alarmas

 

 

Programador ICSP con ARDUINO

Construcción de un programador serie (ICSP) utilizando Arduino. Si no disponemos de un programador, esta es la solución más barata. Sin embargo, tanto el código de Arduino como el software de programación, son específicos para programar el micro-controlador AT89S51/AT89S52… y no sirven para programar cualquier otro modelo.

AT89S52
AT89S52

FICHEROS

En la página del autor del proyecto: TIKTAK’S PROJECTS , encontrarás además de la información de este proyecto, el link de acceso directo a la descarga de los archivos que necesitas. El fichero que debes cargar a tu Arduino para que funcione como programador, y el programa que necesitarás para exportar el archivo hexadecimal (firmware) hacia el micro-controlador AT89S51/AT89S52.

3 de Marzo de 2020

Miguel Berezosky me informa en un comentario que los archivos no los puede descargar. Como el autor de este proyecto parece que los ha eliminado en su alojamiento DropBox, los he subido a mi cuenta para que los podáis descargar:

Arduino_ICSP.rar

INFORMACIÓN

He creído conveniente incorporar esta información en el blog, con el fin de ampliar un poco más los detalles de funcionamiento de este programador, y también porque en este canal tenéis otros proyectos en los que se utiliza el mismo tipo de micro-controlador. Si eres aficionado a la electrónica y no dispones de un programador, este montaje te podría ser de mucha utilidad.

Montaje ICSP
Montaje ICSP

Si quieres fabricarte un programador ICSP (In-Circuit Serial Programming) , solo necesitarás una placa de Arduino -no importa el modelo- y montar el circuito que se muestra a continuación:

Esquema ICSP
Esquema ICSP

El ejemplo siguiente muestra cómo puedes programar un circuito, en el que ya existe una entrada para su programación en serie:

  • ISP (In-system programming) 
  • ICSP (In-Circuit Serial Programming)
Programador ICSP
Programador ICSP

INCONVENIENTES

Existen algunas limitaciones y desventajas si comparamos este programador con otro de tipo convencional. La primera y más importante, es que el software NO permite verificar la integridad de lo que se ha grabado. Si existiera algún error durante la escritura, el software no lo detectaría. En estos casos, lo normal es que el dispositivo programado no llegara a funcionar, pero dependiendo del tipo de error, podría funcionar de manera defectuosa.

La segunda no es tan importante, pero ha tardado 4 minutos en programar los 6.813 bytes del fichero con el que he realizado las pruebas. Con un programador convencional  el proceso completo: borrado, escritura y comprobación, se realiza en algo menos de 13 segundos.

Reloj FC-209 – RECOPILACIÓN

Recopilación de todos los videos relacionados con el reloj LED (FC-209), explicando por encima lo que se puede encontrar en cada uno de ellos. Además se presenta la última actualización del firmware, tanto para el kit FC-209 como para el reloj de pared. También se crean ambas versiones de firmware con los textos en inglés.

RECOPILACIÓN

Construye un Reloj LED – EC1204B

Se describe el montaje del kit de reloj en una carcasa de plástico semitransparente, en la cual se alberga una batería de litio (recuperada de un PC), con el fin de alimentar el reloj de forma autónoma. Se empieza describiendo con el esquema y de forma básica el funcionamiento del reloj. Posteriormente se explica el funcionamiento del módulo ‘Step Up’, utilizado para elevar la tensión de la batería de litio y conseguir los 5V estabilizados que  alimentan el reloj. También se instala un módulo de carga TP4056 con protección, el cual se explicó con detalles entre el video Power Bank #1 y Linterna LED #2 – MEJORAS. Se mide el consumo del reloj, y se calcula la autonomía máxima de la batería, a partir de su capacidad. Finalmente se muestra la construcción de la serigrafía frontal, realizada con una CNC y se describe el funcionamiento y ajustes de este kit de reloj, utilizando el firmware con el que viene programado el reloj de fábrica.

Firmware para el Reloj LED: EC1204B

Se realiza un nuevo firmware para sustituirlo por el que viene instalado de fábrica, es la versión 1. Después de realizar un estudio de todo el hardware, se decide elevar la frecuencia del reloj de cuarzo, y sustituir el sensor de temperatura original DS18B20, por otro de mayor precisión. Al realizar estos cambios, la versión 1 del firmware no es compatible con el kit original, porque sería necesario sustituir estos dos componentes. Posteriormente se detalla a fondo el funcionamiento del chip DS1302, RTC o reloj en tiempo real, y se explica el proceso a seguir para reprogramar el micro-controlador utilizando el puerto ICSP (In-Circuit Serial Programming) que incorpora dicho kit. Finalmente se detallan todas las funciones y mejoras incorporadas en el nuevo firmware, explicando el modo de configuración y su funcionamiento.

Firmware Reloj LED #2 (Temperatura, Hora de Verano)

Se actualiza el firmware anterior, incorporando la posibilidad de que el reloj realice el cambio automático de la hora inverno/verano. Esta es la versión 2, y tampoco es compatible con el kit original. Se analiza a fondo el funcionamiento y comunicaciones entre el sensor de temperatura y el micro-controlador, comparando las diferencias que existen entre el sensor original DS18B20 y el instalado. Finalmente se calibra el sensor de temperatura mediante el menú de configuración y se detalla el proceso que sigue el reloj cuando tiene que actualizar la hora, estando apagado y encendido, comprobando también su funcionamiento.

Firmware Reloj LED #3 (Brillo nocturno)

Se actualiza de nuevo el firmware, incorporando la posibilidad de programar las horas en las que el display reduce su brillo. Con esto se evitan las molestias por exceso de iluminación, cuando se utiliza como despertador en una habitación oscura. Esta es la versión 3, y tampoco es compatible con el kit original. Se realizan de nuevo medidas de consumo del reloj, pero ahora con bajo brillo, y se calcula el incremento de la autonomía de su batería, debido a la reducción del consumo.

Firmware Reloj #4 (Compatible FC-209)

Debido a las numerosas peticiones que recibo, realizo un nuevo firmware totalmente compatible con el kit de reloj FC-209. Esta es la versión 4, y es la primera que se puede utilizar con el kit original. A pesar de que el sensor de temperatura original es menos preciso, con el DS18B20 se amplía el rango de medidas, pudiendo mostrar temperaturas entre -10 y 125ºC. Como existe la posibilidad de sustituir el chip de temperatura por otro externo con encapsulado metálico, es posible utilizar un sensor externo para medir la temperatura de componentes electrónicos o fluidos.

Cronómetro LED #5 (FC-209)

Se incorpora la posibilidad de utilizar el kit FC-209 como reloj o cronómetro. La opción de cronómetro se debe habilitar pulsando el botón central MODE, en la fase de arranque. En caso de no tocar nada, el módulo arrancará en modo reloj y tendrá las mismas funciones que tenía en la versión anterior, versión 4. Esta es la versión 5, y también es compatible con el kit FC-209. Una vez que se entra en el modo cronómetro, es posible configurar el modo del contador, pudiendo contar el tiempo hacia delante o hacia atrás. La resolución del cronómetro es de centésimas de segundos, mostrando este valor al final, en modo alterno cuando se detiene la cuenta.

Reloj LED de pared #1

Se muestra un nuevo diseño de reloj, utilizando las mismas características del kit FC-209, pero ampliando su tamaño para que pueda utilizarse como reloj de pared. Este firmware NO es compatible con el kit de reloj FC-209. Esta es la versión 6, exclusiva para este modelo de reloj, pero funciona exactamente igual que la versión 5 en el kit FC-209.

Al ampliar de tamaño el display, es mejor construir todo el frontal con diodos LED, en lugar de utilizar display’s de 7 segmentos. Con este aumento de tamaño se acentúa el efecto de parpadeo, provocado por la baja velocidad del procesador, por lo que se aumenta la frecuencia del cristal de cuarzo, igual que se hizo en  las 3 primeras versiones del firmware, pero en este caso se mantiene el mismo modelo de sensor de temperatura. Otra modificación, es el uso de una batería recargable en lugar de la pila de botón. En este firmware se habilita el control de carga de la batería tampón, a través del chip DS1302. Para poder alimentar más de dos diodos en serie, como es el caso, se necesita subir la tensión de alimentación por encima de 5V, por lo que también se necesita instalar un módulo Step-UP.

En el video se muestran los detalles de construcción del circuito impreso que se necesita, así como el ensamblado de los diodos led en el frontal y sus cableados. Finalmente se realizan las pruebas de funcionamiento.

Reloj LED de pared #2

Se construye la carcasa frontal del reloj de pared, y se monta un anclaje para poder colgarlo. También se muestra el grabado de la serigrafía y mecanizado del frontal, realizado todo con una CNC. Luego se pinta la serigrafía, y se muestra el reloj ya colgado y funcionando.

Termómetro digital para fluidos

Se utiliza un nuevo kit de reloj, para poder utilizarlo principalmente como medidor de temperatura de componentes electrónicos y fluidos. Se sustituye el chip de temperatura original, por otro externo del mismo modelo, pero encapsulado en acero inoxidable. También se realiza el mecanizado con la CNC, pero como en este caso se utilizará el kit con un  alimentador externo de 5V, su tamaño es bastante reducido y fácil de transportar. Finalmente se realiza el calibrado del sensor de temperatura, utilizando como referencia los 0ºC que tiene el hielo en fusión.

Firmware for LED Clock – ENGLISH

Debido a las múltiples peticiones que recibí de algunos seguidores no hispanos, hice una versión del último firmware del kit FC-209, pero traduciendo todos sus textos en inglés.

Última actualización del firmware del reloj LED

Se incorporan un par de sugerencias que he recibido en los últimos meses. La primera de ellas y la más solicitada, es la posibilidad de presentar la temperatura en modo alterno con la hora, y la otra es la opción de poder mostrar los CEROS de las decenas de hora en el display, es decir, que se encienda el cero de la izquierda de las horas entre las 0 y las 9 de la mañana. Ambas opciones serán configurables, de manera que se podrá elegir entre la presentación anterior o la nueva.

Existe una variante entre el firmware del kit de reloj FC-209 y el reloj de pared, aunque sus prestaciones son las mismas. De manera que hay dos modelos de firmware, uno para cada modelo.

·        Kit FC-209: J_RPM_v5B_EC1204B.HEX

·        Reloj de pared: J_RPM_v6B_EC1204B.HEX

Configuración del Reloj LED (v5B-v6B)
Configuración del Reloj LED (v5B-v6B)

 

También he creado dos versiones con los textos en inglés:

·        Kit FC-209:  J_RPM_v5eB_EC1204B.HEX

·        Reloj de pared: J_RPM_v6eB_EC1204B.HEX

Flow diagram (v5B-v6B)
Flow diagram (v5B-v6B)

Detalles de la presentación alterna

Cuando se active el modo de presentación alterno, la temperatura se mostrará de forma síncrona con el reloj, y lo hará cada 5 segundos. Entre el segundo 5 y el 55 de cada minuto, nunca se mostrará en el segundo ‘0’ de cada minuto, y lo hago así con el fin de mostrar siempre el cambio del minuto al paso por el segundo ‘0’ y no interrumpir la escucha de las señales horarias en caso de que estuvieran activadas. La temperatura sólo aparecerá durante un segundo de cada 5, en total 11 veces en cada minuto.

Por otra parte, como la lectura de la temperatura requiere de un tiempo y no es conveniente utilizar interrupciones cuando se está realizando la lectura, la presentación del display se detiene durante ese período de tiempo, siempre inferior a 1 segundo, pero provoca que la aparición de la temperatura en el display sea inferior a 1 segundo. Dependiendo de la velocidad del sensor de temperatura ese efecto podría pasar desapercibido, cosa que no sucede con el chip original que se incluye en el kit, ya que es demasiado lento. Me refiero al sensor de temperatura DS18B20 que se incluye en el kit de reloj.

Por ese motivo, con el fin de mejorar la visibilidad de la temperatura, la lectura sólo se realizará cada 10 segundos, de manera que entre dos presentaciones sucesivas, una de ellas siempre será instantánea y aparecerá durante 1 segundo completo. Dependiendo del segundo en el que se arranque el reloj, la lectura podría coincidir en los segundos acabados en ‘0’ o en ‘5’, ya que la primera vez que pase por alguno de ellos tendrá que leer el valor, pero al paso por el segundo ‘0’ se sincronizará y siempre leerá en los segundos acabados en ‘5’. Los segundos acabados en ‘0’ mostrarán la temperatura leída anteriormente, excepto en el segundo ‘0’ de cada minuto como ya he mencionado antes. Por otra parte, en el caso de que la temperatura sobrepase alguno de los dos umbrales de alarma, el aviso acústico se realizará sólo cuando el valor acaba de ser leído. Es decir, la alarma de temperatura sólo sonará en los segundos acabados en ‘5’

Reparar MINICADENA

Panasonic SA-PM33
Panasonic SA-PM33

Método a seguir para reparar la minicadena: PANASONIC SA-PM33

Localización de la avería, utilizando un método fácil de seguir, orientado a la gente que se inicie en la reparación de equipos electrónicos.

Fuente de alimentación
Fuente de alimentación
Módulo de potencia
Módulo de potencia

Firmware for LED Clock – ENGLISH

Firmware for FC-209 kit in English, LED clock with rotating sphere. This video is dedicated to fans of channel who don’t understand Spanish language, but they’re interested in some assemblies that have presented on the channel.

Flow diagram
Flow diagram

English firmware: J_RPM_v5e_EC1204B.HEX

The explanation about how working of all components contained in this circuit, not going to repeat in English, because the manufacturers documentation is already in English … and is much fuller than that I could explain here.

 

ARDUINO: Altímetro barométrico

Construcción de un altímetro barométrico electrónico, con Arduino. La presión atmosférica: principios, unidades de medida, relación altura/presión, sistemas de medida, etc. Se utiliza el módulo BMP280, que incluye un sensor de presión piezo-resistivo de alta precisión y bajo consumo (2,7 uA / 1Hz), además de un sensor de temperatura. Descripción del código de programación con Arduino y sus librerías de control. Montaje del altímetro en una placa de circuito impreso independiente del módulo Arduino, con alimentación a baterías y módulo de carga.

Presión atmosférica

La presión atmosférica es la fuerza por unidad de área que ejerce el aire sobre la superficie terrestre, la cual está asociada a los cambios meteorológicos. La altura modifica tanto la temperatura como la presión atmosférica. La presión atmosférica disminuye con la altitud y la humedad, ya que el peso de la masa del aire disminuye.

Los primeros barómetros fueron construidos por el físico y matemático italiano Evangelista Torricelli en el siglo XVII. La presión atmosférica equivale a la altura de una columna de agua de unos 10,33 m de altura. En los barómetros de mercurio, cuya densidad es unas 13,5 veces mayor que la del agua, la columna de mercurio sostenida por la presión atmosférica al nivel del mar es de unos 76 cm.

Barómetro
Barómetro

 La presión atmosférica normalizada, 1 atmósfera, fue definida como la presión atmosférica media al nivel del mar, que se adoptó como exactamente 101.325 Pa / 1013,25 hPa / 760 Torr. (equivalente al peso de 10,33 m de agua)

Normalmente la presión atmosférica se da en milibares, y la presión normal al nivel del mar se considera igual a 1013,25 milibares. En unidades del Sistema Internacional de Unidades, la presión se mide en pascales, aunque cuando se trata de presión atmosférica se suele utilizar el hectopascal, equivalente al milibar (1 mbar = 1 hPa).

Foto_5

  • 1 bar = 100.000 Pa = 1000 hPa = 100 kPa = 100 kN/m2 = 1,01972 kgf/cm2
  • 1 bar = 14,5037738 PSI(= libras/pulgada2 = lb/in2)
  • 1 bar = 750,062 mmHg(Torr)
  • 1 bar = 0,9869 atm
  • 1 atm = 101.325 Pa = 1,01325 bar
  • 1 atm = 760 mmHg (Torr)
  • 1 mmHg = 133,28947379 Pa

El kilopascal (kPa) es una unidad de presión que equivale a 1.000 pascales. El hectopascal (hPa) es una unidad de presión que equivale a 100 pascales y es usado por su equivalencia con el milibar.

 Sensor de presión BMP280

El módulo BMP280 contiene un sensor de presión piezo-resistivo de alta precisión y bajo consumo  (2,7 uA / 1Hz), además de un sensor de temperatura.

Sensor: BMP280
Sensor: BMP280
  • Resolución: 0,0016 hPa / 0.01ºC
  • Interface: SPI / I2C
  • Dirección I2C:  76H (SDO: 0) / 77H (SDO: 1)
  • Rango de presión:   300…1100 hPa / +9000 … -500 metros sobre el nivel del mar
  • Precisión: +- 0,12 hPa / +- 1m.

Construcción de un altímetro con ARDUINO

Altímetro (esquema)
Altímetro (esquema)

El código de programación de Arduino, junto con las librerías necesarias para realizar este proyecto, se pueden descargar de forma gratuita desde el siguiente enlace: BMP280.zip