Una scheda di integrazione

Una caratteristica di questo progetto, e tutto sommato di tutti i progetti DIY di una certa complessità, è quella di essere un progetto di integrazione. Questo termine viene usato quando diversi componenti, progettati e realizzati in modo indipendente, vengono messi insieme e fatti funzionare per ottenere qualcosa di nuovo. L'integrazione diventa più interessante se i componenti sono stati fatti per motivi differenti dal risultato finale voluto.
Nel caso di questo hoverboard abbiamo un'asse di legno che era originariamente una mensola, un profilato di alluminio generico, due ruote per hoverboard (le uniche nate per il giusto motivo), due controller per e-bike, due schede Arduino, di cui una con display LCD, un accelerometro e, successivamente, le batterie di alimentazione e qualche altra cosa in più.
E' chiaro quindi che servirà una scheda elettronica di integrazione tra tutti i componenti elettronici e di controllo delle ruote.

La progettazione di questa scheda è, insieme alla progettazione del software di Arduino per il controllo del moto, la parte che più si avvicina alle mie attività preferite, ma nondimeno presenta una certa sfida perché, fino ad adesso, ho progettato davvero poche schede elettroniche e meno ancora hanno avuto un esito professionale ed utilizzabile.
Tuttavia mi sono voluto mettere alla prova, come del resto questo è il senso di questo complesso progetto di DIY.
I compiti di questa scheda sono:

• Alimentare i due Arduino con una tensione di 8V;
• Collegare l'accelerometro ad Arduino;
• Permettere ad Arduino di comandare i controller delle ruote;
• Permettere ad Arduino di leggere i segnali analogici del controller;
• Collegare ad Arduino il livello della tensione della batteria;
• Integrare altri componenti I2C tra cui il Nunchuk.

Un bel po' di cose.
La scheda deve quindi integrare una funzione di DC/DC converter per estrarre gli 8V degli Arduino dalla 36V delle batterie.

Devono poi essere utilizzati connettori opportuni che abbiano la giusta rsistenza meccanica ed assicurino una connessione affidabile tra i componenti anche in presenza di vibrazioni.
Ho utilizzato, come sempre, il programma KiCAD per la progettazione della scheda: lo preferisco perché pur essendo uno strumento a livello professionale, non ha la complessità di altri strumenti e si adatta bene alle mie semplici necessità.
Con KiCAD ho progettato sia lo schema che il PCB e quest'ultimo, dopo numerosi controlli e verifiche, è stato realizzato attraverso uno dei comuni servizi di produzione presenti sul Web. Ne ho dovuti richiedere cinque esemplari (il minimo), ma è anche giusto averne più di uno in caso di errori non correggibili.

Il risultato mi è sembrato buono, anche se un difetto, non grave, ce l'ha: la larghezza dello stampato occupa quasi tutto lo spazio disponibile tra la barra di alluminio ed il bordo del legno. La conseguenza è che la morsettiera dei controller costringerà i fili ad essere piegati quando un giorno ci sarà una copertura plastica per la parte inferiore dell'hoverboard. 

Tutto sommato, però, si tratta di un buon risultato. Il montaggio dei componenti ed il fissaggio sull'hoverboard sono un nuovo importante passo verso il traguardo.