Diseño placa IoT

Diseño Placa IoT

La arquitectura de una solución IoT comienza descomponiendo de principio a fin todo el sistema, la plataforma y los componentes de negocio. Se trata de una estrategia “divide y vencerás” que permite a la arquitectura poner el foco en cada componente de forma separada. La arquitectura debe definir cómo van a ser integrados los diferentes dispositivos, datos y procesos para crear una solución final que aporte valor al negocio. La integración es el punto clave que transformará un proyecto IoT en una solución que permita transformar el negocio.





Wemos D1 mini

Descripción

La D1 mini es una de las placas de desarrollo más pequeñas basadas en ESP8266, es ligeramente más grande que el propio procesador y incluye conector microUSB para programarlo, y pines estándar para acceder a los GPIOs. Y, por si fuera poco, admite multitud de shields de expansión. Es programable mediante el IDE de Arduino.

Características:

  • Alimentación: 3,3V

  • Velocidad: 80/160 MHz

  • Memoria Flash: 4MB

  • Entradas / Salidas digitales: 11 (todas con PWM, excepto la D0)

  • Entradas analógicas: 1

Documentación:

Referencia sobre los PINes:

CONVERTIDOR ANALÓGICO/DIGITAL ADS1115

El chip ADS1115 es un convertidor A/D con una resolución de 16 bits con 4 entradas analógicas. En primer lugar tendremos que instalar la librería “Adafruit ADS1X15” de este chip en el IDE de Arduino (ruta: programa – incluir librería – administrar bibliotecas).


MUX_CD74HC4067

Los multiplexores y demultiplexores son dispositivos que nos permiten controlar un mayor número de dispositivos con un número menor de entradas o salidas. Un multiplexor (o mux) permite dirigir múltiples señales a una única entrada.


El CD74HC4067 funciona con señales digitales y analógicas tanto como entrada como salida. En concreto, este que vamos a utilizar tiene 16 canales de entrada/salida analógicos

Diseño en PROTEUS PCB simple cara

Vistas en 3D

Las vistas en 3D las podemos ver si pulsamos en la opción de 3D Visualizer

Ahí dentro podemos ver la placa con componentes y sin ellos. Para quitar los componentes, en la pestaña de la visualización 3D hay que pulsar en Show Components en la barra inferior.


También podemos mover la placa rápidamente con las varias opciones que aparecen en esa misma barra, ya que moverla con el ratón puede llegar a ser tedioso.

Fotolitos

Para generar los fotolitos, hay que entrar en Output → Export Graphics → Export Adobe PDF File.

Para generar los fotolitos de las diferentes caras, dentro de la nueva ventana tenemos varias opciones, así sale por defecto:

Si queremos dejar solo las pistas traseras, tenemos que desmarcar las opciones Top Copper y Top Silk para que no aparezcan en el PDF.

Pulsamos en “Filename” y nombramos el PDF de forma que después lo reconozcamos, por ejemplo “placa_pistas_bottom”. Si no cambiamos el nombre, cada vez que vayamos a crear un PDF de las diferentes caras, se sobreescribe el mismo archivo.

Para las pistas superiores tenemos que quitar las opciones Bottom Copper y Top Silk. También hay que cambiar la opción Reflection y fijarla en Mirror para que cuando el fotolito se pegue a la placa, salga en la dirección correcta.


Y por último, para crear el PDF del serigrafiado, habría que desmarcar todas las opciones que aparecen y dejar solo Top Silk y Board Edge. Este PDF se realiza con Reflection Normal.


En el siguiente ejemplo podemos ver lo que aparecería si quitamos solo Top Copper, Bottom Copper y Metch 1:


Cómo unificar todas las masas


Las pistas que vemos son bien de datos o bien de +5V, las masas son el resto de la placa.

Para ello nos vamos a herramientas (tools), en el seleccionamos el generador de superficies de disipación (Power Plane Generator)

Una vez pulsado nos aparecerá esta ventana

En la opción red (net) seleccionamos GND=POWER, en la opción de cara seleccionamos top, y luego repetimos la operación con la cara de botton.

Y nos aparece nuestra placa con un tono rosáceo, que indica la unificación de masas.











Esquemáticos:

Top View


Routeado en Proteus


Fotolito