Circuit imprimé du contrôleur

Rendu 3D en perspective du circuit imprimé

Voici le circuit imprimé du robot concu sur le logicel Altium Designer

Pourquoi ?

Réaliser un prototype du circuit sur platine m'a permis de pouvoir vérifier rapidement son fonctionnement et d'apporter certaines modifications. Éventuellement, je me suis rendu au point où le système effectuait son travail sans problème. Cependant, le circuit et le câblage étaient exposés, ce qui créait un risque d'endommager les composantes tout en affectant l'esthétique du robot.

Le but était de réaliser un circuit plus compacte et mieux organisé afin de l'intégrer dans la base du robot.

Schéma bloc du circuit

Caractéristiques:

Encodeurs absolus qui permettent de lire l'orientation des joints au démarrage du robot (aucune procédure de mise à l'origine « homing » requise).
2 entrées opto-isolées pour connecter des capteurs au robot.
2 sorties opto-isolées avec diode de roue libre pour connecter des appareils solénoïdes au robot (tiroirs pneumatiques, relais, etc.)
Sortie 24V DC pour contrôler les freins moteurs.
6 entraînements (« drives ») pour moteur pas-à-pas (moins coûteux et complexe que des sevos-moteurs) alimentés par 24V DC.

Calculs et recherche

Pour les sorties, le prototype utilisait des relais (modules déjà construits achetés en ligne). Cependant, pendant la création du schéma du PCB, j'ai décidé de concevoir un contrôle par transistor. J'ai commencé par chercher les composantes les moins coûteuses disponibles sur le site de mon fabricant de circuit imprimé (JLCPCB). Ensuite, j'ai cherché dans les « datasheets » des composantes afin de trouver certaines informations pour éventuellement calculer les valeurs des résistances.

Disposition des composantes

Circuit imprimé à 4 couches ; les deux couches du millieu sont des plans (GND et 3.3V).

L'alimentation 3.3V provient de la connection USB sur le circuit imprimé du microcontrolleur (Teensy 4.1).
L'alimentation 24V fournie au PCB doit être régulée.

Schéma avec couche d'impression

Schéma sans couche d'impression

Schéma de la première couche

Schéma de la dernière couche

Construction et assemblage

J'ai fais construire et assembler le circuit imprimé par un fabricant (JLCPCB) Voici des photos du produit complèté :

Résultats

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Le robot parait maintenant beaucoup plus propre.