Kinetic lätt arbete med servo kontrollerad laser moduler (5 / 8 steg)

Steg 5: Designa styrelektronik

För hjärnan hos systemet använde jag en Teensy 3.1 microcontroller styrelse. Detta är en billig men ändå kraftfull ARM-processor och är lätt programmerbar använder Arduino toolchain som har en mängd olika användbara bibliotek. Mest viktigt, stöder den upp till 12 servo kanaler direkt ur lådan! Att ha skrivit denna typ av mikrokontroller kod baserad på avbrott och timer funktionella enheter, är inte behöva uppfinna att hjulet en klar bonus. (Också många människor nuförtiden inte till fullo uppskatta bekvämligheten med en USB-bootloader över dyr programmering hårdvara, men tro mig: det är bra!)

Eftersom det fanns åtta lasrar och åtta servon att ansluta till Teensy, konstruerade jag ett tryckt kretskort att förenkla anslutningar. (Från min erfarenhet, anslutningar är den svaga punkten i alla elektronik projekt så ju mer de kan ersättas med robust löda leder bättre.) Jag brukade EagleCAD design PCB eftersom jag har mycket erfarenhet av det och är van att dess egenheter.

Var ganska enkelt: Jag brukade ULN2803a Darlington hög-aktuell drivrutiner kontrollera lasrar från de Teensy digitala utgångarna. ULN2803a har 8 förare så jag kunde använda en IC för alla 8 lasrar (eller så tänkte jag!) och låter mig styra ljusstyrkan av varje enskild laser med PWM-utgång ( AnalogWrite() ). En extra funktion är att lasrar anges på 3,3 v inspänning; eftersom jag kör dem från 5V droppar dubbel Vce droppa över Darlington par 5V ingångsspänning ner till ungefär den nivån.

Eftersom servon och motor förare kan generera en massa oväsen på makt skenor, utformade jag PCB att bekämpa som. Servo kraft och marken är lågohmig häller på toppen och botten koppar. För att isolera Teensy jag designade i en separat spänningsregulator men likvidation inte behöver det (Teensy har en inombordare 3.3V regulator så det har fortfarande ganska isolerat från 5V servo makt.) Jag gjorde lägga till en hel del makt leverans filter kapacitans: varje grupp av 4 servon fick en 100uF bypass kondensator; kanske overkill, men styrelsen arbetat böter.

Jag hade PCB fabricerade på Arbetsmiljöfrågor Park, min favorit anslagstavla tjänst: ganska billig för små mängder, bra kvalitet resultat med förgyllning för enkel lödning och deras varumärke lila soldermask. En annan fördel med arbetsmiljöfrågor Park är att de accepterar EagleCAD filer utan behov för att generera Gerber och borra CAM-filer. Vändning är någorlunda snabb: Jag tror dessa styrelser tog mindre än en vecka.