Progetto shield motore per Arduino

Il progetto si chiamerà shield e va salvato in una cartella shield nella cartella Z:\

Nella cartella shield motore dentro tpa nella cartella di condivisione della 3C:

• datasheet dell'L293D
• datasheet del 74LS04
• immagine con piedinatura dell'L293
• immagine con schematico
• file con il componente l293d (non presente in Multisim)
• immagine di un ponte H

Per installare il template (modello) per creare shield per Arduino con Multisim/Ultiboard seguire le istruzioni in questa pagina. Il progetto va creato usando questo modello, che consiste in:

• uno schematico per Multisim con i connettori presenti sulla scheda Arduino e sugli shield
• un layout per Ultiboard con il board outline di una scheda/shield Arduino e i connettori a strip opportunamente posizionati

Una volta aperto il modello:

• salvare i due file con lo stesso nome (shield)
• completare lo schematico in Multisim
• riportare le modifiche nel layout Ultiboard usando la funzione Forword Annotate to Ultiboard (non usare Transfer to Ultiboard, il layout esiste già e va solo completato!)

Le prime cose da fare dopo aver trasferito i componenti sul Ultiboard sono:

• controllare che i footprint abbiano la forma previsita
• attivare i “collegamenti gialli” mettendo la spunta su Rastnests nella finestra dei layer a sinistra
• controllare che tutti i componenti risultino collegati; se un condensatore risulta scollegato controllare che esista una corrispondenza tra piedini del simbolo e del footprint in Multisim (doppio-click sul componente, scheda Value, pulsante Edit Footprint e verificare che i Footprint Pins siano associati ai Symbol Pins)

• L293D, driver per pilotaggio motori
• 47LS04, TTL con 6 porte NOT
• condensatore elettrolitico da 47μF
• condensatori a film da 100n
• 3 terminali a vite (2 poli)

• L293D, componente nel file L293D.ms14 nella cartella di condivisione
• 47LS04, componente 47LS04N[74LS_IC] da Multisim
• elettrolitico, ELKO5R5
• condensatori 100n, KERKO5X4R5
• terminali a vite HDR1X2, MKDSN_2RMM

Per evitare di disegnare troppi collegamenti nello schematico si usano i connectors. Tutti i punti collegati ad un connector risulteranno collegati tra loro come se avessimo disegnato un collegamento rosso tra loro. Per piazzare un connector

• scegliere dal menu Place la voce Connectors e poi on-page connector
• cliccare in un punto dello schematico
• selezionare il connector dalla lista di quelli disponibili

Può essere utili aggiungere delle label ai componenti per mettere in evidenza la loro funzione. Per farlo:

• doppio click sul componente
• dalla scheda label indicare un nome nel campo label (NB non modificare RefDes)

Può essere utile cambiare il nome delle net in modo che coincida col nome del piedino a cui sono collegate. Per farlo:

• doppio click sul collegamento rosso
• indicare il nome nel campo Preferred net name

• morsetti a lato scheda
• posizionare/ruotare gli integrati in modo da facilitare lo sbroglio (si può scegliere anche quali piedini utilizzare nel 74LS04)
• posizionare i 3 condensatori di bypass vicino al piedino di alimentazione corrispondente (Vcc dell'integrato)
• usare principalmente il layer bottom; nel layer top ci saranno solo per i collegamenti che non è possibile fare sul bottom e le vias

• tutte le piste da 1 mm
• non passare con le piste tra due piedini di un integrato (si può invece passare sotto l'integrato)
• può capitare che Ultiboard richieda di collegare le masse che fanno capo al piedino GND della strip in alto a quelle che fanno capo al piedino GND della strip in basso; non è necessario e infatti il DRC non segnala l'errore

• cambiare tutte le piazzole, in particolare:
  • tutti i fori delle piazzole (e delle vias) da 0.4 mm
  • piazzole per integrati e strip ovali e custom (da creare)¹⁾
  • piazzole per componenti (e vias) con diametro 2.6 mm

La sagoma del template ricalca quella della scheda Arduino; la scheda che produrremo sarà invece rettangolare e senza fori. Allora:

• se il profilo della scheda intralcia lo sbroglio disegnarne un altro rettangolare che abbia circa le stesse dimensioni (usare il layer board outline e Place|Graphics|Rectangle) e cancellare quello del template
• se i fori intralciano lo sbroglio cancellarli

Nel progetto servono due piazzole custom di forma ovale (rettangolo smussato o rounded rectangle), una alta e stretta (verticale) e una larga e bassa (orizzontale). Le dimensioni da usare per quella orizzontale sono (circa):

• larghezza 3 mm
• altezza 1.8 mm
• raggio 0.9

Per quella verticale scambiare i valori di larghezza e altezza.

Creare la piazzola custom:

• dal menu Tools scegliere Database|Database Manager
• nella vista ad albero a sinistra selezionare User database
• cliccare l'icona Create new part (tratteggiata)
• selezionare Custom pad shape
• cliccare l'icona Rounded rectangle e disegnare la piazzola ovale (3 click)
• aprire la finestra delle proprietà della piazzola e aggiustare larghezza, altezza e raggio
• centrare la piazzola usando come riferimento la croce bianca col cerchio (si possono usare anche le coordinate X e Y per centrare la piazzola impostandole a metà del valore della larghezza e altezza)
• salvare la piazzola nello indicando un nome

Per utilizzare la piazzola custom dal layout aprire la finestra delle proprietà di una piazzola e selezionare il pulsante accanto alla scritta Custom. Poi scegliere la piazzola creata.

Modificare una piazzola custom:

• dal menu Tools scegliere Database|Database Manager
• nella vista ad albero a sinistra selezionare User database
• selezionare la piazzola e cliccando col tasto destro scegliere Edit
• modificare la piazzola e salvare
• le modifiche non vengono applicate alle piazzole custom già inserite nel layout, bisogna selezionarle nuovamente e scegliere di nuovo la piazzola custom aggiornata

Schematico Multisim e progetto Ultiboard