Baliza RGB con ARDUINO

Construcción de una baliza LED RGB, controlada por Arduino. Este montaje consiste en un anillo formado por 16 LED SMD de tipo inteligente (WS2812). Este tipo de diodos incluye en su interior su propio controlador. Los diodos WS2812 disponen de una entrada de datos, la salida y los dos pines de alimentación. La información se transmite en serie, desplazando los datos de un pixel hacia el siguiente, y cada pixel utiliza 24 bit de información… 8 bit por cada color (RGB). El control de este anillo LED se realiza de forma muy sencilla, ya que Arduino dispone de unas librerías específicas para su control y además ejemplos.

Pruebas de la baliza RGB

Esquema de montaje

El esquema de montaje es muy simple, porque este módulo se controla con un solo hilo. El montaje lo podríamos realizar utilizando una placa de desarrollo de Arduino, pero es mucho más barato montar los componentes necesarios y el micro-controlador ATMEGA328P,  una vez programado, en un circuito impreso adicional.

Esquema: Baliza RGB

A continuación se puede ver el montaje del módulo de control de esta baliza RGB, utilizando un circuito impreso de tipo universal.

CPU: Baliza RGB

Montaje: Baliza RGB

Sellado de la baliza RGB

Con el fin de poder utilizar esta baliza en la intemperie, se rellena con adhesivo termo-fundible las dos placas de circuito impreso (CPU y anillo LED).  La zona central se oscurece con pintura de color negro mate en spray. El anillo LED se protege también con el mismo adhesivo, pero sin pintarlo.

Sellado de la baliza RGB

Alimentación

Esta baliza LED RGB se alimenta con 5V. El  consumo podría ser elevado, porque cada diodo LED consumo 20 mA. a máximo brillo. Si multiplicamos esos 20 mA por los 3 diodos que contiene cada pixel RGB y luego por los 16 pixeles que contiene este anillo, podríamos tener un consumo máximo de 20x3x16 =  960 mA. Este consumo nunca lo alcanzaremos, porque esta baliza produce efectos luminosos cambiando colores, y nunca estarán todos los diodos LED encendidos a máximo brillo y al mismo tiempo. No obstante, es conveniente alimentarlo con una batería externa recargable de 5 V, más conocida como Power Bank. De esta forma dispondremos de mayor autonomía, y sólo tenemos que soldar un conector USB tipo ‘A’ en el extremo del cable de alimentación. El encendido de la baliza lo realizaremos conectando el conector USB en el Power Bank, de esta manera no es necesario intercalar un interruptor.

Conexión: USB tipo A

La librería y los ejemplos que he utilizado para realizar este proyecto, se pueden descargar desde el siguiente enlace:

https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

Linternas LED… dudas

Linternas LED y sus diferentes maneras de construcción. Prueba de funcionamiento de un foco LED de 15W MR16, preparado para funcionar con 12 VAC.

Hay muchas maneras de fabricar una linterna LED: utilizando una agrupación de diodos  de pequeñas dimensiones, con un sólo diodo LED de potencia, incluyendo o no una batería recargable, haciendo regulable su intensidad de luz  para aumentar su autonomía, etc. En este blog se pueden encontrar una gran variedad de montajes, pero también existen otras posibilidades. Por ejemplo aprovechar la batería de la linterna para darle un doble uso como Power Bank, como se muestra en el siguiente esquema.

Linterna & Power Bank

En este montaje se muestra el circuito con un sólo interruptor, conectando la linterna y la salida de carga USB de forma simultánea. Para utilizar ambas opciones de forma independiente, sería necesario montar dos interruptores en lugar de  uno.

Foco LED 12V – MR16

También es posible construir una linterna LED utilizando un foco de uso doméstico MR16, preparado para sustituir a los antiguos halógenos de 12VAC. Dependiendo del fabricante del foco, existen algunos modelos que incluyen en su interior un módulo electrónico para controlar su encendido. En este tipo de foco LED, cuando su electrónica no está preparada para utilizarlos con un regulador de luz externo (Dimmer), disponen de un amplio margen de encendido. Como podemos ver en la imagen siguiente, ese foco LED de 12VAC/15W se enciende con una tensión inferior a 3 VDC.

Tensión de encendido del foco LED

Aprovechando esta característica, es posible fabricar una linterna LED con una batería recargable de Li-ion 3,7V y conectarlo como si se tratara de una bombilla de incandescencia… sin necesidad de incluir electrónica adicional para su funcionamiento.

 

Amplificador + Power Bank

Amplificador + Power Bank: construcción de un amplificador estéreo portátil de 3+3 vatios, para mejorar el sonido de dispositivos móviles. Este módulo incorpora una salida USB de 5 voltios, para poder utilizarlo también como Power Bank. La toma USB de 5V puede ser muy útil para cargar dispositivos móviles, alimentar el alumbrado LED en acampadas, etc. La construcción es muy simple, porque se utilizan 3 pequeños módulos electrónicos que ya vienen montados de fábrica, y sólo hace falta conectarlos entre si.

Amplificador terminado

Amplificador estéreo

Este pequeño amplificador está basado en el chip PAM8403, que contiene un doble amplificador de audio trabajando en clase D. La ventaja principal de este componente, aparte de su reducido tamaño, es su alto rendimiento >90% (poco consumo). Como además permite su conexión directa a los altavoces, apenas necesita montar componentes adicionales.

Amplificador PAM8403
Amplificador PAM8403

Lista de materiales

  • 1 tubo PVC de 40mm de diámetro y 12 cms de longitud
  • 1 batería Li-ion de 3,7 V, con soporte (porta pilas)
  • 1 módulo Set Up con salida fija de 5 VDC y conector USB
  • 1 módulo de carga con protección: TP4056
  • 1 módulo amplificador dual 3+3 W: PAM8403
  • 2 altavoces de 1″ (4…8 Ohmios)
  • 1 interruptor de 1 circuito
  • 1 jack estéreo macho de 3,5 mm
  • Cables de conexión, cable de audio, estaño, etc.

Material para el montaje del amplificador

Detalles

Si se utiliza un interruptor de palanca, sería conveniente que dicho interruptor dispusiera de un mecanismo de seguridad, con el fin de evitar que se accionara de modo accidental y se descargara la batería. El modelo de interruptor que he utilizado en este montaje dispone de un cuerpo adicional en la palanca, sujeto con un muelle, para obligar a que se tenga que tirar de la palanca cada vez que se  necesite cambiar de posición.

Interruptor con seguro

Con posterioridad a la edición del video, añadí una protección para los altavoces. De esta manera se evita que se pueda dañar el cono de los altavoces de forma accidental. La protección está construida con dos capas de malla de tipo ‘mosquitera’, una capa metálica y la otra de fibra. Para el remate utilicé una par de aros de aluminio, reciclados de un reproductor DVD, y finalmente lo pinté de color negro, utilizando pintura en spray negro mate.

Malla para altavoz

A continuación se muestra el esquema de montaje:

Amplificador & Power Bank
Esquema de montaje

En el video que se muestra a continuación se puede ver todo el proceso de montaje, paso a paso, así como las pruebas de funcionamiento.