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| − | Diese Uhr (Real-Time-Clock, RTC) kann durch Jumper JP_RTC von VCC getrennt werden. Dann übernimmt die 3V-Knopfzelle für den Stand-By-Betrieb. Sie kann via I2C ausgelesen und gestellt werden. | + | Diese Uhr (Real-Time-Clock, RTC) kann durch Jumper JP_RTC von VCC getrennt werden. Dann, oder aber wenn die Stromversorgung abgeschaltet wird, übernimmt die 3V-Knopfzelle für den Stand-By-Betrieb. Sie kann via I2C ausgelesen und gestellt werden. |
===Berührungssensor=== | ===Berührungssensor=== | ||
Version vom 10. März 2013, 21:12 Uhr
Inhaltsverzeichnis
- 1 RP6 Multi IO Erweiterungsmodul
- 1.1 Features des Multi-IO-Moduls
- 1.2 Software
- 1.3 Hardware
- 1.3.1 Anschluß anderer Module
- 1.3.2 Taster-Board
- 1.3.3 Bumper-Board
- 1.3.4 Liniensucher-Board
- 1.3.5 Radio-Board
- 1.3.6 Stromversorgung
- 1.3.7 USRBUS
- 1.3.8 XBUS
- 1.3.9 Der 3,3V-I2C-Bus
- 1.3.10 Temperatursensor
- 1.3.11 16-facher PWM-Modulator
- 1.3.12 Servos der M32
- 1.3.13 Spannungsversorgung für Servomotoren
- 1.3.14 Strom-Spannungs-Temperatur-Sensor
- 1.3.15 Echtzeit-Uhr
- 1.3.16 Berührungssensor
- 1.3.17 Buzzer
- 1.3.18 Spannungsteiler
- 1.3.19 EEPROM
- 1.3.20 Anschluß der anderen Boards
- 1.3.21 Anschlussmöglichkeiten weiterer Sensoren
- 1.4 Teileliste
- 1.5 Siehe auch
- 1.6 Weblinks
- 1.7 Autoren
RP6 Multi IO Erweiterungsmodul
Das RP6-Multi-IO Erweiterungsmodul besteht aus fünf Platinen. Eine Hauptplatine, im üblichen RP6-Layout, enthält eine Vielzahl möglicher Sensoren und Aktoren wie Temperatursensor, Stromsensor, Berührungssensor, Servo-Ansteuerung, LEDs, Buzzer etc. An sie können die vier weiteren Platinen angesteckt werden. Diese sind eine Bumper-Platine zum Anbringen am Heck des RP6, eine Radio-Platine, eine Platine mit vier Tastern und eine mit einem Liniensensor-Array von fünf CNY70-Reflexoptokopplern.
Diese fünf Platinen können bei fabqu ( http://www.roboternetz.de/community/members/47148-fabqu oder fabqu@web.de ) bestellt werden. Sie sind mit Lötstopplack (schwarz) sowie beidseitig mit einem Bestückungsdruck (in weiß) versehen. Sie sind nicht aufgebaut, aber fabqu bietet an, die schwer einzulötenden SMD-ICs (und bei Bedarf auch alle anderen SMD-Bauteile) in einer einmaligen Sammelbestellung zu bestellen und einzulöten.
Umfangreiche Dokumentation, Daten, Teilelisten und eine Lötanleitung finden sich HIER.
Features des Multi-IO-Moduls
On-Board-Sensoren
- Externe Stromversorgung
- Bis zu 10 Volt
- Verpolungs- und kurzschlussicher
- Netzgerät möglich
- 5V- und 3,3V-Regler on Board
- USRBUS
- Pinherausführungen
- Alle 14 Pins stehen zur freien Verfügung
- XBUS
- Nutzung des externen Akkus für RP6-Basiseinheit möglich
- Nutzung des Akkus der RP6-Basiseinheit möglich
- Pinherausführungen für I2C (5V- und 3,3V-Pegel) und Int1 (5V- und 3,3V-Pegel)
- Temperatur-Sensor
- TCN75 (gleicher Sensor ist bei M128 verbaut)
- Adressbits A0 und A2 einstellbar
- Sensor ist durch Jumper deaktivierbar
- 16-fach PWM-Modulator via I2C PCA9685
- schaltet 8 Servos
- schaltet 4 LEDs
- schaltet Versorgungsspannung der Servomotoren zu/ab
- 3 freie Pins
- Der PCA9685 ist direkt neben dem USRBUS angebracht, um hier eine Fortführung der Daten zu ermöglichen
- Servo-Lib für RP6-Control-M32
- 8 Servos für RP6-Control-M32 nutzbar durch Servo-Lib von Dirk
- siehe Weblinks unten
- Spannungsversorgung Servos
- Eigene Spannungsversorgung für alle Servomotoren
- Abgesichert durch 470uF-Kondensator
- Verwendung drei verschiedener 5V-Regler möglich (7805, LT1084CP-5 oder LT1084CT-5)
- Bei Verwendung eines LT…-5 ist die Spannung durch Poti im Bereich 5..7,5V einstellbar
- Strom-Spannungs-Überwachung
- LTC2990 überwacht via I2C Batteriespannung, Servospannung, Stromverbrauch der gesamten Platine sowie eigene Temperatur
- Analoge Messung der 3,3V-Spannung
- Echtzeit-Uhr DS1307
- Via I2C
- 5V sind durch Jumper deaktivierbar
- StandBy durch 3V-Knopfzelle (20xx-Reihe) möglich
- Berührungssensor
- Timerbaustein NE555 registriert Berührung einer Antenne
- Via ADC
- Buzzer
- Spannungsteiler
- Vorbereitet
- Anschlussmöglichkeit vieler eigener Sensoren
- I2C-EEPROM
- Anschlussmöglichkeit der IO- und ADC-Wannenstecker von RP6-Control-M32, RP6-CCPRO-M128 und M256-WiFi-Platine
Weitere Platinen
- Jede hier beschriebene Platine besitzt einen vorkonfektionierten Anschluss auf der Hauptplatine
- Taster-Board
- Vier Taster
- Widerstandskaskade für Messung mit einem ADC
- Bumper-Board
- Zwei Bumper mit LEDs
- Zwei durch Transistor abschaltbare Sharp-GP2Dxx- oder Radar-Abstandssensoren (analog) oder zwei SRF02-Sensoren (digital via I2C)
- Liniensucher-Board für Liniensensor
- Bis zu 5 CNY70-Reflexoptokoppler
- Durch Transistor abschaltbar
- LED zeigt Status
- Durch Jumper Wahl zwischen drei oder fünf CNY70-Reflexoptokopplern
- Radio-Board
- Anschlüsse
- Taster-Board kann an Hauptplatine angesteckt oder aufgelötet werden
- Anschlüsse für Bumper- und Liniensensor-Board
Erweiterbare Sensoren
- DCF77-Funkuhrempfänger
- GPS-Modul Navilock NL-552ETTL via UART
- Aufsteckbarer 2D-Kompass "HDMM01" (Kompass mit 2fach-Beschleunigungssensor)
- Oder aufsteckbarer 9D-Kompass "MinIMU-9 v2" (Kompass mit 3fach-Beschleunigungssensor und 3fach-Gyro)
- Aufsteckbarer Luftfeuchtigkeit- und Temperatur-Sensor "HYT 221"
- Aufsteckbarer Luftdrucksensor "BMP085"
- Vier weitere Ultraschall-Abstandssensoren (z.B. "SRF02" )
- SnakeVision-Modul
Software
Die Software wird von Dirk erstellt. Diese Bibliotheken sind natürlich nur ein Vorschlag und sollen nur zur Anregung eigener Projekte und eigener Bibliotheken dienen. Es ist geplant, eine Bibliothek mit allen fest installierten Sensoren und Aktoren aufzubauen. Darüber hinaus soll sich eine weitere Bibliothek mit Umwelt-Fragen beschäftigen (Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Temperatur) sowie eine mit den Sensoren für Lageerkennung (GPS, 2D- oder 9D-Kompass). Diese Bibliotheken liegen – wie das gesamte Projekt – als Open Source vor und werden den Usern zugänglich gemacht.
Der Software-Artikel befindet sich hier.
Wir haben die Artikel für Soft- und Hardware der Übersichtlichkeit wegen getrennt.
Hardware
Die Hardware des Multi-IO-Moduls muss erst verlötet werden. Bitte lese dafür ausführliche eine Lötanleitung! Diese finden sich u.a. im Netz: Löt-Tutorial.
Du musst nicht alle Komponenten einbauen! Du kannst diejenigen einbauen, welche du benötigst oder ausprobieren möchtest. Die Platine ist jederzeit erweiterbar. Nach dem Löten kann es sinnvoll sein, die Lötstellen durch „Plastik 70“-Spray vor Korrosion zu schützen.
Anschluß anderer Module
An den 10-poligen Wannensteckern IO_Mxxx (SV_IO_Mxxx ) und ADC_Mxxx (SV_ADC_Mxxx) an der Rückseite des Multi-IO-Moduls können IO- und ADC-Wannenstecker der Module RP6-Control-M32, RP6-CCPRO-M128 und M256-WiFi-Platine angesteckt werden. Der 10-polige IO-Wannenstecker „SV_SERVOSM32“ der M32 kann zusätzlich für acht Servos genutzt werden. Für die M256-WiFi-Platine steht ein zusätzlicher, 14-poliger Wannenstecker (SV_ADC_M256) zur Verfügung.
Benötigte Teile
| Artikel | Wofür | Anzahl |
| 10-poliges Flachbandkabel, ca. 20cm | Für IO_Mxxx und ADC_Mxxx | 2 |
| 10-poliger Wannenstecker | Für IO_Mxxx und ADC_Mxxx | 4 |
| 14-poliges Flachbandkabel, ca. 10cm | Für XBUS und USRBUS | 2 |
| 14-poliges Flachbandkabel, ca. 20cm | Für ADC_M256 | 1 |
| 14-poliger Wannenstecker | Für ADC_M256, XBUS und USRBUS | 6 |
| Evtl. 10-poliges Flachbandkabel, ca. 20cm | Für Servos der M32 | 1 |
| Evtl. 10-poliger Wannenstecker | Für Servos der M32 | 2 |
Taster-Board
Das Taster-Board kann an der Vorderseite der Hauptplatine befestigt werden.
Benötigte Teile
| Artikel | Name | Anzahl |
| Taster | T1-T4 | 4 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 10kΩ | R20, 21, 34, 35 | 4 |
| Evtl. 1x1 Buchse, RM2,54 | P_T1, 2, 3, 4 | 4 |
| Evtl. 1x1 Pin 90°, RM2,54 | P_T1, 2, 3, 4 | 4 |
Beschreibung
Die vier Taster schalten eine Widerstandkaskade, welche als Spannungsteiler fungiert. Dadurch können sie – analog zu den Tastern der RP6-Control-M32 – mit nur einem ADC-Kanal gemessen werden. Das Board kann entweder mit den vier Lötpunkten am vorderen, linken Rand des Multi-IO-Moduls angelötet werden, oder mittels vier rechtwinkliger Pins in vier Buchsen dort eingesteckt werden.
Bumper-Board
Die Schraublöcher sind so angepasst, dass das Bumper-Board am Heck des RP6 angebracht werden kann.
Benötigte Teile
| Artikel | Name | Anzahl |
| Bumper | 2 | |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 750Ω | R30, 31 | 2 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 270Ω | R23, 24 | 2 |
| LED SMD, 1206, low-current, rot | LED7, 8 | 2 |
| Pinreihe 1x7, RM2,54, stehend oder 90° | P_BUMPER | 1 |
| Evtl. Pinreihe 1x4, RM2,54 | P_BUMPER1, 2 | 2 |
| 7-poliges Flachbandkabel | 1 | |
| 7-poliger Stecker, RM2,54 | 2 |
Verwendung der Sharp-Sensoren
| Artikel | Name | Anzahl |
| Transistor BC807, SOT23-Package | Q1 | 1 |
| Kondensator SMD, 1206-Package, 100nF | C36 | 1 |
| Kondensator SMD, EIA3528- od. 1206-Package, 10uF | C37 | 1 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 1kΩ | R4 | 1 |
| Jumper 1x2, RM2,54, stehend oder 90° | J_SHARP-ON | 1 |
| Evtl. Pinreihe 1x3, RM2,54, für Sharp-Sensoren | P_SHARP1, 2 | 2 |
Verwendung von Radarsensoren RSM1650
| Artikel | Name | Anzahl |
| Transistor BC807, SOT23-Package | Q1 | 1 |
| Kondensator SMD, 1206-Package, 100nF | C36 | 1 |
| Kondensator SMD, EIA3528- od. 1206-Package, 10uF | C37 | 1 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 1kΩ | R4 | 1 |
| Jumper 1x2, RM2,54, stehend oder 90° | J_SHARP-ON | 1 |
| Evtl. Pinreihe 1x3, RM2,54, für Sharp-Sensoren | P_RADAR1, 2 | 2 |
Verwendung der SRF02
| Artikel | Name | Anzahl |
| Kondensator SMD, 1206-Package, 100nF | C3, 4 | 2 |
| Pinreihe 1x5, RM2,54, für SRF02 | P_SRF__1, 2 | 2 |
Beschreibung
Die Bumper-Taster haben drei Pins: Eingang (5V), Ausgang wenn gedrückt, Ausgang wenn nicht gedrückt. Hier werden nur der Eingang und der Ausgang im gedrückten Fall verwendet. Dieser schaltet dann auf die LEDs und die Pins 2 (rechts) und 3 (links) von P_BUMPER durch. Die LEDs können zusätzlich über den IO-Kanal angesprochen, also geschaltet werden (analog zur RP6(v2) BASE) . Es können zwei Sharp-Abstandssensoren angebracht werden, zwei Radar-Abstandssensoren oder zwei SRF02. Es werden dann nur die jeweiligen Kondensatoren und Pinreihen benötigt.
Verwendung der Sharp-Sensoren GP2Dxx
Werden die Sharp-Sensoren verwendet, sind die Kondensatoren C36 (100nF) und C37 (10uF) anzubringen sowie der Transistor Q1 (BC807) und der zugehörige Widerstand R4 (1kΩ). Die Sensoren können an den 1x3-Pinreihen P_SHARP1 und 2 angesteckt oder angelötet werden. Die Sharps können durch Jumper J_SHARP-ON oder durch den Transistor geschaltet werden.
Verwendung von Radar-Sensoren RSM1650
Werden die Radar-Sensoren verwendet, sind die Kondensatoren C36 (100nF) und C37 (10uF) anzubringen sowie der Transistor Q1 (BC807) und der zugehörige Widerstand R4 (1kΩ). Die Sensoren können an den 1x3-Pinreihen P_Radar1 und 2 angesteckt oder angelötet werden. Die Radarsensoren können durch Jumper J_SHARP-ON oder durch den Transistor geschaltet werden. Die dreipoligen Stiftleisten für die Radarsensoren haben leider eine etwas andere Belegung (VCC-Signal-GND) als die Sharp-Sensoren (VCC-GND-Signal) .
Verwendung der SRF02
Werden die SRF02 verwendet, können diese an P_SRF__1 und 2 angesteckt oder angelötet werden. Die Kondensatoren C3 und 4 (100nF) sind zu verwenden.
Anschluß auf Hauptplatine
Das Board kann mit einem 7-poligen Flachbandkabel am Multi-IO-Modul angesteckt werden. Dort kann via Jumper JP1 und JP2 gewählt werden, ob digitale (SRF02 via I2C) oder analoge Sensoren (SharpGP2D via ADC) benutzt werden. Die Verwendung von analogen Sensoren geht nur mit dem Modul M256-WiFi-Platine, da hier die ADC-Kanäle PF3 und PF4 des 14-poligen ADC-Wannensteckers verwendet werden.
Befestigt werden kann das Board mit zwei M3-Schrauben am Heck des RP6. Dafür benötigst du noch zwei Distanzbolzen mit M3-Gewinde und zugehörige Muttern (analog zur Befestigung des originalen Bumper-Boards auf der Vorderseite des Rp6). Diese kannst du von Innen am RP6 befestigen und danach das Bumper-Board anbringen.
Liniensucher-Board
Benötigte Teile
Für Verwendung von 3 Sensoren
| Artikel | Name | Anzahl |
| CNY70 von Vishay | IC8-10 | 3 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 15kΩ | R45, 46, 18 | 3 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 15Ω | R57 | 1 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 240Ω | R15 | 1 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 47kΩ | R47 | 1 |
| LED SMD, 1206, gelb | LED9 | 1 |
| Kondensator SMD, 1206-Package, 100nF | C28, 29, 30 | 3 |
| Transistor BUZ172, SO220-Package | Q9 | 1 |
| Pinreihe 1x8, RM2,54, stehend oder 90° | P_CNY_ALL1 | 1 |
| 8-poliges Flachbandkabel | 1 | |
| 8-poliger Stecker, RM2,54 | 2 |
Zusätzlich für die Verwendung von 5 Sensoren
| Artikel | Name | Anzahl |
| CNY70 von Vishay | IC11-12 | 2 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 15kΩ | R19, 43 | 2 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 68Ω | R56 | 1 |
| Kondensator SMD, 1206-Package, 100nF | C6, 7 | 2 |
| Jumper 1x2, RM2,54, stehend oder 90° | J_CNY | 1 |
Beschreibung
Das Board besitzt drei CNY70 (L, M, R = IC8-10) sowie zwei weitere, durch Jumper zuschaltbare (L1 = IC11, R1 = IC 12). Die Spannungsversorgung (5V) kann durch einen Transistor (Q9) geschaltet werden. Eine LED (LED9) zeigt den Status On/Off an.
Die Reflexoptokoppler CNY70 können gut zur Linienerkennung (hell/dunkel) eigesetzt werden. Siehe dazu CNY70.
Anschluß auf Hauptplatine
Das Board kann durch ein 8-poliges Flachbandkabel auf dem Multi-IO-Modul angesteckt werden. Die Sensoren R1 und L1 können dabei nur mit dem M256-Modul verschaltet werden (freie ADC-Kanäle PF2 und PF3). Die Sensoren L, M und R können durch Jumper JP4 auf die ADC-Pins ADC_1, ADC_3 und ADC_5 gelegt werden (Pins 1, 3 und 5 des 10-poligen ADC_Mxxx-Wannensteckers).
Radio-Board
Benötigte Teile
| Artikel | Name | Anzahl |
| SI4735 im SSOP24-Package | U2 | 1 |
| 3,5mm Stereo-Buchse | X2 | 1 |
| Quarz, 32.768kHz, TC26H-Package | Q5 | 1 |
| TDA7050-NF-Amplifier, DIL8-Package | IC4 | 1 |
| Kondensator SMD, EIA3528- od. 1206-Package, 10uF | C16, 25, 32 | 3 |
| Kondensator SMD, EIA3528- od. 1206-Package, 47uF | C40, 42 | 2 |
| Spule SMD, C0402-Package, 180nH | L1 | 1 |
| Spule SMD, C0402-Package, 4,7uH | L2 | 1 |
| Kondensator SMD, 0402-Package, 220nF | C8 | 1 |
| Kondensator SMD, 0402-Package, 33pF | C20 | 1 |
| Kondensator SMD, 0402-Package, 18pF | C19 | 1 |
| Kondensator SMD, 0402-Package, 470nF | C23 | 1 |
| Kondensator SMD, 0402-Package, 22pF | 18 | 1 |
| Kondensator SMD, 0402-Package, 100nF | 24 | 1 |
| Widerstand SMD, 0402-Package, 22kΩ | R29 | 1 |
| Potentiometer SMD, 3223G-Package, 22kΩ | R27, 28 | 2 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 240Ω | R37 | 1 |
| LED SMD, 1206-Package | LED2 | 1 |
| Pinreihe 1x4, RM2,54 | P_RADIO | 1 |
| Jumper 1x2, RM2,54 | L-R-OUT, J_F-ANT, J_AM, P_GPIO | 4 |
| Jumper 1x1, RM2,54 | P_ANT | 1 |
| 4-poliges Flachbandkabel | 1 | |
| 4-poliger Stecker, RM2,54 | 2 |
Beschreibung
Das Radio-Board besitzt einen digitalen I2C-Radioempfänger (auf 3,3V-Pegel!!! ) U1 und einen Verstärker IC4. Eine Stab- oder Draht-Antenne kann an P_ANT angesteckt werden. Diese Antenne dient dann hauptsächlich dem FM-Empfang (UKW). Wird Jumper J_AM geschlossen, kann diese Antenne auch für den AM-Empfang (LW, MW, KW) mit genutzt werden.
Man kann aber für die AM-Bereiche auch eine separate Ferrit-Antenne an J_F-ANT anschließen. Dann muss der Jumper J_AM offen bleiben.
An der Buchse X2 können 3,5mm-Stereo-Kopfhörer (oder Lautsprecher) eingesteckt werden. An den Potentiometern R27 und 28 können die Lautstärken links und rechts eingestellt werden.
An den beiden Pins der Pinreihe P_GPIO können die beiden GPIOs 1 und 2 (3,3V-Pegel!) des Empfängers U1 genutzt werden.
An den Pins der Pinreihe L-R-OUT können die Signale für rechts und links abgegriffen werden.
Über die mit „0“ und „1“ bezeichneten Pads kann das I2C-Adressbit des SEN-Ausgangs des Empfängers gewählt werden. Hier einfach eine Überbrückung zu „0“ oder „1“ einlöten, wenn gewünscht.
Stromversorgung
Benötigte Teile
| Artikel | Name | Anzahl |
| Sicherungshalter 20x5mm | F1 | 1 |
| Sicherung 20x5mm | F1 | 1 |
| Schalter | S1 | 1 |
| Schalter oder Jumper, 2x1 Pins, RM2,54 | S2 | 1 |
| 2x2-Jumper, RM2,54 | P_UB | 1 |
| Buchse 2mm/2,5mm | B1 | 1 |
| 5V-Regler 78x5, TO220- oder TO92-Package | U1 | 1 |
| LED low current, 3mm | LED1 | 1 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 820 Ohm | R1 | 1 |
| Diode | D1 | 1 |
| Bei Bedarf: Jumper, 2x1 Pins, RM2,54 | J_UB, J_UB2, J_VCC | 3 |
Beschreibung
Ein externer Akku kann an die Pins P_UB angeschlossen werden (auf Polung achten!). Um ihn zu laden, kann ein Ladegerät an Buchse B1 angeschlossen werden, wobei dafür automatisch die Platine vom Akku getrennt wird.
Es ist auch möglich, einen Akku oder ein Netzgerät an B1 anzuschließen. Um dafür die genannte Trennung der Platine zu überbrücken, kann der Schalter S2 bzw. der dort angebrachte Jumper diese Verbindung herstellen.
Der Schalter S1 schaltet die Batteriespannung entweder des externen Akkus oder des RP6-Eigenen Akkus zum 5V-Regler U1 (jeder Regler der Baureihe 78x5 ist möglich) durch. Möchte man den Akku des RP6 verwenden, muss hierfür Jumper J_UB2 gesteckt sein.
Die LED LED1 zeigt an, ob der 5V-Regler U1 in Betrieb ist.
ACHTUNG: Es ist auch möglich, den RP6 mit dem am Multi-IO-Modul angeschlossenen externen Akku zu betreiben. Dafür muss Jumper J_UB gesteckt sein und es darf kein Akku im RP6 verbaut sein! Ansonsten können Bauteile und Akkus Schaden nehmen!
Des Weiteren können die meisten Bereiche (NICHT der Servobereich) mit der 5V-Versorgung des RP6 versorgt werden. Dafür den Jumper J_VCC einstecken, ein weiterer 5V-Regler auf dem Multi-IO-Modul ist dann nicht notwendig. Jedoch wird empfohlen, diesen Jumper nicht zu setzen, sondern einen eigenen 5V-Regler für dieses Modul zu verwenden.
Die Sicherung F1 sollte mindestens 3A zulassen (je nach Anforderung: werden keine Servomotoren verwendet, kann auch eine kleinere Sicherung verwendet werden).
Die Diode D1 lässt einen Stromfluss erst zu, wenn ein Akku falsch gepolt eingesteckt wird. Dann kommt es durch die Diode zum Kurzschluss und die Sicherung F1 verhindert Schäden an der Hardware.
USRBUS
Benötigte Teile
| Artikel | Name | Anzahl |
| 14polige Wannenbuchse | SV_USRBUS1,2 | 2 |
Beschreibung
Die 14 Pins des USRBUS sind nicht belegt und stehen zur freien Verfügung. Durch sie kann man Signale des Multi-IO-Moduls mit anderen Modulen austauschen.
XBUS
Benötigte Teile
| Artikel | Name | Anzahl |
| 14polige Wannenbuchse | SV_XBUS1,2 | 2 |
Beschreibung
Die Leitungen des XBUS sind analog zu den anderen RP6-Modulen. Es werden lediglich die I2C-Leitungen, der Int1, GND und (bei Bedarf) die Batteriespannung verwendet.
Es sind diverse Pinherausführungen für die I2C-Leitungen auf dem Multi-IO-Modul vorhanden.
Der 3,3V-I2C-Bus
Benötigte Teile
| Artikel | Name | Anzahl |
| BSN20, SOT-23-Package | Q6, 11 | 2 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 4,7kΩ | R67, 68, 70 | 3 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 2,2kΩ | R71 | 1 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 10kΩ | R69 | 1 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 470Ω | 36 | 1 |
| Kondensator SMD, 1206-Package, 100nF | C13, 14 | 2 |
| Kondensator SMD, 1206-Package, 470pF | C12 | 1 |
| 3,3V-Regler MIC5219-3.3BM5 , SOT23-5-Package | IC2 | 1 |
| 2x1-Jumper, RM2,54 | J_INT_ON, J3_I5, J3_SDA, J3_I3, J_3VON | 5 |
Beschreibung
Die Widerstände und Feldeffekttransistoren dienen als Pegelwandler für die Leitungen des I2C (SDA und SCL) und der Interruptleitung (Int1). Die Kondensatoren dienen der Abschirmung. Es muss darauf geachtet werden, dass der 3,3V-Regler MIC5219-3.3BM5 verwendet wird (oder ein identischer).
Der Jumper J_3VON schaltet den 3,3V-Regler an.
Der Jumper J_INT_ON verbindet die Interrupt-Leitungen im 3,3V-Pegel mit der Int1-Leitung des XBUS.
Der Jumper J3_I5 schaltet einen Pullup-Widerstand (R71) zur Interrupt-Leitung auf der 5V-Seite zu.
Der Jumper J3_I3 schaltet einen Pullup-Widerstand (R67) zur Interrupt-Leitung auf der 3,3V-Seite zu.
Der Jumper J3_SDA schaltet einen Pullup-Widerstand für die SDA-Leitung zu.
Nähere Erläuterungen finden sich im Netz, siehe Weblinks.
Temperatursensor
Benötigte Teile
| Artikel | Name | Anzahl |
| TCN75-Temperatursensor, MSOP8-Package | U26 | 1 |
| Kondensator SMD, 1206-Package, 100nF | C39 | 1 |
| 2x3-Jumper, RM2,54 | J_TCN_ADR | 1 |
| 2x1-Jumper, RM2,54 | J_TCN | 1 |
Beschreibung
Der Temperatursensor TCN75 kommt auch bei der RP6-CCPRO-M128 zum Einsatz. Er sendet seine Daten via I2C. Die Adressleitungen A0 und A2 können am Jumper J_TCN_ADR eingestellt werden. Das Adressbit A1 ist 0. Der Jumper J_TCN schaltet VCC an/aus.
16-facher PWM-Modulator
Benötigte Teile
| Artikel | Name | Anzahl |
| PCA9685, TSSOP28-Package | U7 | 1 |
| Kondensator SMD, 0805-Package, 10uF | C10 | 1 |
| Widerstand SMD, 0805-Package, 220Ω | R48-R55 | 8 |
| LED low current, 3mm | SL1-4 | 4 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 820Ω | R5-R8 | 4 |
| 1x3-Jumper, RM2,54 | J_S1 bis J_S8 | 8 |
| 1x8-Jumper, RM2,54 | P_PWM | 1 |
| 2x3-Jumper, RM2,54 | JP_PWM_ADR | 1 |
Beschreibung
Der PCA9685 ist ein 16-facher PWM-Modulator via I2C. Seine Adressbits A0 und A1 sind am Jumper JP_PWM_ADR einstellbar, alle anderen Adressbits sind 0.
Acht Pins (PWM0 bis 7) sind für Servos reserviert. PWM8 schaltet die Servospannung an/aus. PWM12 bis PWM15 sind für die Status-LEDs SL1 bis SL4 reserviert. PWM9 bis PWM11 sind frei.
Servos der M32
Benötigte Teile
| Artikel | Name | Anzahl |
| 10-polige Wannenbuchse | SV_SERVOSM32 | 1 |
| 1x1-Jumper, RM2,54 | P_S_M32_5 | 1 |
| 3x8-Jumper, RM2,54 | P_S_M32_1-4 | 1 |
Beschreibung
Es ist möglich, mit Hilfe der Servolib (siehe Weblinks unten) acht Servos durch die RP6-Control-M32 anzusteuern. Hierfür den 10-poligen Wannenstecker der M32 in SV_SERVOSM32 einstecken.
Spannungsversorgung für Servomotoren
Benötigte Teile
| Artikel | Name | Anzahl |
| BUZ11 Transistor, TO220-Package | Q4 | 1 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 100kΩ | R11 | 1 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 10kΩ | R17 | 1 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 240Ω | R25 | 1 |
| LED SMD, 1206, grün | LED10 | 1 |
| Kondensator, E3,5-8-Package, 470uF | C11 | 1 |
| 1x2-Jumper, RM2,54 | J_SERVOS_GND | 1 |
| Kondensator SMD, EIA3528- od. 1206-Package, 10uF | C50 | 1 |
| Kühlrippen für ICs | - | 2 |
Verwendung eines LT1084CP-5 oder eines LT1084CT-5 als 5V-Regler
| Artikel | Name | Anzahl |
| LT1084CP-5 im TO247-3-Package oder LT1084CT-5 im TO220-Package | IC1 | 1 |
| Kondensator SMD, EIA3528- od. 1206-Package, 10uF | C49 | 1 |
| Kondensator SMD, EIA3528- od. 1206-Package, 470uF | C51 | 1 |
| Potentiometer, PT-10-Package, 500Ω, liegend oder stehend | R26 | 1 |
Verwendung eines 78x5 als 5V-Regler
| Artikel | Name | Anzahl |
| 78x5, TO220-Package | IC6 | 1 |
| Kondensator SMD, 1206-Package, 100nF | C49, 51 | 2 |
Beschreibung
Die Servospannung ist über den BUZ11 (Q4) schaltbar. Wird ein LT1084CP-5 oder ein LT1084CT-5 als 5V-Regler verwendet, müssen größere Kondensatoren eingebaut werden. Zusätzlich wird ein 500Ω-Potentiometer benötigt, über welche die Spannung im Bereich von etwa 5V bis 7,5V eingestellt werden kann.
Bei Verwendung eines einfachen 78x5 Reglers werden weniger Teile benötigt. Die Kondensatoren C49 und C51 können nur 100nF betragen. Außerdem sind Regler der 78x5-Reihe bedeutend billiger.
Nachteile der 78x5er-Reihe sind die bedeutend geringere Leistungsumsetzung und die Servospannung kann hier nicht justiert werden.
Strom-Spannungs-Temperatur-Sensor
Benötigte Teile
| Artikel | Name | Anzahl |
| LTC2990, MSOP10-Package | U10 | 1 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 10kΩ | R2, 3, 9, 12, 14, 22 | 6 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 15kΩ | R32 | 1 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 22kΩ | R13 | 1 |
| Kondensator SMD, 1206-Package, 100nF | C41 | 1 |
| Shuntwiderstand, 0,05Ω, 5Watt | R10 | 1 |
| 2x3-Jumper, RM2,54 | J_CURRENT_ADR | 1 |
Beschreibung
Der Sensor U10 überwacht durch den Shunt-Widerstand (R10) den gesamten, von der Platine benötigten Strom, die Batteriespannung und die Versorgungsspannung der Servos. Darüber hinaus misst er seine eigene Temperatur.
Über den Jumper J_CURRENT_ADR sind die Adressbits A0 und A1 einstellbar.
Echtzeit-Uhr
Benötigte Teile
| Artikel | Name | Anzahl |
| DS1307, SOIC8-Package | IC3 | 1 |
| Kondensator SMD, 1206-Package, 100nF | C38 | 1 |
| Quarz, 32.768 kHz, TC26H-Package | Q3 | 1 |
| Knopfzellenhalter, SN2032 | BAT1 | 1 |
| 1x2-Jumper, RM2,54 | JP_RTC | 1 |
Beschreibung
Diese Uhr (Real-Time-Clock, RTC) kann durch Jumper JP_RTC von VCC getrennt werden. Dann, oder aber wenn die Stromversorgung abgeschaltet wird, übernimmt die 3V-Knopfzelle für den Stand-By-Betrieb. Sie kann via I2C ausgelesen und gestellt werden.
Berührungssensor
Benötigte Teile
| Artikel | Name | Anzahl |
| NE555, SO8-Package | IC14 | 1 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 1MΩ | R58, 59 | 2 |
| BC847, SOT23-Package | Q13, 14 | 2 |
| Kondensator SMD, 1206-Package, 10uF | C31 | 1 |
| 1x1-Jumper, RM2,54 | J_NE | 1 |
Beschreibung
Bei Berührung einer Antenne schaltet der Timerbaustein (IC14) den Output auf etwa 3V. Dies kann an einem ADC gemessen werden. Der Berührungssensor kann entweder auf PF3 des ADC_M256-Wannensteckers oder auf ADC1 (Pin 1) des ADC_Mxxx-Wannensteckers gemessen werden.
Buzzer
Benötigte Teile
| Artikel | Name | Anzahl |
| Buzzer BMT1205XH7.5 | SG2 | 1 |
Beschreibung
Der Buzzer ist derselbe wie bei den Modulen RP6-Control-M32 und RP6-CCPRO-M128. Er wird durch Pin 5 des IO_Mxxx-Wannensteckers gesteuert.
Spannungsteiler
Benötigte Teile
Beschreibung
An den Pins P_LDR können analoge Sensoren angeschlossen werden, welche einen Spannungsteiler benötigen. Dies könnten z.B. zwei lichtsensitive Widerstände (LDRs) sein. Dafür müssen für R41 und R42 sie nötigen Widerstände eingelötet werden. Diese liegen bei vielen LDRs z.B. bei 68kΩ. Die Sensoren können nur in Verbindung mit dem M256-Modul verwendet werden, da sie an PF0 und PF1 des ADC_M256-Wannensteckers angeschlossen sind.
EEPROM
Benötigte Teile
| Artikel | Name | Anzahl |
| I2C-EEPROM, DIL8-Package | IC5 | 1 |
| IC-Sockel, DIL8-Package | IC5 | 1 |
| Kondensator SMD, 1206-Package, 100nF | C43 | 1 |
| 1x3-Jumper, RM2,54 | J_EEP_A0-2 | 3 |
Weitere Infos zu EEPROMS siehe RP6v2_I2C-Portexpander.
Beschreibung
In den IC-Sockel (IC5) können diverse I2C-EEPROMs gesteckt werden. Am Jumper J_EEP_A0-2 können die Adressbits A0, A1 und A2 gewählt werden.
Anschluß der anderen Boards
Taster-Board
Das Taster-Board kann an die linke Vorderseite des Multi-IO-Moduls aufgesteckt oder angelötet werden. Statt dieses Boards können auch andere Tastaturen mit ADC an die dreipolige Stiftleiste P_TAST-EXT angesteckt werden.
Bumper-Board
Das Bumper-Board kann an der 7-poligen Stiftleiste P_BUMP angesteckt werden. Die Bumper-Ausgänge gehen dabei auf Pin 4 (L) und Pin 8 (R) des IO_Mxxx-Wannensteckers. Dafür müssen noch die Jumper bei diesen Pins gesetzt werden.
Die analogen (Sharp-Sensoren) oder digitalen (I2C der SRF02) Sensorleitungen sind dieselben. Um das zu realisieren, müssen zwei Jumper gesetzt werden. Dies geschieht über JP2 und JP1. Hier kann man (siehe Platinenaufdruck) die Leitungen des Bumper-Boards wahlweise auf den I2C legen, oder auf PF3 und PF4 des ADC_M256-Wannensteckers.
SDA des I2C liegt dabei auf einer Leitung mit dem Signal des linken Sharp-Sensors, SCL auf dem des rechten.
Liniensucher-Board
Das Liniensucher-Board kann mit einem 8-poligen Flachbandkabel an das Multi-IO-Modul gesteckt werden. Jedoch ist die Pinreihe am Liniensucher-Board einreihig (1x8), auf dem Multi-IO-Modul zweireihig (2x4). Dabei bitte die Pinbelegung beachten!
Radio-Board
Das Radio-Board hat keinen speziellen Anschluss. Da das Board aber auf 3,3V läuft und via I2C gesteuert werden kann, kann es mit der Pinreihe P_RADIO an den 3,3V-I2C-Bus auf dem Multi-IO-Modul angesteckt werden.
Anschlussmöglichkeiten weiterer Sensoren
DCF77-Funkuhr
Diese kann an die Pinreihe P_DCF angesteckt werden. Zur Sicherheit wird ein Kondensator (100nF, SMD, 1206-Package, C35) empfohlen. Das Signal des DCF77 wird über Pin 1 des IO_Mxxx-Wannensteckers ausgelesen, wenn der Jumper bei Pin 1 geschlossen ist.
GPS-Modul
| Artikel | Name | Anzahl |
| Kondensator SMD, 1206-Package, 100nF | C22 | 1 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 4,7kΩ | R39 | 1 |
| Widerstand SMD, 1206-Package, 10kΩ | R40 | 1 |
| 1x5-Jumper, RM2,54 | P_GPS | 1 |
| 1x2-Jumper, RM2,54 | J_GPS_5V | 1 |
| 1x3-Jumper, RM2,54 | P_GPS1, J_GPS_TX | 2 |
Das GPS-Modul Navilock NL-552ETTL kann an P_GPS angeschlossen werden und wird via UART ausgelesen. Dafür müssen die Pegel für Rx des GPS-Moduls jedoch angepasst werden, da das GPS auf 3,3V-Pegel liegt. Ein 5V-Pegel könnte das GPS-Modul beschädigen. Die ausgehenden Daten (Tx) des GPS-Moduls müssen dagegen nicht unbedingt angepasst werden, da UART auch 3,3V-Pegel akzeptiert.
Der Jumper J_GPS_5V schaltet das GPS an.
Der Jumper J_GPS_TX wählt den Tx-Pin des Master-Moduls (RP6(v2) BASE, RP6-Control-M32, RP6-CCPRO-M128, M256-WiFi-Platine) aus: bei manchen ist dies der Pin 6 (Jumper muss links stecken), bei manchen der Pin 8 (Jumper muss rechts stecken).
An P_GPS1 kann ein weiterer Mikrocontroller über UART direkt an Rx (mit Pegelwandler) und Tx des GPS-Moduls angeschlossen werden.
2D-Kompass
Dieses Modul kommuniziert über I2C und kann daher auf allen 5V-, GND- und I2C-Pins des Multi-IO-Modul angesteckt werden.
9D-Kompass
Für den 9D-Kompass ist am unteren rechten Rand eine Pinreihe P_KOMPASS angebracht, an welcher das Kompassmodul direkt auf- oder angesteckt werden kann. Es wird ein Kondensator (SMD, 1206-Package, 100nF, C33) empfohlen.
Luftfeuchtigkeits-Temperatur-Sensor
Dieser Sensor misst die Luftfeuchtigkeit und die Temperatur. Er kann über I2C ausgelesen werden und an der Pinreihe P_FEUCHTE an- oder aufgesteckt werden.
Es wird ein Kondensator (SMD, 1206-Package, 100nF, C21) empfohlen.
Luftdrucksensor
Dieser Sensor kann an der Pinreihe P_LUFTDRUCK an- oder aufgesteckt werden. Da er 3,3V Versorgungsspannung und 3,3V-I2C benötigt, liegen diese hier an.
Es wird ein Kondensator (SMD, 1206-Package, 100nF, C34) empfohlen.
SRF02-Abstandssensoren
Bis zu vier SRF02 können an die Pinreihen P_SRF1 und P_SRF2 angeschlossen werden. Pinbelegung siehe Platinenaufdruck.
Es wird ein Kondensator (SMD, 1206-Package, 100nF, C5) empfohlen.
Snake-Vision-Modul
| Artikel | Name | Anzahl |
| 2x3-Jumper, RM2,54 | P_SNAKE | 1 |
Das Snake-Vision-Modul kann an die Pinreihe P_SNAKE angeschlossen werden (auf Pinbelegung achten). Die Sensoren (rechts, links) sowie Taster und GND sind einfach an P_SNAKE anzuschließen.
Für die Versorgungsspannung gibt es drei Möglichkeiten:
Überbrückung des Spannungsreglers und der Dioden des Snake-Vision-Moduls und Anschluss von VCC des Snake-Vision-Moduls an VCC des Multi-IO-Moduls. Der Umbau wird im RP6-Forum beschrieben, siehe Weblinks unten.
Die zweite Möglichkeit entspricht der Ersten, mit der Ausnahme, dass VCC des Snake-Vision-Moduls an IO des Multi-IO-Moduls angeschlossen wird. Dadurch kann das Snake-Vision-Modul über einen High-Side-Switch (Q2 und R16) an Pin 4 des IO_Mxxx-Wannensteckers an- und abgeschaltet werden.
Die dafür benötigten Teile sind:
| Artikel | Name | Anzahl |
| Evtl. Transistor SMD, 1206-Package, BC807 | Q2 | 1 |
| Evtl. Widerstand SMD, 1206-Package, 1kΩ | R16 | 1 |
Die letzte Möglichkeit benötigt keinen Umbau des Snake-Vision-Moduls, da an seinen Eingang OC2 eine Ladungspumpe angeschlossen wird. Schließe dafür VCC des Snake-Vision-Moduls an VCC des Multi-IO-Moduls und OC2 an IO. Des Weiteren wird ein Jumper J_OC2 benötigt, welcher den nur hier notwendigen Widerstand R33 als Pulldown hinzuschaltet. Der Jumper J_OC2 sollte also geschlossen sein.
| Artikel | Name | Anzahl |
| Evtl. Widerstand SMD, 1206-Package, 2,2..4,7kΩ | R33 | 1 |
| Evtl. 1x2-Jumper, RM2,54 | J_OC2 | 1 |
Weitere Pinreihen
- Am vorderen linken Rand kann man bis zu 10 Pins anbringen. Belegung siehe Abb.
BILD!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
- Hinter dem 78x5-5V-Regler (U1) kann man auf 3x6 Pins VCC (die linken sechs Pins), GND (die mittleren sechs Pins) und die Batteriespannung (die rechten sechs Pins) abgreifen.
- Am Jumper P_5V-I2C kann man 5V, GND, Int1 (5V-Pegel) und die I2C-Leitungen (5V-Pegel) abgreifen.
- Am Jumper P_3V3-I2C kann man 3,3V, GND, Int1 (3,3V-Pegel) und die I2C-Leitungen (3,3V-Pegel) abgreifen.
- Vor dem 10-poligen Wannenstecker SV_IO_MXXX befindet sich eine zweireihige Stiftleiste JP_IO1,2. An JP_IO 1 liegen alle auf der Platine verwendeten Signale für den Wannenstecker SV_IO_MXXX an. An JP_IO2 sind die Pins des Wannensteckers SV_IO_MXXX direkt herausgeführt. Dadurch können diese Pins auch auf andere Weise verwendet werden.
Wünscht man eine Verwendung, wie in dieser Anleitung empfohlen, müssen nur alle 9 Jumper gesetzt werden. Da Pin 2 jedoch nur von der M32 angesprochen werden kann (auf anderen Modulen ist dieser Pin auf GND) und Pin 9 nur von M32 oder der M128, liegt an beiden der Transistor zum Schalten des Liniensucher-Boards. Damit kann dieses Board sowohl von der M32 (Pin 2 oder Pin 9) als auch von der M256 (Pin 9) aus geschaltet werden. Lediglich die M128 kann diesen Transistor nicht schalten.
Anmerkung: Natürlich steht es jedem frei, andere Pins des Wannensteckers mit der IO-Leitung des Liniensucher-Boards zu verschalten.
- Ähnlich wie im gerade genannten Fall ist es auch beim 10-poligen Wannenstecker SV_ADC_MXXX. Jedoch sind hier manche Pins (1, 3, 5 und 6) direkt auf einen Wähl-Jumper JP1,2,4 gelegt, wo sie mit Jumpern weiter auf Signale gelegt werden können. Nur Pin 6 ist nicht weitergeführt und steht zur eigenen Verfügung, ist jedoch nur bei dem M128-Modul als ADC verwendbar, auf allen anderen Modulen liegt hier GND an.
- Vor dem 14-poligen Wannenstecker SV_ADC_M256 liegt eine weitere solche doppreihige Stiftleiste: JP_ADIO. Dieser verbindet wieder durch setzen der Jumper die Signale der Platine mit den Pins des Wannensteckers.
- Der Jumper J_WAHL, eine 2x6-Stiftleiste, kann dazu verwendet werden, einige Signale auf verschiedene Arten weiterzuleiten:
| Eigehendes Signal | 1. Möglichkeit | 2. Möglichkeit |
| Sharp links bzw. I2C der SRF02 | PF4 des ADC_M256 (für Sharp-Verwendung) | SCL des I2C (für SRF02-Verwendung) |
| Sharp rechts bzw. I2C der SRF02 | PF3 des ADC_M256 (für Sharp-Verwendung) | SDA des I2C (für SRF02-Verwendung) |
| Messung der 3,3V-Spannung | PF4 des ADC_M256 | Pin 3 des ADC_Mxxx |
| NE555-Berührungssensor | PF3 des ADC_M256 | Pin 1 des ADC_Mxxx |
| CNY70-L (linker der drei Sensoren) | Pin 1 des ADC_Mxxx | - |
| CNY70-M (mittlerer der drei Sensoren) | Pin 3 des ADC_Mxxx | - |
Teileliste
Nicht alle der in diesen Listen aufgeführten Teile werden für den Bau benötigt. Bitte dafür die Anleitung genau lesen. Man muss nicht die gesamte Platine aufbauen, man kann auch nur einen Teil der Schaltung realisieren. Für das Löten lese bitte eine Lötanleitung und übe das Löten vorher. Ansonsten können Teile durch den zu langen Kontakt mit dem Lötkolben überhitzen oder es kann zu Kurzschlüssen auf der Platine kommen. Die angegebenen Bestellnummern sind nur ein Vorschlag, wo die Teile gekauft werden.
Die Teileliste samt Bestellnummern der Shops und Preisen wird als MS Excel-Sheet veröffentlicht, Lieferanten findet man unter Bezugsquellen
Kondensatoren
Spulen
Widerstände
ICs
LEDs
Dioden
Pins, Jumper, Stiftleisten
Sonstiges
Siehe auch
- RP6
- RP6 - Programmierung
- RP6v2
- RP6 Kamera - Mitmach-Projekt
- RP6v2 I2C-Portexpander
- RP6v2 USB-RS232-Adapter
- RP6v2 Orientierung
- RP6 Multi IO Projekt - Software
- CCRP5
- Yeti
- Asuro
- C't-Bot
- Bezugsquellen
Weblinks
Alle wichtigen Daten (Lötanleitung, Anleitung in .pdf-Form, Schaltpläne) findet ihr HIER
Orientierungs-Mitmach-Projekt von Dirk
Umbau des Snake Vision für RP6
Autoren
--fabqu 21:30, 17. Feb 2013 (CET)
--Dirk 08:48, 19. Feb 2013 (CET)
