О роботе

Исследования роботов, мысли и идеи на эту тему

Плата сопряжения

После того, как улеглись восторги от использования Carambola 2, поставлены необходимые пакеты и настроены нужные сервисы, возникла задача подключения платы к контроллеру робота. И тут появилась проблема, COM-порт на плате карамболы есть, но он используется как консольный порт, это означает, что в него валятся сообщения загрузки и работы компьютера. И все бы ничего, но контроллер пытается воспринять сообщения загрузки как команды и отвечает, что приводит к остановке загрузки системы. Достаточно просто настройками удалось отключить консоль после загрузки системы, но загрузчик и сама загрузка системы как оказалось отключается весьма нетривиально. Кроме того, отключать сообщения при загрузке системы не очень удобно, в случае проблем с загрузкой будет трудно разобраться в чем дело. Поэтому возникла идея соединять порты, только после загрузки системы, послав команду на один из GPIO. В качестве коммутатора был выбрана микросхема K561КТ3. Вот как выглядело проверка схемы:

Не буду перечислять все шаги, скажу только что после создания схемы подключения, проверки ее в деле и моделирования появилась плата сопряжения. Вот как она выглядит в DipTrace:

Оказалось, что DipTrace может строить и объемные 3D-модели платы, что очень удобно, позволяет посмотреть, как и что будет располагаться. Не все детали соответствуют реальным и пока не смог разобраться как самому создавать объемные модели. Вот как это выглядит:

 

Для ручного изготовления плата оказалась достаточно сложной, поэтому было решено заказать ее изготовление. После непродолжительных поисков выбор пал на новосибирское представительство компании PS Electro ООО «Электроконнект». Выбор оказался удачным, плату изготовили и доставили достаточно быстро. Вот что получилось:

После пайки необходимых деталей и отладки вот так:

Соответственно плата сопряжения с платой Carambola 2:

В результате получилось то, что нужно. Плата позволяет коммутировать контроллер робота с COM-портом компьютера после загрузки операционной системы. При подключении загорается светодиод, что позволяет определить когда контроллер подключен. Дополнительно плата позволяет измерять напряжение питания и силу тока потребляемую роботом. В случае питания робота от аккумулятора это позволит контролировать разряд аккумулятора и оценивать время работы. Помимо этого плата сопряжения позволяет программно включать и выключать питание сервоприводов робота. Это достаточно удобно, так как на контроллер питание подается сразу и можно сначала настроить положения сервоприводов, а затем подавать на них питание. В этом случае робот при включении не будет жутко дергаться выводя сервоприводы в положение по умолчанию (как правило среднее положение).

Характеристики:

  • Входное напряжение — 12v (аккумулятор или блок питания)
  • Выходное — 5v и 3.3v
  • Токи потребления:
  •  — только сама плата — 0,03А (42,5 mA)
  • - с подключенной карамболой без контроллера — 0,16А (185mA)
  • - c подключенной карамболой и контроллером — 0,22 А
  • Температура стабилизатора 5V — 131°C
  • Температура стабилизатора 3,3V — 75°C

Замечания:
К сожалению, при проектировании была допущена схематическая ошибка, которая почему то при макетировании не проявилась. Пришлось чуть чуть менять схему подключения и допаивать делали, хорошо, что для этого были предусмотрены специальные отверстия для всяких непредвиденных доработок.
По непонятным причинам нагревается стабилизатор напряжения MC78T05CT на 5V используемый для питания самой платы сопряжения, платы Carambola 2 и контроллера робота. Потребляемый ток небольшой, а греется. Рядом с такой же схемой подключения LM1086IT-3.3 на 3V, тоже питающий контроллер робота, остается холодным.

В случае необходимости в будущем можно будет сделать плату сопряжения более компактной сразу разместив на ней компьютер Carambola 2 без платы разработчика. Это позволит существенно сократить размеры. А еще более интересной идеей кажется идея совмещения контроллера с компьютером Carambola 2.

Добавить комментарий