Diseño

Antes de diseñar la placa de control, hemos de conocer las características de los elementos que habrá de conectar. Una de las partes más críticas es el consumo, puesto que nos dictará qué batería tendremos que usar.

En el manual de usuario del eZ430-RF2500 se encuentran las especificaciones de consumo de la lógica y la radio. La lógica consume hasta 0.4 mA, aunque generalmente no se encontrará en un modo de consumo mucho menor. Por su parte, la etapa de radio consume bastante más, hasta 21.2 mA, por lo que la transmisión deberá realizarse con sumo cuidado.

También habremos de medir cuánto consume el motor del Hexbug. Si conectamos en serie un amperímetro con uno de los cables del motor y lo alimentamos a 3 voltios, obtendremos la corriente que consumen. Son aproximadamente unos 75 mA.

Podemos pensar que la antena no consume nada, puesto que es un elemento pasivo. Sin embargo, la antena utiliza un circuito típico de pulsador.

De manera que cuando la antena toca algo, hay una resistencia que disipa corriente. Hay que diseñarla para que absorba poca corriente. Un valor aceptable podrían ser 0.3 mA.

El consumo total del sistema es en caso peor:

Módulos del circuito

Una vez que conocemos las características y necesidades de nuestro sistema, procederemos a diseñar el circuito de control para interconectar los elementos hardware de que disponemos:

Conexión con el Microcontrolador

Ya conocemos las características lógicas de las entradas del microcontrolador. Por otro lado, las características eléctricas del msp430F2274 se describen en su hoja de catálogo. Sería interesante que la señal de las antenas pudiese sacar al microcontrolador de un estado de bajo consumo. Así que las conectaremos a entradas que pueden generar interrupción. Recordemos que esas entradas eran de la 3 a la 7.

Por otro lado, las señales que controlen los motores las ubicaremos en pines que no puedan ser entrada de interrupción, puesto que perderíamos potenciales entradas. Los pines 8 y siguientes son adecuados para ello.

No podemos olvidar que hay que alimentar al msp. Los pines de alimentación son el 2 para Vcc, 1 y 12 para GND. Estas consideraciones las tendremos en cuenta cuando realicemos el montaje final de la placa de control y tengamos que interconectarlos.

Por lo que respecta al conector entre la placa y el msp, soldaremos un array de pines hembra en la placa eZ430-RF2500. De esta manera, podremos insertarla en nuestra placa de manera rápida y sencilla.

Antenas.

Ya comentamos que era necesario usar un circuito para forzar los niveles lógicos a través de las antenas. El circuito ha de cumplir que cuando está abierto es un 1 lógico y cuando es un 0 cuando esté cerrado. En tensiones esto se traduce a tener en la entrada del msp hasta 0.2 V para un 0 y al menos 1V para un 1. Estos valores se obtienen de la hoja de catálogo. Y además teníamos la consideración del consumo.

Finalmente, usaremos resistencias de valor 10kOhm, de forma que el consumo total sea 0.3 mA.

Puente en H

Las salidas digitales del msp430F2274 no son capaces de proporcionar los 75mA necesarios para conmutar los motores. La configuración de puente en H es una manera muy fácil de obtener esa corriente en ambos sentidos. No es necesario utilizar un integrado con un puente en H, con cuatro transistores será suficiente. Utilizaremos transistores discretos que, en saturación, proporcionen la corriente suficiente y además no tengan una caída de tensión base emisor grande. Este es el montaje propuesto:

Batería

La última consideración el la batería. Ya llegamos a la conclusión de que era necesaria una fuente adicional de alimentación, o la autonomía sería mínima. Podemos utilizar dos pilas de botón CR2032 en paralelo, para obtener 3 voltios y 450 mAh. Y con unos portapilas tendremos una forma sencilla y eficaz de reemplazarlas.