ultimo aggiornamento 25  novembre 2018

La nuova versione della scheda di controllo del robot Little BOT ha le dimensioni identiche a quella del prototipo pari a di 86x58mm. Dallo schema elettrico si può vedere che su di esso sono presenti le seguenti sezioni:

• Sezione alimentazione con modulo elevatore di tensione DC-DC

• Sezione controller con Arduino Nano

• Sezione controllo motori con Motor Driver 1A Dual TB6612FNG

• Sezione Buzzer

• Sezione faro illuminazione

• Sezione sensore di luce con fotocellula

• Sezione sensore di distanza con IR GP2D120

• Sezione connettore servo tipo Hitec HS81

• Sezione sensore di temperatura con LM35

• Sezione Bluetooth con HC-05

Vista del PCB lato TOP

Vista del PCB lato BOTTOM

Vista 3D del PCB lato TOP

Foto del PCB realizzato da  JLCPCB

Foto della scheda montata con tutti i componenti

Schema elettrico della nuova scheda realizzato con il programma EasyEDA
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Schema della scheda in formato PDF

Sezione di alimentazione

La tensione di alimentazioni è fornita tramite il connettore X2 tramite una batteria Li-ion 3,7V 1840mA/h.
Per elevare la tensione della batteria a quella di 9V, viene utilizzato un elevatore mini Convertitore DC/DC prodotto dalla Pololu Si basa su un integrato SC4501 Semtech (regolatore di commutazione con Soft-Start- 2 Amp, 2 Boost MHz ).
Questo integrato accetta una tensione di ingresso compresa tra 1,5 e 16 Volt, e produce un output regolabile (tramite un potenziometro) tra 2,5 e 9,5 Volt, a circa l'80% di efficienza.
Fa parte del circuito un partitore formato da R1-R2 che viene collegato alla porta analogica  A1 , per monitorare lo stato di carica della batteria

Sezione Processore

Il controllo del robot è dato da un Arduino Nano a cui sono collegati i vari sensori e moduli di controllo. In particolari cono utilizzati i seguenti pin

Modulo controllo motore

Per pilotare i due motoriduttori è utilizzato un modulo in cui è utilizzato un integrato TB6612FNG che è in grado di pilotare due motori a corrente continua con una corrente costante di 1.2A (3.2A di picco)  interfacciandosi con un micro microcontrollore,
Per il pilotaggio sono utilizzati 7 linee digitali connesse al processore. Il senso di rotazione è evidenziato da una coppia di led Bicolore tipo L-57EGW

L-57EGW Led BI-COLORE 2 PIN
	Codice RS 228-5720A
Piedinatura	Datasheet	Foto

Sezione Buzzer

Il robot dispone per eventuali segnalazioni acustiche di un buzzer tipo PK-12N40PAQ pilotato tramite un transistor NPN tipo BC 337.

 

Transistor NPN BC337/338  Switching and Amplifier Applications
Piedinatura	Datasheet	Foto del transistor (contenitore plastico)

Sezione faro di illuminazione

Lato LED Lato rame

Sezione sensore luce

Il robot dispone di un sensore di luce rappresentato da una fotoresistenza.   La variazione di resistenza provoca una variazione del valore della tensione che può essere letta dalla porta analogica A0 del processore.

Sezione sensore distanza

Il robot dispone di un sensore di distanza collegato al connettore X4, si tratta di un sensore a infrarossi della serie GP2D120 prodotto dalla SHARP

Sezione connettore servo

Per muovere il sensore frontale e il faro di illuminazione frontale è presente un servomotore tipo Hitec HS81 collegato al connettore X5 a azionato dalla porta D11

Caratteristiche tecniche del servo HITEC HS-81

Datasheet Servo

Control System:	+Pulse Width Control 1500usec Neutral
Required Pulse:	3-5 Volt Peak to Peak Square Wave
Operating Voltage:	4.8-6.0 Volts
Operating Temperature Range:	-20 to +60 Degree C
Operating Speed (4.8V):	0.11sec/60° at no load
Operating Speed (6.0V):	0.09sec/60° at no load
Stall Torque (4.8V):	36.10 oz/in. (2.6kg.cm)
Stall Torque (6.0V):	41.66 oz/in. (3kg.cm)
Operating Angle:	45 Deg. one side pulse traveling 450usec
360 Modifiable:	No
Direction:	Clockwise/Pulse Traveling 1500 to 1900usec
Current Drain (4.8V):	8.8mA/idle and 220mA no load operating
Current Drain (6.0V):	9.1mA/idle and 280mA no load operating
Dead Band Width:	8usec
Motor Type:	3 Pole Ferrite
Potentiometer Drive:	Direct Drive
Bearing Type:	None, outer case serves as bearing
Gear Type:	All Nylon
Connector Wire Length:	6.29" (160mm)
Dimensions:	1.17" x 0.47"x 1.16" (29.8 x 12 x 29.6mm)
Weight:	0.58oz (16.6g)

Sezione sensore di temperatura

Il robot dispone di un sensore di temperatura tipo LM35, che fornisce un’uscita una tensione proporzionale alla temperatura rilevata che è pari a 10 mV per ogni grado centigrado che viene letta tramite una porta analogica A2.

 

Codice RS  533-5907

Sezione modulo Bluetooth

Il connettore U5 permette di collegare un modulo Bluetooth HC-05  che è uno dei moduli più popolari e poco costosi utilizzati per le comunicazioni RF, il suo costo è di meno di 10 €. Il modulo ha una portata di 10 mt, e si imposta facilmente tramite comandi AT ed è programmabile sia come master che come slave a differenza del modello HC-06 che è solo utilizzabile come slave.
Per il collegamento sono utilizzati RX, TX, VCC, GND.
Dato che le linee dati sono a 3.3V mentre quelle di Arduino sono a 5V, sarà necessario inserire un partitore per ridurre la tensione in ingresso sul pin RX del modulo SH-05, mentre questo non sarà necessario sul pin TX.
In teoria si ha che se R1=R2 qualsiasi sia il loro valore quello che ottiene è un partitore di tensione simmetrico ossia applicando in ingresso 10V in uscita si avranno 5V, variando il rapporto tra R1 ed R2 a favore di R1 ( R1 > R2 ) in uscita al partitore di tensione si avrà una tensione di uscita inferiore a Vi/2; variando il rapporto a favore di R2 ( R1 < R2 ) si ottiene una Vo > Vi/2.

Dato che dobbiamo avere in uscita una tensione inferiore ai 3.3V partendo da una tensione di 5V, si è optato per un valore di R8 pari a 1.2kΩ e R9= 2.2 kΩ, con un rapporto pari a 0,545 il che garantisce un valore della tensione in uscita pari a 3.2V

I componenti necessari

Fasi di montaggio