sábado, 22 de marzo de 2014

Cómo conectar en arduino un lector de tarjetas SD de LC Studio

Hola querido lector,

como aún no he podido ponerme a probar la conexión de dos Attiny 85 usando VirtualWire, aprovecho hoy para rescatar una pequeña guía que tengo hace tiempo en el tintero.
Concretamente, se trata de conectar una tarjeta SD a una placa Arduino usando un lector de bajo coste fabricado por LC Studio.
Este lector se puede conseguir desde poco más de 2$ USA (menos de 2 euros al cambio), por lo que resulta sumamente económico, aunque a costa de tener algunos detalles en cuenta:


  • Las tarjetas SD funcionan a 3.3V, sólo a 3.3V. Usar una tensión mayor puede romper la tarjeta.
  • Casi todas las placas Arduino funcionan a 5V, luego no pueden usarse directamente.
  • El lector de LC Studio tiene un pin para 5V y uno para 3.3V. El pin de 5V está conectado a un regulador de tensión que transforma la tensión de 5V a 3.3V pero sólo para la alimentación de la tarjeta, no para las señales.
  • El pin de 3.3V del lector sólo es de salida, no es de entrada.
Y bien, te estarás preguntando: ¿qué hago con las señales? El lector de tarjetas transforma 5V en 3.3V pero sólo para alimentar la tarjeta SD.
La solución es simple: usar un conversor de niveles.
Si buscas en internet, hay quien usa un divisor de tensión para transformar las señales de 5V en aproximadamente 3.3V, y digo aproximadamente, porque la propia toleracia de las resistencias ya impone un error importante (5%-10%), y porque la tensión de 5V que circula por el circuito es un valor ideal, nunca será 5V exactamente, depende de los componentes conectados.
Esto puede suponer que en un montaje donde sólo esté conectado el lector SD todo vaya bien, pero al conectar más componentes, deje de funcionar o lo haga aleatoriamente.
Por este motivo debe usarse un conversor de niveles: transforma una señal de un voltaje a otro.
En este caso, convierte una señal de 5V a 3.3V con total seguridad.
Concretamente, se trata de adaptar las siguientes señales:

  • SCK, MOSI, CS deben ir conectados del arduino al conversor de niveles, y del conversor al lector de tarjetas. Recuerda que la tensión de salida de estas señales debe ser 3.3V
  • La señal MISO puede ir conectada directamente al Arduino (esta señal va sólo del lector al Arduino).

Espero que te resulte útil e interesante esta entrada.
A mi me llevó varias horas y un dolor de cabeza de los buenos darme cuenta de estos detalles, tras bucear buscando información.
Si prefieres un montaje más simple y robusto, puedes comprar un lector de tarjetas sd con conversor de niveles integrado en la propia placa, como los que se venden en Bricogeek o Adafruit.
¡Hasta la próxima!

domingo, 16 de febrero de 2014

Soporte de ATTiny85 en VirtualWire

Hola querido lector,

después de una larga etapa hibernando por diversos motivos, vuelvo a la carga con nuevas ideas y proyectos, conservando la misma filosofía: operar a un coste reducido, tanto en el plano económico como en el consumo eléctrico.
Concretamente, esta entrada la dedico para hacer referencia a una cuestión que me ha llamado poderosamente la atención: la librería Virtualwire, una pequeña maravilla capaz de comunicar dos microcontroladores basados en Arduino, usando emisores/receptores RF económicos, ha añadido en la versión 1.20 soporte para el modelo ATtiny 85.
¿Por qué es tal relevante? Porque esta librería estaba diseñada para usar microcontroladores ATMega328, los que monta las placa duemillanova y Uno, dotados de bastante capacidad para el uso al que están orientados, aunque, eso sí, a un precio elevado (el microchip puede costar en torno a 5€ la unidad).
Aquí es donde el modelo ATtiny85 tiene mucho que decir, porque si bien tiene la mitad de memoria que su hermano mayor (1 KB frente a los 2 KB del ATmega328), y la cuarta parte de flash (8 KB frente a los 32 KB del ATmega328), alberga la suficiente capacidad para realizar muchas tareas, como hacer parpadear un led, leer datos de un sensor y mostrarlos en un display LCD (habría que usar un registro de desplazamiento o similar), etc... a un precio que no llega a 2€ la unidad.
Uno de mis proyectos consistía en realizar una pequeña estación metereológica, proyecto que ha estado funcionando durante más de un año sin problemas, más allá de la alimentación (hay que cargar las pilas cada 3 meses aproximadamente), pero facilitaría mucho y reduciría el coste del montaje usando este pequeño microcontrolador.
En los próximos días haré una prueba para comprobar si realmente funciona la librería como debe, y estimar el consumo eléctrico en funcionamiento recogiendo datos de un sensor de temperatura y humedad, así como en reposo y en hibernación.
¡Hasta la próxima!

miércoles, 17 de abril de 2013

Prototipo de cargador solar simple DIY


Hola querido lector,
en entrega anterior hablé acerca de las pilas recargables del tipo NiMh (las más comunes) y los diferentes tipos de cargadores que hay en el mercado, pero hoy vengo a hablarte sobre el primer prototipo funcional de un cargador solar, asi como los problemas, errores y soluciones durante el desarrollo del mismo.

Antes de entrar con los detalles, permíteme hablarte someramente sobre las placas solares, o mejor dicho, paneles fotovoltaicos. [1]

Pero antes aún, permíteme aclarar un detalle: lo que voy a contar se basa en mi experiencia personal, y si decides poner en práctica algún tipo de circuito, ten presente que lo haces bajo tu propio riesgo, no me hago responsable de posibles problemas o consecuencias.

Paneles fotovoltaicos.

También conocidos popularmente como placas solares, están compuestos por una capa de material semiconductor, habitualmente silicio, la cual, al recibir la radiación solar, genera electricidad.
Antes de continuar, ruego me disculpen los expertos en la materia por simplificar tanto, pero no es el objetivo de este post ahondar en los fundamentos físicos de este tipo de paneles, so pena de provocar sopor y abatimiento a los lectores.
Estos paneles empezaron a usarse con profusión a finales de los años 50, en plena carrera espacial, lo cual propició el interés por su uso, y el posterior avance, aunque aún dista mucho de ser una tecnología eficiente.
A día de hoy, la eficiencia de un panel solar se sitúa en torno al 12%, aunque hay paneles mucho más eficientes en desarrollo.
¿Por qué usar estos paneles si son tan poco eficientes? Porque son fáciles de fabricar, asequibles a pequeña escala, y muy fáciles de usar, aunque también depende directamente del índice de radiación solar de la zona donde vayan a usarse.
Dado que el objetivo de este artículo es realizar un cargador de pilas, el coste será pequeño en relación al beneficio obtenido, y la posibilidad de reutilizarse en otros proyectos.

Problemas de los paneles fotovoltaicos.

Una vez más, insisto en que hablo desde mi experiencia: no pretendo instaurar una verdad absoluta acerca de lo aquí hablado, pero sí espero que pueda ayudar a otras personas que se vean en una tesitura similar.
El primer problema, como dije, es la eficiencia: en torno al 12%, muy poco, pero es bien conocido que las energías renovables no son un negocio atractivo, y llevará tiempo mejorar esa eficiencia, aunque el ingenio es determinante [2]
Otro problema interesante viene derivado de la propia naturaleza de los paneles: para funcionar a pleno rendimiento necesitan recibir la mayor cantidad de radiación solar posible. Esto puede ser un problema potencial, y de hecho, es el primero a resolver antes de plantearse poner las placas.
En mi caso, tengo una terraza donde los rayos solares inciden durante casi todo el día, pero habrán casos donde sólo se pueda poner las placas en una ventana durante unas horas, por citar un ejemplo.
Insisto, es importante tener claro este punto, porque los resultados van a variar y mucho.
También es importante que la placa esté orientada hacia el sol para generar la máxima electricidad.
En las pruebas que he hecho, la diferencia entre poner el panel tumbado sobre el suelo (obviamente boca arriba), y reclinado a 45º, supone perder en torno a 20-30 mA
No parece mucho, pero si hablamos de una placa que da 250 mA, es cerca del 10-15%, una cifra nada desdeñable.
También hay otro factor a tener en cuenta: el entorno.
Por suerte, vivo en una zona donde apenas está nublado durante el año, pero de noche se puede meter bastante humedad, y no quita que de cuando en cuando pueda llover con bastante intensidad.
Este factor es muy importante: no es lo mismo un clima húmedo que uno seco, con mayor o menor contaminación (se depositará polvo, tierra, etc... sobre la placa y restará eficiencia), y puede marcar la diferencia entre dejar las placas instaladas en exteriores siempre, o tener que recogerlas cuando anochezca.
Los fabricantes, evidentemente, han previsto estas inclemencias, y venden diferentes soluciones: placas selladas para resistir la lluvia, etc... incluso cabe la posibilidad de fabricarse un soporte para satisfacer estos requisitos.
En mi caso, estuve dándole vueltas a esta cuestión, y finalmente adquirí un panel en eBay a un precio bastante ajustado:


En torno a 10€ puesto en casa, nada mal para un panel simple, muy simple: no trae cables, ni soporte ni nada, de hecho, hay que soldarle un par de cables para poder usarlo.


Como digo, hay mejores soluciones y en Bricogeek, Adafruit, Sparkfun, etc... puedes encontrar productos muy interesantes.
Con una tensión de 6V y una intensidad de 250 mA es un buen punto de partida para un primer prototipo.

Errores comunes y no tan comunes usando paneles fotovoltaicos con circuitos electrónicos.

Aquí voy a entrar un poco en materia, y en los cabezazos que me ha dado al usar estos paneles.

  • El primer error, y el más típico, es medir la tensión e intensidad del panel sin pararse a mirar las condiciones de iluminación: para que el panel rinda a plena potencia, como dije, debe recibir la radiación directa del sol.
  • Si mides la tensión a la sombra, o en un día nublado, te vas a llevar una sorpresa, y si mides la intensidad, el susto es mayúsculo, mayúsculo porque apenas circulan unos miliamperios, aunque debería circular mucho más.
  • Otro error muy común es asumir que la placa va a funcionar a pleno rendimiento cuando se enchufa a un circuito: no es lo mismo medir la tensión de una placa sin carga que conectada a una carga, cae ligeramente.
  • También es fácil pensar que por tener un circuito conectado a una placa solar, este va a funcionar de maravilla mientras el día esté soleado: no siempre es así. Como pase una nube, la tensión y la intensidad van a caer, y según lo tolerante que sea el circuito, puede ser que no ocurra nada, o que se vuelva inestable y falle. Para el cargador de pilas no supone un inconveniente porque las pilas recibirán carga de una manera más o menos constante, pero sí supone un problema importante de cara a futuras mejoras, como usar Delta Peak para controlar la carga de las pilas (¿recuerdas que requería una intensidad constante?).
  • Del punto anterior se deriva otro hecho: las medidas de tensión e intensidad (amperaje) de las placas suele venir en circuito abierto, es decir, se mide sin enchufar ningún circuito, sino directamente en las mejores condiciones de radiación solar. Cuando se conecta un circuito, hay una ligera caída, como es lógico.
  • No basta con usar un panel cualquiera para un circuito cualquiera, primero hay que tener muy claras las necesidades del circuito antes de elegir la placa (la intensidad suministrada por la placa debería ser superior a la demandada por el circuito pero la tensión sí debe estar bien delimitada o usar un regulador de tensión).
  • Si la placa va a alimentar algún tipo de batería, hay que usar un diodo de protección, porque si no, al caer la tensión de la placa por debajo de la proporcionada por la batería, la corriente circulará de la batería hacia la placa, descargando la batería por completo.
  • Por las buenas experiencias previas, usé un tupperware (aprox. 1-2€) para almacenar las pilas con la circuitería, con intención de que la placa quedase dentro del tupperware, y así aislarla del entorno. El error es que la tapa del tupperware no es totalmente translúcida, y resta en torno a 30-40 mA, una cantidad considerable.


Cabezazos y soluciones diseñando un cargador solar de pilas.

Salvo raras y honrosas excepciones, los autores suelen excluir los errores cometidos, y los cabezazos que se dan porque algo falla y no ven por qué.
En mi caso, el primer error y más importante fue montar el siguiente circuito sin analizar un poco más el escenario al que me enfrentaba:

Un portapilas de 4 pilas AA, un diodo de protección 1N4007 y una placa solar de 6V@250mA, un esquema muy típico que puedes encontrar en varias webs por internet, incluso con algunas donde te venden los componentes.
¿Por qué fue un error? Por varios motivos, pero empezaré por el primero:

  • La eficiencia de las pilas NiMh es del 66% aproximadamente.

¿Recuerdas que lo comenté en el post anterior? Esto es importante, porque los 250 mA de la placa solar se reducen bastante (sólo se aprovecha un 66%), una potencia muy reducida para cargar 4 pilas.
Ahora está más que claro, pero en aquel momento desconocía ese dato, fue un dolor de cabeza importante.
Pensando que 4 pilas eran demasiadas para tan poca potencia, cambié el portapilas de 4 pilas por uno de 2 pilas, usando un regulador de tensión de 3V (este dato es clave y veremos un poco más adelante por qué) pensando que iba a sobrecargar las pilas y provocar algún problema.
Nuevamente, no funcionó: más dolores de cabeza y frustración.
Mirando, y mirando, caí en la cuenta de algo:

  • El diodo 1N4007 provoca una caída de tensión aproximada de 0.8V cuando circulan 250 mA según el datasheet [3]


El diodo estaba puesto entre la salida del regulador de tensión y el portapilas.



Resultado: 3V - 0.8V = 2.2V, una tensión inferior a la demandada por las pilas, y aún queda añadir la caída de tensión del propio regulador de tensión.

Indagando desde la falta de experiencia con estos componentes, encontré un tipo de diodo con una caída de tensión pequeña: el 1N5817

La caída de tensión es 0.2-0.3V a 250 mA

Tras conseguir un par de diodos, procedí a cambiarlo pero seguía sin funcionar: circulaba corriente pero las pilas no cargaban.

Y aquí es donde entra en escena el problemas más importante:

  • Las pilas AA NiMh necesitan una tensión de carga en torno a 3V más que la tensión de la pila.

Si usamos una pila AA (recordemos que la tensión nominal es 1.2V), haría falta una tensión de 4.2V.

Para un port pilas de 2 pilas, haría falta 1.2V*2+3V = 2.4V+3V = 5.4V, una cifra superior a la suministrada por el regulador de tensión.
En el caso de usar un port pilas de 4 pilas, haría falta 1.2V*4+3V = 4.8V+3V = 7.8 V, un valor muy por encima de la capacidad de la placa solar usada.

Tras muchos quebraderos de cabeza, y cuando digo muchos, eran muchos, resultó que el problema era de lo más simple.

Solución: poner un porta pilas de 2 pilas AA conectado a la placa de 6V usando el diodo de protección 1N5817 pero SIN regulador de tensión.
¿Qué ocurrió? Las pilas empezaron a cargarse, y en unas horas (aproximadamente 3-4 a plena luz del sol) pasaron de 1.27V a 1.41V: ¡funcionó!
¿Recuerdas que la energía sobrante se disipa en forma de calor? Esto es importante tenerlo en cuenta, porque las pilas estaban tibias al tacto, y digo tibias, no calientes.

Mejoras al cargador de pilas.

El cargador empezaba a funcionar como esperaba, pero en aras de mejorar la eficiencia, compré una segunda placa solar para conectarla en paralelo con la que tenía previamente, de modo que las pilas recibieran 500 mA: a mayor corriente, más rápido carga, o más pilas pueden ponerse.
Aquí hay que andarse con mucho, pero mucho cuidado: más intensidad implica más riesgos.
Dado que las pilas usadas para las pruebas tenían una capacidad en torno a los 2450 mAh, la carga era de 0.2C, un valor pequeño y seguro para una carga lenta, pero si alguien está pensando en hacer la burrada de darle varios amperios, mejor no lo intente, porque las consecuencias serán desastrosas y sumamente peligrosas.
Como iba diciendo, tras poner un segundo panel, las pruebas han dado unos tiempos de carga en torno a 4-6 horas para cargar 4 pilas AA, una cifra más que razonable.
En base a estos datos, el cargador es un poco más avanzado que un cargador lento, lo suficiente para no suponer un riesgo, aunque las pilas están ligeramente tibias (he usado cargadores convencionales que dejaban las pilas, literalmente, ardiendo).
Aprovecho para recalcar algo: las pilas se calientan cuando están totalmente cargadas, lo he repetido varias veces, pero también se van calentando durante la carga, y hay que tener mucho cuidado. Con un cargador lento, los fabricantes dicen que no hay problema por dar un exceso de carga durante mucho tiempo, pero mejor curarse en salud, ¿no crees? Este prototipo de cargador lento no tiene mecanismos de seguridad: si las pilas se calientan, se calientan, aunque sea poco. Hay que cronometrar el tiempo de la carga para retirar las pilas cuando estén cargadas, y además, es importante tener presente la temperatura ambiente.
La temperatura ambiente máxima para cargar pilas ronda los 40ºC, y si la idea es dejar el cargador y los paneles a plena luz del día, esa temperatura se puede alcanzar con muchísima facilidad. Lo ideal es poner el cargador y pilas a la sombra, y si durante el día hace mucho calor, plantearse alguna alternativa, como ventilación adicional, aislantes térmicos, etc...
Dicho esto, decir que de momento, el prototipo funciona como se espera, pero es poco eficiente, especialmente por los porta pilas: las pilas no tendrán nunca la misma tensión, ni se cargarán al mismo ritmo, luego habrá una que se cargue antes que la otra.
Esto supone un problema: desde que una pila esté cargada, el resto dejará de recibir carga.
Una posible solución sería cargar las pilas individualmente, a costa de reducir la intensidad que reciben, o agruparlas de dos en dos pero también complica el diseño, porque la corriente debe repartirse correctamente aunque no hayan pilas conectadas (si se pone sólo una pila a cargar, recibiría los 6V y 500 mA ella sola y podría provocar una sobrecarga).
Hacer el cambio implica introducir algún mecanismo para controlar la carga de las pilas, y cortar el circuito cuando se alcance la carga plena, o limitar la intensidad recibida por cada pila.
Estos cambios son ideas que aún estoy planteándome, y tendré que analizar y probar.
La introducción de los mismos llevarán al diseño de un cargador inteligente capaz de realizar una carga completa de pilas NiMh AA (realmente podría cargarse cualquier tipo de pila NiMh contando con los paneles y porta pilas adecuados) sin riesgo de provocar una sobrecarga.
Por ahora, el siguiente paso a introducir es un microcontrolador para monitorizar los parámetros del cargador (tensión de las placas, corriente circulante, temperatura interior del tupperware y temperatura de las pilas).

¡Hasta la próxima!


[3] http://www.diodes.com/datasheets/ds28002.pdf

martes, 27 de noviembre de 2012

Cargador solar de pilas DIY: acerca de las pilas NiMh y los cargadores

Hola querido lector,
hasta la fecha he ido presentado en el blog algunos cachibaches electrónicos, algunas ideas, y también el resultado de algunas sesiones fotográficas, pero todos tienen algo en común: para funcionar hace falta una fuente de energía, y normalmente suelen ser pilas.
Pilas normales y corrientes, por norma general, del tipo AA (las de toda la vida), aunque por economizar prefiero usar recargables, si bien en algunos casos sale más rentable comprar un pack de pilas alcalinas, como pudiste ver en este post http://blog.dosbotones.com/2011/09/pilas-y-flashes-flashes-y-pilas.html
De una u otra manera, sea con un aparato diseñado por uno mismo, sea usando flashes de fotografía, las pilas recargables son unas estupendas compañeras de trabajo, pero según el uso, tienden a consumirse más tarde o más temprano, y la dependencia con un cargador de pilas es inevitable.
Como la vida está cada vez más cara, y en el sureste de Gran Canaria, donde vivo, suele haber un cielo muy soleado durante casi todo el año, me he decidido a poner en práctica una idea que llevaba mucho tiempo rondándome: hacer un cargador de pilas solar desde cero.
Sin duda hay modelos comerciales que garantizan el funcionamiento, aunque suelen ser muy lentos, y obviamente, vienen tal cual, no puedes hacer ninguna modificación para mejorar la eficiencia.
Lo que voy a contar parte de mi experiencia, los conocimientos adquiridos durante el desarrollo del cargador solar, los errores cometidos, y los problemas a los que me he ido enfrentando.
Por ahora te adelanto que mi pretensión es partir de un aparato sencillo, para ir mejorándolo poco a poco.
Al igual que otros artilugios, parto con la idea clara de profundizar en un área determinada, y pasarlo bien, tomar este diseño como un reto y no como un objetivo ambicioso.
Pero lo primero es lo primero, y antes de empezar a hacer nada, hay que conocer cómo funcionan las pilas y las placas solares.

Pilas NiMh (recargables)


En el mercado hay varios tipos de baterías y pilas: li-po, NiMh, NiCd, alcalinas, zinc-carbono, etc... cada cual con sus ventajas e inconvenientes, como es lógico.
Para este caso me voy a centrar en las pilas recargables de tipo NiMh[1]: las pilas recargables que podemos comprar en cualquier supermercado, gran superficie, jugueterías …
¿Por qué este tipo de pilas? Porque son fáciles de adquirir, el precio está relativamente ajustado (depende del fabricante, capacidad, retención de carga, etc), es muy fácil adquirir un cargador (se puede conseguir en cualquier establecimiento de los mencionados e incluso se venden packs de cargador y pila), no requieren cuidados especiales para almacenarlas, ni hay problemas si se descargan del todo, más allá de quedar inservibles.
Claro, también hay desventajas: tienen un voltaje menor que sus equivalentes tradicionales (1.2V frente a los 1.5V de las tradicionales),  se descargan aunque no se estén usando, y son más caras que las pilas tradicionales.
Una pila recargable suele tener una capacidad entre 1500 y 2900 mAh, y una pila tradicional ronda los 1100 mAh [2], si bien, este punto es rebatible, porque las pilas alcalinas tienen una capacidad que ronda los 2700-2900 mAh, da una tensión de 1.5V y funcionan de maravilla, ¿verdad?
Hasta cierto punto, sí: cierto es que una pila alcalina da “más vida” a los aparatos, y que el conejo rosa podría montar el Universo de Minecraft y desmontarlo antes de quedarse sin pilas, pero una vez se agotan las pilas, quedan inservibles, y no sólo hay que realizar un desembolso importante (las pilas alcalinas son bastante caras), sino también se generan una cantidad nada despreciable de residuos altamente contaminantes.
¿No sería mejor usar pilas recargables y alargar el tiempo de vida de las mismas?
Recuerda que el precio no es excusa: hay varios modelos de diferentes fabricantes y los precios oscilan bastante, y piensa también en el ahorro a largo plazo, si usas pilas habitualmente (los aficionados/expertos en fotografía conocen perfectamente esa problemática).
Hecha esta pequeña presentación, voy a comentar otro punto clave para elegir las pilas de tipo NiMh: como dije antes, es muy fácil encontrar un cargador con suficiente abanico de precios y modelos, pero lo mejor es que no hace falta ningún tipo de electrónica especializada para cargar estas pilas.
Para cargar una pila NiMh basta con darle carga de manera constante y esperar a que alcance su capacidad máxima, tan simple como eso.
Más adelante verás que no es tan “simple”, y de ahí que existan cargadores profesionales con mil y un ajustes, o cargadores avanzados con determinadas características importantes.

Cargadores de pilas NiMh


Tal como decía, cargar una pila NiMh no tiene mucha ciencia: con aplicarle carga y esperar a que alcance la capacidad total es suficiente, ¿verdad?
En efecto, esa es la visión simple y global del proceso, pero hay más detalles, y aquí es cuando empiezo a entrar en el terreno que he recorrido a pie.
Quiero dejar claro, antes de nada, que la información aquí expuesta es resultado de investigaciones, pruebas, muchos errores, cabezazos y persistencia, y la ofrezco libremente, sin compromiso ni responsabilidad. Si quieres hacer uso de lo aquí comentado, es bajo tu propia responsabilidad. Recuerda que la electricidad y la electrónica pueden ser muy divertidos y amenos, pero también entrañan algunos riesgos si no se tiene cuidado.
Hecho este pequeño paréntesis, quiero comenzar hablando acerca de algunos tipos de cargadores, y su razón de ser.

Lentos y rápidos


El primer tipo es el cargador más simple: pones pilas, lo enchufas a una toma de corriente, y esperas unas horas (el fabricante suele aportar ese dato) hasta que las pilas estén cargadas.
Este modelo es el más económico, y casa con lo dicho anteriormente: basta con aplicar corriente.
Pero también dije que no era tan simple: las pilas recargables de tipo NiMh presentan varios inconvenientes en el proceso de carga, y uno de ellos es la eficiencia.
La eficiencia durante la carga es de aproximadamente el 66%, y una vez alcanzada la capacidad máxima, la energía recibida se disipa en forma de calor.
Es muy habitual usar un cargador normal y corriente, y transcurridas unas horas, al recoger las pilas, estas están calientes, o incluso llegan a quemar.
Dicho recalentamiento supone un problema importante: la pila acorta su tiempo de vida, y en casos muy pero que muy extremos, llega a romperse físicamente.
Obviamente, para que este recalentamiento ocurra, debe transcurrir mucho tiempo con las pilas en carga, y ese tiempo depende, como dije, de la estimación del fabricante, una estimación directamente proporcional a la energía suministrada por el cargador.
Y hago otro paréntesis: no todos los cargadores convencionales son iguales, algunos son del tipo conocido como “carga rápida”.
Habitualmente, un cargador normal de pilas NiMh suministra una carga de 0.1C, es decir, un 10% de la capacidad de la pila.
C es la capacidad de la pila, y se mide en miliAmperios/Hora: mAh
Un ejemplo: una pila de 2100 mAh puede suministrar 2100 mA (miliAmperios) durante una hora, hasta descargarse (realmente es menos porque el voltaje cae con la disminución de capacidad y no es lineal).
Esto se traduce en que un cargador tradicional puede requerir entre 8 y 14 horas para cargar totalmente un pack de pilas dependiendo de la capacidad de estas, y de la energía suministrada por el cargador.
Por ejemplo, si el cargador suministra 1000 mAh (miliAmperios/Hora), y realiza la carga a 0.1C, estaría suministrando una corriente constante de 100 mAh.
Este dato hay que tomarlo con cuidado, porque no todas las pilas tienen la misma capacidad, unas tienen más, otras menos, y en el caso de las pilas AAA es muy inferior a las pilas AA (normalmente rondan los 800 mAh), de ahí que los tiempos de carga oscilen según la capacidad de la pila.
La desventaja es evidente (las pilas tardan mucho en cargar), pero la ventaja es interesante (al suministrar poca carga las pilas tardan más en recalentarse).
Existe otro tipo de cargador, conocido como “cargador rápido”, que acelera este proceso a costa de suministrar mucha más carga: suministra 3 o 4 veces la capacidad de las pilas, o incluso más, acortando el tiempo de carga a 2-4 horas, pero a costa de correr el riesgo de sobrecargar las pilas muy deprisa, provocando un sobrecalentamiento importante si no tiene ningún mecanismo para evitar este problema. [3]
No te asustes, querido lector: la tecnología avanza, y no sólo los cargadores son cada vez más eficientes y seguros, también las pilas están cada vez mejor diseñadas e implementan mecanismos de seguridad para evitar, en la medida de lo posible, efectos adversos. [4]
Visto este panorama, ¿hay alguna manera fiable de cargar las pilas?
En este mundo no existe nada perfecto, al menos tecnológicamente, pero sí hay un tipo de cargador muy interesante, denominado “cargador inteligente”, que viene a dar solución a este problema.

Inteligentes


Un cargador inteligente aporta mecanismos para detectar en qué momento se ha cargado del todo la pila, entre otras posibilidades (algunos permiten indicar la carga a suministrar, establecer ciclos de carga/descarga, refrescar pilas, etc...)
Obviamente, estos cargadores son más caros que los tradicionales, pero permiten una mayor seguridad, y no hace falta adquirir el modelo más completo y complejo, basta con uno que controle la carga de las pilas, permita refrescarlas y poco más (también depende de las necesidades de cada cual).
Ahora bien, ¿cómo se detecta que una pila está cargada?
La primera pista es la temperatura: ya dije que una vez alcanzada toda la carga, la pila empieza a recalentarse.
Ese dato es interesante, y de hecho, a nivel de electrónica es muy fácil montarse un circuito usando un termistor: una vez alcanzada una determinada temperatura, se corta la alimentación de la pila.
Otro método más refinado pero muchísimo más preciso es el denominado Delta Peak.
¿Qué significa? Cuando una pila va adquiriendo carga, la tensión de la misma se va incrementando, hasta llegar un punto donde hay una inversión de esa tensión: se reduce la tensión, pero es un valor muy muy pequeño, del orden de unos 5-10 mV. Ese cambio es el conocido como Delta Peak, pero requiere una corriente de carga constante (no confundir con Voltaje, hablo de Intensidad).
Este mecanismo es ideal porque permite cazar el momento idóneo para finalizar, pero requiere una precisión elevada en el instrumento de medición.
Por ejemplo, en el caso de Arduino, el ADC tiene una resolución de 10 bits, lo cual implica, usando una tensión de referencia de 5V, una precisión de 4.88 mV [5]
Esta resolución va muy apurada para controlar el delta peak, aunque siempre queda la opción de usar un ADC externo con mucha más resolución, a costa de incrementar el coste y consumo del circuito.
A esto hay que añadir la electrónica necesaria para cortar la corriente en cualquier momento para una pila, sensores de temperatura, reguladores de tensión para suministrar una corriente constante, etc... aquí es cuando, tras investigar un poco, uno alcanza a comprender por qué estos cargadores llegan a valer tanto, eso sin contar con las certificaciones y pruebas de calidad para garantizar el buen funcionamiento del producto.

¿Cargador solar?


¿Es un cargador lento, rápido, inteligente?
Pues … depende: en el siguiente post hablaré sobre placas solares, datos reales y el primer prototipo del cargador solar en formato tupperware, aunque adelanto que el trabajo de campo arroja una eficiencia del 60% en la corriente de carga, está a medio camino entre un cargador lento y uno rápido (depende de las placas solares), y hay algunos detalles a tener en cuenta, como la relación entre la tensión de las pilas y la de la placa solar.
Se trata de un prototipo totalmente funcional, apto para cargar 4 pilas AA sin llegar a recalentarlas (suelen estar tibias al tacto aunque puede depender de la temperatura ambiente), y lo mejor de todo, sin usar la red eléctrica.
Parece una nimiedad, pero ver un aparato funcionando con energía solar, y digo solar porque es la energía renovable más fácil de usar, llega a ser mágico: sin enchufes, sin pilas, sin nada, simplemente con unas placas expuestas a los rayos solares.

Y hasta aquí de momento para no alargar demasiado este post.
Hay una cantidad ingente de documentación disponible, y recomiendo mirar los datasheets de los fabricantes de pilas, porque aportan información muy interesante.

¡Hasta la próxima!

Enlaces
[1] http://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_de_n%C3%ADquel_e_hidruro_met%C3%A1lico
[2] http://es.wikipedia.org/wiki/Pila_AA
[3] http://www.aeromodelnet.com.ar/rendimiento.html
[4] http://en.wikipedia.org/wiki/Nickel%E2%80%93metal_hydride_battery
[5] http://arduino.cc/forum/index.php/topic,11924.0.html


domingo, 11 de noviembre de 2012

Bruja voladora

Hola querido lector,

hoy me voy a permitir una entrada corta pero con un resultado muy curioso sin usar medios especiales, más allá de echar un poco de imaginación.
Con motivo del día de todos los Santos, y aprovechando la coyuntura, organicé junto a un grupo de compañeros fotógrafos y modelos (desde aquí reiterar mi agradecimiento por la asistencia) un evento para hacer fotos con temática Halloween, y pasar una tarde amena, divertida y con unas cuantas fotos resultonas.
Sin entrar en polémicas ni la bobería incipiente cultura heredada de países anglosajones, me gustaría comentar una de las fotos que hice cuyo resultado más me gustó.


Tal como puedes observar, la modelo (gracias Maryorith por asistir) parece estar volando en una escoba, lo cual, unido a la buena puesta en escena (vestuario y expresión facial), dan un resultado de lo más interesante, casi parece que realmente va volando por las calles de Vegueta.
¿Cómo se hizo? La foto no tiene trampa ni cartón, pero sí mucha imaginación: bastó con encuadrar a la modelo y disparar mientras ella saltaba, hasta dar con la instantánea adecuada.
En este caso fue una combinación de suerte y técnica sacar la foto prácticamente a la primera, pero el resultado bien lo mereció.
La imagen no tiene ningún retoque digital: tan sólo ajustar niveles, curvas, un ligero recorte y poco más.
Hubieron más fotos con este estilo, pero insisto, esta es la que me pareció más resultona.

¡Hasta la próxima!

sábado, 25 de agosto de 2012

Cómo se hizo la foto de la novia fantasma

Hola querido lector,

hoy voy a hablarte de cómo con pocos medios, y mucha imaginación, se puede lograr un aspecto fantasmagórico.
Tras un tiempo dándole vueltas, y habiéndolo dejado de lado, tuve la oportunidad de poner en práctica una idea que me rondaba de hacía tiempo.
Quienes me conocen saben que tengo debilidad por la estética fantasmagórica, inspirado en el trabajo de Tim Burton, y las más que conocidas celebraciones de Halloween (admito que disfruto mucho con los especiales de Halloween de los Simpsons).
La idea en sí no era compleja en su concepción: la novia fantasma, un espectro de lo que pudo ser pero no fue, y aún lejos de este mundo, no olvida a su gran amor.
Como en todas las sesiones en las que he participado, o he organizado, necesitaba de modelos, y en este caso, con ciertas aptitudes, como un modelo masculino con buen porte vestido de traje, y una modelo de piel clara, para acentuar las ojeras. Además, el atuendo del modelo masculino debía ser de época, inspirado en el siglo XIX, otra de mis debilidades fotográficas.
Por fortuna, he tenido la oportunidad de trabajar con Rumán Sosa y Tara Yazmina en otras ocasiones, y ambos se prestaban a los requisitos que buscaba.
Cuando les planteé la idea (las escenas fueron pensadas y detalladas aunque hubo lugar para improvisar), no sólo la aceptaron, sino mostraron un entusiasmo que superó mis espectactivas: aún recuerdo las fotos de Tara probando el look de novia fantasma, con unas ojeras propias de haber pasado varias noches sin dormir, y una tez pálida. Eso sin contar la tenacidad de Ruymán para buscar su atuendo.
A todo esto hay que añadir la inestimable ayuda y colaboración de Gerardo Fleitas, tanto entre bastidores sujetando estoicamente los flashes, como aportando algunos detalles (le estoy francamente agradecido por compartir su conocimiento sobre películas fantasmagóricas y de terror).
Por supuesto, no faltaron los medios materiales, de los que ya disponía, afortunadamente: cámara, flashes, trípode, etc...
Y digo trípode, porque fue un elemento indispensable para la puesta en práctica de esta sesión con la técnica de la doble exposición, nada nuevo, pero me explico.
Con la llegada de la era digital y las herramientas de retoque fotográfico, es sumamente sencillo realizar fotomontajes, e incluso sin recurrir a estas técnicas, se puede hacer una fotografía de doble exposición: sacamos una foto y superponemos otra, usando trípode para que el encuadre no varíe de una imagen a otra.
Esto se hacía también en la época del carrete, y no me avergüenza decir que no llegué a disfrutarla como lo hago ahora, pero si no me equivoco, y me corregirán los fotógrafos veteranos, se podía hacer sacando dos veces la misma imagen sobre el mismo negativo, o con una larga exposición, tapando el objetivo entre una secuencia y otra.
Como quiera que sea, y tal como dije antes, a día de hoy las herramientas digitales han facilitado muchísimo este trabajo.
En concreto, la técnica que apliqué consistió en sacar dos imágenes: una con los dos novios, y una segunda sin la novia (mi eterno agradecimiento a Tara por soportar el martirio de moverse por el suelo con un traje tan largo y ceñido).
Aquí está la primera imagen:



Exif: f/125, f/5.6, ISO 200.

Iluminación: ventana a 45º a la derecha de Ruymán, para aportar dramatismo con sombras suaves, y un flash desnudo a la izquierda de Tara, para iluminarla completamente sin sombras, realzando el aspecto fantasmal.

Y aquí una segunda imagen sin la novia:


Exif: f/125, f/5.6, ISO 200.
La iluminación es exactamente la misma que en la fotografía anterior, y recalco este aspecto, porque es crucial para realizar luego el fotomontaje: la más mínima variación en iluminación o pose daría al traste con la fusión a posteriori, o supondría un intenso trabajo de post-procesado.
Otra cuestión crucial fue la pose de Ruymán: no se movió un ápice.
¿Por qué crucial? En la imagen anterior, Tara tenía las manos apoyadas sobre Ruymán, y su cuerpo apoyado sobre Ruymán, de modo que un pequeño desplazamiento de Ruymán hubiera estropeado la superposición de Tara (huecos innecesarios, manos que no tienen el punto de apoyo correcto, etc).
Aquí hago hincapié en una cuestión fundamental cuando trabajo con más gente: si bien hay un director de orquesta (normalmente el fotógrafo o el fotógrafo principal si hay varios), el trabajo se hace en equipo, y la opinión y colaboración de todos es importante.
En ocasiones me llegan comentarios de fotógrafos que dirigen absolutamente todos los aspectos de una manera rígida, y modelos que pretenden todas las atenciones, sin pararse a pensar en el resto.
Insisto: es un trabajo en equipo, todos son valiosos, y muchas veces no se cae en la cuenta de que un equipo de trabajo bien motivado, es un equipo de trabajo muy productivo.
Ojo a un dato: es un trabajo en equipo, pero siempre debe haber alguien que coordine, porque entonces pasamos de un sistema participativo al más absoluto caos.
Tras este breve paréntesis, continúo con la explicación
Una vez hechas las fotos, y revelado el raw (hay que aplicar los mismos parámetros a las dos fotos para evitar problemas), las cargo en photoshop (se puede hacer igualmente con gimp) usando dos capas:

Una capa inferior con la imagen donde sale sólo Ruymán:


 y una capa superior con la imagen de Ruymán y Tara:



Aquí es donde viene la magia: aplico una máscara de capa, pintando todo de negro, y luego con el pincel blanco voy pintando a la novia, y esta es la clave (¿recuerdas lo que dije del trípode y la iluminación), porque el escenario, luz, poses, etc eran idénticos en ambas imágenes: al superponer la imagen de la novia, encaja perfectamente en la escena, sin tener que hacer ningún cambio.
Para el aspecto fantasmagórico, usé una opacidad del 39%, aunque este valor es cuestión de prueba y error, hasta dar con el resultado final:



Una vez hecha la superposición, sólo quedó fusionar capas, dar el efecto de época (sepia, marcar sombras, grano, etc... aquí entra el estilo personal de cada cual), para obtener el resultado final:




Para los más curiosos, decir que el revelado y procesado de las fotos llevó 5 minutos aproximadamente.
Normalmente, y digo normalmente porque a veces las condiciones de trabajo no lo permiten, procuro hacer todo el trabajo desde la cámara: ajustar luces, encuadre, repetir la foto si es preciso, etc... hasta dar con el resultado que busco.
Obviamente, hay fotos y fotos: no es lo mismo un primer plano, donde tienes que cuidar los detalles de la piel, que un montaje como este caso, pero si se trabaja bien el negativo, se gana muchísimo tiempo en el procesado.

Respecto a otras imágenes de la serie, sin entrar en detalles porque ya están expuestos (doble exposición, etc), hay algunas donde sale la novia con un aspecto muy fantasmagórico y ligeramente tétrico:



En este caso, la técnica fue ligeramente diferente: usé una velocidad de obturación de unos pocos segundos, de tal modo que Tara dejara una estela, como un borrón, acentuando el aspecto fantasmal.
El resto del procesado (superposición, etc) es el mismo comentado anteriormente.

Lo mismo con la última imagen de la serie:


Igual que el caso anterior, una exposición de pocos segundos permitió un trazo fantasmagórico, y el uso de un flash desnudo sobre Ruymán destacarlo en la escena.

Y no quiero despedirme sin comentar algo que es también muy importante en las sesiones de fotos, y quienes han trabajado conmigo lo saben bien: pasarlo de miedo (nunca mejor dicho) y divertirnos, que no todo es trabajo ;)
Hablando de diversión, no puedo dejar pasar una anécdota la mar de divertida: estas imágenes se tomaron en Vegueta, justo detrás de la Catedral de Santa Ana (la última imagen de la serie se tomó frente a la misma), un lugar recurrente para las fotos de novios en las bodas. Y digo recurrente, porque hicimos la sesión un sábado por la tarde y todas las personas que pasaron felicitaron a los novios, incluso hubo alguien que felicitó a la novia y le dijo que debía ser muy feliz en este día.
Jamás olvidaré la respuesta de Ruymán "pero como va a ser feliz la novia con esa cara".
Sí: nadie se fijaba en las ojeras, sino en el vestido de novia, y el resto del elenco fotográfico, pero aún así, nos desternillamos de la risa, entre felicitaciones y ocurrencias varias (personalmente estuve toda la noche riéndome yo solo).


Servidor es el personaje que está mirando boca arriba :P

Espero que hayas disfrutado con este post, y te resulte útil.
Si te inspira algún trabajo, no dudes en comentarlo, porque es una de las mejores recompensas fotográficamente hablando.

Puedes ver la serie completa en: http://www.flickr.com/photos/cristobolanos_portrait/sets/72157631001953434/

¡Hasta la próxima!

miércoles, 21 de marzo de 2012

Caja para arduino por poco más de 1 euro o menos

Hola querido lector,

hoy vengo con una mini entrada, pero resultará muy útil, espero.
En próximos posts comentaré la actualización al proyecto de mini estación metereológica, totalmente operativa en exteriores, y capaz de medir temperatura y humedad.
Para no alargar la espera durante varias semanas, decidí hacer un PCB casero (esto requeriría otro post), y buscarle una caja hermética, para evitar problemas de humedad, etc.
Buscando buscando, me fijé en una tienda en los tupperwares de toda la vida, sí, como suena.
Aquí tienes una imagen del montaje:



Disculpa la calidad, pero no he tenido tiempo de hacer una foto mejor, lo prometo.
¿Funciona? Sí, es un tupperware que me costó 1.40€, una vez cerrado queda hermético, y tras hacer un par de agujeros, queda fuera la antena y el cable que lleva el sensor (DHT11).

Por supuesto, hay cajas y cajas, y si te manejas con electrónica y/o electricidad, sabrás de lo que hablo, pero si necesitas algo económico, y la estética es secundaria, por muy poco dinero, o nada (puedes reciclar algún tupperware que ya no uses), puedes guardar tu arduino o tu pcb.

Espero que este consejo te haya sido útil.

¡Hasta la próxima!