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Reparar chip DS14287 (RTC)

Sustitución de la pila interna del chip RTC (Real Time Clock), modelo DS14287 fabricado por DALLAS. Esta reparación no está contemplada por el fabricante, porque el chip contiene un segundo encapsulado de resina epoxi: polímero termoestable que se endurece cuando se mezcla con un agente catalizador o endurecedor. Cuando se agota la pila interna, el chip deja de ser útil, porque pierde la hora y toda la información almacenada en su RAM cuando se desconecta la alimentación.

Controlador de riego con chip RTC

Hace años hice un controlador para temporizar los tiempos de riego, gestionando la activación de 4 electroválvulas. Este controlador utiliza como sistema patrón de tiempo el chip RTC de DALLAS, modelo DS14287. Este componente está doblemente encapsulado, incluyendo en su interior el cristal de cuarzo (patrón de tiempo) y una pila de tipo botón de 3V (1632). Según los datos del fabricante, esta pila puede mantener su carga durante 10 años aproximadamente. El problema es que ese tiempo se cuenta a partir de la fecha de fabricación, y como este chip es un poco antiguo, es muy posible que cuando lo compras ya hayan pasado varios años almacenado en los cajones del vendedor. Cuando se agota la carga de la pila interna, es necesario sustituir el chip RTC por otro nuevo. Cuando le falta la alimentación al chip, se pierde la información de la hora y todos los datos almacenados en su memoria RAM (interna). Con el fin de detectar este problema, el chip dispone de un registro de sólo lectura (Register D), que permite conocer cuando a caído la tensión de su batería interna por debajo del umbral mínimo.

Registro VRT del chip RTC

En este programador de riego, siempre que se conecta la alimentación el firmware comprueba el estado del bit VRT, dentro del registro D. Cuando se detecta que la batería está agotada (VRT=0), el display muestra un mensaje de error y se detiene el arranque del controlador.

Control de riego con avería

Cambiar la pila del chip RTC

Desmontando el chip RTC del equipo

El cambio de pila del DS14287 no está contemplado por el fabricante del chip, y cuando se agota la pila hay que sustituir el componente. La única opción que nos queda si queremos reutilizar de nuevo este chip RTC, es cortar con cuidado la cubierta del segundo encapsulado (resina epoxi) y sustituir la pìla agotada por otra nueva.

Cortando la carcasa del chip RTC

Como este proceso es muy agresivo, es conveniente proteger adecuadamente los terminales de conexión del chip antes de comenzar el trabajo. Con un taladro pequeño y un disco de corte, se puede ir eliminando la resina epoxi del segundo encapsulado. Este trabajo hay que realizarlo con las protecciones debidas: guantes, gafas de protección y mascarilla. También es conveniente realizarlo en un lugar ventilado y colocar un aspirador cerca de la zona de trabajo (la resina epoxi produce mucho polvo). Cuando ya tenemos a la vista la pila y descubierto todo su contorno, con la ayuda de un formón de carpintero podemos golpear entre el borde de la pila y el chip, para despegar el adhesivo y soltar la pila.

DS14287 sin pila

A partir de aquí podemos hacer dos cosas, soldar una pila nueva y sellar de nuevo el chip, o conectar y pegar un soporte para pilas de tipo botón. A pesar de que la segunda opción permitiría sustituir la pila cuando se agota, yo opté por la primera opción. En lugar de conectar una pila 1632, utilicé una 2032 de diámetro y capacidad ligeramente superior a la original, porque no tenía la 1632 y la 2032 apenas sobresale un poco.

Soldando la pila en el chip RTC

Si opté por soldar la pila, es porque 10 años es mucho tiempo y no creo que tenga que volver a cambiar la pila. Por otra, pienso que las soldaduras son siempre más fiables que los contactos de un portapilas. El sellado lo hice con adhesivo termofundible, en  lugar de utilizar adhesivo de dos componentes (epoxi). De esta manera, en caso de que necesitara en el futuro sustituir la pila, con un soldador de aire caliente podría eliminar con facilidad todo el adhesivo.

IRotulación del chip RTC reparado

Para finalizar, antes de montar de nuevo el chip en el zócalo, es conveniente marcar con un rotulador la posición del pin 1 y escribir su referencia sobre el adhesivo.

Configurando el control de riego

En caso de que todo haya salido bien, al montar de nuevo el chip el equipo debería funcionar de nuevo. Lo único que se tendría que hacer es poner en hora el reloj, y configurar todos sus parámetros de funcionamiento.

Caja a medida con CNC

Diseño y fabricación de una caja a medida, cortando las piezas con la ayuda de una fresadora digital (CNC). El diseño de las piezas lo hice con el software SketchUp. Tuve que corregir el archivo que genera SketchUp para poder utilizarlo en la CNC. Para comprobar el código ‘G’ y corregir el archivo, utilicé el simulador por software CAMotics

Con el fin de controlar los display’s de 7 segmentos SMD que tengo, he mandado fabricar otro circuito impreso para montar la CPU.

PCB de la CPU

Esta CPU está basada en el micro-controlador AT89S52 de ATMEL. Como este micro-controlador se puede programar sin desmontarlo del circuito impreso, a través de su interface ICSP, he elegido el encapsulado de tipo SMD. El circuito impreso tiene una altura muy parecida a la del  display de 7 segmentos, y la idea es la de fabricar una caja de madera a medida, para construir un display con 4 dígitos.

SketchUP

Para cortar las piezas de madera con precisión, he utilizado una fresadora digital (CNC). Para dibujar las piezas a medida y poder exportar los datos a la CNC, he utilizado el software SketchUp.

Software SketchUp

A pesar de que este software funciona muy bien, he encontrado un problema a la hora de generar los archivos de código ‘G’. Los archivos contienen una serie de instrucciones adicionales que dañan las piezas a fabricar. Para localizar el lugar exacto donde se encuentran estas instrucciones para eliminarlos, he utilizado otro software que emula el funcionamiento de la CNC.

CAMotics 

El software CAMotics permite la ejecución del código ‘G’ de forma visual, y esto facilita la localización de las instrucciones que se deben eliminar.

Software CAMotics

El software permite la edición de los archivos y su posterior visualización, para comprobar que los cortes que hará la CNC sean los correctos.

Construcción de la caja

Después de la fase de diseño de la caja y conversión de sus datos en código ‘G’, el trabajo de corte y fresado de todas las piezas lo realiza la CNC. Si queremos obtener un buen acabado y precisión, es importante que los cortes se realicen en capas, no en una sola pasada.

Fresado de la caja

También es importante incluir unas pequeñas zonas en cada cara de las piezas, en las que la fresadora no realice el corte por completo. Estos pequeños puntos de sujeción evitarán que se muevan las piezas de su estructura durante el corte, evitando su desplazamiento y marcado por la fresa.

Montaje de la caja

Una vez cortadas todas las piezas que componen le caja, incluido su frontal de metacrilato, la pegamos con cola blanca (dejando la tapa lateral derecha sin pegar). La tapa lateral derecha irá sujeta con 2 tornillos, y es la que nos dará el  acceso al montaje y desmontaje de todos sus componentes en el interior. Para obtener un buen acabado, se sellan las juntas de todas las uniones que van pegadas, con cola blanca y serrín de la misma caja, suavizando todas las aristas con una lija especial para madera.

Ajuste de los PCB's en la caja

Para terminar se pinta la caja en color negro mate, con pintura en spray, y se comprueban los soportes colocando los circuitos impresos en su lugar y cerrando la caja.

 

Ganador del sorteo

Ganador del sorteo de un PCB con tecnología SMD, para montar un display de 7 segmentos con control serie.

PCB display de 7 segmentos serie

El circuito impreso sorteado es el que se mostró en el video anterior, el cual incluye el circuito integrado TPIC6B595 -Shift Register- ya montado en el PCB.

Resultado del sorteo

El sorteo se realizó entre los suscriptores que hicieron un comentario en el video anterior, utilizando el software online: You2Pick

 

 

Prototipos PCB

Circuito impreso

El circuito impreso (PCB) es una parte muy importante para cualquier dispositivo electrónico. Antes de lanzar un nuevo producto al mercado, siempre es necesario comprobar el correcto funcionamiento de su circuito electrónico. En algunos casos sería suficiente comprobar el circuito en un simulador con software; sin embargo, siempre es conveniente realizar el montaje con todos sus componentes y lo más parecido posible al diseño final.

CPU: Baliza RGB

Existen muchos métodos para comprobar de forma rápida el correcto funcionamiento de un circuito electrónico:

  • Placas ProtoBoard, uniendo los componentes con cables
  • Circuitos impresos de tipo universal, realizando sus conexiones con puentes y cables soldados en el PCB.
  • Fabricación del circuito impreso, utilizando cualquier método de trasferencia y atacando el PCB con ácido.
  • Fabricación del circuito impreso con una fresadora digital (CNC)

El problema de utilizar cualquiera de estos métodos, es que nunca podremos montar los circuitos con componentes de montaje superficial (SMD). Por suerte, ahora hay muchas empresas que se dedican a fabricar circuitos impresos para prototipos y a precios muy asequibles. Como sucede en la mayoría de los casos con la electrónica, las empresas chinas son las más competitivas. El problema de realizar un pedido a China, es el largo tiempo que tenemos que esperar para recibir el prototipo, sumado al alto precio de sus envíos. Sin embargo, buscando por Internet siempre puedes encontrar alguna oferta. Ahora, como la empresa JLCPCB tiene una oferta muy interesante, la voy a aprovechar para encargar algunos circuitos impresos.

PCB: Display 7 segmentos serie

¿Quién es JLCPCB?

JLCPCB es una de las empresas de prototipos de circuitos impresos (PCB) más grandes de China, especializada en la fabricación de prototipos y producción de circuitos impresos en pequeños lotes. JLCPB cuenta con una experiencia de más de 10 años, trabajando para grandes empresas y aficionados a la electrónica.

¿Qué nos ofrece JLCPCB?

  • Una especial oferta en el primer pedido. Por tan sólo 2$ podemos obtener un lote de 10 PCB para fabricar nuestro primer prototipo a doble cara, y con acabado profesional.
  • Respuesta muy rápida en la fabricación, hasta 24 horas.
  • Envíos rápidos, entre 3 y 6 días si se utiliza el envío con la empresa DHL
  • Encargos Online, los pedidos se pueden hacer desde el mismo PC que utilizamos para el diseño del PCB, subiendo los archivos Gerber por Internet a su Web: https://jlcpcb.com/
  • Respuesta rápida ante cualquier problema o asesoramiento técnico.
  • JLCPCB forma parte del grupo de empresas: Integrated Electronic Engeneering Service

Integrated Electronic Engeneering Service

  • JLCPCB: Fabricación de prototipos PCB
https://jlcpcb.com/
https://jlcpcb.com/
  • EasyEDA: Software Online y libre para el diseño de circuitos impresos (PCB)
https://easyeda.com/
https://easyeda.com/
  • LCSC: Suministro de componentes electrónicos
https://lcsc.com/
https://lcsc.com/

Realizar un pedido a JLCPCB

Si estás interesado en realizar el pedido de tus circuitos impresos a la empresa JLCPCB, echa un vistazo al siguiente video:

50 céntimos

¿Qué se puede hacer con 50 céntimos de Euro?

Con 50 céntimos de Euro hay muy pocas cosas que se puedan comprar, incluso puede causar desprecio -por su bajo valor- cuando se utiliza como donativo. Sin embargo, el tipo de metal empleado para su fabricación permite hacer un uso algo diferente… convertir la moneda en un anillo.

¿Es legal hacer esto?

El dinero se considera un bien público, ya que el papel o metal con el que se fabrica ha sido costeado a cargo del erario público. Sin embargo, el código penal sólo estipula como delito la falsificación, sin contemplar como causa punible la destrucción de billetes o monedas. Por otra parte,  lo único que haces es cambiar la forma de una moneda por la de un anillo, incluso el valor de cambio posterior podría ser mayor que antes.

Sin embargo, por sentido común, nunca se debería utilizar el metal de las monedas para fabricar objetos.

PROCESO DE TRANSFORMACIÓN

Hay muchas maneras de transformar una moneda en anillo, pero este es el proceso que yo he seguido:

Aumentar el grosor de la moneda

Utilizando la base de hierro plana de un tornillo de banco, se va golpeando ligeramente con un martillo en el borde de la moneda. El golpeo debe ser uniforme y  girando la moneda con frecuencia. Si se golpea durante mucho rato, la moneda acabará por doblarse. Llegado a este punto, se puede elegir el tipo de anillo que quieres hacer. Puedes hacer un anillo totalmente plano, o hacer un diseño algo diferente… un anillo ondulado. Si quieres hacer un anillo convencional, tendrás que aplanar la moneda con el martillo antes de seguir.De moneda a anillo #1

Marcar el centro de la moneda

Es importante marcar el centro de la moneda y golpear el punto central con la ayuda de un granete, antes de utilizar el taladro.De moneda a anillo #2

Hacer un orificio en el centro de la moneda

El orificio central se inicia con una broca o fresa de 3 mm aproximadamente.De moneda a anillo #3

Agrandar el agujero

El agujero central de la moneda se tiene que agrandar hasta llegar casi al borde, pero dejando un pequeño margen. El agujero se puede hacer con brocas de diferentes tamaños, con un broca cónica o con una fresa.De moneda a anillo #4

Darle forma  al anillo con una piedra esmeril

Con la ayuda de una piedra esmeril se va dando forma al anillo, eliminando cualquier rebaba o arañazo profundo.De moneda a anillo #5

Ajustar el tamaño del anillo

Antes de pulir el anillo, se debería ajustar su tamaño. En este caso, sólo se podría agrandar ligeramente el orificio central. Con la ayuda de un cilindro cónico de metal y un martillo, se puede agrandar un poco el tamaño del anillo… pero reducirlo sería muy complicado.De moneda a anillo #6

Pulir el anillo

A mano y con lija de grano fino se eliminan todos los arañazos, antes de pasar al proceso de pulido. El pulido podría ser el proceso más largo de todos, pero es el más sencillo. Con la ayuda de cualquier pulimento y un pequeño taladro de mano, se puede conseguir un buen acabado.De moneda a anillo #7

En este punto no existe riesgo de dañar el anillo. Cuanto más tiempo se dedique a pulir el anillo, mejor será su acabado.De moneda a anillo #8

En el siguiente video puedes ver todo el proceso de transformación Moneda -> Anillo: