Diseños

Versión Final LibreServo v2.3.1

¡Finalmente LibreServo ha llegado a la primera versión final del Hardware (versión 2.3.1)!

Ha sido un largo camino y aún queda mucho camino por recorrer, pero ahora en la parte software. El proyecto LibreServo tampoco parará en el software y más adelante vendrán nuevos proyectos que hagan uso de LibreServo, como un posible robot bípedo en 3D, pero todo ello llegará en el futuro y todo ello lo anunciaré aquí. Pero dejemos de elucubrar y hablemos del ahora.

🎉¡Ya he enviado a fabricar la versión final de LibreServo a JLCPCB!🎉
En total han sido 50 placas PCB (50 porque salían al mismo precio que 30) de 0.8mm de grosor y de la máxima calidad posible; 6 capas, acabado ENIG, vías rellenas de epoxy y tapadas, material de PCB mejorado a FR-4 TG155... Todo me ha salido por unos 93.24$, que con el IVA y transporte sube a 118.18$. Lo que da un precio base de unos 2.36$ por LibreServo. Fabricar la versión de 4 capas de LibreServo, en acabado HASL (con plomo), material FR-4 TG135-140 y vías simplemente cubiertas con máscara de soldadura sale a 56.20$, que con IVA y transporte sube a 75$ para un total de 1.5$ cada LibreServo. Personalmente creo que fabricarlo en 6 capas y el resto de mejoras bien valen 0.86$ por placa, pero es algo que cada uno tendrá que valorar y que ciertamente LibreServo va a funcionar igualmente bien en ambas configuraciones.

LibreServo v2.3 PCB

Hace escasos días presenté la versión 2.2 de LibreServo y anuncié que tenía un último cambio final... ésta vez la espera no se ha hecho esperar mucho y traigo la nueva versión de LibreServo, la versión 2.3.
Esta versión debería de ser ya la versión final de LibreServo en el apartado hardware.
El mayor cambio que ha tenido LibreServo en ésta última versión con respecto a la anterior es en el puente en H. Movimiento arriesgado viendo lo que me costó hacerlo funcionar pero que creo que va a ser una mejora notable y el componente que faltaba para hacer de LibreServo la opción definitiva.

LibreServo v2.2 PCB

Versión pre-final. Esta iba a ser la versión final, iba a ser, porque al final no lo va a ser.

• Se ha cambiado el oscilador por uno más compacto
• Se ha retocado un poco la posición de varios componentes
• Se han generado planos de tierra en las capas externas
• Se ha retocado la posición de la serigrafía con la idea de que las vías estarán cubiertas y se podrá serigrafiar encima
• Se ha estrechado unas décimas de milímetro el PCB para que quede perfectamente ajustado a los servomotores
• Se han unido las dos PCB mediate mouse bites

En general, son todo cambios pequeños, pero... justo antes de hacer el pedido volví a revisar todos y cada uno de los componentes, y hay uno que he decidido cambiar, uno que es muy importante y que está desde el principio de LibreServo. En el siguiente artículo desvelaré el cambio final 😉

PCB de LibreServo v2.1

Estos esquemas no van a durar mucho porque ya se han realizado nuevos cambios y se van a enviar a fabricar en los próximos días si todo va bien. El pedido de la siguiente versión coincidirá que son las vacaciones chinas, pero espero no tener ningún tipo de problema salvo algún pequeño retraso ya anunciado por el fabricante JLCPCB.

En esta versión LibreServo, la PCB principal, pasa de 4 a 6 capas debido a que JLCPCB, como comentamos en el artículo de cambios en LibreServo v2.1, ha realizado una oferta muy agresiva en la que sale más barato fabricar una PCB de 6 capas en vez de 4, teniendo en cuenta que en 6 capas te regalan el acabado ENIG (en oro) y las vías te las rellenan y tapan, ósea, un acabado totalmente profesional, es una auténtica locura de oferta.

A pesar de todo ello, por supuesto LibreServo mantendrá total compatibilidad con 4 capas y tan sólo a la hora de generar los gerbers se quitan las capas centrales y asunto arreglado.

PCB de LibreServo v2

Tenía pendiente desde hace meses subir los esquemas a la web. Los esquemas son exactamente los mismos con los que fabriqué las PCB de LibreServo v2 pero con los textos corregidos en posición para que se vean mejor.

En entradas anteriores como puedes leer en el artículo de la primera placa de test de LibreServo y en las conclusiones de la segunda placa de test de LibreServo, los cambios de LibreServo fueron masivos en todos y cada uno de los aspectos. Prácticamente todos los componentes fueron revisados y se pasó a un diseño de dos PCB de cuatro capas.

LibreServo enviando datos por RS485 a Arduino

Tras varias pruebas y análisis, el hardware de LibreServo ya está finalmente elegido y funcionando, ¡incluso el puente en H que me daba muchos problemas! En general todas las partes de LibreServo se quedan como estaban, porque ya funcionaban correctamente, salvo lo comentado en este artículo.

Hola Mundo en PCB test v2 de LibreServo

Hace un mes analizaba los resultados y conclusiones obtenidos con la placa de test v1 de LibreServo e intentando no perder el impulso en este mes he diseñado, he mandado a fabricar y ¡ya he montado la placa de test v2 de LibreServo! 🥳

Es la primera PCB que diseño de 4 capas para LibreServo y espero que eso mitigue ciertos problemas con el puente en H que creo que vienen, en parte, por el ruido electrónico. Por lo demás, es una PCB en la que ya están los componentes finales, es más cercana al diseño final y en la que me he obligado a poner los componentes lo más cerca posible entre sí para ver el límite real entre lo que se diseña y lo que luego se puede soldar fácilmente sin complicar en exceso las cosas, el papel lo aguanta todo pero luego hay que llevarlo a la realidad.

RS485 Hola mundo a 9 Mbps

Tras analizar todas las partes de LibreServo, he decidido realizar de nuevo varios cambios de diseño. Estoy contento con los resultados obtenidos con la placa de test ya que sin ella hubiera sido imposible analizar todos los componentes por separado y detectar todos los errores y fallos que he encontrado, es algo que tendría que haber hecho desde un primer momento y que me hubiera ahorrado muchísimo tiempo. Los temas a tratar son:

• Sensor de Corriente
• Protección ante cambio de polaridad de alimentación
• Nueva alimentación, mpm3610
• Sensor de temperatura NTC
• Nuevo led RGB más compacto
• Comunicación serie RS-232 vs RS-485
• Nuevo sensor magnético AEAT-8800
• Puente en H
• Próxima PCB (4 capas)

Circuito MPM3610 y AP2112

Una de las partes que más he cambiado y pensado en las versiones de LibreServo es la alimentación. En versiones anteriores fue un regulador lineal que reduje de tamaño, pero la verdad es que no estaba para nada agusto ya que si LibreServo era alimentado con tan sólo 12V, el regulador lineal debería de disipara hasta 1,74 Watios y en 16v 2,54 Watios... algo que era realmente irreal que pudiera hacerlo.

Hace unos meses descubrí el MPM3610, y esto hizo que por fin pudiera diseñar la alimentación como quería. Este diminuto componente es un más que potente step-down de 1,2A que admite hasta 21V de entrada y que ¡además tiene la bobina y el diodo incorporado! Es esto último lo que lo hace perfecto para mi diseño, por el reducido espacio utilizado, siendo el único step-down que se fabrica que tenga integrado bobina y diodo en el mismo encapsulado. La diferencia entre usar un step-down y un regulador linel es que un regulador lineal de 3,3V a 12V da una eficiencia de un 35%, mientras que el step-down del 80% o superior, el resto se disipa en calor, con lo que uno es mucho más propenso a sobrecalentarse que el otro. Lo malo de usar un step-down es que son bastante ruidosos y su salida no es tan limpia como la de un regulador lineal.