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==Projektbeispiel mit RN-Control== | ==Projektbeispiel mit RN-Control== | ||
Version vom 5. Juli 2006, 16:18 Uhr
Ein bewährtes Microcontrollerboard, das wie das RNBFRA-Board in der Roboternetz-Community infolge einer Diskussion entstand. Es sollte ein Board werden, das ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis bietet und für vielfältige Aufgaben geeignet ist. Das Vorhaben ist dank der zahlreichen Anregungen gut gelungen, das Board gibt es inzwischen nicht nur als Bauanleitung mit Platine, sondern auch als Bausatz und sogar Fertigmodul. Es hat sich als preiswertes Universalboard für Roboter, Steuerungsaufgaben etc. als auch als ideales Einsteigerboard einen guten Namen im Roboternetz gemacht, daher gibt es für dieses Board auch ein eigenes Unterforum im Roboternetz. Es gibt inzwischen unzählige Anwendungen, die mit RN-Control umgesetzt wurden. Trotz günstigem Preis ist ein sehr flexibles Board für unzählige Anwendungsmöglichkeiten entstanden. Über den I2C-Bus stehen zahlreiche Erweiterungsboards zur Verfügung, so können beispielsweise die gleichen I2C-Erweiterungen wie beim großen RNBFRA-Board kombiniert werden (Relaiskarte, Sprachausgabe usw.) Roboternetz
Besonders viel Wert wurde auch auf den einfachen Aufbau und viele Experimentier- und Einsatzmöglichkeiten gelegt. Mit diesem Board läßt sich u.a. schon ein recht ausgereifter Roboter konstruieren. Ultraschallsensoren, Infrarot-Entfernungssensoren, Motoren u.v.m. können direkt angeschlossen werden. Da das Board auch in der Community Roboternetz recht beliebt ist, findet man dort auch viele Tips und Programme.
Inhaltsverzeichnis
Hier die Leistungsmerkmale auf einen Blick:
- Wahlweise 8 oder 16 Mhz Taktfrequenz (beide Quarze werden mitgeliefert, 16 Mhz bereits eingesteckt)
- Schneller AVR Mega 32 Mikrocontroller,32K Speicher, 2K Ram und 1K EEPROM), 32 programmierbare I/O Pins,8 AD Ports u.v.m.
- 8 Leuchtdioden per DIP-Schalter deaktivierbar und anderen Ports per Steckbrücke beliebig zuzuordnen
- alle Portleitungen sind über Stecker nach außen geführt. Die Steckernorm entspricht der Roboternetz-Definition als auch der des Atmel Entwicklungsboards STK500
- alle Ports sowie +5V und GND sind zusätzlich über Steckbuchsen erreichbar. Ideal zum Experimentieren, da einfach Drähte (ca. 0,5mm) eingesteckt werden (kein Löten oder Schrauben). So können einfach andere LEDs zugeordnet werden oder ein Steckbrett verbunden werden
- Der wichtige Port A (wahlweise 8 digitale oder analoge Ein- o. Ausgänge) ist zusätzlich noch über eine Qualitätssteckklemme mit Hebel herausgeführt
- Motortreiber ca. 1 A belastbar - für zwei Getriebemotoren oder 1 Schrittmotor. Dieser kann auch für andere Zwecke (Relaisansteuerung, Lämpchen etc.) genutzt oder einfach entfernt werden
- Integrierter programmierbarer Mini-Lautsprecher, um Töne auszugeben
- 1 Reset-Taster
- 5 Taster für beliebige Verwendung. Sie belegen nur einen analogen Port!
- 5 V Spannungsstabilisierung mit 2 A Belastbarkeit, auch herausgeführt für Erweiterungen; Eingangsspannung gegen Verpolung geschützt
- RS232 mit normgerechtem Pegelwandler (MAX232) - PC direkt anschließbar
- Batteriespannung kann im Programm abgefragt werden
- ISP-Programmierschnittstelle für übliche AVR-Programmieradapter (10polig)
- Betriebsspannung wahlweise zwischen 7 und 18V (empfohlen 7 bis 14 V) - wahlweise auch höhere Motorspannung bis 24 V möglich)
- Sehr kompakt, nur halbes Europaformat nach Roboternetz-Norm (ca. 100x75mm)
- I2C-Bus, über den zahlreiche Erweiterungsplatinen anschließbar sind (z.B. Sprachausgabe RN-Speak, Relaisboard RN-Relais, Servoboards, LCDs uvm.)
- Programmierbar in zahlreichen Sprachen, z.B. Basic (BASCOM Compiler, eingeschränkt bis 4K wird mitgeliefert), C (C-Compiler GCC wird mitgeliefert), Assembler, Pascal
- Deutsche Doku mit Basic-Programmbeispiel
- Preiswerter Bausatz erhältlich - einfacher Aufbau
- Kein Starter- oder Applikationsboard notwendig - bereits alles integriert!
- alle wichtigen Bauteile gesockelt, somit auch bei falscher Beschaltung durch Einsteiger immer kostengünstig reparierbar (einfach neues IC einstecken)
http://www.robotikhardware.de/bilder/rncontro4.jpg
Stückliste
Bauteil Wert Beschreibung Reichelt Best.Nr. C1 100n Keramik Kondensator KERKO100N C2 100n Keramik Kondensator KERKO100N C3 22pf Keramik Kondensator KERKO-500 22p C4 22pf Keramik Kondensator KERKO-500 22p C5 4,7uF Elko SM 4,7/50RAD C6 4,7uF Elko SM 4,7/50RAD C7 4,7uF Elko SM 4,7/50RAD C8 4,7uF Elko SM 4,7/50RAD C9 1uF Elko SM 1,0/63RAD C10 100n Keramik Kondensator KERKO100N C11 100n Keramik Kondensator KERKO100N C12 100n Keramik Kondensator KERKO100N C13 1000uF Elko RAD 1000/35 C14 100n Keramik Kondensator KERKO100N C15 100n Keramik Kondensator KERKO100N C16 100n Keramik Kondensator KERKO100N C17 220uF Elko RAD 220/35 C18 100n Keramik Kondensator KERKO100N D1 1N4148 Diode 1n 4148 D2 BYV27 Diode BYV 27/200 I2C-BUS I2C Wannenbuchse WSL 10G IC1 MAX232 RS232 Treiber MAX 232 CPE IC2 7805 Spannungsregler 78S05 IC3 L293D Motortreiber L 293 D IC4 MEGA16-P Atmel Mega 16 oder 32 ATMEGA 16-16 ISP AVR-ISP Wannenbuchse WSL 10G JP1 Kontaktbuchse (manuell kürzen) SPL20 JP2 Kontaktbuchse (manuell kürzen) SPL 20 JP3 Kontaktbuchse (manuell kürzen) SPL 20 JP4 Kontaktbuchse (manuell kürzen) SPL 20 JP5 Kontaktbuchse (manuell kürzen) SPL 20 JP6 Stiftleiste Stiftl. 2x50g (teilen) JP7 Kontaktbuchse (manuell kürzen) SPL 20 JP8 Stiftleiste LU 2,5 MS2 LED1 Leuchtdiode Low LED 3MM 2MA GN LED2 Leuchtdiode Low LED 3MM 2MA GN LED3 Leuchtdiode Low LED 3MM 2MA GN LED4 Leuchtdiode Low LED 3MM 2MA GN LED5 Leuchtdiode Low LED 3MM 2MA GN LED6 Leuchtdiode Low LED 3MM 2MA GN LED7 Leuchtdiode Low LED 3MM 2MA GN LED8 Leuchtdiode Low LED 3MM 2MA GN MOTOREN Schraubklemme 4 polig AKL 101-04 PORTA Steckklemme 8 polig WAGO 233-508 PORTB Wannenbuchse WSL 10G PORTC Wannenbuchse WSL 10G PORTD Wannenbuchse WSL 10G POWER Schraubklemme 2 polig AKL 101-02 Q1 Quarz 16 Mhz 16-HC18 R1 100k Widerstand 100k 1/4W 100k R2 1k Widerstand 1k 1/4W 1k R3 10k Widerstand 10k 1/4W 10k R4 1k Widerstand 1k 1/4W 1k R5 1k Widerstand 1k 1/4W 1k R6 1k Widerstand 1k 1/4W 1k R7 1k Widerstand 1k 1/4W 1k R8 1k Widerstand 1k 1/4W 1k R9 22k Widerstand 22k 1/4W 22k R10 5,1k Widerstand 5,1k 1/4W 5,1k R11 10k Widerstand 10k 1/4W 10k R12 10k Widerstand 10k 1/4W 10k R13 10k Widerstand 10k 1/4W 10k R14 10k Widerstand 10k 1/4W 10k RESET TASTER3301 Minitaster liegend TASTER 3301 RN1 Widerstandsnetzwerk SIL 9-8 1,0k RS232 Stiftleiste 3 polig LU 2,5 MS3 S1 DIP Schalter 8 polig NT08 SPEAKER F/CM12P Mini Piezo Lautsprecher SUMMER EPM 121 T1 TASTER3301 Minitaster liegend TASTER 3301 T2 TASTER3301 Minitaster liegend TASTER 3301 T3 TASTER3301 Minitaster liegend TASTER 3301 T4 TASTER3301 Minitaster liegend TASTER 3301 T5 TASTER3301 Minitaster liegend TASTER 3301 UMESS Stiftleiste LU 2,5 MS2 UMOT Stiftleiste LU 2,5 MS2 UREF Stiftleiste LU 2,5 MS2
Basic Beispieltestprogramm
'###################################################
'rncontroltest.BAS
'für
'RoboterNetz Board RN-CONTROL ab Version 1.1
'Das neue preiswerte Controllerboard zum Experimentieren
' Achtung:
' Diese Demo ist mit Bascom Compiler 1.11.7.7 getestet
'
'Aufgabe:
' Dieses Testprogramm testet gleich mehrere Eigenschaften auf dem Board
' Den verschiedenen Tasten sind bestimmte Funktionen zugeordnet
' Taste 1: Zeigt Batteriespannung über RS232 an
' Taste 2: Angeschlossene Motoren beschleunigen und abbremsen
' Taste 3: Einige Male Lauflicht über LEDs anzeigen. Am I2C-Bus
' darf in diesem Moment nichts angeschlossen sein
' Taste 4: Zeigt analoge Messwerte an allen Port A PINs über RS232 an
''Taste 5: Zeigt digitalen I/O Zustand von PA0 bis PA5 an
' Sehr gut kann man aus dem Demo auch entnehmen wie Sound ausgegeben wird,
' wie Tasten abgefragt werden und wie Subroutinen und Funktionen angelegt werden
'Autor: Frank
'#######################################################
Declare Sub Batteriespannung()
Declare Sub Motortest()
Declare Sub Lauflicht()
Declare Sub Showporta()
Declare Sub Showdigitalporta()
Declare Function Tastenabfrage() As Byte
$regfile = "m32def.dat"
' bei Mega 16 $regfile = "m16def.dat"
$framesize = 32
$swstack = 32
$hwstack = 32
Dim I As Integer
Dim N As Integer
Dim Ton As Integer
$crystal = 16000000 'Quarzfrequenz
$baud = 9600
Config Adc = Single , Prescaler = Auto 'Für Tastenabfrage und Spannungsmessung
Config Pina.7 = Input 'Für Tastenabfrage
Porta.7 = 1 'Pullup Widerstand ein
Const Ref = 5 / 1023 'Für Batteriespannungsberechnung
Dim Taste As Byte
Dim Volt As Single
' Für Motorentest
'Ports für linken Motor
Config Pinc.6 = Output 'Linker Motor Kanal 1
Config Pinc.7 = Output 'Linker Motor Kanal 2
Config Pind.4 = Output 'Linker Motor PWM
'Ports für rechten Motor
Config Pinb.0 = Output 'Rechter Motor Kanal 1
Config Pinb.1 = Output 'Rechter Motor Kanal 2
Config Pind.5 = Output 'Rechter Motor PWM
Config Timer1 = Pwm , Pwm = 10 , Compare A Pwm = Clear Down , Compare B Pwm = Clear Down
Pwm1a = 0
Pwm1b = 0
Tccr1b = Tccr1b Or &H02 'Prescaler = 8
I = 0
Sound Portd.7 , 400 , 450 'BEEP
Sound Portd.7 , 400 , 250 'BEEP
Sound Portd.7 , 400 , 450 'BEEP
Print
Print "**** RN-CONTROL 1.4 *****"
Print "Das neue Experimentier- und Roboterboard"
Print "Weitere passende Zusatzboards bei www.robotikhardware.de"
Print
Do
Taste = Tastenabfrage()
If Taste <> 0 Then
Select Case Taste
Case 1
Call Batteriespannung 'Taste 1 Zeigt Bateriespannung über RS232 an
Case 2
Call Motortest 'Taste 2 Motoren beschleunigen und abbremsen
Case 3
Call Lauflicht 'Einige Male Lauflicht über LEDs anzeigen.
'Am I2C-Port darf in diesem Moment nichts angeschlossen sein
Case 4
Call Showporta 'Zeigt Messwerte an allen Port A PINs
Case 5
Call Showdigitalporta 'Zeigt digitalen I/O Zustand von PA0 bis PA5 an
End Select
Sound Portd.7 , 400 , 500 'BEEP
End If
Waitms 100
Loop
End
'Diese Unterfunktion fragt die Tastatur am analogen Port ab
Function Tastenabfrage() As Byte
Local Ws As Word
Tastenabfrage = 0
Ton = 600
Start Adc
Ws = Getadc(7)
' Print "Tastenabfrage anpassen!ADC Wert ws=" ; Ws
If Ws < 500 Then
Select Case Ws
Case 400 To 450
Tastenabfrage = 1
Ton = 550
Case 330 To 380
Tastenabfrage = 2
Ton = 500
Case 260 To 305
Tastenabfrage = 3
Ton = 450
Case 180 To 220
Tastenabfrage = 4
Ton = 400
Case 90 To 130
Tastenabfrage = 5
Ton = 350
' Case Else
' Print "Tastenabfrage anpassen!ADC Wert ws=" ; Ws
End Select
Sound Portd.7 , 400 , Ton 'BEEP
End If
End Function
'Diese Unterfunktion zeigt Batteriespannung an
Sub Batteriespannung()
Local W As Word
Start Adc
W = Getadc(6)
Volt = W * Ref
Volt = Volt * 5.2941
Print "Die aktuelle Spannung beträgt: " ; Volt ; " Volt"
End Sub
'Testet Motoren und Geschwindigkeitsreglung
Sub Motortest()
'Linker Motor ein
Portc.6 = 1 'bestimmt Richtung
Portc.7 = 0 'bestimmt Richtung
Portd.4 = 1 'Linker Motor EIN
'Rechter Motor ein
Portb.0 = 1 'bestimmt Richtung rechter Motor
Portb.1 = 0 'bestimmt Richtung rechter Motor
Portd.5 = 1 'rechter Motor EIN
I = 0
Do
Pwm1a = I
Pwm1b = I
Waitms 40
I = I + 5
Loop Until I > 1023
Wait 1
Do
Pwm1a = I
Pwm1b = I
Waitms 40
I = I - 5
Loop Until I < 1
Pwm1a = 0 'Linker Motor aus
Pwm1b = 0 'rechter Motor aus
End Sub
' Einige Male Lauflicht über LEDs anzeigen. Am I2C-Port darf in diesem
' Moment nichts angeschlossen sein
Sub Lauflicht()
Config Portc = Output
Portd = 0
For N = 1 To 10
For I = 0 To 7
Portc.i = 0
Waitms 100
Portc.i = 1
Next I
Next N
Config Portc = Input
End Sub
'Zeigt die analogen Messwerte an Port A an
Sub Showporta()
Local Ws As Word
Config Porta = Input
For I = 0 To 5 ' Alle internen Pullup Widerstände ein, bis auf Batteriespannungsmessungsport
Porta.i = 1
Next I
Print
Print "Ermittelte Messwerte an Port A:"
For I = 0 To 7 ' Alle Eingänge inkl. messen
Start Adc
Ws = Getadc(i)
Volt = Ws * Ref
Print "Pin " ; I ; " ADC-Wert= " ; Ws ; " bei 5V REF waeren das " ; Volt ; " Volt"
Next I
End Sub
'Zeigt den Zustand einiger freier I/O von Die Analogen Messwerte An Port A An
Sub Showdigitalporta()
Local Zustand As String * 6
Config Porta = Input
For I = 0 To 5 ' Alle internen Pullup Widerstände ein, bis auf Batteriespannungsmessungsport
Porta.i = 1
Next I
Print
Print "Ermittelter I/O Zustand Port A:"
For I = 0 To 5 ' Alle Eingänge inkl. messen
If Pina.i = 1 Then
Zustand = "High"
Else
Zustand = "Low"
End If
Print "Pin " ; I ; " I/O Zustand= " ; Pina.i ; " " ; Zustand
Next I
End Sub
Anschlussbeispiele
Da sich Einsteiger mit dem Anschluss von Sensoren oder Verbrauchern manchmal etwas schwer tun, hier eine Skizze, wie man zum Beispiel bestimmte Dinge wie Entfernungssensoren, Servos, Lämpchen oder Helligkeits- bzw. Temperatursensoren anschließen könnte. Bei den Lämpchen sollte man beachten, dass sie zusammen weniger als 1A Strom benötigen, da ansonsten der zuständige Treiber (Motortreiber L293D) überhitzt würde. Natürlich könnte man auch größere Lasten schalten, indem man z.B. statt den Lämpchen Relais anschließt. Auch viele weitere Sensoren könnten natürlich an die noch freien Ports angeschlossen werden, beachten muss man nur, ob der Sensor einen Digital- oder Analogport benötigt. Das Servo wird in der Skizze mit 5V versorgt, daher sollte man den Spannungsregler mit einem Kühlkörper versehen.
Ultraschallmodul am I2C-Bus (mehrere möglich)
Auch ein elektronischer Kompass läßt sich leicht am I2C Bus anschließen
Beispielschaltung wenn man lediglich die Drehzahl ohne Drehrichtung auswerten möchte. Als Widerstand hat sich 330 Ohm als gut erwiesen. Als Sensor wurde hier ein GP1A30 verwendet
Auch passende Joysticks/Joypads lassen sich einfach an RN-Control anschließen
Über Adapter lassen sich die Wannenstecker auch durch Steckklemmen mit Portüberwachung ersetzen. Dadurch wird die Verdrahtung noch flexibler
Projektbeispiel mit RN-Control
Siehe auch
- Beispiel Drehzahlmessung mit RN-Control
- Ultraschall SRF10 an RN-Control
- Bascom und Kompass CMPS03
- 4 stellige Digitalanzeige an RN-Control
- Bascom
- Bascom - Erstes Programm in den AVR Controller übertragen
- RN-Definitionen
- RN-Board FAQ-Seite
- Avr
- RN-Mega8
- RNBFRA-Board
Weblinks
