Paso 5: Diseño de la electrónica de control
Para el cerebro del sistema, usé un Teensy 3.1 microcontrolador Junta. Este es un económico y potente procesador ARM y es fácilmente programable con el toolchain de Arduino que tiene una gran variedad de bibliotecas útiles. Lo más importante, soporta hasta 12 canales de servo de la caja! Haber escrito este tipo de microcontrolador código basado en interrupciones y temporizador unidades funcionales, sin necesidad de reinventar la rueda es una ventaja definitiva. (También muchas personas estos días no apreciar la conveniencia de un gestor de arranque USB sobre hardware programación caro, pero créeme: es genial!)
Porque había ocho lasers y ocho servos para conectar a la Teensy, he diseñado una placa de circuito impreso para simplificar las conexiones. (Desde mi experiencia, las conexiones son el punto débil en cualquier proyecto de electrónica así que cuanto más puede reemplazarse con soldadura fuerte juntas mejor.) Usé en formato EagleCAD para diseñar el PCB ya que tengo mucha experiencia con él y am usa para sus caprichos.
Diseño era bastante simple: usa drivers de alta corriente Darlington ULN2803a para controlar los lasers de las salidas digitales Teensy. El ULN2803a tiene 8 drivers así que pude usar un IC para todos los 8 láser (o así que pensé) y me permite controlar el brillo de cada láser individual utilizando la salida PWM ( AnalogWrite() ). Una característica adicional es que los láseres se especifican en 3.3V voltaje; puesto que estoy llevando de 5V la doble caída de Vce en el par de Darlington cae el voltaje de entrada 5V a sobre ese nivel.
Porque servos y controladores de motor pueden generar mucho ruido en los carriles de alimentación, específicamente diseñado el PCB para combate. Tierra y el poder del servo son baja impedancia vierte en la parte superior e inferior cobre. Para aislar el Teensy que diseñé en un regulador de tensión separado pero terminó no lo necesitan (el Teensy tiene un interior 3.3V regulador por lo que se ha aislado todavía bastante de la potencia del servo de 5V.) Añadir un montón de capacidad de filtro de suministro de energía: cada grupo de 4 servos tiene un condensador de 100uF bypass; tal vez excesiva pero la Junta funcionó bien.
Tuve el PCB fabricado en el Parque de OSH, mi servicio favorito Junta: muy bajo costo para pequeñas cantidades, resultados de gran calidad con chapado en oro para soldadura fácil y su marcas púrpura soldermask. Otro beneficio del parque de SST es que aceptan archivos en formato EagleCAD sin necesidad de generar Gerber y perforar archivos CAM. Respuesta es razonablemente rápido: creo que estas placas tomaron menos de una semana.
