Varie "shield" casalinghe, possono servire ?

Tempo fa per un’amico avevo costruito un paio di “shield” dedicate, e ne avevo progettata altre che poi non ho piu realizzato … ora, vedendo vari post che chiedono “come collego questo e quello” su diversi argomenti, mi e’ venuto in mente che magari a qualcuno potrebbero venire utili i miei disegni …

Intendiamoci, nulla di trascendentale, sono principalmente interfacce con uscite ed ingressi “non esattamente standard”, ma che magari qualcuno potrebbe aver voglia di costruirsi … per fare un’esempio, vi allego un’immagine, ho “sgrezzato” un po, rendendola un po piu “umana” e realizzabile a livello casalingo (anche se sempre in SMD), una schedina 16IN/16OUT (usa solo il connettore “digital”) che avevo disegnato per la Mega2560, gli ingressi accettano da 5 a 24V (reggono anche un po di piu) come livello HIGH, e sono protetti con zener e partitori e condensatori per ridurre le letture dei rimbalzi (NON sono optoisolati, ma potrei fare pure quelli :P), mentre le uscite sono open-collector da 500mA massimi, con l’opzione di poter disconnettere sia il positivo che la massa (se si fornisce sia la massa che un positivo sui connettori di uscita, diventano ad isolamento galvanico completo, come per i PLC) … sia IN che OUT prevedono i led per l’indicazione dei segnali (che si possono anche non montare, se non servono), e c’e’ un’alimentatore a parte che fornisce i 5VDC alla Mega (tramite un regolatore piu robusto di quello montato sulla Mega)

Se pensate che a qualcuno possano servire, un po alla volta (burocrazia e contabilita’ del negozio permettendo :P) sgrezzo via anche le altre e posto i relativi files SCH e BRD

Sarebbe una cosa interessante, magiari finisce in megatopic. Hai un elenco delle varie schede?

Be', ce ne sono parecchie, ma sono principalmente per la Mega, piu un paio per la Uno ... comunque posso facilmente modificarle per altri modelli, serve solo un po di re-routing ... lasciami il tempo di vedere quali si possono fare, e ti posto un'elenco.

Etemenanki è una bellissima iniziativa, grazie.

In attesa di leggere una lista di boards, mi metto in coda volentieri per esprimere interesse, anche se purtroppo SMD è un grosso ostacolo per chi già non sa ancora saldare :blush: Però ricavarne una lista componenti non guasta mai! :)

Che software usi per realizzare schemi e pcb ?

anerDev:
Che software usi per realizzare schemi e pcb ?

Usa Eagle.

Esatto, Eagle6.4

Allora, ho guardato l’archivio che ho, di quelle “facili” (cioe’ che avevo gia progettato come stampati, quindi devo solo fare un po di re-routing e restyling rendendole “umane” e piu facilmente realizzabili :stuck_out_tongue: e controllare che non ci siano errori di cablaggio) ci sono questa (gia fatta), una simile ma con rele reed (contatti indipendenti NA per segnali, non di potenza) ed ingressi optioisolati, una scheda a 24 rele di potenza piu 8 ingressi optoisolati (piu grande), un controller per motori passo-passo multipli con L297/L298 (ma e’ enorme, la Mega ce la monti dentro alla rovescia, come se fosse lei lo shield :P) … poi ci sono una scheda ingressi multipli ed una uscite multiple (praticamente una tutti ingressi, e l’altra tutte uscite, sia analogico che digitale, erano pensate per usare le Mega come unita’ slave)

Poi c’e’ altra roba, ma di quella avevo realizzato solo gli schemi, e per alcune i millefori, dovrei partire da zero con il routing e lo stampato … non sarebbe un grosso problema a livello di lavoro da fare, ma ho poco tempo per farlo, quindi non sarebbe una cosa immediata (ma comunque fattibile)

Ovviamente tutte sarebbero modificabili per schede diverse dalle Mega (con ovvia riduzione del numero di interfacce disponibili, anzi, devo averne anche gia un paio disegnate apposta per la uno)

Etemenanki:
Esatto, Eagle6.4 …

Etem … sei terribile … :grin: :grin: :grin:

… ancora alla 6.4 quando sai da mesi che è uscita la 6.5 … poi non venire a lamentarti che non ti funzionano alcune cose eh ]:slight_smile: ]:slight_smile: ]:slight_smile:

Guglielmo

Secondo me va bene anche il solo schema, poi piano piano si fa il routing e si aggiunge.

Guglielmo: Ho troppa roba in sospeso con la 6.4, per adesso, e poco tempo per finirla … poi tanto il mese prossimo faccio la riformattazione annuale (praticamente indispensabile quando si usa il pc per lavoro e lo si spegne si e no una volta al mese :P), quindi a quel punto reinstallero’ direttamente l’ultima disponibile.

Paulus: si, ma i miei schemi sono incasinati parecchio :stuck_out_tongue: XD XD XD … questa e’ la seconda, qui era gia quasi tutto fatto, ho solo dovuto riallineare i componenti, perche’ il prototipo era stato fatto al volo come prova, e faceva un po schifo … e’ bastata una mezz’ora per renderla quasi umana … altre richiederanno piu tempo.

EDIT: dimenticavo lo schema, per rendere l’idea :stuck_out_tongue:

Allora, qualcosa sono gia riuscito a completare (ho veramente pochissimo tempo in questo periodo, mi spiace) … la prima e’ una delle 16IN/16OUT per la Mega (tutti sul connettore “digital”), ingressi protetti da sovratensioni e disturbi (ma non optoisolate) fino a 24V, ed uscite optoisolate con open collector da 500mA massimi, anche queste si possono usare per carichi da 24V, ha un regolatore “alternativo” (maggior corrente disponibile e piu dissipazione termica, le tante vias sotto il regolatore servono per trasferire la temperatura anche al layer sottostante, aumentando la dissipazione) con cui alimenta anche la Mega, ed ho riportato il pulsante di reset sulla shield (non indispensabile, ma cosi e’ piu facilmente accessibile) …

Tutti gli ingressi e tutte le uscite hanno led di stato, che se non servono o non interessano si possono non montare sul circuito (32 led e 32 resistenze in meno, non un gran risparmio, ma sempre meglio di niente) … gli opto non sono critici, io ho usato i TLP283, ma si possono utilizzare tutti i modelli con lo stesso case e che supportino almeno una trentina di mA di corrente di collettore … gli zener di protezione ovviamente sono da 5V … i transistor delle uscite non sono critici neppure loro, si possono usare dei 2N3904, dei MMBT4401, o un qualsiasi altro NPN in SOT23 con la stessa corrente di collettore … i due diodi marcati M7 e’ preferibile che siano scottky da 4A (non per la velocita’, solo perche’ hanno meno caduta di tensione)

Non mi fa allegare piu di 4 files per post, cosi le altre le inseriro’ in post successivi … ovviamente, se trovate errori, siete pregati di comunicarli usando il forum, e non spedendomi il messaggio avvolto in una bomba a mano :stuck_out_tongue: XD.

Ah, si, realizzazioni libere per qualsiasi utilizzo non commerciale, o comunque sia la licenza che consente a chiunque di realizzarsi o farsi realizzare tutte le copie che vogliono liberamente :wink:

mega-sh01.brd (379 KB)

mega-sh01.sch (1.13 MB)

Seconda scheda, anche questa per la Mega e con 16IN / 16OUT, questa pero’ era stata realizzata per essere usata in un’ambiente diverso, gli ingressi sono tutti protetti ed optoisolati, le uscite sono costituite da rele REED, quindi isolamento galvanico e possibilita’ di collegare i contatti NA delle uscite al posto di pulsanti e simini in dispositivi che non hanno l’alimentazione in comune con la Mega, o dove e’ necessario emulare dei pulsanti o interruttori (ovviamente per segnali a bassa potenza, non per carichi di potenza :P)

I REED sono degli standard SIL con il diodo gia incorporato, io avevo usato dei COORS, ma qualsiasi altro REED in SIL con diodo e da 5V e 500ohm di resistenza della bobina va bene … i led e le resistenze collegate ai REED vanno montate per forza, e no, non e’ un’errore, sono proprio collegate in parallelo fra di loro … spiegazione: siccome in caso di azionamento di tutti e 16 i rele contemporaneamente, la corrente totale poteva diventare maggiore del massimo erogabile dal package (specie per quella impulsiva di attivazione), ho usato quel sistema per ridurre la corrente richiesta da ogni singolo REED, mantenendo comunque un livello adeguato al suo azionamento … uno “sporco trucco” che pero’ funziona :stuck_out_tongue: XD

Gli opto sono stati scelti a bassa corrente di ingresso per mantenere gli ingressi compatibili con i 5V (nel senso che un livello di 5V e’ sufficente per mandare alto il corrispondente ingresso della MCU, anche se sono protetti fino a 24V), se si progetta invece di utilizzare la scheda per ingressi che forniscono 12V o 24V, si possono tranquillamente usare opto “standard” con lo stesso package … anche qui i led e le resistenze vanno montate per forza, perche’ sono in serie al led interno dell’opto … ed anche questa alimenta la Mega tramite un suo regolatore con corrente e dissipazione maggiore (quindi va alimentata questa scheda, non la Mega).

Appena ho un’attimo, se interessano, faccio pure le versioni “ridotte” per Uno e Due.

mega-sh02.brd (470 KB)

mega-sh02.sch (1.07 MB)

Grazie Etem ... :)

Guglielmo

Certamente, le versioni per la UNO sarebbero interessanti.

Questo e’ il “megamostro” :stuck_out_tongue: … originariamente era nata, come idea, per sostituire un vecchio PLC, poi ne avevo realizzate due versioni diverse su millefori, per un’amico (una con 14 rele ed una ventina di ingressi, una con 18 rele, altrettanti ingressi ed i PWM riportati attraverso opto, piu un’altra modifica ad un paio di ingressi analogici), ma non avevo mai fatto una versione completa PCB … ora nel riprendere in mano gli schemi, dato che dovevo comunque farmi tutto il routing da zero, mi e’ venuto in mente di complicarmi l’esistenza :stuck_out_tongue: farci uno “schedone” che potesse essere assemblato in piu di un modo, secondo quello che serviva, ed anche magari in tempi diversi, cosi ci ho perso un po di tempo per incasinare completare :stuck_out_tongue: lo schema il piu possibile (nel limite dell’inumano, ovviamente :P)

La base sono i 24 rele’ di potenza, tipo standard G5L da 12V ad uno scambio da 10A, portati fuori su morsetti a vite, piu 8 ingressi optoisolati in grado di reggere 24V senza troppi problemi, ma di funzionare anche a 12V ed al limite a 5V (per usarli da 5 a 24 V e’ necessario montarci degli opto sensibili, come i VOL6186 o simili, se invece si pensa di usarli solo per i 12 o 24 V, possono essere montati dei normali TLP o un’altra serie simile … sia per i rele che per gli ingressi “fissi”, i led e relative resistenze se non necessarie possono essere omesse (ho modificato i circuiti degli ingressi per renderlo possibile, ed ho visto che funzionano meglio che nelle versioni originali, per cui modifichero’ anche quelle delle altre shield in questo senso) …

Poi siccome in questa scheda la Mega va montata “alla rovescia” nel centro, ho portato fuori anche un po tutto il resto, con diverse opzioni … gli ingressi analogici da ADC0 ad ADC7 mi sono limitato a riportarli su un’altro connettore, disaccoppiandoli con una resistenza da 1K (che non altera la lettura) ed uno zener da 5V (come protezione per sovratensioni), mentre per quelli da ADC8 ad ADC15 ho previsto una doppia possibilita’, o “riportate” come le precedenti nel caso servissero piu ingressi analogici (ed in questo caso si montano solo le resistenze da 1K e gli zener), oppure utilizzabili come ulteriori 8 ingressi digitali optoisolati e protetti, ed in questo caso si montano i componenti relativi agli ingressi e non gli zener e le resistenze di prima (anche per questi ingressi, se non servono, i led e le resistenze dei led si possono omettere) … le uscite PWM le ho riportate sia direttamente su due header (8+8, due pin di entrambi gli header sono masse, per comodita’), sia su due altri connettori attraverso degli opto, nel caso fosse necessario pilotarci qualcosa di galvanicamente isolato (in questo caso, positivo e massa dell’opto, lato transistor, devono essere forniti da cio che viene pilotato … ovviamente se non servono, tutti i componenti di questa sezione si possono non montare, usando direttamente le uscite PWM dai due connettori diretti)

Le linee di comunicazione le ho portate su un connettore in modo diretto, in piu (ad eccezione di TX0 ed RX0, a cui non ho collegato nulla), dato che alcune di esse potrebbero essere necessarie come interrupt, ho previsto la possibilita’ di collegarle come ingressi, sempre optoisolati e protetti … ovviamente, se servono come ingressi si montano i relativi componenti, se invece servono come linee di comunicazione, emulazione seriali, o per pilotarci e/o comunicare con altre schede, si prendono i segnali direttamente dal connettore “riportato”, senza montare gli opto ed il resto (avevo pensato di metterci dei jumper per la selezione, ma sarebbe stata una complicazione in piu e non so se sarebbe servito a qualcuno) … i pin SDA, SCL, AREF e massa che ci sono vicino al connettore USB li ho riportati pari pari su un header a 4 pin (attenzione che SDA ed SCL sono connessi a quelli dell’header di comunicazione, quindi se li usate come interrupt montandoci gli opto, non potete ovviamente usare questi come SDA ed SCL, e viceversa, se vi servono come SDA ed SCL non ci potete montare gli opto per usarli come interrupt) …

Per il regolatore ho usato un LM1117-5 in TO220, che dissipa di piu, ed anche in questo caso e’ la shield ad alimentare la Mega, l’unica differenza e’ che al posto del jack ho previsto due morsetti a vite piu robusti … l’alimentazione dei rele’ e’ disaccoppiata da 4 diodi in gruppi di 2 (solo per sicureza), filtrati, si possono usare indifferentemente raddrizzatori o schottky, ma sarebbero preferibili gli schottky perche’ hanno cadute minori e reggono correnti piu elevate … Occhio che il “piano dissipatore” del regolatore e’ connesso alla sua uscita, e non a massa come nei comuni regolatori, quindi non collegate insieme i due piani dal lato piste (non serve isolare il regolatore, basta ricordarsi che il suo piano di dissipazione NON e’ una massa)

Non mi viene in mente altro da dire al momento, salvo il farvi inorridire allegando schemi e board :stuck_out_tongue: XD

mega-sh03.brd (985 KB)

mega-sh03.sch (1.38 MB)

x iscrizione

Primo tentativo di modificare uno dei miei schemi per la UNO (non ho uuna uno a casa, per cui non e’ testato, ho ricontrollato tutto 2 volte, ma gli errori sono molto abili a nascondersi :stuck_out_tongue: , per cui se ne trovate fatemelo sapere)

Siccome la UNO ha poche linee di I/O, in questa versione ho previsto 4 uscite fisse (rele’ con contatto scambio da 10A su morsetti a vite), 4 ingressi fissi (optoisolati e protetti), e 4 linee che possono essere selezionate come ingresso o come uscita in modo indipendente, tramite 4 jumperini su header a 3 pin, se si mette il jumper verso la UNO le linee diventano uscite, se si mette verso l’esterno della scheda diventano ingressi (i pin 0 ed 1 non li ho usati, visto che possono essere usati per comunicazione, li ho riportati su un connettore a parte (anche questa shield prevede di inserirci sopra la UNO rovesciata) … l’alimentazione per la uno la prende dalla shield, quindi il jack non si usa (si alimenta il tutto con i morsetti a vite), mentre ho lasciato accessibile il connettore USB e riportato sulla shield il pulsante di reset, ed ho riportato su un’altro header a 4 pin le linee SDA, SCL, AREF ed una massa, ed anche i 6 ingressi analogici (con resistenza di disaccoppiamento e zener di protezione, piu un paio di pin di massa extra) … l’alimentazione ovviamente e’ a 12V, perche i rele usati sono a 12V.

Anche qui, se non si vogliono i led, questi e le relative resistenze si possono non montare.

Stessa nota di cautela delle altre, i piani di dissipazione del regolatore NON sono masse, sono al +5V, quindi non mandateli in corto con la massa.

Sto pensando ad una versione “espansa” per la UNO che utilizzi degli shift registers, per espandere ingressi ed uscite (una specie di “mostruosita’” come quello della Mega, ma per la UNO, solo con rele’ piu piccoli, o magari con uscite open-collector o mosfet … tipo, 16 IN e 16 OUT, o roba del genere, pilotati via shift), ma non so fino a che punto possa servire, essendoci gia la Mega con piu I/O … ne vale la pena, secondo voi ? …

Uno_sh01.sch (1.14 MB)

Uno_sh01.brd (563 KB)

Belle belle
Grazie per la condivisione

Prego ... non e' un problema, (a parte il tempo, che non mi permette di farle tutte insieme) meta' sono prototipi che ho gia realizzato e devo solo rendere "umani", e le altre in fondo sono modifiche degli stessi prototipi, o progetti che avevo gia abbozzato ma non ancora realizzato ... e se possono servire a qualcuno, meglio pubbilcate che chiuse in un archivio ad annoiarsi, no ? ... :P

questo topic ad esempio rientra nel mio concetto di Progetti Completi (ex Megatopic)