Redimensionados todos os circuitos de instrumentação, devido ao aumento do número de componentes do circuito, decidiu-se separar estes em duas placas de circuito impresso (PCB), onde se façam as ligações dos aparelhos (VEV, encoder, célula de carga e sensores) por meio de fichas (headers), e do microcontrolador MSP430 (ligações aos portos necessários) numa das placas, e as ligações da alimentação de +24 [V] e GND, que irá ligar ao conversor DC- DC, na outra placa.
Começando pela placa onde liga a fonte de alimentação, pretende-se ter num dos cantos do
PCB a entrada da alimentação atrás referida, através de uma ficha de 2 ligações, que irá ligar a
um conversor DC-DC. Deste conversor irão sair as tensões de alimentação das várias fontes, que devem assim ficar junto do conversor. As saídas destas fontes são ligadas a uma ficha de 6 saídas, que irá assim fornecer todas as tensões de alimentação necessárias para a placa onde está feita a instrumentação que liga os vários aparelhos ao MSP430, que tem uma ficha igual, recebendo as tensões de 3,3 [V], 5 [V], 10 [V], +15 [V], -15 [V] e ground.
Na segunda placa, onde ligam os vários aparelhos electrónicos, são colocadas várias fichas (ou headers), uma para cada aparelho, mais algumas para ligar ao microcontrolador. Deste modo, para os componentes electrónicos, serão necessárias 7 fichas, com o seguinte número de ligações:
8 pinos para a célula de carga: um para fornecer os +10 [V], outro para fornecer o GND, dois para ligar as saídas da célula à placa, dois para ligar os pinos que recebem
os sinais da célula de carga ao INA114, e dois para ligar estes mesmos pinos ao AD7705 (estas ligações são opcionais, e feitas através de jumpers);
4 pinos para o encoder: dois para a alimentação deste (5 [V] e GND), um para receber o sinal Ua1, outro para receber o sinal Ua2, que irá ser ligado ao MC14050B;
4 pinos para dois sensores magnéticos, dois para alimentação com 3,3 [V], e dois para ligar as saídas destes;
4 pinos para dois sensores de presença, dois para alimentação com 3,3 [V], e dois para receber as saídas destes;
4 pinos para duas saídas, um para alimentação com 3,3 [V], um para alimentação com 5 [V], e dois para ligação da linha de terra;
Header DB-9, para ligação da porta RS-232 do VEV com a placa.
Para ligação com o MSP430 é ainda necessária uma header com 8 pinos, e três com 4 pinos: 8 pinos: um para ligação da célula de carga (saída do INA114, ao pino 6.0), para a
ligação do AD7705 aos pinos 2.0, 2.1, 3.0, 3.1, 3.2 e 3.3, e ainda para a ligação do pino 1.1 ao multiplexer;
4 pinos: dois para alimentação do MSP (3,3 [V] e GND), dois para ligação das saídas 6.5 e 6.6;
4 pinos: dois para ligação do encoder (pinos 1.4 e 1.5), dois para ligação do TX e RX (pinos 2.4 e 2.5);
4 pinos: para ligação dos sensores aos pinos 1.1, 2.2, 2.3 e 6.4.
É ainda necessário usar uma header com duas filas de 4 pinos, para ligar dois pinos ao MSP com a informação 0 ou 1: ligação aos pinos 6.2 e 6.3 do MSP, para indicar se é usado o INA114 ou o AD7705, e se é usado encoder ou não, para medir a posição. A ligação é feita como apresentado na figura 5.23. Colocando um jumper, caso este ligue o pino 1 e 2 desta
header, o pino 6.2 do MSP irá ficar a nível alto, e caso ligue o pino 3 e 4, o mesmo porto do
MSP ficará a nível baixo. O mesmo acontece para os outros pinos da header. Para efeitos de programação, se o pino 6.2 estiver a nível baixo significa que será o INA a medir a força, e se estiver a nível alto será o AD7705; já o pino 6.3, se estiver a nível baixo indicará ao programa que não será o encoder a medir a posição, caso esteja a nível alto indica que será este aparelho a medir a posição.
Quanto às placas propriamente ditas, os componentes devem ser dispostos sobre estas de modo a simplificá-las o máximo possível, com o menor número de vias possível. Assim, os vários blocos foram colocados sempre o mais próximo possível das fichas de ligação com os aparelhos que iriam ligar ao respectivo bloco. A placa número 1, com as fontes de alimentação, vista de cima, está representada na figura 5.24. A placa número 2, com os vários circuitos de instrumentação já referidos ao longo do trabalho, está representada na figura 5.25. As pistas foram feitas tendo em consideração os seguintes aspectos:
passagem pela parte de baixo da placa, sempre que possível, para evitar o seu contacto com os vários elementos soldados em cima da placa;
passagem sempre que possível por fora dos integrados, para facilitar a soldagem destes na placa;
fichas nas bordas da placa, para facilitar a ligação dos aparelhos à placa.
Todos os componentes são do tipo through-hole, sendo todos os integrados do tipo DIP, montados em furos feitos na placa, e soldados a esta, devendo sempre ser garantido o contacto com as pistas às quais devem estar ligados. As pistas têm uma largura de 0,5 [mm], e os furos a fazer no interior das circunferências um diâmetro de 1 [mm], tendo as circunferências (sem cobre) um diâmetro de 2 [mm].
A placa com os circuitos de instrumentação (número 2) será colocada por cima da placa com os circuitos das alimentações (número 1), pelo que deverá ter 4 furos que permitam a ligação do MSP com esta placa.
Figura 5.25 – Componentes e ligações da placa de circuito impresso número 2, vista de cima.
Nos cantos das placas são feitos 4 furos com um diâmetro de 4 [mm] por onde irão passar os parafusos de ligação das placas entre si, e a uma caixa apropriada para a ligar à estrutura da máquina.