Stavíme soutěžního robota - Osazujeme Motor shield

Autor: Tonda Seiner <seinert(at)seznam.cz>, Téma: Konstrukce, Zdroj: Vlastní konstrukce, Vydáno dne: 23. 12. 2012

---

Pokud jsme postupovali podle návodu máme již osazenou základní desku pro robota ROBOINO. Abychom mohli připojit všechny snímače a řídit podle nich motory musíme osadit další rozšiřující desku a tou je právě Motor shield. Protože je nutno snímače napájet a číst a navíc výkonově řídit motory robota, abychom ho byli schopni ovládat, tak na to správě slouží tato deska. Doznala několika změn a jistě by se dala udělat jinak, lépe a nevím co ještě, ale v poměru cena výkon je vyhovující a v případě nutnosti je možná další její úprava. Tak nyní k osazování. Na této desce jsou již použity SMD odpory a kondenzátory .(Surface Mounted Device - součástky pro povrchovou montáž. Jde o miniaturní elektronické součástky připojované kontaktními ploškami na povrch desky s plošnými spoji. Užívají se v mikroelektronice) .Na osazování je vhodné použít mikropájku a slabý cín s pájecí pastou.

Schéma zapojení Motor schieldu

Opět je konstrukce této desky jednostranná DPS pro snadnější výrobu i za cenu použití několika propojek (klem). Opět je deska vybavena potiskem součástek pro snazší osazování.

Tak a nyní již přistoupíme k samotnému osazení.Základem úspěchu je pečlivá práce i zde platí 2x měř a jednou řež. Děti dostanou připravenou kompletní sadu součástek v krabičce, pokud si budete někdo osazovat Motor shield samostatně je potřeba si potřebné součástky nakoupit a poshánět viz na konci seznam součástek.

Osazená deska Motor schieldu ze strany spojů

Nejprve zasuneme konektory, které se pájí ze strany spojů. Do plošného spoje je zasuneme obráceně, to znamená ze strany spojů , delší špičkou ke spojům. Tím nám totiž plastové lišty podrží rozteč špiček, my se dostaneme hrotem mikropájky ke spojům a můžeme je připájet. Je nutné je nejprve srovnat, aby byli kolmo na desku a zároveň aby nevyčnívali nad desku ze strany součástek. Jedná se o konektory NAP, NAP_1, JP4, ENCODER, ANALOG a JP3, ty slouží k propojení se základní deskou ROBOINA. Po pečlivém připájení vezmeme proti kus konektoru a zatlačíme na plastovou lištu a tím ji dosuneme až ke spojům. Tím nám vznikne konektor pro propojení se základní deskou.

Osazená deska Motor schieldu ze strany součástek	Osazovací schéma DPS Motor schieldu , pohled ze strany součástek

Po té začneme DPS osazovat systémem nejnižší zástavby součástek. To znamená že nejprve osadíme propojky na náhledu DPS jsou červeně a na samotné desce jsou to černé čárky. Je třeba se několikrát přesvědčit že osazuji propojku do správných otvorů.

Je vhodné si vodič pro propojky vytáhnout a pak pinzetou nebo kleštičkami ohnout na správnou vzdálenost otvorů. Po osazení propojky je vhodné podržet ji a desku otočit a položit na vhodnou podložku, na které se dá pájet a propojku zapájet. Nám velice dobře slouží karton z krabice zhruba o velikosti stránky A4. Propojky by měli ležet těsně na DPS ze strany součástek. Postupně tímto způsobem umístíme všechny propojky. Je vhodné postupovat z jedné strany desky na druhou, abychom na některou propojku nezapomněli na této desce je jich celkem 14. Některé jsou nakonec schované pod pouzdry jiných součástek a již bychom je nemohli provést.

Dále bude asi nejvhodnější osadit nejprve SMD součástky. Postupuji tak že si pocínuji jednu plošku, kam přijde osadit SMD součástka a pak vezmu součástku pinzetou a pocínovanou stranu prohřeji hrotem mikropájky až se cín rozlije i k součástce a tím ji přichytí. Mohu si takhle pochytat všechny součástky na jedné straně a pak teprve s trochou cínu připájet druhou stranu . Pozor součástky je třeba zahřívat tak akorát, jinak nám dojde k odpájení součástky a posunu mimo pájecí body. Výhody používání SMD součástek jsou zřejmé. Není nutné vrtat otvory pro nožičky a navíc zaberou podstatně méně místa v na desce.

Nevýhoda je drobnost součástek a ze slábnoucím zrakem a třesoucíma rukama je to slabší, ale to se nás naštěstí ještě netýká.

Tak bychom mohli začít například SMD kondenzátory o hodnotě M1 a jedná se o pozice C1,C2,C3 aC4 Jsou umístěny pod pouzdrem můstku pro řízení motorů ze strany spojů , proto ty obrácené popisy. Další kondenzátor o hodnotě M1 je ještě kondenzátor C9 u integrovaného obvodu IC1 (I2C expanderu MCP 23017).

Jako další osadíme SMD odpory R8 a R9 o hodnotě 1k. Další SMD odpor je R17 o hodnotě 10k . Nakonec ještě odpory R1, R2, R7, R12, R13, R14, R15 a R16 o hodnotě 330Ohmů. Tím máme všechny SMD součástky za sebou.

Dále zasuneme sokly ( patice ) pro integrované obvody , můžeme zasunout všechny tři, pozor na správnou orientaci označenou žlábkem a hlavně to děláme s citem abychom nevysunuly některou špičku patice nebo jí případně neohnuly pod patici. Pak desku obrátíme na samotné sokly, zkontrolujeme, že máme všechny špičky prostrčené přes DPS a můžeme si nejprve raději pochytat alespoň rohové špičky všech soklů a nakonec je můžeme všechny připájet.

Jako další opatrně zasuneme tlačítka a připájíme. Nyní vezmeme sedmisegmentovku označenou IC4 typ LD-S028 a opět velice opatrně ji zasuneme do DPS, hlavně pozor na orientaci , orientujte se podle desetinné tečky, zkontrolujeme všechny vývody a zapájíme.

Další zasuneme konektory PREKAZKA, OMEROVANI a CARA a opět pozor na orientaci , tu určíme podle výřezu v pouzdře konektoru. A můžeme připájet. Dále pokračujeme konektory motors, JP1 a JP2, kde vystupují špičky ze strany součástek a opět zapájíme. Je vhodné si na pájené konektory zasunout proti kus, který nám zajistí, že se nám špičky nerozjedou.

Naposled umístíme kondenzátory C5,C6,C7 o hodnotě 220uF a keramický kondenzátor C8 o hodnotě M1. Pokud jsme na něco nezapomněl tak by měla být deska hotova. Ještě nezasouváme integrované obvody, vše překontrolujeme , jestli nemáme někde propoj kde být nemá, nebo slité piny a pak teprve můžeme desku zasunout do desky ROBOINA a po zapnutí napájení změříme nejprve jestli je všude správně 5V na napájení integrovaných obvodů to znamená, že u IC1 pin 9 je UCC +5V a pin 10 je GND 0V. Na IC2 je pinu 7 GND je 0V a na pinu 14 je UCC +5V . U IC3 pozor na pinech 4,5 a 12,13 je GND= 0V a na pinech 8 a 16 je VCC = napětí zdroje například +12V . Pokud je vše v pořádku tak odpojíme desky od napájení a můžeme zasunout jednotlivé integrované obvody.

Pak nám zbývá jen nahrát zkušební program a začít testovat, ale to zase někdy příště.

Seznam součástek Motor Shieldu

C1,C2,C3,

C4,C9 M1 Odpor SMD 1206

C5,C6,C7 220uF/16V Kondenzátor elektrolitycký

C8 M1 Keramický kondenzátor

CARA MLW10G Konektor jehly 5x2

ODMEROVANI MLW10G Konektor jehly 5x2

PREKAZKA MLW10G Konektor jehly 5x2

ENTER

RESET

S1 B3F-10XX switch-omron

IC1 MCP23017 Integrovaný obvod I2C expander DIL28

IC2 74HCT14N Integrovaný obvod DIL14

IC3 L293E Integrovaný obvod DIL16

IC4 LD-S028 7 segmnentovka

ENCODER 7 Jehlová lišta 1X6

ANALOG 5 Jehlová lišta 1X6

J3 15 Jehlová lišta 1X8

JP1 Jehlová lišta 1X5

JP2 Jehlová lišta 2X8

JP3 Jehlová lišta 1X6

MOTORS motors Jehlová lišta 1X6

NAP,NAP_1 Jehlová lišta 2X2

R1,R2,R7,

R12,R13,R14

R15,R16 8x330R Odpor SMD 805

R8,R9 1k Odpor SMD 805

R17 10k Odpor SMD 805

Zdrojové soubory ve formátu EAGLE 6.2.0

Motor shield robota .sch
Motor shield robota.brd