Proyecto Electrónico Insoladora: Daniel Cuevas Pérez y David Clavero Domínguez.

1.1. Memoria Descriptiva

1.1.1. Objeto

El propósito de nuestro proyecto es la de desarrollar una insoladora, de tal manera, que se pueda quedar en el colegio Salesiano, San Bartolomé y pueda complementar la ya existente en el laboratorio de prototipos, pudiendo servir de herramienta a los alumnos para hacer los procesos de construcción de placas de circuito impresos. Podemos explicar de una manera resumida que una insoladora es un equipo eléctrico/electrónico capaz de transmitir la información alojada en un fotolito hacia una placa de baquelita sensibilizada, a partir de la exposición de luz ultravioleta.

1.1.2. Antecedentes

Hemos querido dotar a nuestra insoladora con diversos detalles para que se diferencie y se destaque de las demás, como:

1. La instalación de un temporizador electrónico para controlar el tiempo que estará en funcionamiento el proceso de insolación.

2. La visualización del proceso de insolación se reproducirá mediante una pantalla de cristal líquido (LCD), esta pantalla tiene la opción, mediante dos potenciómetros, de modificar tanto la luminosidad como el contraste.

3. La instalación de una serie de botones para la configuración del tiempo y encendido. Tres botones serían para la configuración del tiempo, aumentando en 100, 10 y 1 segundo respectivamente y uno de “start” para inicializar el proceso de insolación.

4. Tendría un sistema de seguridad para evitar que empiece el proceso de insolación cuando la tapadera está subida. Este sistema estará controlado por medio de un pulsador que conmutará cuando se baje la tapadera, dejando pasar corriente hacia el botón “start” y así poder iniciar el proceso de insolación.

5. Consta también de un zumbador para avisar cuando el proceso ha finalizado. 6. Todo estos puntos estarán controlados mediante un microcontrolador, el Atmega328, que es el

que utiliza nuestro arduino UNO. El atmega almacenará todas las instrucciones para procesar todas las señales de entrada/salida.

7. Para controlar el circuito eléctrico a partir del electrónico hemos utilizado un relé. Observamos que con la utilización de este dispositivo, el microcontrolador se comportaba de manera extraña, provocando reseteos y bloqueos. Una vez analizado el circuito de nuevo nos dimos cuenta que la causa de esos raros comportamientos del microcontrolador era por la bobina del relé, que una vez que se dejaba de suministrarle corriente creaba una tensión inversa a la que se le proporcionaba, afectando al pin del atmega que está configurado como pin de salida.

Proyecto Electrónico Insoladora: Daniel Cuevas Pérez y David Clavero Domínguez.

1.1.3. Justificación

Este equipo eléctrico/electrónico, insoladora, se ha desarrollado para que sirva de herramienta en el proceso de construcción de placas de circuito impreso (PCB) en el laboratorio de prototipos (LPRO) para los alumnos del colegio Salesiano, San Bartolomé. Para poder realizar el proceso de insolación sobre las placas sensibilizadas y transmitir la información del fotolito a la cara sensibilizada de la placa.

1.1.4. Datos de partida La idea de realizar este proyecto fue propuesta por los profesores de la materia, para tener en el centro proyectos realizados por alumnos que sirvan de herramienta para las distintas asignaturas del ciclo de mantenimiento electrónicos. Mi socio y yo empezamos con la idea de realizar una insoladora que fuese parecida a la que había en el laboratorio de productos pero que tuviera diferentes mejoras, ya mencionadas en el apartado 1.1.2.

Desarrollamos un circuito inicial con el programa libre Fritzing para tener una base con la que poder empezar el proyecto:

Proyecto Electrónico Insoladora: Daniel Cuevas Pérez y David Clavero Domínguez.

1.1.5. Análisis y Descripción del circuito

Este proyecto consta de tres bloques:

Circuito de control o temporizador. Fuente de alimentación. Circuito eléctrico.

1.- Circuito de Control o Temporizador.

Podemos comenzar la explicación hablando del componente más importante, el microcontrolador Atmega 328P-UP, que es el que utiliza nuestra placa de Arduino UNO. El cual va a contener todas las instrucciones que controlarán todas las señales de entrada/ salida. Este conjunto de instrucciones vendrá figurado más adelante, en el apartado 2 “Cálculos” del proyecto.

Para que el Atmega pueda funcionar fuera de su placa tenemos que agregarle una señal de reloj, esto lo conseguimos con un cristal de cuarzo de 16MH y dos condensadores cerámicos de 18pF. También tendríamos que conectar sus dos GND (pines 8 y 22) y la patilla de VCC (pin 7).

Para poder seleccionar el tiempo de insolación, el circuito consta de tres pulsadores, aumentando el tiempo en 100, 10 y 1 segundo respectivamente. Para que comience el proceso de insolación se encuentra el pulsador de “Start”, el cual está condicionado por otro pulsador llamado enable. El pulsador enable solo se activará cuando bajemos la tapadera y así dejar disponible la activación del pulsador “start”. También tendríamos un pulsador para resetear el programa.

Proyecto Electrónico Insoladora: Daniel Cuevas Pérez y David Clavero Domínguez.

Todos estos pulsadores tendrían una configuración de resistencias pull-up. Esta configuración se utiliza en sistemas digitales para que la patilla de entrada de un integrado tenga una tensión fija y no se quede en un estado de alta impedancia. Si no pusiéramos esta configuración cualquier ruido o variación en el circuito podría cambiar el estado del pin del integrado.

Por otra parte, para poder visualizar todos los procesos que se van a realizar en la insoladora, hemos utilizado una pantalla de cristal líquido (LCD), y que para su correcta visualización se le ha agregado dos potenciómetros que controlan la luminosidad del led interior de la LCD y el contraste de la pantalla. A la pantalla LCD le llegan los datos a partir de un bus de 4 bit procedente del Atmega y que van conectados a los pines de datos de la pantalla (D4, D5, D6, D7). Este flujo de información es controlada a partir de varias señales de control.

Por último, para poder controlar el circuito electrónico formado por las lámparas UV y reactancias, hemos utilizado un relé de 5 Vcc, el cual se activa a partir de una señal digital del atmega cuando accionamos start. Entre la salida digital y la entrada del relé hemos conectado un diodo en polarización directa al pin del integrado para rectificar la corriente inversa que genera la bobina cuando dejamos de suministrarle la señal digital de 5Vcc.

2.- Fuente de Alimentación

Este segundo bloque se compone de una fuente de alimentación para convertir los 230Vac de la red a 5Vcc, que es la tensión que utiliza el circuito de control o temporizador.

La fuente de alimentación está compuesta por los siguientes componentes:

Un transformador que reduce los 230Vac de la red a 9Vac. Un puente de diodos para rectificar la señal alterna. Dos condensadores electrolíticos de 1000uF y 10uF y uno de poliéster de 0.01uF o 10nF, para

filtrar la señal y así reducir los pulsos de la señal. Un regulador de tensión LM7805 con su disipador para estabilizar la tensión a 5V. Un diodo led para visualizar el estado de encendido y apagado. Un varistor para proteger el circuito de subidas de tensión. Dos conectores para la correcta sujeción de los cables de entrada de la red y los cables de

salida de 5 Vcc.

Proyecto Electrónico Insoladora: Daniel Cuevas Pérez y David Clavero Domínguez.

3.- Circuito Eléctrico

El circuito eléctrico está compuesto por lámparas ultravioleta de 9W y reactancias electrónicas de 15W. La configuración de este circuito está realizada en paralelo para evitar que deje de funcionar todo el circuito por la avería de una lámpara en particular. El cableado está configurado de tal manera que a cada reactancia le llega directamente fase y neutro de la red y cada reactancia electrónica estará conectada a una lámpara. Hemos utilizado una reactancia por lámpara para asegurarnos su correcto funcionamiento, ya que si utilizamos una reactancia de mayor potencia y le conectamos varias lámparas podemos tener problemas de parpadeos.