Taller Depecabot 3.0

Transcripción

1 Taller Depecabot 3.0 Manual de soldadura y uso de la placa DepecArduino Para placa: V1.0 Versión del manual: 1.2 GREUAH - Dpto. Electrónica Universidad de Alcalá

2 Índice Control de cambios... 3 Resistencias... 4 Condensadores cerámicos... 5 LEDs... 5 Diodos de potencia... 6 Condensadores electrolíticos... 6 Fusible rearmable... 7 Cristal de cuarzo... 7 Pulsadores... 7 Reguladores... 8 Interruptor... 8 Conector de batería... 9 Conectores Molex... 9 Tiras de pines Puentes de configuración Pruebas finales y bootloader Diagrama de conexiones Correspondencias de pines... 13

3 Control de cambios Versión Cambios V1.0 Versión inicial V1.1 Mejoras en el formato y aclaraciones varias V1.2 Aclaración sobre la colocación de los LEDs

4 Resistencias Empezaremos soldando las resistencias ya que son el componente más numeroso, unos de los más sencillos de soldar y son muy planas por lo que no entorpecen el montaje de otros componentes. En la placa hay varios valores, montaremos en primer lugar las de 10k, estas se pueden distinguir por llevar los números 103 escritos, lo cual significa que son de 10 * 10 3 Ω En total son 8 resistencias de 10K: R8, R10, R13, R14, R15, R16, R22 y R23 R23 es la situada entre los pulsadores S4 y S5 El proceso de soldadura es el siguiente: En primer lugar se aplica un poco de estaño en uno de los pads de la resistencia, para soldar siempre se calienta el pad con la punta del soldador y luego se toca el mismo con el alambre de estaño, depositando una pequeña cantidad. A continuación, con ayuda de las pinzas se coloca el componente sobre el pad estañado y se recalienta el estaño con el soldador, de manera que el extremo del componente se bañe en estaño. Después se retira el soldador y se esperan 2 o 3 segundos sin mover el soldador y sin soplar. Por último se calienta el segundo pad con el soldador y se le aplica otro poco de estaño para dejar ambos extremos soldados. Continuaremos con los demás valores de resistencias: 10 de 220: R5, R6, R7, R11, R12, R17, R18, R19, R20, R21 2 de 22: R1, R2 2 de 0.1: R3, R4 1 de 33K: R9

5 Condensadores cerámicos Después de las resistencias soldaremos los condensadores cerámicos, ya que son igual de pequeños y numerosos. Hay que prestar atención porque los condensadores no van numerados, por lo que si se mezclan será difícil distinguir entre diferentes valores sin un capacímetro. En algunos casos el color difiere un poco y es posible diferenciarlos a ojo. El procedimiento de soldadura es idéntico. Los valores que montaremos son: LEDs 14 de 100n: C1, C7, C8, C10, C11, C16, C17, C18, C19, C20, C21, C22, C23, C24 2 de 1u: C4, C26 2 de 22p: C5, C6 Los LED que incluye esta placa son también en formato SMD y tienen el mismo factor de forma que las resistencias y los condensadores cerámicos (0805) A diferencia de los condensadores cerámicos y las resistencias los LED tienen polaridad, por lo que si los conectamos invertidos no funcionarán. Para distinguir entre el positivo y el negativo de un LED SMD los fabricantes incluyen un dibujo en la parte inferior como el que se adjunta a continuación: Como no todos los fabricantes siguen los mismos estándares, comprobaremos la polaridad con un multímetro en modo de comprobación de diodos, la polaridad en la que el LED brille será la correcta. Los LEDs a soldar son los siguientes: LED1: color verde, positivo hacia el lado del interruptor LED2 y LED3: color amarillo, positivo hacia el lado del USB LED4 y LED5: color rojo, positivo hacia el lado del interruptor

6 Diodos de potencia Los diodos, al igual que los leds tienen polaridad, pero es más fácil saberla, ya que siempre presentan una marca en el extremo del cátodo (negativo) La polaridad está indicada en la propia placa mediante un triángulo como el del símbolo del diodo. Son los componentes D1, D2 y D3 Condensadores electrolíticos Los condensadores electrolíticos son más grandes que los cerámicos y tienen polaridad. Hay que ser cuidadoso porque este tipo de condensadores suelen explotar al ser conectados al revés. El positivo está marcado con una franja más oscura. Los componentes a soldar son: 2 de 10u: C3, C9 3 de 220u: C2, C25, C27 C2 y C27 se colocarán con el positivo hacia el lado del USB C25 se colocará con el positivo hacia el microcontrolador (el chip más grande) C3 y C9 se colocarán mirando también hacia el Microcontrolador

7 Fusible rearmable El fusile rearmable F1 de 500mA se soldará igual que cualquier resistencia. Cristal de cuarzo El cristal Q1 de 16MHz se soldará de manera un poco distinta, al ser muy ancho en su parte inferior e ir muy pegado a la placa se debe aplicar muy poco estaño en la primera soldadura y en el extremo exterior del pad. Una vez colocado en su lugar se soldará como cualquier otro componente de dos terminales. Pulsadores Los pulsadores son componentes de más de dos patillas, por lo que es aún más importante soldar solamente una al principio, y una vez alineados los demás terminales soldarlos. El procedimiento es igual por lo demás. Los componentes a soldar son S2, S3, S4 y S5

8 Reguladores Los reguladores tienen dos encapsulados distintos, por lo que es difícil confundirlos. Son chips de múltiples patillas por lo que soldaremos primero una de ellas, preferiblemente la pestaña ya que es el terminal más difícil de soldar al ser más grande y necesitar más calor. Las referencias son IC1 y IC2 En el caso de IC1 es recomendable poner solo una pequeña cantidad de estaño en el extremo del pad de la pestaña, de modo que no haya que calentar una superficie tan grande para que funda. Interruptor El interruptor de alimentación tiene un tamaño importante y sus pads y terminales son muy gruesos por lo que puede que se necesite un soldador algo mayor si se está usando uno pequeño de 11W. Como en cualquier componente con más de dos terminales, soldaremos primero uno y una vez esté bien alineado el componente, soldaremos los demás. Será más fácil si se empiezan a soldar los terminales de salida (los tres dorados) y después se sueldan los terminales de sujeción.

9 Conector de batería El conector de batería es fácil de soldar, ya que por el tamaño de sus terminales se sujeta bien en la placa. De todas maneras soldaremos primero un terminal y antes de soldar el segundo comprobaremos su correcta alineación. Conectores Molex Para conectar sensores y periféricos, la placa cuenta con varios conectores Molex serie KK que son muy comunes y fáciles de conseguir. En la placa hay varios de diferentes formas y número de pines según su función: 3 de 3 pines verticales: J4, J5, J6, J7 situar la pestaña de plástico hacia el borde de la placa. 2 de 2 pines acodados: X3 y X2 1 de 4 pines acodado: J8 1 de 5 pines acodado: J3

10 Tiras de pines Las tiras de pines vienen en tamaños grandes que hay que recortar. Para recortar la tira de pines macho simplemente cortaremos entre los pines que deseemos con un alicate de corte, teniendo cuidado de que no salten los trozos al cortarlos. Para recortar los hembras, en caso de que sean torneados se pueden cortar simplemente con el alicate. Los planos se cortarán retirando un pin entre los dos trozos a separar y cortando por el hueco donde estaba ese pin. Los extremos se pueden repasar con una lima tras el corte. Las tiras que debemos colocar son: Tira hembra de 6 pines en J2 Tira hembra de 8 pines en JP3 Dos tiras macho de 3 pines, formando un conector de 2x3 en J1

11 Puentes de configuración. Con el objetivo de poder desactivar los periféricos internos no utilizados y utilizar la placa Depecarduino en otros proyectos, se han dispuesto unos puentes de soldadura en la placa que permiten configurar el funcionamiento de la misma. Para el uso en el Depecabot, soldaremos los puentes: SJ7, SJ8, SJ9, SJ10, SJ11, SJ12, SJ13, SJ14, SJ15 y SJ4 (en la cara superior) Además soldaremos el puente SJ16 entre el pad central y el más alejado del interruptor. Pruebas finales y bootloader Para finalizar la placa, entregársela a los monitores del taller para que la revisen. Una vez revisada y comprobado que no existan fallos elementales (componentes invertidos, puentes de soldadura, componentes faltantes, etc.) se procederá a grabar el bootloader. El bootloader es un software que se mantiene siempre en la memoria del Microcontrolador y se encarga de hacer posible la grabación por USB del chip. Se graba una sola vez y esta grabación se puede hacer mediante un programador para chips AVR, o una placa Arduino cualquiera siguiendo este tutorial: Hay que tener en cuenta que por detalles de diseño el conector ISP de la Depecarduino 1.0 está girado 180º con respecto al de una Arduino estándar. Todo este procedimiento lo llevarán a cabo los monitores del taller pero se incluye como referencia para los alumnos.

12 Diagrama de conexiones Pulsador RESET Conectores sensores Conectores servos Conector batería Interruptor Salidas Motores Entrada encoders Puerto serie (bluetooth) Puerto I2C Pulsadores usuario Conector USB

13 Correspondencias de pines Correspondencias entre pines Arduino, Jumpers y funciones de la placa. Pin Arduino Leonardo Jumper selección Periférico DepecArduino 0 - RX Conector serie 1 - TX Conector serie 2 - SDA Conector I2C 3 - SCL Conector I2C 4 Puerto 1/Servo 1 5 SJ7 Motor Izquierdo - A 6 SJ8 Motor Izquierdo - B 7 SJ13 LED 4 LCD - SCE 8 Encoder 2 9 SJ9 Motor Derecho - A 10 SJ10 Motor Derecho - B 11 Encoder A0 Puerto 2/Servo 2 P3 SJ14 LED 5 LCD - RST LCD D/C A1 Puerto 3 A2 Puerto 4 A3 A4 SJ6 SJ11 SJ5 SJ12 Motor 1 I sense P1 Motor 2 I sense P2 A5 SJ4 VBAT * 0,2326 MOSI SCK LCD - MOSI LCD - SCK

14 Correspondencias entre pines Arduino y el microcontrolador

15