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Acuatron

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Acuatron

Mensaje  Hylik el Mar Nov 01, 2011 1:14 pm

INTRODUCCION
Saludos,

Los controladores de Acuario como saben son unos dispositivos electronicos que nos ayudan en las tareas de mantenimiento y monitoreo de nuestros acuarios. Existen varias marcas comerciales desde $150 a mas de $500 dolares con funciones que van desde monitoreo de temperatura hasta control del ph y cambios de agua automatico entre otras funciones, ademas hay varios DIY de controladores, sobre todo en el ambiente salado.

El costo de estos equipos son la limitante principal del porque no podemos adquirirlos y mas en nuestro paisito, la limitante de los DIY son el poco conocimiento de electronica de muchos acuaristas. Meses atras hablaba con symon_say sobre este tema y de las opciones disponibles (marcas) de controladores para uso en salados y dulce. Explorando todas las opciones (caras y relativamente economicas) decidi hacerme mi propio controlador y a la vez poner en practica conocimientos electronicos que ya tengo y aprender nuevos. Hay marcas economicas, de hasta 100 dolares pero no incluyen funciones que serian claves para tener la excusa de comprar un controlador, tienen addons de dichas funciones pero se le suma el precio subiendo hasta 300 o 500 dolares.

Este es un proyecto para mi, es decir aunque mucha de las funciones son usadas por todos habra algunas que se ajustan a mi necesidad en particular, . Que es un controlador basico? cuanto cuesta realmente? todo depende de ciertas situaciones que espero explicar en el seguimiento de este proyecto. Referente al costo, no puedo dar ni un estimado hasta que tenga el primer prototipo funcionando sin problemas, y como dije el primer prototipo sera algo con funciones ajustadas a mis necesidades pero que en sentido general son las mismas de todos a la hora de dar mantenimiento. Tampoco puedo dar un tiempo final para tener el prototipo, pues tengo muchas cosas en estos dias ademas del bebe y el proyecto de 100 galones.

El nombre de acuatron, puede que no sea el nombre definitivo pero es lo que mas se me ocurrio Razz , acuario electronico Very Happy .

Espero sus opiniones pues se que seran de mucha ayuda.

FUNCIONES
Estas son las funciones que tengo en los planes iniciales, muchas de estas funciones ya se que necesito y como lo hare pero otras me tomaran mas tiempo 'aprender' hacerlas y probarlas (estas estan con *). Ademas esta lista puede cambiar en cualquier momento.

1. Monitoreo de temperatura
2. Control de ventiladores (u otro dispositivo de enfriamiento) y/o calentadores en base a la temperatura, limites configurables por el usuario en F o C
3. Apagado y encencido de iluminacion, para uso con tubos fluorecentes.
4. Apagado, encendido, simulacion de amanecer-mediodia-atardecer-anochecer, asi como simulacion de clima en la iluminacion, para iluminacion con LEDs.
*5. Apagado y encendido de luz de luna con simulacion de las fases lunares (para luces LEDs).
6. Control de las bombas de circulacion, por ejemplo para apagar todas las bombas al momento de alimentar o hacer cambio de agua con un solo boton/opcion.
*7. Control de las bombas de circulacion para producir diferentes tipos de corriente configurable por el usuario.
8. Cambio semiautomatico de agua, lo de semiautomatico lo explicare mas adelante y en resumen implica que cierta interaccion sera necesaria.
9. Dosificacion automatica de liquidos/fertilizantes, configurable por el usuario.
10. Monitoreo del PH
11. Control del CO2 en base a horario o al PH.
12. Alertas audibles y visuales configurables, por ejemplo cuando el PH/temperatura baja o sube a cierto punto.
13. Configuracion de agenda de mantenimiento para que el acuatron nos avise cuando tenemos que limpiar el filtro, hacer cambio de agua, dosificar fertilizantes (y en que cantidad) etc etc.
14. Acceso por internet a las informaciones de nuestro acuario en tiempo real, para cuando estemos fuera de la ciudad.
15. Alertas y avisos por correo electronico.

HARDWARE
Mientras avanze el proyecto la lista de componentes (Hardware) que necesitare puede cambiar regularmente, ya tengo ordenado los mas basicos muchos de los cuales pudieran considerarse como 'consumibles' pues mucho de este proyecto sera un experimento y prueba del prototipo. Lo bueno es que dichos 'consumibles' son baratos y otros solo hace falta comprarlos una vez. NO incluyo precio por el momento aunque no descarto que al final incluya una lista de componentes con precios y lugares de compra incluidos. Casi todos seran adquiridos por internet pues como era de esperarse aqui le quiere ganar el 500% a la pendejada mas pequeña (perdon por la palabra).

En TEORIA, el acuatron tendra una caja principal y una caja remota, la caja principal es la que estara cerca del acuario con todos los sensores conectados, y la caja remota es la que tendra la pantalla para informacion visual y que podra ser colocada hasta cerca del TV Razz . Al final puede que solo tenga la caja principal.

estos son los componentes que a la fecha se que necesitare.

1. Microcontrolador : Puedo usar el famoso Arduino (y voy a hacer experimentos con el) pero el primer prototipo lo basare en un microcontrolador compatible y similar al arduino pero que el codigo de programacion es en .NET C# que es donde mas reciente tengo conocimiento (el arduino es en C/C++ que hace un tiempo no programo). Para los pocos conocedores de electronica, el microcontrolador no es mas que un micro CPU, micro porque es mucho mas pequeno que el CPU que se usa en las computadoras (y menos potente) pero aun asi son perfectos para componentes electronicos pequenos y portables, seguro que en su casa tienen cientos de aparatos con varios tipos de microcontroladores. En internet la mayor parte de los DIY de controladores de acuario son con el arduino.

2. Tarjeta de coneccion o Network/connect Shield : Es una tarjeta que permite sobre todo coneccion al internet.

3. Pantalla LCD : para despligue de informacion, para el primer prototipo pienso usar una pantalla Touch aunque hay versiones mas economicas.

4. Sensor de Temperatura : Como el nombre lo dice, este sensor da la lectura en F o C.

5. Bombillos LED : estos son solo para avisos visuales, son los bombillitos que producen las lucecitas de nuestros componentes electronicos, por ejemplo, la luz roja de encencido del TV o la caja del cable. Estos estaran en la caja principal.

6. Botones de encendido/apagado : obvio para apagar y encender el acuatron. Esto puede que pueda sacarlo de uno que otro equipo dañado de mi trabajo.

7. Bocina Piezo : para producir sonido y alertas audibles.

8. Tarjeta no-soldable para prototipos : Esta es la que usare para todo el aparataje sin tener que estar soldando y desoldando

9. Transistores

10. Resistencias

11. Capacitores

12. Cables para la tarjeta de prototipos

13. Fuente de 10V regulada : Estoy chequeando a ver si consigo una de estas entre los desechos de equipos en mi trabajo, es para el microcontrolador y tiene que ser de 10V regulada. Es que es una fuente regulada? si compran una fuente de 10V (por ejempl) en la tienda y no dice regulada consiganse un multimetro y midan el voltaje, veran que no es de 10V, puede dar entre 8V o 13V lo que puede ser desastrozo para la mayoria de los equipos electronicos (una de las razones porque las laptos dicen que usen solamente fuentes especiales para laptops).

14. Estacion de soldado : Esto es para los casos que tenga que soldar y para cuando tenga el prototipo final y el de produccion.

15. Multimetro : Uno que mida AC/DC, asi como ohm, amperes/miliamperes entre otras funciones. Los que venden aqui o son super basicos solo con medida AC/DC (mas para uso electrico que electronico) o son super caros, en la 30 de marzo pregunte por uno que sale en 5mil pesos cuando en internet uno con mas funciones y mejor sale por 1mil pesitos.

Mas detalles a continuacion................
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Re: Acuatron

Mensaje  Hylik el Mar Nov 01, 2011 3:30 pm

SOFTWARE
Esta es para mi la parte mas facil pues es parte de mi trabajo dia por dia. En el area de programacion mi especialidad es Oracle y .NET. Por mi conocimiento de .Net fue que elegi un microcontrolador que acepta este lenguaje, la mayoria (como el arduino) usa C/C++, similar al C#.

En resumen, me encargare de hacer todo el codigo de programacion que movera el acuatron y ademas de la interfaz grafica de la Pantalla TFT (Touch). ASi tambien de todo el codigo relacionado con la coneccion a internet y el despligue de los datos del acuario en dicha pagina.

Lo que me parece por el momento que me dara mas dificultad, por decir algo, es la simulacion de amanecer-anochecer y clima usando LEDs, pero como no estoy inventando la rueda ya que existen DYI que ya han hecho esto, solo tengo que ver como lo hicieron ellos aunque el lenguaje de programacion no es el mismo.

CIRCUITO INICIAL
Mientras espero de los componentes iniciales, que vienen desde china, estoy diseñando el esquema y el circuito inicial 'en papel' (realmente estoy usando un programa de diseño electronico) que usare, por lo menos con las funciones mas basicas. En los proximos dias lo publicare en este post.
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Re: Acuatron

Mensaje  Anfer el Mar Nov 01, 2011 6:09 pm

Me llama mucho la atención tu proyecto Gozalo

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Re: Acuatron

Mensaje  symon_say el Mar Nov 01, 2011 6:18 pm

Anotame Omar, que todavia no compro, vamos a ver hasta llegamos con esto.

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Re: Acuatron

Mensaje  Hylik el Lun Nov 07, 2011 1:10 pm

Partes de los componentes que ya tengo :

Transistores:


Capacitores:


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Re: Acuatron

Mensaje  Hylik el Vie Nov 11, 2011 9:42 am

Ok, tengo el esquema del circuito basico, este solo maneja cuatro canales de Leds, dos sensores de temperatura (explicare mas adelante por que dos) y el encendido apagado del controlador



Asi es como se vera el prototipo.





En unos momentos dare detalles del microcontrolador que usare (digamos el CPU pa los que saben de informatica) asi como mas detalles del proyecto.
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Re: Acuatron

Mensaje  Anfer el Vie Nov 11, 2011 12:38 pm

Valla, como que me esta interesando aprender al respecto. Cool

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Re: Acuatron

Mensaje  symon_say el Vie Nov 11, 2011 3:56 pm

Que bueno que sigues avanzado con esto, ya sabes que tienes tu primer cliente, una queja que he visto con el reef angel, es sobre la memoria, verifica ese tema, y sigue agregando features.

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Re: Acuatron

Mensaje  Galactus el Vie Nov 11, 2011 8:41 pm

Laughing Laughing Laughing , he visto los planos de tu sistema y me he quedado en babia, no entiendo nananina, Laughing Laughing Laughing .-

Bye, M_Leung_S.-
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Acuaton

Mensaje  javierpineda el Dom Nov 13, 2011 5:24 pm

Esta exelente ese proyecto, me ha interesando siempre ese tema pero por lo visto va en grande el tuyo. Yo solo pense para mi en el dia y la noche, control de nivel de agua y temperatura autoatico, pero eso de el mensaje esta muy montro para mi.

Realmente muy interesante.

Exitos

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Re: Acuatron

Mensaje  Hylik el Lun Nov 14, 2011 6:31 am

symon_say escribió:Que bueno que sigues avanzado con esto, ya sabes que tienes tu primer cliente, una queja que he visto con el reef angel, es sobre la memoria, verifica ese tema, y sigue agregando features.

Si helpy, el problema con los microcontroladores como arduino es que la memoria es my limitada mientras el proyecto se hace mas grande y con mas funciones, pero eso se resuelve, claro aumentando el costo del proyecto o reduciendo features.
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Re: Acuatron

Mensaje  Luismnt el Lun Nov 14, 2011 7:43 pm

affraid
Omar lo explicaste tan bien que hasta un pelele electrónico como yo pude entender la idea. Me pregunto.. como seria la adicion de abono automatico? con dispensadores y eso? me imagino que seguron tendra que tener almacenaje verdad? y mas o menos cuanto calculas que sera el consumo electrico de el acuatron?

Esto si que esta de otro nivel, sigue adelante Omar y mucha suerte!!



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Re: Acuatron

Mensaje  Hylik el Mar Nov 15, 2011 6:21 am

Luismnt escribió: affraid
Omar lo explicaste tan bien que hasta un pelele electrónico como yo pude entender la idea. Me pregunto.. como seria la adicion de abono automatico? con dispensadores y eso? me imagino que seguron tendra que tener almacenaje verdad? y mas o menos cuanto calculas que sera el consumo electrico de el acuatron?

Esto si que esta de otro nivel, sigue adelante Omar y mucha suerte!!




Lo del abono automatico eso se hace con bombas peristalticas y se controlarian con el acuatron, se necesitaria tener un envase con el abono preparado.

el acuatron en si usa un microcontrolador que apenas consume 5V y funciona con una fuente de 9V a 12V, yo pienso usar una fuente de 9V(de esas de celular) y si necesito mas le pongo una de 12V, todas las señales internas que usara el acuatron son bajas osea no mas de 5V, por lo que el acuatron solo no consume nada se pudiera decir, con la fuente de 9V a 1 ampere (9V @ 1amp) serian 9 watts.
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Re: Acuatron

Mensaje  Hylik el Mar Nov 15, 2011 8:49 am


EL CEREBRO
En lo que respecta a costo y capacidad en este tipo de proyecto se usa un microprocesador conocido como ATmega (digamos el CPU) dicho CPU vienen en varios sabores, digase que viene montado (soldado) en diferentes placas madres, la mas popular de estos sabores es el ARDUINO. el ATMega es tan flexible uno mismo puede usarlo en una placa de prototipos. La velocidad del arduino va de 16MHZ a 20MHZ Laughing diran que es nada comparado con la velocidad de sus computadoras pero para el trabajo que realizan estos mini CPU eso es volao, de igual forma tiene 32KB de memoria, no es mucho y ademas como helpy comento muchas veces uno se queda corto. Los programas que se ejecutan en estos CPU son en C++ (un lenguaje de programacion). Por ultimo el arduino tiene una cantidad limitada de puertos o pines de funciones analaglas y digitales sobre todo PWM (PULSE WIDTH MODULATION) explicare sobre esto mas adelante.

Ahora bien por el tema de la memoria, velocidad, pines y lenguaje de programacion me fui por un clone del arduino que tiene estas especificaciones :

1. El Chip/CPU no es de ATmega, es un NXP LPC2387 que usa framework .NET (C#) como lenguaje de programacion
2. Velocidad de 72MHZ en un procesador ARM7 de 32Bits.
3. 148KB de memoria
4. compatible con arduino
5. Tarjeda de memoria SD con acceso a archivos FAT/FAT32
6. permite fuente de power de 5V a 9V (maximo 12V pero se puede calentar) o conectado a un puerto USB de una PC. Tiene un modo de hibernacion para menos consumo.
7. Usa de 3.3V a 5V para señales
8. 6 Pines PWM (el doble del arduino) y los demas pines pueden simular PWM
9. 54 pines digitales
10. 6 pines analogos
11. Puerto paralelo y otros puertos de comunicacion

En fin para no entrar en terminos muy tecnicos, este controllador se adapta mejor al acuatron.

Referente a los puertos/pines/señales que general el microcontrolador, todo los componentes electronicos aceptas dos tipos de señales (ambas o una de ellas), señales analogas y/o digitales. Las analogas no es mas que un voltaje (no mayor de 3.3V o 5V), digamos que pongo un multimetro en un pin analogo del microcontrolador y la lectura que me dara es un voltaje entre 0V a 5V, Estos pines son utiles para componentes que lo que envian en su señal es un voltaje como los sensores de temperatura. En una señal digital lo que se tratan son 0s y 1s. Digamos que pongo ahora el multimetro en un pin digital, lo que el multimetro me devolvera es un 0 o un 1, ademass de ser 0 y 1 tambien a la señal digital se le puede especificar que tan rapido enviar estos 0 y 1s, que es lo que se conoce como frecuencia (medida en HZ), ademas existe lo que se conoce com PWM, o modulacion de ancho de pulso, que nos permite especificar la pontencia y la frecuencia en que se envian los 0 y 1s. Los pines digitales son utiles para muchas cosas como controlar bombas de acuario, ventiladores, tubos fluorecentes/iluminacion entre otras cosas, aun mas utiles son los pines PWM, pues esos sirven por ejemplo para dimmear las luces LEDs osea cambiar la intensidad de la luz generada por los LEDs asi como varias la potencia de una bomba de circulacion pra simular ciertas corrientes.


eso es todo sobre el cerebro mas adelante comenzare a tratar el tema de los sensores y las funciones del acuatron. Seguro que mas adelante tambien hablaremos mas sobre el cerebro de todo este proyecto.

Foto del microcontrolador
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Re: Acuatron

Mensaje  Anfer el Jue Nov 17, 2011 9:55 am

Bien interesante y mas cuando vemos una tarjeta tan diminuta como esta.

Una pregunta que usaras como Case para este proyecto? confused

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Re: Acuatron

Mensaje  Hylik el Jue Nov 17, 2011 10:03 am

Anfer escribió:Bien interesante y mas cuando vemos una tarjeta tan diminuta como esta.

Una pregunta que usaras como Case para este proyecto? confused

Usualmente los case/enclosure mas grande para este tipo de proyecto son de 10"x10"x3"alto, y esto es grande....pero por el momento como le comentaba a helpy mi enfoque es tener TODO el circuito listo con la mayoria de las funciones para entonces preocuparme por que case usar o el precio de los componentes, cuando me refiero a tener el circuito listo es tener el diseño en papel/computadora para asi saber que piezas necesito y donde conseguirlas a mejor precio, lo del case puede que sea lo ultimo.

No estaria correcto comenzar a buscar precio de piezas cuando todavia no se la cantidad exacta de piezas, y que valores de piezas necesito sin tener el circuito completo o al menos al 50%...La mayoria de los componentes desde china son baratisimos asi que no me preocupa mucho pero si hay que tener claro que el primer prototipo de estos proyectos sale mas caro que las demas versiones....

Mi limitante actual es mas tiempo que otra cosa, diciembre viene cargado de trabajo
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Re: Acuatron

Mensaje  Anfer el Jue Nov 17, 2011 10:14 am

Claro que al ser un prototipo sale mas costoso por que ahí que ir probando piezas hasta encontrar la que de la funcion correcta de lo que queremos.

Na de mi parte es esperar a ver los avances de la misma para ir determinado que otras cosas se pueden ir incluyendo.

Hylik escribió:



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Re: Acuatron

Mensaje  Hylik el Mar Nov 22, 2011 3:20 pm

INTERFAZ DE USUARIO

Los modelos comerciales deluxe tienen una pantalla LCD de 4 linea a 6 lineas de caracteres como metodo primario de interfaz con el usuario, el acuaron sin embargo tendra una pantalla touch de 2.4" y con resolucion de 240x320 full color, en versiones mas economicas del acuatron pudiera tener solo una pantalla LCD comun. Por el momento pienso experimentar con la Touch y luego ya evaluare la diferencia de precio.

El menu sera de facil uso y ademas casi todas las funciones seran configurables, mas detalle luego sobre esto.

Ademas de la pantalla el usuario tendra una interfaz via web, si se desea puede configurarse con acceso desde internet y se puede con equipo adicional usar una coneccion a internet wifi si no se dispone un cable de red.

Otro metodo de interacturar del acuatron seria por medio del buzer que producira sonidos de alerta dependiendo de las opciones configuradas para dar alerta por el usuario usando el menu.

y Por ultimo el acuatron puede de igual forma avisar por correo electronico de cualquier cambio en nuestro acuario, por ejemplo el PH.

Como pudieron apreciar en el primer diagrama y esquema del circuito que publique ya la funcion de la pantalla estaba incluida. Dicho esquema lo estoy republicando prontamente para incluir los demas avanzes que he realizado al circuito muchos de ellos relacionados con la interfaz de usuario mencionadas.







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Re: Acuatron

Mensaje  Anfer el Miér Nov 23, 2011 9:06 am

En el caso que el ph aumente como lo bajaras y viceversa. confused

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Re: Acuatron

Mensaje  Hylik el Miér Nov 23, 2011 9:21 am

Anfer escribió:En el caso que el ph aumente como lo bajaras y viceversa. confused

anfer en plantados normalmente es todo lo contrario, el PH baja mucho por el CO2 y lo que se hace es apagar el CO2, pero si es que sube mucho se pone el CO2 Smile...

De todas formas el acuatron lo que hace es que automatizar este proceso que seria como tener un controlador de PH, luego tratare mas este tema cuando este en esa parte del circuito
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Re: Acuatron

Mensaje  Hylik el Vie Nov 25, 2011 7:48 pm

Estoy Trabajando el Circuito quiero avanzarlo, toda la idea ya esta plasmada en papel ahora estoy en la mesa de diseño con el circuito, mas adelante publico mas informacion.
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Re: Acuatron

Mensaje  Hylik el Mar Dic 06, 2011 7:49 am

AJUSTES

El circuito prototipo basico esta terminado. Sin embargo necesita ajustes y pruebas de cada funcion/subcircuito. Las primeras pruebas de temperatura y control de equipamiento ya fueron realizadas con exito usando las mismas tecnicas aunque no con el circuito que usare para el acuatron.

Entre las funciones que ya estan listas en el diseño inicial estan :

Coneccion sonda para PH
Coneccion sensores de Temperatura
Coneccion para el arduino y/o microcontrolador compatible
Coneccion para pantalla LCD y/o pantalla touch (Version que yo usare)
Coneccion de apagado/encendido del acuatron
Coneccion para los canales LEDs, 5 canales en total (con opcion para drivers con señal de 10V o 5V)
Coneccion DB15 para comunicacion con modulo de control de equipamiento
Coneccion USB para comunicacion con futuros modulos adicionales
Coneccion con Buzzer para alertas sonoras
Coneccion con computadora
Timer para llevar agenda y para el control de equipamientos.
Coneccion Joystick para control de la interfaz de usuario / Menu

Ahora bien, entre las cosas que tienen que ser ajustadas mas que nada para reducir costos, estan:

1. Descartar el uso de una unidad remota para control.
2. No usar un Arduino comercial, es decir, hacer mi propio microprocesador con un chip + componentes adecuados.
3. La version Lite no tendra acceso a internet pero si coneccion a una PC. La version deluxe si tendra acceso a internet y la coneccion a la PC.

A continuacion las imagenes del esquema del circuito y una de como lucira la tarjeta.



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Re: Acuatron

Mensaje  symon_say el Mar Dic 06, 2011 7:55 am

Eso va quedando fenomenal, ponle controles de simulacion del dia y la noche en los pwm.

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Re: Acuatron

Mensaje  Hylik el Mar Dic 06, 2011 8:25 am

symon_say escribió:Eso va quedando fenomenal, ponle controles de simulacion del dia y la noche en los pwm.

Eso se maneja por software. Para eso el Timer o RTC (realtime clock).
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Re: Acuatron

Mensaje  Hylik el Miér Dic 07, 2011 2:36 pm

Estoy haciendo unas modificaciones al circuito en la parte de control de equipamiento, se me quedo un chip para invertir la señal Razz

Ademas estoy viendo donde acomodo la coneccion del float Switch para el ATO, se me estaba olvidando esa funcion Razz

Y por ultimo como buen dominicano me encuentro desarmando par de power supply de computadoras para usar uno que otro componente que necesito para unas pruebas, entre los que estan el switch de encendido, el ventilador y una que otra cosita mas Razz . Pa bajar costos
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Hylik
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Re: Acuatron

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