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

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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.

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Mini cargador de baterías, regulable de 5A

Construcción de un pequeño cargador de baterías, regulable en tensión y corriente, aprovechando una fuente de alimentación reciclada. El módulo de ajuste y control de carga, está basado en el circuito integrado XL4015 (Step-Down Converter), que permite funcionar con unos valores máximos de 36V y 5A. El conjunto lo he montado en una caja hecha a medida, fabricada con la impresora 3D en PLA.

Gearbest JGAURORA A5 Updated Large Printing Size 3D PrinterJGAURORA A5 Impresora 3D de gran tamaño de impresión

Regulador de tensión XL4015

El circuito integrado XL4015, es un regulador de tensión de bajas pérdidas, que permite funcionar con una tensión y corriente máxima de 36V/5A. La regulación de tensión se realiza modificando el ancho de impulso (PWM) de una señal de alta frecuencia, consiguiendo así un rendimiento muy alto  (>80%).

Chip XL4015

El XL4015 regula la tensión de salida mediante la comparación de una muestra de la tensión de salida y su referencia interna de 1,25V.

Step-Down Cnverter XL4015

Modificando los valores del divisor de tensión a partir de la tensión de salida (ver la fórmula en el esquema), es posible obtener una tensión estabilizada dentro de un amplio margen de tensiones. La tensión máxima de salida será la de entrada, menos algunas décimas de voltio, y la tensión mínima será la tensión de comparación del XL4015 (1,25V).

Cargador de baterías con el XL4015

A partir del circuito integrado XL4015 se puede construir un circuito de control para cargar cualquier tipo de batería, porque tiene un amplio margen de tensión-corriente, y ambos valores son regulables.

Módulo cargador de baterías XL4015

Actualmente se puede conseguir este módulo de control de carga a bajo precio, montado en una pequeña placa de circuito impreso.

Módulo cargador de baterías, con XL4015

Analizando el esquema de este módulo de carga con el XL4015, podemos ver lo fácil y barato que resulta construir un cargador de baterías ajustable en tensión y corriente, Sólo tendríamos que sustituir las 2 resistencias ajustable por 2 potenciómetros, y montarlos en el frontal de una caja junto con sus 3 indicadores LED.

Este mismo circuito también se puede comprar con el XL4005 en lugar del XL4015. El módulo con el XL4005 sería totalmente compatible para realizar este montaje, lo único que cambia es que la tensión de comparación del XL4005 es de 0,8V en lugar de 1,25V. Así la tensión mínima que obtendríamos con el XL4005 será 0,8V.

Cargador de baterías regulable

Para fabricar este cargador de baterías, nos haría falta una fuente de alimentación y un medidor de tensión/corriente.  Yo he utilizado una fuente de alimentación de 19,5VDC, recuperada de una impresora HP Deskject 940C. El medidor de tensión/corriente que he montado, es un analizador de energía eléctrica muy completo.

Medidor de energía eléctrica

 

Este analizador de energía eléctrica es muy adecuado para este montaje, porque muestra datos muy útiles para conocer el estado de carga de la batería: su capacidad, consumo, potencia, tiempo de carga, etc.

Caja a medida con PLA

A pesar de que existen muchos modelos y tamaños de cajas donde podríamos montar este cargador de baterías, he preferido hacer una caja a medida con la impresora 3D.

Caja con PLA

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Tiny battery charger, adjustable 5A

Hacer la caja de un cargador de baterías con PLA, quizás no sea lo más adecuado para obtener un acabado profesional y robusto. Pero como este cargador lo voy a utilizar de forma ocasional y no me importa mucho su aspecto, el PLA es una buena solución.

Cabina acústica para impresora 3D

Construcción de una cabina acústica, para insonorizar una impresora 3D. La impresora se monta en una mesa de 55×55 cms, y se atornilla para evitar las posibles vibraciones durante la impresión. Se refuerza la mesa con un tablero de madera en la parte trasera, y se coloca una repisa para almacenar los rollos de hilo, las herramientas y accesorios. La impresora se alimenta a través de una pequeña UPS, y se controla su encendido y apagado mediante un interruptor inalámbrico, conectado por WiFi. También se añade una cámara de video inalámbrica, para controlar los trabajos de impresión a distancia y poder apagar la impresora cuando finalizan o existe algún problema. La cabina se construye con paneles de poliestireno de 5 cms. de espesor y se aisla acústicamente con multiaislante D160, de 2 cms. de espesor.

Dimensiones de la cabina

Gearbest Impresora Anet A6Impresora Anet A6

Estructura de la cabina

Para construir la estructura de la cabina se utilizan 4 paneles de Poliestireno extruído de 5 cms. de espesor. Al ser el poliestireno un material rígido, muy liviano y buen aislante térmico, podremos construir una cabina móvil y mejorar el rendimiento eléctrico de la impresora.

Armazón con paneles de poliestireno extruído

Las juntas de los paneles se montan haciendo un machihembrado en los laterales, con el fin de dar rigidez al conjunto. Los paneles van pegados con un adhesivo  de secado rápido, especial para poliestireno.

Panel de aislamiento acústico

Para mejorar el aislamiento acústico durante la impresión, forré el interior de la cabina con aislante acústico de 2 cms. de espesor. Este aislante se compra en planchas de 2 metros, pero es muy flexible y se puede transportar en un rollo. El aislante va pegado en el interior de la cabina con cola de contacto,  pero con cola especial para poliestireno (sin disolventes).

Acabado de la cabina

El problema que tiene el poliestireno es que es muy frágil, y por eso es conveniente proteger todas sus bordes. Yo utilicé cantoneras de imitación a madera para las aristas, y zócalo del mismo material para construir el marco del cristal frontal.

Tapado de las grietas

 

Antes de pintar es conveniente tapar todos los desperfectos y juntas con algún tapa grietas, y una vez seco, alisar todo con la ayuda de una lija de grano fino.

 

Pintado de la cabina

Los paneles los pinté con pintura plástica normal para paredes (pintura al agua).

Ventilación

Al montar la impresora dentro de un habitáculo cerrado se mejora el rendimiento acústico, térmico y eléctrico (se reduce el consumo)... pero un aumento de temperatura no es nada bueno para los componentes electrónicos. Para evitar el recalentamiento de la CPU, construí una nueva tapa con la misma impresora 3D, y sobre ella monté un ventilador de 40×40 mm. a 12VDC. La alimentación del ventilador va conectada en la toma de entrada que alimenta la CPU. Así el ventilador permanecerá funcionando siempre que esté alimentada la CPU.

Ventilador para la CPU

Para facilitar la ventilación en el interior de la cabina, construí también una rejilla de 50×50 mm. con acceso al exterior. Esta rejilla la he montado en la pared lateral de la izquierda de la cabina, y está alineada con la salida de aire del ventilador de la CPU.

Ventilación de la cabina

Descargar ficheros .stl

Anet A6, ventilation of the CPU inside an acoustic cabin

Visualización y apagado remoto

Los trabajos de impresión 3D suelen durar horas, y en algunos casos más de un día. Con el fin de evitar una posible interrupción del proceso de impresión, provocada por un fallo eléctrico de corta duración (fluctuación de red, salto del diferencial) la impresora la tengo alimentada a través de una pequeña UPS.  Como también me pareció interesante el poder comprobar a distancia el proceso de impresión, he instalado una pequeña cámara  y un interruptor de red con control remoto.

Control de impresión remoto

Tanto el interruptor de red como la cámara de video van conectados por WiFi, y se pueden controlar a distancia desde cualquier dispositivo móvil  que disponga de una conexión a Internet.

En el siguiente video puedes ver con más detalle todo el proceso de fabricación de esta cabina acústica:

Reproductor Bluetooth – ICStation

Montaje de un reproductor de audio Bluetooth, lector MicroSD/USB de 3+3 vatios estéreo, con receptor de radio FM y mando a distancia. Se monta el módulo CT10E-BT de ICStation, como sustitución del módulo CT14. El reproductor se alimenta con una batería de Li-ion de alta capacidad. Para cargar la batería se monta el módulo de carga con protección TP4056, y se utilizan un par de altavoces reciclados. Se monta todo el conjunto en una caja de madera hecha a medida. También se construye una carcasa fabricada con PLA, para montar el reproductor en la parte superior de la caja de madera.

CT10E-BT

Módulo CT10E-BT

El módulo CT10E-BT permite la reproducción de archivos de audio desde un dispositivo remoto, mediante una conexión Bluetooth. También puede reproducir el audio de una memoria externa, conectada en alguno de sus dos conectores MicroUSB/USB.

Módulo: CT10E-BT

Otra característica de este pequeño módulo reproductor, es que incorpora un sintonizador de radio FM, un amplificador estéreo de 3+3 vatios y se puede controlar todo mediante su pequeño mando a distancia IR.

Amplificador de audio

El reproductor CT10E-BT utiliza dos pequeños amplificadores de audio de reducidas dimensiones y gran rendimiento. Utiliza dos circuitos integrados NS8002, que pueden funcionar con una batería de 3,7V y proporcionar una potencia de sonido más que aceptable, en cuanto a potencia y distorsión.

Amplificador NS8002

El circuito integrado NS8002 dispone de un pin de control (SD),  para deshabilitar su funcionamiento  y reducir el consumo al mínimo <1uA.

Control remoto

El reproductor CT10E-BT se puede controlar a través de sus cuatro pulsadores que tiene en el frontal, o mediante un mando a distancia IR. El control con el mando a distancia es más completo, porque dispone de teclado numérico para acceder directamente a la pista de audio o memoria que se quiera reproducir (hasta 99), silenciar el audio (Mute), controlar el ecualizador de audio (6 preset definidos) o apagar/encender el módulo. Es importante destacar que la función de apagado no es muy aconsejable, porque su consumo en reposo es alto (50mA aprox.) y en caso de que la alimentación sea con batería, se podría descargar por completo en pocas horas.

Control remoto IR

El funcionamiento de un mando a distancia IR se puede comprobar con una cámara de fotos o video. Apuntando el diodo LED del control remoto hacia la óptica de la cámara y pulsando alguno de sus botones, se tiene que apreciar el parpadeo rápido del diodo IR.

Descargar fichero .stl  >>> Bluetooth audio+FM player

Descuento ICStation

Módulo CT10E-BT

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Amplificador Bluetooth – ICStation

Montaje de un amplificador de audio Bluetooth de 5+5 vatios estéreo. Partiendo del módulo CT14 de ICStation, se construye un amplificador estéreo inalámbrico. El amplificador se alimenta con una batería de Li-ion de alta capacidad. Para cargar la batería se monta el módulo de carga con protección TP4056, y se utilizan un par de altavoces reciclados. Se monta todo el conjunto en una caja de madera hecha a medida. También se construye un soporte fabricado con PLA, para montar en el interior de la caja los dos circuitos impresos y la batería.

Amplificador Bluetooth

Módulo CT14

Este amplificador está construido a partir del módulo CT14, el cuál incorpora el circuito de control inalámbrico Bluetooth y dos amplificadores de audio de 5W.

Módulo amplificador Bluetooth CT14

Los amplificadores de audio son dos circuitos integrados NS4165, de reducido tamaño pero con grandes prestaciones.

Amplificador NS4165

Montaje

Para alimentar este amplificador se utiliza una batería de Li-ion de alta capacidad (la capacidad que muestra la batería que utilicé es falsa).  A pesar de que el módulo CT14 dispone de una toma Micro-USB para cargar la batería, he utilizado un circuito de carga independiente; es el módulo TP4056 con protección. Como el circuito de carga que incluye el módulo CT14 no dispone de ningún control, se podría acortar la vida útil de la batería en caso de que se utilizara para este fin.

Esquema del amplificador Bluetooth

Para utilizar este amplificador sin batería, se puede alimentar el módulo CT14 a través de su conector Micro-USB, utilizando cualquier cargador de 5VDC. En este caso, no sería necesario montar el circuito de protección y carga TP4056.

Mecanizado

Para ensamblar los 2 PCB’s y la batería, he construido un soporte con la impresora 3D. Soporte de los 2 PCB's y la bateríaDescargar fichero .stl  >>>  Bluetooth stereo amplifier

El conjunto de los dos altavoces y la electrónica de control lo he montado en una caja de madera (DM de 10mm) hecha a medida. Todos los detalles de montaje y configuración del dispositivo móvil con este amplificador, los puedes ver en el siguiente video:

 

Soporte de lectura 3D

Diseño y construcción de un soporte de lectura regulable, para montar en una bicicleta estática. Este soporte es muy robusto, y puede soportar sin problemas el peso de una tableta gráfica. El soporte se fabrica con una impresora 3D, no se necesita ninguna pieza adicional, y está diseñado para adaptarlo al tubo de un manillar de bicicleta. Se puede montar en todo tipo de manillares, ya sean rectos o con curvas. El diámetro máximo del tubo del manillar es de 32 mm.

Gearbest Impresora Anet A6Impresora Anet A6

Diseño del soporte

Para realizar el diseño de este soporte he utilizado el programa SketchUp

Diseño del soporte de lectura

Este diseño es bastante robusto y el ajuste es regulable. Todas las piezas están construidas con PLA, no se necesitan piezas adicionales ni tornillos para el montaje.

Fichero .gcode

Para generar el fichero .gcode he utilizado el software Ultimaker Cura, el cuál me dio un problema a la hora de generar el fichero en una de las piezas del soporte.

Atril inacabado

El fichero .gcode del atril se creó hasta la capa 330, de las 880 que tenía. La pieza quedó a medio hacer, pero tuve la suerte de que el punto de interrupción permite realizar el resto de la pieza y unirlas, para así aprovechar el material utilizado.

Suplemento del atril

Pegado de las 2 piezas

El conjunto de este soporte está compuesto por 5 piezas, y se ajusta todo sin tornillos. Se montan los dos soportes de apoyo en el tubo del manillar de la bicicleta, aumentando la sección del tubo con cinta adhesiva de caucho, para que ajusten ambas piezas a presión.

Prueba de ajuste de las piezas

Luego se colocan encima las dos piezas móviles, que permiten orientar los ajustes del atril con el manillar de la bicicleta.

Soporte de lectura montado

El soporte permite colocar cualquier objeto mientras realizamos el ejercicio: un libro de lectura, un teléfono móvil… incluso una Tablet para navegar por Internet o ver alguna película.

Soporte de lectura con un PC

Descargar los ficheros .stl

Los ficheros necesarios para fabricar este soporte, los puedes descargar desde el siguiente enlace: Reading holder for static bicycle

Mini Linterna RECARGABLE

Construcción de una mini linterna LED, con batería de Li-ion (3,7V) y su circuito de carga USB. Debido al reducido tamaño de esta linterna, es muy cómoda de llevar en el bolsillo y puede ser muy útil para iluminar huecos de pequeñas dimensiones. La carcasa de la linterna se fabrica a medida con una impresora 3D.

Gearbest Impresora Anet A6Impresora Anet A6

 Montaje de la linterna

La construcción de esta linterna es muy sencilla, consiste en un diodo LED de 1W junto con su resistencia limitadora en serie.LED de 1W La alimentación es de 3,7V, utilizando una batería recargable de Li-ion de 150 mAh. Se incluye también el módulo de control y carga de la batería TP4056. En este caso, como el diodo LED empieza a conducir por encima de los 2,5V, tensión mínima de seguridad de la batería, no es necesario utilizar un módulo de carga con protección.

Mini Linterna (Componentes)

La resistencia limitadora es de 10 ohmios.  Así la corriente máxima del LED no supera los 150 mA. De esta manera se aumenta la autonomía de la batería, se evita el calentamiento del diodo LED y se obtiene un nivel de luminosidad muy bueno.

Mini Linterna (Esquema)

 Caja de la linterna

Esta linterna se podría utilizar sin caja, protegiendo todo el conjunto con cinta Kapton, pero queda mucho mejor si construye una caja a medida. La caja y el botón los he fabricado con la ayuda de una impresora 3D, utilizando PLA de color negro para la caja y rojo para el botón del pulsador. La caja se cierra con una tapa deslizante, la cuál hay que abrir para acceder al conector Mini-USB y cargar la batería.

Mini Linterna cargando

Una vez cargada la batería, se cierra la tapa y queda oculto el conector de carga, quedando así protegido de la humedad y el polvo.

Mini Linterna (Final)

Descargar fichero .stl

Fichero necesario para fabricar la caja de esta linterna:

Mini rechargeable LED flashlight

KIT Impresora 3D

Montaje y puesta en marcha de la impresora 3D, modelo Anet A6. Precauciones a tomar durante el montaje y posibles mejoras.

Anet A6

Esta impresora se compra desmontada. En el kit se incluye todo lo necesario, incluso un pequeño juego de herramientas para el montaje. La impresora Anet A6 puede trabajar de forma autónoma, sin la necesidad de estar conectada a un PC.  Este kit incluye una tarjeta de memoria MicroSD, con toda la información técnica que necesitarás para realizar el montaje. Dentro de la tarjeta de memoria, también encontrarás los accesos para ver los videos de montaje paso a paso. Estos videos están realizados por el fabricante, y son de mucha ayuda para verlos durante el montaje.

Gearbest Impresora Anet A6Impresora Anet A6

Impresora 3D, modelo: Anet A6

Información técnica: Anet A6

El control de la impresora se realiza mediante un botón giratorio con pulsador, navegando por los menús que muestra su display gráfico.

Display Anet A6

En el frontal se dispone también de un pulsador RESET, muy útil para accionarlo en caso de tener que abortar la impresión de forma rápida.