Usb4all shield butia

Este shield fue realizado para utilizarse con la placa de entrada/salida usb4all, la cual puede realizarse con materiales disponibles en el mercado local, dado que el circuito es muy sencillo y los componentes se obtienen en tamaños que permiten ser manipulados es posible realizarla manualmente por personas no expertas, bajando considerablemente los costos en relación a otras placas como arduino. Cabe destacar que la placa implementa el protocolo USB, no siendo necesario incluir un conversor USB/serial en el circuito. El proyecto USB4all es libre y se encuentra bajo licencia GNU/GPL 2.0 en el repositorio de sourceforge. USB4all surge como un proyecto academico de grado de la UdelaR.
Lo primero que necesitamos para realizar un shield butiá USB4all es descargar el diseño del mismo, esto puede realizarse obteniendo los fuentes desde el repositorio en sourceforge.

Los fuentes pueden encontrarse en el directorio shield_butia_rj45_rj11, están realizados utilizando Kicad el cual posee licencia GPL.
Al igual que otros programas de diseño de circuitos, Kicad permite exportar a formato gerber. Este formato permite su utilización por maquinas de producción de circuitos impresos, en el mercado local existen varias empresas brindan este servicio utilizando el formato gerber. También existen sitios en internet que fabrican y envian por correo el producto. Hay que tener en cuenta que el circuito cuenta con dos capas, lo que hace más complejo la realización con métodos manuales.
La lista de componentes necesarios para realizar un shield es la siguiente:

1 PCB shield butiá USB4all
2 Conector tira zócalo 40 terminales
1 Bornera 2p BR102A through hole
8 Jack RJ45 para impreso TFN188P
1 MC14051BD S016
8 resistencias de 10K
resistencias de diferentes valor para sensores

Este shield busca solucionar los problemas indentificados en el shieldv1, como ser el gasto inecesario de pines para realizar la identificación del dispositivo conectado, asi como ser más robusto mecánicamente con los conectores.
Pistas y ruteo más amplio para evitar la introducción de corto circuitos debido a la impresición que muchas casas manejan a la hora de fabricar circuitos.
También intenta homogenizar los conectores, utilizando para los motores el mismo tipo de conector que para el resto de los sensores/actuadores.
Por otro lado, mantiene muy buenas ideas que fueron incorporadas en el shieldv1 como ser la identificación de dispositivos mediante pines dedicados a esa tarea, permitiendo implementar mecanismos de plug&play, permitiendo conectar cualquier sensor/actuador en cualquier puerto del shield y evitando etapas de configuración en el software.
La idea fundamental del shield es reducir la cantidad de pines de identificación a un solo pin del microcontrolador, esto se realiza mediante la utilización de un multiplexor analógico MC14051 el multiplexor recibe como entrada los 8 pines de identificación (uno por cada coenctor físico) mediante 3 pines de direccionamiento se multiplexa los valores de identificación de cada puerto siendo utilizado para esta tarea 4 bits de microcontrolador, uno para el pin de identificación multiplexado y tres para direcionamiento en el multiplexor.

Pasos

Fabricación del PCB:

Se utilizan conectores RJ45, lo que permite aumentar la robustez del conector y facilidad de fabricación.
Se colocan en el circuito:

Se sueldan:

Se utilizan headers para permitir conexión con la placa USB4all:

Bornera para alimentación de motores:

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Resistencias de 10K en cada uno de los puertos para permitir medir la tensión de cada uno de los id de los sensores: