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RP6v2 Orientierung: Hardware

In diesem Projekt soll eine "Exp" (RP6#Experimentierplatine, CONRAD 191537) für den RP6v2 (natürlich auch für den RP6) "gebaut" werden, mit der sich der RP6v2 besser im Raum orientieren kann.

Die Sensoren des RP6v2 (Odometrie, ACS, Helligkeitssensoren, Bumper) helfen ihm zwar schon dabei, sich im Raum zu orientieren, aber das geht noch besser:

  • Wenn er einen Kompass bekommen würde, könnte er eine bestimmte Richtung einhalten oder genauere Kurven fahren. Ein einfach zu verwendendes Kompassmodul auf Basis des MMC2120MG von MEMSIC ist das HDMM01 (Pollin Best.-Nr. 810164). Es kann über den I2C-Bus ausgelesen und an 5V betrieben werden. Zudem ist es recht preisgünstig.
  • Wenn er auch noch einen Beschleunigungssensor bekommen würde, könnte er Bewegungen und Beschleunigungen messen. ELV bietet ein 3-Achsen-Beschleunigungssensor-Modul (ELV Best.-Nr. 91521) auf Basis des BMA020 von Bosch Sensortec an. Auch dieses Modul kann an 5V betrieben werden und verfügt über I2C-Pegelwandler, um es an einen I2C-Bus mit 5V-Pegeln anschliessen zu können.
  • Wenn er sogar noch ein GPS-Modul bekäme, könnte er seine eigene Position bestimmen. Ob ein GPS-Modul für einen Roboter, der eigentlich nur in Innenräumen fahren kann, sinnvoll ist, muss jeder selbst eintscheiden. Geeignet für unsere Zwecke ist das GPS-Modul NL-552ETTL von Navilock (auch z.B. bei ELV erhältlich: Artikel-Nr. 68-094241. Bitte unbedingt auch das Anschlusskabel: Artikel-Nr. 68-081846 mit bestellen!). Das Modul kann ebenfalls mit 5V betrieben werden,- leider arbeitet seine serielle Schnittstelle mit 3,3V-Pegeln. Dies ist aber kein wesentliches Problem, weil nur TX des Moduls mit einem UART-Eingangspin (RX) des Microcontrollers (µC) verbunden werden muss, und der versteht die 3,3V-TTL-Logik in der Regel ohne Probleme.
  • Da wir schon dabei sind, können wir auch noch eine 3,3V-Pegel-Anpassung des I2C-Busses des RP6v2 auf der Exp vorsehen: Man kann dann auch I2C-Slave-Bausteine, die nur an einem 3,3V-I2C-Bus arbeiten, an den RP6v2 anschließen.

Was braucht man allgemein für den Aufbau einer Schaltung auf der Exp:

  • Seitenschneider, Schere, Zange
  • Lötkolben 25..30 Watt, Lötzinn
  • Plastik 70 Schutzlack (CONRAD 813621)
  • Isolierter Schaltdraht YV 0,20 mm² (CONRAD 606065)
  • Versilberter CU-Draht 0,6 mm (CONRAD 605581)

Mit dem versilberten CU-Draht stellt man auf der Unterseite (= Lötseite) der Exp Verbindungen zwischen den Bauteilen her; mit dem isolierten Schaltdraht werden Drahtbrücken auf der Oberseite (= Bestückungsseite) der Exp eingesetzt.

Aufbau

Hier der Schaltplan:

RP6v2 Orientierung SP.JPG 

Teileliste:
C1  Elko 10µF, 16V
C2  Keram. Kondensator 0,1µF
C3  Keram. Kondensator 0,1µF
C4  Keram. Kondensator 0,1µF

R1  Kohleschicht-Widerstand 4,7 kOhm, 1/4 Watt
R2  Kohleschicht-Widerstand 10 kOhm, 1/4 Watt
R3  Kohleschicht-Widerstand 4,7 kOhm, 1/4 Watt
R4  Kohleschicht-Widerstand 10 kOhm, 1/4 Watt
R5  Kohleschicht-Widerstand 4,7 kOhm, 1/4 Watt
R6  Kohleschicht-Widerstand 4,7 kOhm, 1/4 Watt
R7  Kohleschicht-Widerstand 2,2 kOhm, 1/4 Watt

Q1  MOSFET BSN10A
Q2  MOSFET BSN10A

3,3V Spannungsregler  ST L78L33A

Viel Erfolg beim Aufbau! 

Natürlich muss man nicht alle drei Sensoren aufbauen!
Man kann einfach den/die Sensor/en weglassen, die man nicht nutzen will!

Schaltungsbeschreibung

Allgemeine Daten und Tabellen

Stecker

Stecker Pins Bedeutung
ST1 5 Anschluß GPS-Modul
ST2 3 µC-Anschluß für GPS-Modul
ST3 7 3,3V-I2C-Bus Anschluß

ST1

Pin Funktion E/A Bedeutung
1 VCC NL-552ETTL +5V *
2 GND NL-552ETTL GND
3 Abschirmung NL-552ETTL Abschirmung
4 TX A NL-552ETTL TX (3,3V)
5 RX E NL-552ETTL RX (3,3V)

Zu *) Falls JP8 = ON!

An diesen Stecker ST1 wird das GPS-Modul NL-552ETTL mit seinem 5-poligen Verbindungskabel angeschlossen. Die schwarze Ader des Kabels gehört an Pin 1 von ST1! Soll das GPS-Modul nicht benutzt werden, sollte das Modul nicht mit ST1 verbunden sein.

ST2

Pin Funktion E/A Bedeutung
1 GND NL-552ETTL GND
2 TX A NL-552ETTL TX (3,3V)
3 RX E NL-552ETTL RX (5V)

Ein µC kann auf zwei Arten Daten vom GPS-Modul empfangen:

  • 1. Über diesen Stecker ST2: In der Regel braucht man nur eine 2-adrige Verbindung von Pins 1 und 2 zum µC. Dabei wird Pin 2 mit dem UART-Eingang RX des µCs verbunden. Den 3,3V-TTL-Ausgangspegel des GPS-Moduls sollte eigentlich jeder AVR-µC verstehen, auch wenn er mit 5V betrieben wird. VORSICHT: Diesen Pin 2 nie mit einem AUSGANG eines µCs verbinden!
  • 2. Über den USRBUS: Der Ausgang TX des GPS-Moduls ist mit Pin Y6 (µC RX) des USRBUS verbunden. Auf der auswertenden Platine (Base, M32, M128, M256 WiFi) muss dann Y6 des USRBUS mit UART-Eingang RX des µCs verbunden werden.

Soll ein µC auch Daten zum GPS-Modul senden (nur nötig zur Konfiguration des Moduls!), gelingt das auch auf zwei Arten:

  • 1. Über diesen Stecker ST2: Der UART-Ausgang TX eines µCs wird mit Pin 3 dieses Steckers verbunden.
  • 2. Über den USRBUS: Der Eingang RX des GPS-Moduls ist über einen Spannungsteiler R1/R2 mit Pin Y8 (µC TX) des USRBUS verbunden, wenn JP9 geschlossen (ON) ist. Auf der steuernden Platine (Base, M32, M128, M256 WiFi) muss dann Y8 des USRBUS mit UART-Ausgang TX des µCs verbunden werden.

ST3

Pin Funktion E/A Bedeutung
1 VCC A VCC 3,3V max. 100mA *
2 VCC A VCC 3,3V max. 100mA *
3 GND 3,3V-I2C-Bus GND
4 INT E 3,3V-I2C-Bus INT Eingang
5 GND 3,3V-I2C-Bus GND
6 SDA E/A 3,3V-I2C-Bus SDA
7 SCL A 3,3V-I2C-Bus SCL Ausgang

Zu *) Falls JP13 = ON!

An diesen Stecker ST3 können 3,3V-I2C-Slave-Devices angeschlossen werden. Wenn diese über eine eigene 3,3V-Spannungsversorgung verfügen, braucht man zum Anschluß nur die Pins 5..7 von ST3 (GND, SDA, SCL). ST3 kann aber auch externe I2C-Slaves über Pins 1 und 2 mit 3,3V versorgen (JP13 geschlossen!). Bitte beide Pins zusammen mit nicht mehr als 100mA belasten!

An Pin 4 von ST3 befindet sich noch der Eingang INT. Über ihn kann ein Slave mitteilen, dass z.B. Daten bereit liegen.

Jumper

Zeichenerklärung:

  • Zweipolige Jumper:
    • Stellung ON = Jumper aufgesteckt (Kontakt geschlossen)
    • Stellung OFF = Jumper abgezogen (Kontakt offen)
Jumper Stellung Bedeutung
JP1 OFF HDMM01 SDA getrennt
JP1 ON (S) HDMM01 SDA verbunden
JP2 OFF HDMM01 SCL getrennt
JP2 ON (S) HDMM01 SCL verbunden
JP3 OFF HDMM01 Power AUS
JP3 ON (S) HDMM01 Power AN
JP4 OFF 3D-BS SDA getrennt
JP4 ON (S) 3D-BS SDA verbunden
JP5 OFF 3D-BS SCL getrennt
JP5 ON (S) 3D-BS SCL verbunden
JP6 OFF (S) 3D-BS INT getrennt
JP6 ON 3D-BS INT verbunden *
JP7 OFF 3D-BS Power AUS
JP7 ON (S) 3D-BS Power AN
JP8 OFF NL-552ETTL Power AUS
JP8 ON (S) NL-552ETTL Power AN
JP9 OFF (S) NL-552ETTL RX getrennt von USRBUS
JP9 ON NL-552ETTL RX verbunden mit USRBUS
JP10 OFF 3,3V-I2C-Bus SDA getrennt
JP10 ON (S) 3,3V-I2C-Bus SDA verbunden
JP11 OFF 3,3V-I2C-Bus SCL getrennt
JP11 ON (S) 3,3V-I2C-Bus SCL verbunden
JP12 OFF (S) 3,3V-I2C-Bus INT getrennt
JP12 ON 3,3V-I2C-Bus INT verbunden *
JP13 OFF 3,3V-I2C-Bus Power AUS
JP13 ON (S) 3,3V-I2C-Bus Power AN
JP14 OFF (S) INT 5V Pullup AUS
JP14 ON INT 5V Pullup AN
JP15 OFF SDA 3,3V Pullup AUS
JP15 ON (S) SDA 3,3V Pullup AN
JP16 OFF INT 3,3V Pullup AUS
JP16 ON (S) INT 3,3V Pullup AN

Zu (S) Standard-Stellung der Jumper!

Zu *) Am XBUS steht in dieser Schaltung nur EINE Interrupt-Leitung (INT1) zur Verfügung. Es kann also nur die Interrupt-Auswertung von EINEM Sensor auf dieser Platine erfolgen. JP6 und JP12 sollten also nicht gleichzeitig ON sein! Da INT1 auf der RP6v2 Base mit einem 10kOhm Pulldown-Widerstand (R34) verbunden ist, muss man auf dieser Platine ggf. den Pullup-Widerstand 2,2kOhm (R7) einschalten (JP14 = ON!).

RP6v2 Orientierung: Software

Siehe auch


Quellen

Autoren

--Dirk 07:20, 1. Okt 2012 (CET)

Von „https://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=RP6v2_Orientierung&oldid=21236“

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