saldatura - Massari Electronics

  • Amplificatore video composito

     

    Questo circuito può essere utile a tutti coloro che hanno bisogno di trasportare a distanze considerevoli un segnale video composito proveniente da una qualsiasi fonte di segnale video composito(come ad esempio una telecamera di videosorveglianza analogica). Il circuito è molto semplice e si basa su un amplificatore operazionale della National Semiconductor siglato LM6181. Le sue principali caratteristiche sono:

    • Banda passante di 100Mhz
    • Slew rate di 2000V/µs
    • Adatto all'amplificazione di segnali video
    • Alimentazione duale fino a 18V

    Nella figura sottostante è visibile lo schema elettrico dell'amplificatore video


    Come potete notare dallo schema si tratta di un amplificatore operazione in configurazione non invertente, sia in ingresso che in uscita sono presenti due resistenze da 150 ohm che fanno da resistenze di terminazione per mantenere costante l'impedenza dei cavi coassiali di ingresso e uscita del segnale. Infatti i cavi coassiali video solitamente hanno un'impedenza di 75 ohm (ed essendo 75 ohm un valore resistivo non della serie E12, il valore viene creato dalle due resistenze da 150 ohm in parallelo). Con il trimmer è possibile regolare il guadagno dell'amplificatore da 1,1 fino a circa 6,6. Per alimentare l'amplificatore operazione è necessario utilizzare un alimentatore di tipo duale da 12V (comunque l'integrato sostiene fino a 18V duali).

    Il circuito va inserito tra la fonte video (segnale ingresso) e il ricevitore (da collegare all'uscita del circuito), per una migliore efficacia del circuito è necessario interporre l'amplificatore al circuito video composito esistente in un punto vicino alla fonte video, per non amplificare oltre al segnale utile anche il rumore presente lungo il tratto della linea.

    CIRCUITO STAMPATO

    Attenzione l'immagine non è in dimensioni reali: per lo stampato fate riferimento al file di fidocad.

    Qui di seguito potete scaricare il file di fidocad in cui è presente lo schema e il circuito stampato pronto da realizzare.

    SCHEMA E CIRCUITO STAMPATO PER FIDOCAD

  • Led per citofoni e campanelli

    Quante volte vi è capitato di dover sostituire quella odiosa lampadina che illumina la targhetta del campanello o citofono perché fulminata?
    Ebbene se vi interessa porre una soluzione definitiva ed economica al problema ecco la soluzione!

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    La lampadina usata in moltissimi citofoni o campanelli è  detta "a siluro" ed ha la forma simile ad un fusibile. Essa viene spesso alimentata da un circuito che gli fornisce una tensione di 12-16V corrente alternata e consuma una potenza di circa 3W. Nei citofoni o campanelli essa rimane accesa 24/24 ore al giorno e quindi rappresenta un consumo considerevole alla fine dell'anno. Inoltre essendo una lampadina a filamento classica essa è soggetta alla rottura del filamento e il filamento stesso spreca molta dell'energia in calore invece che in luce.

    Da alcuni anni chi "bazzica" nel mondo dell'elettronica avrà sicuramente notato la crescente disponibilità a basso prezzo di led ad alta luminosità di tonalità bianco (freddo o caldo) che permettono di illuminare oggetti con una efficienza molto alta. Dunque perché non usarli nei citofoni al posto delle normali lampadine a siluro?
    Questo permette di ridurre i consumi, rendere la "lampadina" molto durevole (grazie alla longevità dei led) e di rendere più chiara la lettura dalla targhetta rispetto alle classiche e "cupe" lampadine a siluro.
    Per poter utilizzare un led al posto della lampadina a siluro è necessario adottare un circuito che effettui le seguenti operazioni:

    • Raddrizzi l'eventuale corrente alternata in ingresso con un diodo.
    • Livelli la tensione pulsante in uscita dal diodo per eliminare il fastidioso sfarfallio a 50Hz in uscita dal diodo attraverso un condensatore elettrolitico.
    • Limiti la corrente fornita al led attraverso una resistenza di opportuno valore ohmico e potenza supportata.

    Il circuito che ho realizzato (visibile sotto) effettua tutte queste operazioni e risulta molto semplice sia da dimensionare che da realizzare.


    Il circuito è stato progettato per funzionare con range di tensioni da circa 12V a oltre 16V corrente alternata o continua, consiglio comunque di adattare la potenza e il valore ohmico della resistenza alla tensione del vostro citofono.
    Il circuito è molto semplice, il diodo 1N4148 supporta correnti oltre i 150mA (più che sufficienti per i circa 30mA massimi necessari al led bianco) e tensioni inverse molto più alte di quella con cui è alimentato il circuito (per i dettagli vedere il datasheet).
    La capacità permette di livellare la tensione per evitare il fastidioso sfarfallio a 50Hz provocato dal raddrizzatore a diodo che provvede a far passare solo le semionde positive della corrente alternata. Può essere un qualsiasi elettrolitico da 22uF (potete prendere anche altri valori...).
    La resistenza va dimensionata considerando la tensione presente ai capi del condensatore (attenzione al valore massimo se in ingresso vi è una corrente alternata), la tensione di caduta del led (tipicamente di 3V per i led bianchi ad alta luminosità) e la corrente di lavoro del led (tipicamente PER I LED BIANCHI AD ALTA LUMINOSITA' pari a circa 30mA).
    Abbondate pure con il valore resistivo essendo necessaria non tutta la luminosità del led (a meno che non vogliate un citofono torcia!), pertanto scegliete pure un valore resistivo anche doppio (come in questo progetto).
    Fate attenzione alla dissipazione termica della resistenza, nel mio caso ho preferito l'uso di 2 resistenze in parallelo da 2200 ohm 1/4W, invece dell'unica resistenza a 1200 ohm 1/2W dividendo così la potenza dissipata.

    CONSIDERAZIONI SUL CONSUMO
    Una lampadina a siluro consuma tipicamente una potenza di circa 3W tutto il giorno (24/24h).
    Il circuito a led (considerando proprio il funzionamento del led alla massima potenza, condizione non necessaria per la lampadina a led del citofono) consuma una potenza di circa P = 15Volt * 30mA = 15*0,030 = 0,5W circa.
    Direi che i calcoli si commentano da soli...
    Inoltre il led ha una durata in anni molto maggiore della lampadina e consente di rendere il vostro citofono molto più luminoso (non esagerate!) rispetto al citofono del vicino (così potrete battere il vicino come luminosità del citofono, invece che cercare di rendere il vostro prato migliore!!!).

    REALIZZAZIONE
    Per quanto concerne la realizzazione del circuito io ho optato per la semplice basetta millefori, data la semplicità del circuito. Ovviamente cercate di rendere le dimensioni della basetta "compatibili" con quelle della lampadina a siluro del vostro citofono. Consiglio inoltre di mettere tutto il circuito dentro una guaina termo-restringente per evitare eventuali corti sulla scheda.

    Di seguito alcune immagini...

      

    BUON LAVORO!

  • Massari Electronics

    Benvenuto in Massari Electronics

    Questo sito di Marco Massari tratta di argomenti riguardanti elettronica, informatica, automazione e molto altro. Clicca nel menù superiore per accedere alle varie sezioni del sito, ove tra le tante realizzazioni che ho intenzione di condividere troverete alcuni dei miei progetti come Remotecontrol e MassaBus.


    Domotica fai da te con MassaBus

    NEWS:

    ALCUNI ARTICOLI:

    Realizzazione di un fucile elettromagnetico a scopo didattico in grado di sparare piccoli oggetti ferrosi come chiodi o di magnetizzare i cacciaviti.
    Realizzazione di un lampeggiatore musicale avente la possibilità di comandare molti dispositivi come barre di led o lampade ad incandescenza. Collegandolo ad una fonte audio si potrà avere un piacevole effetto stroboscopico a ritmo di musica.
    OffTime è un programma che permette di spegnere, riavviare, sospendere o disconnettere un PC ad un orario prefissato o dopo un certo periodo di tempo impostabile. Risulta utilissimo per chi vuole spegnere il PC durante la notte. Dispone di molte funzionalità aggiuntive ed è compatibile anche con windows 7 e 8.
    Remotecontrol è un mio primo progetto riguardante i telecontrolli. Tale sistema permette di controllare a distanza, anche via internet, 8 uscite e 5 ingressi della porta parallela. Particolarmente interessanti sono le modalità di interfacciamento tra circuiti esterni e la porta parallela del PC.

    Buona navigazione!

  • Reflow GPU Nvidia

    Se siete in possesso di un computer avente una GPU Nvidia G84 o G86 potreste imbattervi in un serio problema hardware legato al chip. Infatti Nvidia ha dovuto dichiarare di aver sbagliato la lega di stagno presente nel lato saldature del chip e che questo comporta una dissaldatura di alcuni pin provocando il malfunzionamento dell’intero computer.

    La vicenda è iniziata nel 2008 e a tutt’oggi miete ancora vittime, infatti essendo un problema dovuto al materiale è imprevedibile sapere se e quando il proprio chip difettoso smetterà di funzionare. Questo fattore dipende soprattutto dallo stress fisico dovuto al riscaldamento del chip: più repentino nei PC portatili (in cui vi sono stati i casi maggiori), meno nei PC desktop dove le parti elettroniche subiscono molto meno stress essendoci più dissipazione. Per chi fosse interessato alla vicenda e ai suoi sviluppi può consultare google da qui.

    Ma veniamo a noi, io dispongo di un portatile avente proprio una GPU Nvidia G84 precisamente la 8400M GS e dopo ben 3 anni dall’acquisto del computer (con cui mi sono trovato estremamente bene) si sono presentati i problemi alla GPU. I sintomi di tale malfunzionamento dovuto al chip Nvidia sono i seguenti:

    • Schermate multiple uguali (tipicamente 6) sullo schermo del computer (foto sotto) e/o distrbi vari nelle immagini del monitor anche nella visualizzazione del bios;
    • Blocchi improvvisi del computer con freccia e immagine sul monitor bloccata (l’immagine sul monitor può risultare anche riprodotta male);
    • Errori di blocco del driver video e schermate blu dovute al driver video.

    Ovviamente essendo un problema hardware un aggiornamento del bios o del driver video non possono risolvere nulla e l’unica possibilità è rivolgersi al produttore facendo valere i propri diritti, ma ahimè se si è fuori garanzia sarà necessario pagare l’eventuale riparazione o sostituzione della scheda madre anche rivolgendosi ad aziende esterne. La riparazione consiste in una procedura detta reflow che consta nel riscaldare i pin sottostanti per far si che venga ripristinato il contatto elettrico.

    Nel caso si voglia riparare il computer spendendo poco con soddisfazione è possibile seguire questa procedura dove viene illustrato un metodo “casalingo” di reflow da fare a casa propria. La procedura qui descritta va bene per i portatili aventi la scheda video integrata nella scheda madre o su scheda dedicata, mentre per i desktop sarà necessario operare direttamente sulla scheda video.

    ATTENZIONE: Tentare questa via solo se necessario (leggasi ultima spiaggia) e se siete abbastanza abili in elettronica, massarielectronics.it non si assume alcuna responsabilità sull’esito che otterrete!

    I metodi casalinghi di reflow sono principalmente due: uno prevede l’uso del forno elettrico di casa, mentre l’altro prevede l’uso di una pistola adaria calda (foto a fianco). In questa guida viene descritto il metodo con la pistola ad aria calda perché risulta più sicuro ed è possibile effettuarlo senza necessariamente smontare la scheda madre dal portatile. Il successo dell’operazione se tutto viene eseguito come descritto è molto probabile!

    OCCORRENTE

    • Pistola ad aria calda. Si trova in qualsiasi negozio per la casa o di bricolage, a meno di 20€, ed è possibile, con un po’ di pratica, utilizzarla in elettronica per saldare e dissaldare componenti a montaggio superficiale.
    • Del cartone di spessore in grado di proteggere gli altri componenti durante l’operazione di reflow del chip. Lo potete trovare negli imballaggi o nelle cassette della frutta di cartone. Deve essere di grosso spessore per evitare che prenda fuoco durante il riscaldamento!
    • Un cutter per tagliare il cartone nelle giuste dimensioni.
    • Cacciaviti adatti alle viti del proprio portatile.
    • Pasta termica di buona qualità per processori (es. Artic Silver 5).

     

    INIZIAMO LE OPERAZIONI

    Per prima cosa stacchiamo la batteria e il cavo di alimentazione dal portatile ed iniziamo ad aprirlo. Per effettuare il reflow spesso non è necessario smontare interamente il computer ed estrarre la scheda madre, ma è sufficiente (se siete fortunati, come nel mio caso) aprire uno degli sportelli presenti nella parte sottostante del portatile per poter accedere a cpu, gpu, chipset e dissipatore (solitamente unificato per tutti i componenti sfruttando una heat pipe). Usate un cacciavite opportuno per aprire le viti, ne eviterete il danneggiamento e l’impossibilità di svitamento.

    Una volta rimosso lo sportello dovreste trovare il corpo dissipatore ad heat pipe con ventola che sovrasta i vari chip più calorosi quali CPU, GPU e chipset della scheda madre. Ora sarà necessario rimuovere questo dissipatore per individuare la GPU Nvidia ed eseguire il reflow. La modalità di rimozione varia a seconda del portatile e se siete fortunati può essere fatta senza rimuovere la scheda madre dal portatile. La rimozione può risultare difficoltosa se la pasta termica presente tra i vari chip e il dissipatore fa da collante: procedete con cautela!

    Una volta rimosso approfittatene per pulire il dissipatore e la ventola dalla polvere. Rimovete ora dal chip Nvidia con un oggetto morbido gli eventuali residui di pasta termica, dovreste identificare facilmente la GPU Nvidia poiché è possibile leggere sul chip di silicio il marchio Nvidia con altre scritte (nei portatili poi risulta spesso più piccolo della CPU e del chipset) (figura sotto).

    Ora prendete il cartone e il cutter per creare una finestra di dimensioni corrispondenti circa alle dimensioni della GPU ed assicurate il cartone sul portatile utilizzando del nastro adesivo. Questo accorgimento proteggerà gli altri componenti durante la procedura di reflow. L’immagine sotto vi mostra come dovrà risultare la protezione di cartone.

    A questo punto siamo pronti ad effettuare l’operazione di reflow, solitamente le pistole hanno più temperature (tipicamente 300°C e 600°C) la pistola va impostata a circa 300°C.


    Accendiamo la pistola ad aria calda attendendo 10 secondi per far si che l’aria in uscita raggiunga la giusta temperatura. Ora posizioniamo la pistola in verticale con il getto d’aria verso la GPU muovendo la pistola sull’asse verticale, posizionandola continuamente e alternativamente a una trentina di centimetri e a pochi centimetri dalla GPU per circa un minuto, come visibile nelle figure sotto.

    Una volta terminato lasciate il computer fermo a raffreddare per alcuni minuti senza forzarne il rafreddamento. Ora siamo pronti a rimontare il portatile iniziando con il mettere la pasta termica sul chip Nvidia: disponetela con un cotton fioc in modo uguale su tutto il chip. Fate attenzione a non esagerare perché lo strato deve essere il più sottile possibile. Rimontate, infine, il dissipatore e lo sportello esterno del portatile.

    Bene, a questo punto non ci resta che verificare la buona riuscita dell’operazione: buona fortuna. Io ho effettuato questa operazione ed a tutt’oggi il portatile è perfettamente funzionante! Alcune volte però l'operazione va ripetuta più volte nel corso del tempo, in quanto il problema potrebbe ripresentarsi.

  • Sostituiamo i condensatori di una scheda madre

     

    Il problema dei condensatori elettrolitici rigonfiati o scoppiati è spesso presente nei componenti del computer più soggetti al calore, come la scheda madre. Il rigonfiamento del condensatore può provocare i più innumerevoli problemi del computer, come errori o comportamenti anomali (se il vostro computer ha comportamenti strani o errori casuali questa può esserne la causa!), proprio perché la funzione primaria di filtraggio del condensatore nelle linee di alimentazione viene meno. Un condensatore si rigonfia quando l’elettrolita al suo interno ha raggiunto temperature tali da evaporare e può fuoriuscire dal condensatore stesso dopo averne provocato il rigonfiamento, perdendo l’elettrolita il condensatore elettrolitico perde via via la sua capacità.

    I problemi ai condensatori nelle schede madri si presentano quasi sempre agli elettrolitici di filtraggio delle linee di alimentazione essendo questi soggetti a un proprio riscaldamento dovuto alle forti correnti che devono gestire durante il funzionamento del computer.

    In questo articolo viene descritto come sostituire i condensatori elettrolitici aventi questo problema in una scheda madre.

     

    ATTENZIONE: Tentare questa via solo se siete abbastanza abili in elettronica, massarielectronics.it non si assume alcuna responsabilità sull’esito che otterrete! E mi raccomando: prima di operare sui delicati circuiti elettronici assicuratevi di essere liberi da cariche elettrostatiche, toccando con mano apparati metallici collegati all'impianto di messa a terra!

     

    Occorrente:

    • Pistola ad aria calda, precedentemente descritta in questo articolo
    • Un paio di pinze non eccessivamente grandi
    • Avvitatore con punta di circa 0,9mm o meno
    • Saldatore a punta fine
    • Pasta per saldatura, acquistabile su internet o nei comuni negozi di componentistica elettronica

        Per prima cosa identifichiamo i condensatori da sostituire, vedendo quali condensatori presentano anche un leggero rigonfiamento o una perdita di elettrolita sulla parte superiore, al contrario i condensatori sani presentano la parte superiore perfettamente piana e pulita (al massimo possono esserci alcuni segni di pennarello lasciati dal produttore). Osservando la scheda con attenzione è facile rilevare quali siano i condensatori da sostituire. Nella foto sotto è presente una scheda madre avente alcuni condensatori rigonfiati (cerchiati in rosso), in alcuni è anche evidente la perdita della soluzione chimica dalla parte superiore.

         


         

        Per ogni condensatore annotiamo i suoi dati tecnici quali la capacità, la tensione massima di funzionamento e la massima temperatura operativa (solitamente 85 o 105°C), questi dati negli elettrolitici sono facilmente individuabili direttamente sul condensatore stesso. Ora ricerchiamo condensatori nuovi con tensione, capacità e temperatura operativa uguale o lievemente superiore ai condensatori da sostituire assicurandoci che siano a basso ESR (resistenza equivalente), ovvero adatti a filtrare le alte frequenze spurie presenti nelle linee elettriche del computer. In alternativa se avete qualche vecchia scheda madre potrete prelevare i condensatori adottando la stessa procedura qui descritta sulla vecchia scheda avendo cura, però, di non danneggiare il condensatore che si sta rimuovendo. Una volta procurati i condensatori siamo pronti alla sostituzione!

        Per prima cosa ricerchiamo le posizioni dei pin dei vari condensatori da sostituire nell’altro lato della scheda (è sottointeso che questa procedura vale solo con condensatori a montaggio tramite pin e non superficiale). Troviamo una posizione comoda per poter rimuovere i condensatore con l’uso delle pinze e allo stesso tempo dal lato dei pin poter posizionare la pistola ad aria calda. Ora stringiamo con le pinze il condensatore da sostituire (evitando di danneggiarlo) e al contempo con un dito della stessa mano premiamo sulla superficie della scheda in modo da mantenere il condensatore in tiro (con delicatezza non deve essere strappato ma aiutato a staccarsi). La scheda va mantenuta possibilmente in verticale ed in bilico mentre con la pisola ad aria calda nell’altra mano riscaldiamo la zona in cui sono presenti i pin del condensatore che si sta tirando.

        La pistola va tenuta molto vicino per far si che l’operazione duri il meno possibile. Dopo alcuni secondi il condensatore dovrebbe venire via, se ciò non avvenisse proviamo a far leva sul condensatore con la pinza. Dopo ogni rimozione consiglio di far raffreddare la scheda per un minuto, questo per evitare che si danneggino dei componenti della scheda durante l’operazione. Una volta rimossi tutti i condensatori si può passare alla fase successiva.

        Ora controlliamo che i fori dove erano posizionati i condensatori siano liberi dallo stagno e quindi sia possibile inserire i nuovi condensatori in maniera agevole, se così non fosse prendiamo l'avvitatore con la punta da circa 0,9mm e foriamo sul foro otturato dallo stagno, facendo attenzione a forare esattamente al centro del buco.

        Passiamo ora alla fase di saldatura dei nuovi condensatori, prendiamo un condensatore e inseriamolo nei fori di quello vecchio facendo assolutamente attenzione alla polarità corretta (e che sia nella giusta posizione rispetto agli altri da mettere) aiutandoci con la serigrafia del condensatore sulla scheda madre. Prendiamo il saldatore che deve essere ben caldo ed immergiamo la sua punta per un attimo nella pasta per saldatura, posizioniamo il saldatore in corrispondenza dei pin e saldiamo entrambi i pin del condensatore. Fate attenzione a non fare sbavature e che lo stagno si saldi bene sia sui reofori del condensatore e sui terminali della scheda madre, la pasta saldante ci aiuterà a pulire le superfici da saldare durante la saldatura.

        Una volta saldati tutti i condensatori alla stessa maniera non ci rimane che provare la scheda e verificare che tutto funzioni correttamente.

        Ora vi chiederete come fare per far si che il danneggiamento dei condensatori non accada più: la cosa migliore da fare è garantire più circolazione dell'aria all'interno del case del computer, ordinando i fili al suo interno ed aggiungendo eventualmente una ventola in più.

        Buon lavoro!