Hellmut1956
Referente
Ahora otro detallito de las luces y los receptáculos que estoy disenando para la iluminación indirecta de la cubierta del velero. Como lo es cada vez, llena de muchísimos detalles que muestran el resultado de prolongadas investigaciones, estudios y experimentos!
Este dibujo coloreado muestra dos vistas de las luces puestas en el receptáculo:
El marco exterior, color anaranjado, es el receptáculo de la luz. El receptáculo es bastante complejo por lo complejo de cada luz! Ya verán! El receptáculo de la luz es una “caja” con un espacio interno de 25x7x7mm. Consiste de latón, laminado con chapa de madera de caoba y que ser á ocultado en el barandal. El latón tiene la función de conducir el calor generado por el LED a la estructura de aluminio de la cubierta que cumple la función de difusor de calor. A su vez el receptáculo cumple la función de alimentar el LED con la tensión para operar el LED, que recuerden es controlada por la componente MC34844 de Freescale y que permite regular la intensidad de la luz emitida. Cada LED puede ser alimentada con hasta 500mA de corriente, lo que equivale 1W de energía máximo. Imaginenese cuanta energía calorífica puede generar cada LED y que si no se difuse adecuadamente dañaría el LED por sobrecalentamiento.
Así, aunque usando latón para poder difundir el calor del LED, tengo que lograr el aislamiento de los 2 polos de alimentación entre sí, evitar cortocircuito, y el agua que la sumerge cuando el velero esta navegando con inclinación pronunciada.
Pero como a la bien alemana, porque hacerlo sencillo si se puede hacer complicado, le he agregado al receptáculo un sensor de humedad y temperatura que viene en un empaque de 3x3x1,1mm de tamaño con 6 pines! El sensor y la mini plaquita en la que vendrá montado se ve en el centro, debajo de la estructura gris. El sensor un SHT21 de una empresa joven suiza que surgió de la muy respetada universidad ETH Zurich, opera a 3,0V y tiene 2 líneas de datos. La una seleciona si se desea recibir los datos de humedad, a otra selección los datos de temperatura con hasta 120Hz, 1210 veces por segundo. Los datos de temperatura vienen en forma digital y completamente calibradas. El método usado es PWM. El valor transmitido resulta de la relación del tiempo de la señal PWM en 3V y en 0V.
Asi el reptáculo tiene que contener 2 líneas para la alimentación del circuito del sensor con 3V, no quiero usar la tierra del LED para evitar ruido electromagnético al sensor por las líneas de alimentación electrica, y dos líneas mas para las dos señales para el sensor. Aquí estoy investigando aún los detalles de cómo realizarlo. Mas sobre esto como vaya avanzando.
Imaginense el gusto que me dará cuando tenga mi radiocontrol diseñado y construido por mí con la pantalla gráfica de 10 a 12 pulgadas. Podré recibir y poner en la pantalla la información de 26 sensores de calor y humedad. Pero ahora a las razones prácticas si la epersión se permite con este extremismo electrónico que practico!
La primera función del sensor de temperatura será la de crear un circuito de control entre el control de la intensidad luminosa, proporcional a la corriente que fluye por el LED, y el dato de temperatura. Cada vez que active la iluminación de la cubierta la electrónica de control de intensidad de luz verificará la temperatura del LED como vaya aumentando la corriente y así limitando la corriente máxima permitida para cada LED individual por la temperatura a la que esta corriente caliente el LED. Así el sistema de iluminación se puede recalibrar cada vez determinado el máximo de corriente tolerada por el LED sin calentarse mas que una cierta temepratur predeterminada por mí en el momento de la programación. Pero también servira de circuito de vigilancia durante la fase en la cual el LED este activo, proporcionado constantemente la temperatura del LED. Finalmente tiene dos funciones de diagnóstico. La una es que si un cierto LED no se calienta de forma similar a los otros 25 LEDs, por ejemplo queda frio, entonces esto es indicativo que el LED este dañado y la electrónica así se puede informar sobre esto. La segunda función diagnóstica es el verificar la funcionalidad de difusión de calor. Esta puede cambiar por vibraciones mecánicas o corrosivas, por lo cual yo puedo recibir el dato si algo cambia y reacionar.
La función de sensor de humedad permitirá supervisar la impermeabilización por si esta deteriorara permitiendo a la electrónica informarme apenas cambien lo valores humídicos y desactivando la alimentación electrica evitando así daños y permitiendo el mantenimiento anticipado.
Sigamos con la descripción del dibujo:
En el borde superior del dibujo aparecen dos chapados de “Furnier” “chapa de caoba”. Estos son parte, no del receptáculo, sino de la luz en el receptáculo. En el centro vemos un area de color amarillo. Estos 3 areas de color amarillo representan resina de epoxi que vierto en la luz para impermeabilizar el LED y como “ventana” por la cual la luz emitida por el LED sale del receptáculo. Este rectángulo de 7x5mm será lo único visible de la luz en la cubierta, pues el resto esta oculatodo e integrado el barandal. Usaré el aereosol “Plastic” de “Contact Chemie” conocido en el ámbito de la electrónica para sellar la fisura entre el receptáculo y la luz insertada. Así evito la entrada de agua en el receptáculo.
A ambos lados del la uz en el receptáculo vemos dos bloques anaranjados, “Messing Block”,” bloque de latón”. Cada uno de estos contiene una rosca de 3mm de diámetro con la cual fijo la luz en el receptáculo que tiene una rosca M3 en el latón.
Aquí la imagen ya conocida del dispositivo que uso para garantizar que toda luz que produzca, aunque sea en años, tenga estas roscas en posicones tan precisas para que toda luz quepa en todo receptáculo! Tambien ven en esta imagen las 4 varillas de latón con los tornillos en la rosca y que acaban siendo esos bloque de latón en el dibujo! Ahora pueden imaginarse que estas luces en la cubierta acaban sumergiendose en el agua cuando el velero navega inclinado por la acción del viento. Sin las chapas de madera de caoba cubriendo los bloque de latón estos estaría en contacto con el agua y así fluiría la corriente atravez del agua con este como conductor eléctrico. Pues lo que hago es lo siguiente:
Despues de empaquetar la plaquita de la luz, aquí una imagen de una plaquita así de mis experimentos , con chapa de madera de caoba, pero no en la parte atrás, en el dibujo coloreado la superficie de abajo del bloque gris, relleno el espacio con resina de epoxi. Despues pongo la luz rellenada de epoxi en mi fresa y quito la resina en los areas donde después pongo la chada de madera de caoba. Después fabrico un inventorio de plaquitas de madera de caoba que quepan donde lo muestra la imagen.
Cuando monto una luz en el receptáculo los bloques de latón estan descubiertos y la rosca M3 tambien. Ahora uso pines con rosca, son tornillos sin cabeza, y fijo la luz en el receptáculo y la atornillo así. Estos pines con rosca así aseguran la posición fija de la luz en el receptáculo y aseguran la unión electrica de los polos del LED con la fuente de alimentación del receptáculo para los LEDs. Estos pines con rosca tienen tal longitud que desparecen completamente en la rosca. Ahora tomo pegante de segundos y pego las chapitas de madera de caoba como lo muestra la imagen y así los bloque de laton quedan aislados e impermeabilisados. Cuando quiero sacar la luz del receptáculo, destruyo la chapita demadera deatornillo el pin con rosca, atornillo un tornillo “normal” con cabeza en las dos roscas de la luz y jalo de los tornillos para sacar la luz del empaque! Esto solo tengo que hacerlo cuando el LED se dañe y requiera ser reemplazado.
Ahora otros detalles muy exigentes y que me tomaron mucho tiempo investigando, experimentando y algunas prácticas. Volvemos al dibujo coloreado!
Los dos bloques d e latón de las luz tienen una tensión eléctrica entre sí, que es la que requiere el LED para funcionar. La plaquita que vemos en la imagen arriba tiene un alma de aluminio, que como es bien sabido, conduce electricidad! Si ven el dibujo ven que esta alma de aluminio, el bloque gris “ALU-Platine”, “placa de aluminio”, causaría un corto circuito si no fuera aislado eléctricamante de los bloques de latón con la fuente electrica conectada a ellos. Pero como si fuera poco, también existe el reto, que al soldar la plaquita del LED a los bloques de latón, la tensión de superficie de la pasta de soldar de estaño aspiraría el estaño al deretirse estea la fisura entre la plaquita y el respectivo bloque de estaño. Ahora hay que estudiar en detalle la imagen de la plaquita que muestro arriba. Si lo miran muy detalladamente verán la capa de cobre y alrededor de esta una capa color verde y después el gris del aluminio. La capa de color verde es un aislador eléctrico cerámico de micrometros de espesor que aisla eléctricamante el cobre del alma de aluminio. Debido a los problemas de proveedor de pasar las pistaas de cobre a una placa de este material, cobritherm, me había prometido unas muestras de cómo se hace hace 6 meses sin lograr el mismo una calidad aceptable, existen cortos no solo en los bordes entre el cobre y el aluminio, sino también dentro de la superficie de cobre por irregularidades del material. Así requirió intensas labores manuales lograr que no hubiera un corto entre el cobre y el aluminio, lo que se hace con papel de lija muy fino. Cada vez que se cree haber eliminado los cortos hay que verificar esto midiendo la resistencia entre el cobre y el aluminio. Si la resistencia es infinita, no hay corto!
El otro reto, adicional a los dos expuestos antes aquí, también tengo que evitar que la pasta de estaño derretida en el horno de reflow al soldar los bloques de latón a la suberficie de cobre de la plaquita a su vez sea responsable de crear un puente conductivo por sobre el aislador céramico de color verdoso en la foto. Para esto uso un gel fotoactivo que aplico en la plaquita que ven cubriendo la superficie de color verdoso, para que sea una barrera al flujo del estaño derretido! Este gel endurece bajo la acción de luz UV y de humedad. Pues así he aplicado gel en la plaquita una vez alrededor de toda la periferia de cobre de la plaquita y la deje endurecer gracias a la humedad de mi taller. Después la puse en mi revelador de luz UV, que uso para pasar las pistas de una película a la placa, y le apliqué la luz por 1 hora! Ahora este gel es bastante duro y espero que cumpla su función.
Queda el problema de evitar la conducción eléctrica entre el alma de aluminio de la luz, ver bloque gris del dibujo, y los dos bloques de latón. Aquí estudie y encontrá dos métodos posibles y quizá complementarios!
La una es una hoja de conductiva de calor, per aislante eléctrico, como se usa para conectar el difusor de calor al microprocessador del ordenador y que tiene superficies pegantes a ambos lados. Me consegí muestras gratuitas. La otra tecnología es un pegante aislante eléctrico, pero conductivo de calor.
Debido a los retos descritos aquí voy a tener que sumar algo a este dispositivo para soldar las plaquitas. Tengo que hacer una placa idéntica a la de aluminio, pero de plástico. Tengo pensado usar una placa de epoxi, pero sin cobre. Imaginense esa placa de plástico montada por encima de los listones de latón en la imagen y todo esto sin la placa de aluminio. El resultado es, que tendría libre accesso a los listones de latón desde abajo, la placa de epoi sin embargo manteniendo la geometría. Ahora puedo poner plaquita por plaquita en su posición, aplicar el folio aislante y el pegante conductivo de calor y verificar con mi multimetro que no halla corto circuito. Si trataría de hacer lo mismo con el dispositivo tal cual en la imagen el corto ocacionado por la placa de aluminio haría imposible verificar si existe un corto entre el alma de aluminio de la plaquita y los bloques de latón. Recuerden que cada una de las plaquitas con su sendo LED en conjunto cuestan unos 2 Euros. Si no verifico en cada paso del proceso de producción que no halla corto,produciría basura por el valor de 36, Euros! Recien ahora puedo aplicar la psta de estaño. Para poder dosificar el estaño para usar el mínimo posible, pero la cantidad requerida, hay que beneficiarse de otros resultados de mis investigaciones!
Primero, siendo las estructuras tan pequeñas, las dosis de estaño son muy pequeñas, como pueden ver en la imagen de la plaquita es estaño está dosificado perfectamente en lo spines del LED. Para eso uso pasta de estaño “Finepitch 6” Esta pasta de estaño es aquella con el tamaño de las particulas en el estaño mas pequenas en el mercado. Segundo uso una aguja especial para los cartuchos en que viene la pasta de estaño, que tiene una punta muy pequeña,ero no demasiado pequeña para no requerir demasiada fuerza sacando la pasta del cartucho. Tercero uso un dispositivo que permite de forma manual ejercer la presión sobr el cartucho para sacar el estaño y finalmente, antes de aplicar el estaño pongo el cartucho en una bolda d eplástico y la sumerjo en agua de la temperatura que garantise un máximo de fluidez de la pasta.
Como paso final antes de poner el dispositivo con las 18 plaquitas en el horno reflow, aplico pegante conductivo de calor en la fisura entre los bloque de latón y l aplaquita como barrera adicional para que el estaño derretido no vaya a crear un corto.
Como pueden ver, algo aparentemente tan sencillo como unas luces para la iluminación electrica indirecta de la cubierta del velero con la posibilidad de controlar la intensidad de luz puede volverse en un projecto de mas de un año! De mis conversaciones con los técnicos de las diferentes empresas cuyos productos uso, estoy a la vanguardia en esta tecnología! Para mi opinión personal, eluso del sensor de temperatura y humedad es el último máximo detalle de este projecto.
Volvamos al dibujo colorado:
Pude ver las superficies negras, esto es el estaño. El estaño une la superficie de cobre de la plaquita a los bloques de latón, solda los pines del LEDa la superficie de cobre y debajo del mismo LEDse encarga de conducir el calor del LED activo a la plaquita.
Queda la estructura blanca debajo del bloque de aluminio, el area gris. El sensor tiene como he dicho 3x3x1,1mm de tamaño y viene soldado a una plaquita que lo alimenta con 3V y permite el accesso al las dos líneas digitales. Creo que esta imagen hace visible de que diminuto es el sensor:
Para esto freso en la plaquita una depreción de 1,5mm de profundidad y de 3,5 mm de ancho. Esto permite que el sensor resalte de la superficie anterior del receptáculo, que exista un cierto espacio libre llenado de aire y que sin embargo el alma de aluminio tenga una superficie de contacto lo mas grande posible con la pared de latón del receptáculo que conduce el calor a la estructura de aluminio de la cubierta. Este espacio tiene que ser tal, que el cambio de volumen del aire al calentarse EL LED no tenga efectos pernosivos a la estanqueidad de la luz y su receptáculo, pero también tiene el efecto positivo de generar una presión de aire mayor en el receptaculo que afuera, combatiendo así la penetración de agua en el receptáculo. Este mismo espacio tambien tiene la función de contener el aire que necesita el sensor para medir temperatura y humedad.
Se que estos temas son muy avanzandos muy especialisados. Lo noto entre otras, por lo que hay menos y menos personas con conocimientos para poder contribuir. Sin embargo veo la justificación en varios frentes.
El uno es algo que aprendí durante mios estudios de ingeniería mecánica en la universidad aquí en Alemania. Como parte de los trabajos había que diseñar un engranaje. Al final había que escribir una describción de cómo montar el engranaje diseñado! No creen cuantos en ese momento descubrieron que era imposible montar el engranaje! Yo era uno de esos he hice unos truquitos para oculatarlo. Gracias a Diós que los instructores no se tomaban el tiempo de estudiarlo en el detalle requerido para descubrir el truquito. A mí me quedo como lección para toda la vida! Los mensajes de este hilo pasos a paso cumplen esta función para mi.
La otro función es que el reporte representa una documentación muy detallada que permite entender lo hecho y las razones para lo hecho aún después de años y para aquellos que tengan un interés en la materia.
Finalmente el reporte representa un ejemplo de una construcción, de un projecto de modelismo naval con el objetivo de estudios, aprendisaje y el uso de electrónica en nuestra afición. Este motivo lo digo así, pués es la justificación que me dio el administrador de uno de los sitios de modelismo naval especialisado en veleros clásicos mas prestigioso me ha dado para explicar su obetivo de publicar mi reporte. Me enorgullese y me da mucha motivación!
Este dibujo coloreado muestra dos vistas de las luces puestas en el receptáculo:
El marco exterior, color anaranjado, es el receptáculo de la luz. El receptáculo es bastante complejo por lo complejo de cada luz! Ya verán! El receptáculo de la luz es una “caja” con un espacio interno de 25x7x7mm. Consiste de latón, laminado con chapa de madera de caoba y que ser á ocultado en el barandal. El latón tiene la función de conducir el calor generado por el LED a la estructura de aluminio de la cubierta que cumple la función de difusor de calor. A su vez el receptáculo cumple la función de alimentar el LED con la tensión para operar el LED, que recuerden es controlada por la componente MC34844 de Freescale y que permite regular la intensidad de la luz emitida. Cada LED puede ser alimentada con hasta 500mA de corriente, lo que equivale 1W de energía máximo. Imaginenese cuanta energía calorífica puede generar cada LED y que si no se difuse adecuadamente dañaría el LED por sobrecalentamiento.
Así, aunque usando latón para poder difundir el calor del LED, tengo que lograr el aislamiento de los 2 polos de alimentación entre sí, evitar cortocircuito, y el agua que la sumerge cuando el velero esta navegando con inclinación pronunciada.
Pero como a la bien alemana, porque hacerlo sencillo si se puede hacer complicado, le he agregado al receptáculo un sensor de humedad y temperatura que viene en un empaque de 3x3x1,1mm de tamaño con 6 pines! El sensor y la mini plaquita en la que vendrá montado se ve en el centro, debajo de la estructura gris. El sensor un SHT21 de una empresa joven suiza que surgió de la muy respetada universidad ETH Zurich, opera a 3,0V y tiene 2 líneas de datos. La una seleciona si se desea recibir los datos de humedad, a otra selección los datos de temperatura con hasta 120Hz, 1210 veces por segundo. Los datos de temperatura vienen en forma digital y completamente calibradas. El método usado es PWM. El valor transmitido resulta de la relación del tiempo de la señal PWM en 3V y en 0V.
Asi el reptáculo tiene que contener 2 líneas para la alimentación del circuito del sensor con 3V, no quiero usar la tierra del LED para evitar ruido electromagnético al sensor por las líneas de alimentación electrica, y dos líneas mas para las dos señales para el sensor. Aquí estoy investigando aún los detalles de cómo realizarlo. Mas sobre esto como vaya avanzando.
Imaginense el gusto que me dará cuando tenga mi radiocontrol diseñado y construido por mí con la pantalla gráfica de 10 a 12 pulgadas. Podré recibir y poner en la pantalla la información de 26 sensores de calor y humedad. Pero ahora a las razones prácticas si la epersión se permite con este extremismo electrónico que practico!
La primera función del sensor de temperatura será la de crear un circuito de control entre el control de la intensidad luminosa, proporcional a la corriente que fluye por el LED, y el dato de temperatura. Cada vez que active la iluminación de la cubierta la electrónica de control de intensidad de luz verificará la temperatura del LED como vaya aumentando la corriente y así limitando la corriente máxima permitida para cada LED individual por la temperatura a la que esta corriente caliente el LED. Así el sistema de iluminación se puede recalibrar cada vez determinado el máximo de corriente tolerada por el LED sin calentarse mas que una cierta temepratur predeterminada por mí en el momento de la programación. Pero también servira de circuito de vigilancia durante la fase en la cual el LED este activo, proporcionado constantemente la temperatura del LED. Finalmente tiene dos funciones de diagnóstico. La una es que si un cierto LED no se calienta de forma similar a los otros 25 LEDs, por ejemplo queda frio, entonces esto es indicativo que el LED este dañado y la electrónica así se puede informar sobre esto. La segunda función diagnóstica es el verificar la funcionalidad de difusión de calor. Esta puede cambiar por vibraciones mecánicas o corrosivas, por lo cual yo puedo recibir el dato si algo cambia y reacionar.
La función de sensor de humedad permitirá supervisar la impermeabilización por si esta deteriorara permitiendo a la electrónica informarme apenas cambien lo valores humídicos y desactivando la alimentación electrica evitando así daños y permitiendo el mantenimiento anticipado.
Sigamos con la descripción del dibujo:
En el borde superior del dibujo aparecen dos chapados de “Furnier” “chapa de caoba”. Estos son parte, no del receptáculo, sino de la luz en el receptáculo. En el centro vemos un area de color amarillo. Estos 3 areas de color amarillo representan resina de epoxi que vierto en la luz para impermeabilizar el LED y como “ventana” por la cual la luz emitida por el LED sale del receptáculo. Este rectángulo de 7x5mm será lo único visible de la luz en la cubierta, pues el resto esta oculatodo e integrado el barandal. Usaré el aereosol “Plastic” de “Contact Chemie” conocido en el ámbito de la electrónica para sellar la fisura entre el receptáculo y la luz insertada. Así evito la entrada de agua en el receptáculo.
A ambos lados del la uz en el receptáculo vemos dos bloques anaranjados, “Messing Block”,” bloque de latón”. Cada uno de estos contiene una rosca de 3mm de diámetro con la cual fijo la luz en el receptáculo que tiene una rosca M3 en el latón.
Aquí la imagen ya conocida del dispositivo que uso para garantizar que toda luz que produzca, aunque sea en años, tenga estas roscas en posicones tan precisas para que toda luz quepa en todo receptáculo! Tambien ven en esta imagen las 4 varillas de latón con los tornillos en la rosca y que acaban siendo esos bloque de latón en el dibujo! Ahora pueden imaginarse que estas luces en la cubierta acaban sumergiendose en el agua cuando el velero navega inclinado por la acción del viento. Sin las chapas de madera de caoba cubriendo los bloque de latón estos estaría en contacto con el agua y así fluiría la corriente atravez del agua con este como conductor eléctrico. Pues lo que hago es lo siguiente:
Despues de empaquetar la plaquita de la luz, aquí una imagen de una plaquita así de mis experimentos , con chapa de madera de caoba, pero no en la parte atrás, en el dibujo coloreado la superficie de abajo del bloque gris, relleno el espacio con resina de epoxi. Despues pongo la luz rellenada de epoxi en mi fresa y quito la resina en los areas donde después pongo la chada de madera de caoba. Después fabrico un inventorio de plaquitas de madera de caoba que quepan donde lo muestra la imagen.
Cuando monto una luz en el receptáculo los bloques de latón estan descubiertos y la rosca M3 tambien. Ahora uso pines con rosca, son tornillos sin cabeza, y fijo la luz en el receptáculo y la atornillo así. Estos pines con rosca así aseguran la posición fija de la luz en el receptáculo y aseguran la unión electrica de los polos del LED con la fuente de alimentación del receptáculo para los LEDs. Estos pines con rosca tienen tal longitud que desparecen completamente en la rosca. Ahora tomo pegante de segundos y pego las chapitas de madera de caoba como lo muestra la imagen y así los bloque de laton quedan aislados e impermeabilisados. Cuando quiero sacar la luz del receptáculo, destruyo la chapita demadera deatornillo el pin con rosca, atornillo un tornillo “normal” con cabeza en las dos roscas de la luz y jalo de los tornillos para sacar la luz del empaque! Esto solo tengo que hacerlo cuando el LED se dañe y requiera ser reemplazado.
Ahora otros detalles muy exigentes y que me tomaron mucho tiempo investigando, experimentando y algunas prácticas. Volvemos al dibujo coloreado!
Los dos bloques d e latón de las luz tienen una tensión eléctrica entre sí, que es la que requiere el LED para funcionar. La plaquita que vemos en la imagen arriba tiene un alma de aluminio, que como es bien sabido, conduce electricidad! Si ven el dibujo ven que esta alma de aluminio, el bloque gris “ALU-Platine”, “placa de aluminio”, causaría un corto circuito si no fuera aislado eléctricamante de los bloques de latón con la fuente electrica conectada a ellos. Pero como si fuera poco, también existe el reto, que al soldar la plaquita del LED a los bloques de latón, la tensión de superficie de la pasta de soldar de estaño aspiraría el estaño al deretirse estea la fisura entre la plaquita y el respectivo bloque de estaño. Ahora hay que estudiar en detalle la imagen de la plaquita que muestro arriba. Si lo miran muy detalladamente verán la capa de cobre y alrededor de esta una capa color verde y después el gris del aluminio. La capa de color verde es un aislador eléctrico cerámico de micrometros de espesor que aisla eléctricamante el cobre del alma de aluminio. Debido a los problemas de proveedor de pasar las pistaas de cobre a una placa de este material, cobritherm, me había prometido unas muestras de cómo se hace hace 6 meses sin lograr el mismo una calidad aceptable, existen cortos no solo en los bordes entre el cobre y el aluminio, sino también dentro de la superficie de cobre por irregularidades del material. Así requirió intensas labores manuales lograr que no hubiera un corto entre el cobre y el aluminio, lo que se hace con papel de lija muy fino. Cada vez que se cree haber eliminado los cortos hay que verificar esto midiendo la resistencia entre el cobre y el aluminio. Si la resistencia es infinita, no hay corto!
El otro reto, adicional a los dos expuestos antes aquí, también tengo que evitar que la pasta de estaño derretida en el horno de reflow al soldar los bloques de latón a la suberficie de cobre de la plaquita a su vez sea responsable de crear un puente conductivo por sobre el aislador céramico de color verdoso en la foto. Para esto uso un gel fotoactivo que aplico en la plaquita que ven cubriendo la superficie de color verdoso, para que sea una barrera al flujo del estaño derretido! Este gel endurece bajo la acción de luz UV y de humedad. Pues así he aplicado gel en la plaquita una vez alrededor de toda la periferia de cobre de la plaquita y la deje endurecer gracias a la humedad de mi taller. Después la puse en mi revelador de luz UV, que uso para pasar las pistas de una película a la placa, y le apliqué la luz por 1 hora! Ahora este gel es bastante duro y espero que cumpla su función.
Queda el problema de evitar la conducción eléctrica entre el alma de aluminio de la luz, ver bloque gris del dibujo, y los dos bloques de latón. Aquí estudie y encontrá dos métodos posibles y quizá complementarios!
La una es una hoja de conductiva de calor, per aislante eléctrico, como se usa para conectar el difusor de calor al microprocessador del ordenador y que tiene superficies pegantes a ambos lados. Me consegí muestras gratuitas. La otra tecnología es un pegante aislante eléctrico, pero conductivo de calor.
Debido a los retos descritos aquí voy a tener que sumar algo a este dispositivo para soldar las plaquitas. Tengo que hacer una placa idéntica a la de aluminio, pero de plástico. Tengo pensado usar una placa de epoxi, pero sin cobre. Imaginense esa placa de plástico montada por encima de los listones de latón en la imagen y todo esto sin la placa de aluminio. El resultado es, que tendría libre accesso a los listones de latón desde abajo, la placa de epoi sin embargo manteniendo la geometría. Ahora puedo poner plaquita por plaquita en su posición, aplicar el folio aislante y el pegante conductivo de calor y verificar con mi multimetro que no halla corto circuito. Si trataría de hacer lo mismo con el dispositivo tal cual en la imagen el corto ocacionado por la placa de aluminio haría imposible verificar si existe un corto entre el alma de aluminio de la plaquita y los bloques de latón. Recuerden que cada una de las plaquitas con su sendo LED en conjunto cuestan unos 2 Euros. Si no verifico en cada paso del proceso de producción que no halla corto,produciría basura por el valor de 36, Euros! Recien ahora puedo aplicar la psta de estaño. Para poder dosificar el estaño para usar el mínimo posible, pero la cantidad requerida, hay que beneficiarse de otros resultados de mis investigaciones!
Primero, siendo las estructuras tan pequeñas, las dosis de estaño son muy pequeñas, como pueden ver en la imagen de la plaquita es estaño está dosificado perfectamente en lo spines del LED. Para eso uso pasta de estaño “Finepitch 6” Esta pasta de estaño es aquella con el tamaño de las particulas en el estaño mas pequenas en el mercado. Segundo uso una aguja especial para los cartuchos en que viene la pasta de estaño, que tiene una punta muy pequeña,ero no demasiado pequeña para no requerir demasiada fuerza sacando la pasta del cartucho. Tercero uso un dispositivo que permite de forma manual ejercer la presión sobr el cartucho para sacar el estaño y finalmente, antes de aplicar el estaño pongo el cartucho en una bolda d eplástico y la sumerjo en agua de la temperatura que garantise un máximo de fluidez de la pasta.
Como paso final antes de poner el dispositivo con las 18 plaquitas en el horno reflow, aplico pegante conductivo de calor en la fisura entre los bloque de latón y l aplaquita como barrera adicional para que el estaño derretido no vaya a crear un corto.
Como pueden ver, algo aparentemente tan sencillo como unas luces para la iluminación electrica indirecta de la cubierta del velero con la posibilidad de controlar la intensidad de luz puede volverse en un projecto de mas de un año! De mis conversaciones con los técnicos de las diferentes empresas cuyos productos uso, estoy a la vanguardia en esta tecnología! Para mi opinión personal, eluso del sensor de temperatura y humedad es el último máximo detalle de este projecto.
Volvamos al dibujo colorado:
Pude ver las superficies negras, esto es el estaño. El estaño une la superficie de cobre de la plaquita a los bloques de latón, solda los pines del LEDa la superficie de cobre y debajo del mismo LEDse encarga de conducir el calor del LED activo a la plaquita.
Queda la estructura blanca debajo del bloque de aluminio, el area gris. El sensor tiene como he dicho 3x3x1,1mm de tamaño y viene soldado a una plaquita que lo alimenta con 3V y permite el accesso al las dos líneas digitales. Creo que esta imagen hace visible de que diminuto es el sensor:
Para esto freso en la plaquita una depreción de 1,5mm de profundidad y de 3,5 mm de ancho. Esto permite que el sensor resalte de la superficie anterior del receptáculo, que exista un cierto espacio libre llenado de aire y que sin embargo el alma de aluminio tenga una superficie de contacto lo mas grande posible con la pared de latón del receptáculo que conduce el calor a la estructura de aluminio de la cubierta. Este espacio tiene que ser tal, que el cambio de volumen del aire al calentarse EL LED no tenga efectos pernosivos a la estanqueidad de la luz y su receptáculo, pero también tiene el efecto positivo de generar una presión de aire mayor en el receptaculo que afuera, combatiendo así la penetración de agua en el receptáculo. Este mismo espacio tambien tiene la función de contener el aire que necesita el sensor para medir temperatura y humedad.
Se que estos temas son muy avanzandos muy especialisados. Lo noto entre otras, por lo que hay menos y menos personas con conocimientos para poder contribuir. Sin embargo veo la justificación en varios frentes.
El uno es algo que aprendí durante mios estudios de ingeniería mecánica en la universidad aquí en Alemania. Como parte de los trabajos había que diseñar un engranaje. Al final había que escribir una describción de cómo montar el engranaje diseñado! No creen cuantos en ese momento descubrieron que era imposible montar el engranaje! Yo era uno de esos he hice unos truquitos para oculatarlo. Gracias a Diós que los instructores no se tomaban el tiempo de estudiarlo en el detalle requerido para descubrir el truquito. A mí me quedo como lección para toda la vida! Los mensajes de este hilo pasos a paso cumplen esta función para mi.
La otro función es que el reporte representa una documentación muy detallada que permite entender lo hecho y las razones para lo hecho aún después de años y para aquellos que tengan un interés en la materia.
Finalmente el reporte representa un ejemplo de una construcción, de un projecto de modelismo naval con el objetivo de estudios, aprendisaje y el uso de electrónica en nuestra afición. Este motivo lo digo así, pués es la justificación que me dio el administrador de uno de los sitios de modelismo naval especialisado en veleros clásicos mas prestigioso me ha dado para explicar su obetivo de publicar mi reporte. Me enorgullese y me da mucha motivación!
