Fins al setembre

Com cada any, a l’acabar el curs escolar el blog  fa una pausa. Al setembre seguim amb més continguts.

Si voleu, podeu fer peticions de temes concrets a oriol.boix.dee@gmail.com

Fins al setembre

A l’acabar el curs escolar el blog  fa una pausa. Al setembre seguim amb més continguts.

Si voleu, podeu fer peticions de temes concrets a:    oriol.boix.dee @ gmail.com

Els “wearables” estan de moda

Els wearables són elements electrònics que es poden incorporar a la roba (e-tèxtils) o com a complements de vestir i cada cop hi ha més kits i accessoris per a fer-s’ho un mateix.

Probablement un dels primers va ser el LilyPad d’Arduino però després n’han anat apareixent contínuament.



Un dels kits més complets és el OS Watch ja que inclou tant imprimir la caixa com fer el circuit.



I potser el més espectacular és el MicroView que és un petit element que incorpora una pantalla OLED i un Arduino.



Però segur que en els propers mesos sentirem a parlar de molts més i probablement els veurem pel carrer.

Com funciona... la làmpada de baix consum

Les làmpades de baix consum, també anomenades fluorescents compactes o làmpades de vapor de mercuri a baixa pressió, funcionen de manera molt diferent a les bombetes.

En aquest cas l’electricitat no passa per un filament sinó que salta a través d’un gas. Hi ha un elèctrode a cada extrem del tub i l’electricitat salta de l’un a l’altre. El contingut del tub és un gas inert barrejat amb vapor de mercuri.

En el moment d’encendre, bona part del mercuri està en forma líquida i, per això, el gas és poc conductor. Cal, doncs, una descàrrega de tensió relativament alta per tal que comenci a saltar l’electricitat. Un cop iniciat el procés, el gas es va escalfant i es torna més conductor. Al mateix temps el mercuri s’evapora i també fa que el gas condueixi millor. Per això, durant el funcionament normal el circuit electrònic que acompanya la làmpada s’encarrega de vigilar que no passi massa corrent elèctric.

A primer cop d’ull, tothom diria que el tub hauria de ser transparent ja que la pintura blanca que el recobreix sembla que hagi d’absorbir una part important de la llum. Però no és així. Si el tub no estigués pintat, la llum que faria seria ultraviolada de tipus UVC (no UVA que és la que més coneixem). La llum UVC és perillosa per a l’organisme ja que pot provocar càncer de pell i cremades a la retina. Els tubs sense pintar es fan servir per desinfectar aigua.

La pintura que recobreix el tub per la part interior és d’una substància fluorescent. Aquesta substància converteix la llum UVC en llum visible i permet que el fluorescent serveixi per a il·luminació. La llum produïda té major part de llum blava i verda; per això les fotografies fetes amb segons quines càmeres es veuen blavoses o verdoses. En moltes càmeres digitals, hi ha un sistema automàtic de compensació del color de la llum (AWB) que permet que les fotos surtin bé amb qualsevol tipus de llum.

Vols fer-te un aparell per fer electrocardiogrames?

Des que va sortir al mercat l’Arduino (i després altres plaques) han anat apareixent tota mena d’accessoris a baix cost que permeten fer tota mena de projectes; normalment pensant en robots, petits automatismes, etc.

El que no és habitual és trobar elements per fer aplicacions sobre elements biomèdics. Fins que ha aparegut Bitalino.



La placa Bitalino incorpora un microcontrolador ATMega328 i els accessoris per electrocardiograma, electromiograma, activitat electrodèrmica; així com acceleròmetre i connexió Bluetooth. Cada una d’aquestes parts està en una zona separable del circuit, de manera que ens podem quedar només amb les que ens facin falta.

La placa completa val menys de 150 € (sense impostos) i no és gaire més gran que una targeta de crèdit. És programable en Pyton, Android i altres llenguatges.

Com funciona... el rentaplats

La primera cosa que hem de tenir clara és que el rentaplats no pot tocar els plats ni moure’ls per evitar que es trenquin. Per tant, l’única manera que té per rentar-los és llençant aigua a pressió contra ells.

Així doncs, l’element clau és la bomba que s’encarrega d’impulsar l’aigua. L’aigua surt pels forats de les pales a gran velocitat (més de 100 km/h) i arriba amb força contra els plats. Atès que alguns dels forats de les pales tenen una certa inclinació (tots inclinats igual) la força de l’aigua empeny les pales en sentit contrari i les fa girar. D’aquesta manera l’aigua pot arribar a tots els llocs.

Les pales del rentaplats estan a sota i a sobre dels calaixos (n’hi ha que sobre el calaix superior no en tenen) i, per tant, poden enviar bé l’aigua als plats (i altres elements) que estan situats amb una orientació adequada. Els elements que no estiguin correctament orientats rebran només l’aigua que rebota a les parets o als altres elements i que porta una velocitat molt més baixa. Si hi ha plats que es toquen entre sí, no els arribarà aigua a les zones en contacte i no es rentaran. Per això és molt important posar les coses ben posades al rentaplats: els plats amb la inclinació apropiada, les coses més brutes a la part inferior i els gots al calaix superior i de cara avall. No hi ha d’haver coses superposades ni que es toquin entre sí.

Durant el funcionament del rentaplats, la bomba llença aigua contra els plats i després aquesta aigua es recull i torna al dipòsit inferior, des d’on es torna a llençar. Durant el rentat, l’aigua del dipòsit és escalfada. Al començament (quan l’aigua encara no està prou calenta)  s’impulsa aigua sola. Després s’allibera el sabó que es va barrejant amb l’aigua, de manera que la bomba impulsa aigua amb sabó.

Normalment hi ha un o dos cicles de rentat i alguns cicles d’esbandit. Al darrer esbandit es posa també l'abrillantador. Després es treu l’aigua i s’escalfa l’aire interior per afavorir l’assecat.

Rubí inaugura una fotolinera

És a dir, una electrolinera que funciona a partir d’energia solar. Es tracta d’una pèrgola fotovoltaica sota la qual hi ha els punts de recàrrega de cotxes i motos. En el cas dels cotxes, hi ha dues places de recàrrega ràpida i dues de recàrrega normal.



Un aspecte també nou és el fet que, complint una normativa, la recàrrega és gratuïta.



La fotolinera està ubicada a la masia de Can Serra.

Com funciona... la làmpada halògena

Les làmpades halògenes estan pensades per ser més eficients que les bombetes normals. Per aconseguir-ho, incorporen algunes variants.

Si volem obtenir més quantitat de llum per la mateixa potència, podem treballar a temperatures més altes (al voltant dels 3000 ºC) per aconseguir una llum més blanca i amb menys generació de llum no aprofitable (infraroja i ultraviolada). Però si treballa a temperatura més alta, segur que transmetrà més calor a l’ambient. Per reduir les pèrdues d’escalfor, es fa l’ampolla més petita ja que així la superfície de contacte amb l’aire és molt menor i evacua menys calor.

Ara el problema és que el vidre posat tant proper al filament i a temperatura tant alta es fondria. Per això les làmpades halògenes porten l’ampolla de quars i no de vidre. El problema és que el quars es desvitrifica en contacte amb els greixos. Per això no s’ha de tocar les làmpades halògenes amb els dits ja que sempre tenim els dits una mica greixosos.

Per millorar encara més la làmpada i allargar-li la vida útil, l’ampolla conté (a més del gas inert que també tenen les bombetes) un gas halogen. Aquest halogen (que sol ser brom o iode) es combina amb el tungstè que s’evapora del filament. Així evitem que s’ennegreixi l’ampolla. Quan aquest compost de tungstè passa a prop del filament es descompon (a causa de l’alta temperatura) i es torna a dipositar el tungstè al filament; és a dir, es regenera. Així el filament no es degrada i dura molt més.

Un detall a tenir en compte és que aquesta regeneració només funciona si el filament està a alta temperatura. Si posem un regulador a la làmpada halògena, el filament treballarà a temperatura més baixa i no hi haurà regeneració. Per tant, no convé regular les làmpades halògenes; i si ho fem, cal tenir-les cada dia una estona sense regular per tal que es puguin regenerar.

IEEE Academic

Avui us vull presentar IEEE Academic, una iniciativa d’uns estudiants que pertanyien a un dels molts Student Branch de l'IEEE que hi ha repartits arreu del món. Pels que encara no ho sapigueu, l’IEEE és l’Institut d’Enginyers Elèctrics i Electrònics; formalment una associació dels EUA però que aplega persones d’arreu del món i és considerada una associació internacional.



Aquests estudiants sabien que actualment hi ha molt material docent a internet però bona part està en anglès i és difícil destriar el gra de la palla.

La seva iniciativa consisteix en crear un portal en el que s’organitzen vídeos docents o didàctics organitzats per països i en la llengua pròpia de cada lloc amb el valor afegit que depèn de l’IEEE i hi ha una revisió de qualitat. Tot funciona a base de voluntaris.

En el moment d’escriure això, hi havia ja més de 300 vídeos corresponents a cinc grups locals (Hel·lènic, Pakistan, Polònia, Portugal i Sudàfrica) però hi ha onze grups locals més en procés de creació. Cada grup local té un o més “ambaixadors” i es fa públic un cop arriba al llindar de deu vídeos.



El grup local de l’Estat Espanyol està cercant possibles ambaixadors en aquest moment.

555 decoratiu i funcional

Qualsevol que hagi estudiat electrònica o hagi fet, per hobby, alguns circuits electrònics probablement ha emprat algun cop el 555. El 555 és un petit circuit integrat de molt baix cost que es fa servir com a temporitzador o com a oscil·lador.



Així doncs, la gent d’Evil Mad Scientist van triar el 555 com a representatiu del món electrònic. Tots hem vist que els biòlegs solen tenir una molècula de ADN en 3D a la taula, els químics la típica taula periòdica a la paret, doncs la idea és que els del món de l’electricitat i l’electrònica tinguin un 555. Però no el xip, que és molt petit, sinó una versió en gran.



Així neix The Three Fives Kit, un kit que permet muntar un 555 a partir d’elements discrets (resistències, transistors) sobre una placa que té una forma similar a la del xip però en gros. Un cop muntat, el 555 és perfectament funcional i es pot fer servir enlloc de l’integrat al que representa.

Podeu llegir també un article sobre el tema al número de març de la revista IEEE Spectrum.

Com funciona... la bombeta

Quan parlàvem de l’estufa d’infraroig, comentàvem que un fil a uns 800 ºC fa una llum de color vermell cirera. Si la temperatura és més alta tindrem llum taronja (més de 900 ºC), groga (més de 1000 ºC) o blanca (més de 1200 ºC). Així doncs, per fer llum adequada necessitem un fil a més de 1200 ºC. No hi ha gaires materials que puguin treballar a aquesta temperatura, el que es fa servir habitualment és el tungstè.

El tungstè a aquesta temperatura es crema en contacte amb l’aire. Per això cal posar el filament dins una ampolla que normalment és de vidre. Ja tenim la bombeta. Dins de l’ampolla podríem fer el buit però normalment s’hi posa un gas inert, per exemple l’argó o el criptó. Si l’ampolla està al buit, qualsevol porus del vidre deixaria entrar fàcilment l’aire. En canvi, si dins hi ha un gas inert a una pressió similar a l’atmosfèrica serà molt més difícil que hi entri aire.

 Atès que el filament està molt calent, cal que el vidre n’estigui lluny ja que sinó s’estovaria o, si estigués molt proper, es fondria. Per això la bombeta és molt més gran que el filament que conté.

Amb el funcionament, el tungstè del filament es va evaporant i es diposita (condensa) en l’ampolla que, comparativament, està més freda. Això és el que fa que l’ampolla s’ennegreixi i, també que el filament es debiliti fins que un bon dia es fon.

Atès que el filament varia tant de temperatura, en el moment d’encendre les bombetes consumeixen molt corrent elèctric, encara que només durant uns mil·lisegons. Per això la majoria de les bombetes es fonen al moment d’encendre, ja que és quan el filament veu un corrent elèctric més gros.

Només una petita part de l’energia consumida (al voltant del 15%) es converteix en llum, la resta produeix escalfor. És a causa d’aquesta baixa eficiència que actualment les bombetes d’il·luminació (a partir de 20 W) ja no es poden fabricar a molts països.

Fes-ho tu mateix/a: màquina de begudes

Ara que, gràcies a l’Arduino i altres controladors, ha tornat la moda del “fes-ho tu mateix/a”, van apareixent noves idees. Una de les que es parla és la màquina de begudes. Moltes màquines de cafè preparen les begudes (cafè, infusions, etc.) al moment; per què no fer el mateix a nivell personal?

Entre els diferents projectes que he vist, he triat aquest perquè té un component social afegit: cal que els quatre companys vagin a la màquina al mateix temps per a què aquesta prepari les respectives begudes, a cadascú la seva.



L’element més delicat del projecte és la bomba peristàltica; per exemple aquesta. Una bomba que permet moure el líquid controlant-ne el volum i sense que el líquid entri en contacte amb la bomba ja que la bomba el que fa és deformar el tub per on passa el líquid per tal d’impulsar-lo.

Com funciona... la rentadora

Quan comença un cicle de rentat, la rentadora agafa l’aigua a través del recipient on hi ha el sabó. la selecció del lloc per on entra l’aigua es pot fer amb diverses electrovàlvules o amb una electrovàlvula de múltiples sortides. Quan el nivell de l’aigua és l’adequat, es tanca l’electrovàlvula. En algunes rentadores es comprova el nivell d’aigua durant els següents minuts ja que sovint han quedat, entre la roba, cavitats sense aigua i quan la roba s’assenta el nivell d’aigua baixa.

Un cop el tambor ja està ple d’aigua amb sabó, comença el cicle de rentat. Aquest consisteix en anar fent rodar el tambor unes poques voltes cap a un costat i unes altres cap al costat contrari. D’aquesta manera la roba es va enganxant i desenganxant del tambor i aconseguim un efecte de compactació i descompactació així com un fregament entre peces de roba que afavoreixen l’acció del sabó i que aquest pugui arribar a totes les parts. Aquest sistema no permet grans moviments de la roba; per tant, si hi posem roba plegada no es desplegarà i quedarà mal rentada.

Un cop s’han fet tots els cicles previstos (depenent de quin programa sigui), el tambor es buida d’aigua i sabó. Com la sortida de l’aigua és per la part de baix del tambor, es fa servir una bomba que fa pujar l’aigua cap al tub de desaigua. Així, no cal cap electrovàlvula ja que el tub està més alt que el nivell d’aigua en el tambor i, per tant, l’aigua no pot sortir per ella mateixa.

Llavors comencen els esbandits. La idea és similar a la del rentat però amb dues diferències: els cicles d’esbandits són més curts i l’aigua que es fa servir no agafa sabó. Hi ha uns quants esbandits (per exemple quatre) i a cada un s’agafa aigua neta. Normalment en el darrer esbandit l’aigua s’agafa pel calaix del suavitzant. El suavitzant deixa la roba més suau (i, sovint, perfumada) a més d’evitat l’electricitat estàtica dels teixits sintètics. Atès que el suavitzant entra al darrer esbandit, la roba surt xopa d’aigua i suavitzant.

Habitualment (excepte en programes especials) després del darrer esbandit (o dels dos darrers) es fa un centrifugat. Aquest consisteix en fer girar el tambor més de pressa (poc més de mil voltes per minut) per tal que la força centrífuga extregui aigua de la roba. Només s’extreu una part de l’aigua ja que la velocitat no és molt alta; com ja comentàvem quan vam parlar de les centrifugadores.

Si el rentat es fa en calent, als primers minuts del cicle de rentat s’escalfa l’aigua que hi ha dins el tambor. El control de la temperatura no sempre és real ja que en molts casos la temperatura seleccionada fa variar només el temps d’escalfament de manera que el valor és només aproximat. Normalment els esbandits són amb aigua freda.

El prerentat és un cicle de rentat més curt en el que l’aigua agafa sabó d’un recipient diferent.