Kleinserie: Multi-IO-Platine für das Forum

Hallo!

Wie manche von euch vielleicht schon mitbekommen haben, haben wir HIER seit einiger Zeit einen Thread laufen, der sich mit dem Design einer neuen Platine für den RP6 (oder auch für jede andere Plattform) beschäftigte.
Dort haben wir diskutiert, welche Sensoren sinnvoll für den RP6 sind, welche den bisherigen Zusatzmodulen fehlen und wie sich das alles auf einer weiteren Platine zusammenbauen lässt.

Diese Ideen gingen nun in eine mit EAGLE designte Platine, welche nun verkaufsklar ist!!!

Sie bietet:
- das übliche RP6-Layout, schwarz lackiert mit weißem Bestückungsdruck
- externe, Verpolungs- und Kurzschlusssichere Spannungsversorgung bis 10V
- es ist möglich, nur einen Akku für dieses Board und den RP6 zu nutzen
- 5V- und 3,3V-Regler on Board
- USRBUS (unbelegt, steht für den User frei)
- XBUS
- I2C-Pinheruasführungen für 5V- und 3,3V-Betrieb
- Interruptleitung Int1, auch für 3,3V-Betrieb
- Spannungsmessung der Versorgungsspannung und der 3,3V-Spannung
- eine eigene Platine mit 4 Tastern und Widerstandskaskade zum Aufstecken oder Auflöten an die Hauptplatine
- eine Bumperplatine mit 2 Bumpern und 2 LEDs sowie Anschlussmöglichkeit zweier Sharp-, zweier Radar- oder zweier SRF02-Ultraschall-Abstandssensoren; die Sharp- und Radar-Sensoren sind per IO abschaltbar
- eine Liniensucher-Platine mit 5 CNY70-Reflexoptokopplern (Per Jumper können 3 oder 5 CNY70 aktiviert werden); die Platine ist per IO abschaltbar
- eine Radio-Platine mit digitalem Radioempfänger SI4735 für I2C und Verstärker für Stereo-Kopfhörer
- Temperatursensor TCN75 (siehe M128 ) via I2C
- 16fach PWM-Modulator PCA9685 via I2C: steuert 8 Servos, 4 LEDs, 3 freie Pins und schaltet die Spannungsversorgung der Servos
- eigene Spannungsversorgung für Servos, wahlweise zwischen 5V bis 7,5V; je nach Anforderungen können drei verschiedene 5V-Regler (78x5, LT1084CP-5 oder LT1084CT-5) für die Servoversorgung verwendet werden, je nach Strombedarf und Kosteneinsatz
- Anschluss von 8 Servos der M32 (siehe Servo-Lib vom Dirk) kann verwendet werden
- die Servospannung wird ebenfalls überwacht via I2C
- Real-Time-Clock DS1307 via I2C mit 3V-StandBy-Knopfzelle
- EEPROM via I2C
- einen Berührungssensor mit dem NE555-Timer
- einen Beeper
- zwei vorbereitete Spannungsteiler für eigene analoge Sensoren, z.B. LDRs
- Anschlüsse für IO- und ADC-Wannenstecker der Module M32, M128 sowie M256

Folgende externe Sensoren können angeschlossen werden:
- DCF77 Funkuhrempfänger via IO
- GPS-Modul Navilock NL-552ETTL Engine Modul via UART
- 2D- oder 9D-Kompass via I2C
- Luftfeuchtigkeits- und Temperatursensor via I2C
- Luftdrucksensor via I2C
- vier SRF02 an der Haupt- und zwei an der Bumperplatine
- natürlich können Taster-Board, Bumper-Board und Liniensucher-Board angeschlossen werden
- Anschluss für Snake-Vision, wobei VCC hier durch IO angeschaltet werden kann
- zwei Sharp-Abstandssensoren oder zwei Radar-Abstandssensoren

Die Platine kostet 38 Euro. Ich habe zwei auf Lager bestellt. Eine Nachbestellung ist noch möglich.

-> EINE IST NOCH SAMT ALLEN SMD-TEILEN BEI fabqu!!!!

Es gibt eine ausführliche Anleitung und eine ausführliche Aufbauanleitung im RN-Wissen: HIER. Ebenso eine detaillierte Bestellliste für Conrad, CSD-Elektronics und Farnell.
Außerdem ist Dirk schon seit einigen Wochen dabei, Software für die Platine zu entwickeln. Dazu ist natürlich jeder gerne eingeladen :D Den RN-Wissen-Artikel zur Software gibts HIER.


Wer eine Platine haben möchte, meldet sich bitte an mich per PN (Persönliche Nachricht) oder mail: fabqu@web.de .

Da die Platine auch Kleinste SMD-Bauteile enthält, könnte ich anbieten, diese Mini-Käfer zu bestellen und einzulöten. Das bitte auch per PN schreiben!

Die momentanen Layouts, die Anleitung, die Stückliste und vieles Mehr sind HIER zu finden.

Für Fragen könnt ihr mich gerne anschreiben oder sie hier Posten!
Liebe Grüße,
Fabian

ThorbenW hat gerade angemerkt, dass manche Teile schwerer zu bekommen sind.
z.B. der Buzzer (nicht beim C und nicht bei Farnell erhältlich) oder der Kompass (kommt aus USA).

Dafür könnten wir eine Sammelbestellung machen! Dann muss nicht jeder die Versandgebühren und den Zoll machen.

Grüße

So, Leute, Platinenentwickler und Besteller:

Pünktlich zur Auslieferung der neuen Platine ist eine Library im RP6-Stil fertig.
Ich will ja nicht wesentlich langsamer sein als Fabian ... ;)

Was kann die Lib für Fabians Platine:
Sie steuert alle Komponenten auf der Platine mit einfachen RP6-ähnlichen Befehlen an.
Beispiele:
EEPROM
I2C_EEPROM_writeByte(5, 128 ); -> Schreibt ein Byte (128 ) ins EEPROM an Speicherstelle 5
tmp = I2C_EEPROM_readByte(5); -> Liest das Byte aus dem EEPROM an Speicherstelle 5
BUZZER
soundBuzzer(Tone_Cis2, 300, 200); -> Spielt den Ton Cis 300ms lang und wartet danach 200ms
BUTTONS
tmp = getPressedButtonNumber(); -> Liest die Nummer (1..4) der gedrückten Taste ein
3,3 VOLT SENSOR
tmp = measure3V3(); -> Gibt die 3,3V Spannung auf der Platine aus.
TOUCH SENSOR
tmp = getTouch(); -> True, wenn der Touch Sensor berührt wurde.
TEMPERATUR SENSOR
tmp = TCN75_measure(); -> Gibt die Temperatur aus.
LEDS
setMultiIOLED1(1); -> LED1 einschalten
setMultiIOLEDs(0b0110); -> LEDs 2,3 ein und LEDs 1,4 aus.
SERVOS
setServo(1, pos); -> Setzt Servo1 auf Position pos
setServoPower(1); -> Power für die Servos einschalten
REAL TIME CLOCK (RTC)
DS1307_read(); -> Lesen der Uhrzeit, Datum aus der RTC
DS1307_write(); -> Schreiben von Uhrzeit, Datum in die RTC
SPANNUNGS- UND STROMSENSOR
LTC2990_measure(); -> Auslesen der Temperatur, Batteriespannung, Batteriestrom, VCC (5V)

Die Lib enthält noch viele weitere Befehle im RP6-Library Stil.
Ist insgesamt genauso "einfach" nutzbar, wie die RP6-Lib.

Dann gibt es noch je eine Demo für die Linienfolgerplatine und für die Bumper-Platine.
Beispiele der Funktionen:
Linienfolgerplatine (LFS)
tmp = getLFS(channel); -> Liest einen der CNY70 Sensoren aus.
setLFSPower(pwr); -> Schaltet die Power für die LFS ein-/aus.
Bumper-Platine
Bumper
tmp = getBUMPER(side); -> Liest den linken/rechten Bumper ein
task_BUMPERS(); -> Task Bumpers: Liest die Bumper im Hintergrund ein
SHARPS
tmp = getSHARPSensor(side); -> Liest den Entfernungswert des linken/rechten SHARP IR Sensors
setSHARPSPower(pwr); -> Schaltet die Power für die SHARP Sensoren ein-/aus
SRF02
tmp = SRF02_getFirmware(adr); -> Liest die Firmware-Version des SRF02 Ultraschallsensors mit der I2C-Adresse adr
tmp = SRF02_measure(adr, mode); -> Führt eine Entfernungsmessung durch.
SRF02_changeAdr(adr, newadr); -> Ändert die I2C-Adresse eines SRF02 (es können ja bis zu 6 angeschlossen werden!!)

Später machen wir noch Software für die EXTERN optional anschließbaren Sensoren ...

Das gabs hier noch nicht:
Eine Platine vom User für User, komplett Hardware und Software, an die (fast) alles angeschlossen werden kann, was an Aktoren und Sensoren für den RP6 oder auch für andere mobile Plattformen sinnvoll ist.
Ein tolles Projekt! Dank an Fabian, der das alles gepuscht und bis zur (Serien-)Reife gebracht hat (und mich ab und zu "leicht" angetrieben hat, endlich mit der Lib fertig zu werden ...)!

WOW!!!!

Danke dir!!!

Kurz zur Erklärung:
Dirk hatte zwischen Weihnachten und Mitte Januar den ersten, schon gefertigten Prototypen bei sich, um dort mit der Software etwas zu experimentieren!
War wohl von Erfolg gekrönt ;)

Wir haben wirklich versucht, hier in diese Platine so viel reinzustecken, wie der Platz hergab.
Das heißt nicht, dass jeder, der die Platine kauft, sie auch sofort vollständig verlöten muss!
Das ist natürlich jedem frei gestellt!

Alle Lötplätze sind vorhanden. Wer erstmal nur zwei, drei I2C-Komponenten will, nimmt nur diese!
Die Anleitung ist auch bald fertig, ebenso die Teileliste.
Bei der Anleitung ist inka so freundlich, mir etwas zu helfen -> DANKE DAFÜR!

Viele Grüße,
Fabian

So, die Anleitung wird langsam, es fehlen noch einige Fotos (die ich natürlich erst machen kann, wenn die Platinen da sind). Und Dirk wird noch einiges an Software (Libs, Code-Schnipsel und fertige komplette Beispiele!!!! ) reinsetzen! Ein paar Demoprogramme gibt es auch schon.
Es wird also wieder ein rundum-sorglos-Paket, wie man es als RP6-User eben gewöhnt ist ;)

Wir werden sie als .pdf hergeben, aber auch HIER ist sie natürlich im RN-Wissen. Ist noch nicht komplett, das wissen wir :)
Solltet ihr dennoch Anmerkungen oder Kritik haben, dann schreibt mir einfach eine pn. Denn dass ich die Anleitung verstehe, ist klar - ich habe das Ding ja 4 Monate lang gebastelt. Aber IHR müsst sie verstehen!!!


Viele Grüße,
Fabian

Leute,

bis morgen kann man bei Fabian noch bestellen! Die Platine ist designed! :Weihnacht

Ran an den Speck! :lol:

Hi Leute,

habe gerade bestellt.
Gruß
Kurt
:)

Nachtrag: Ich muss das Projekt zurückstellen!

Hi,

ich auch.

Übrigens:
Der RN-Wissen-Artikel zur Multi IO Platine wächst ... : http://www.rn-wissen.de/index.php/RP6_Multi_IO_Projekt

Hallo

Um den Thread nochmals etwas zu pushen: Ich habe nun auch eine Platine bestellt.

Gruß

mic

Hallo,

ich find es schon komisch das so wenige bestellt haben.
Also ich sehe mich schon mit meiner Gehhilfe um meinen RP6 "springen" hi ha Multi IO.
mfg TrainMen

@TrainMen:
Sehr witzig!
Woher weißt du, dass nur wenige bestellt haben? Die Bestellung lief direkt über PN an Fabian ...

Leute, alle Bestellungen sind da, sogar noch eine mehr als gestern gedacht :)
ich schicke in etwa 2 Stunden nochmal an alle Besteller eine Email.

Dann gehen die Bestellungen raus :D

Ich bestelle heute noch alle SMD- Teile, die Sensoren und die Platinen.

Grüße und nochmal danke an alle Unterstützer!!!

@Dirk

Zitat:

---

Woher weißt du, dass nur wenige bestellt haben? Die Bestellung lief direkt über PN an Fabian

---

vielleicht die hier oft erwähnte Glaskugel ;)
nee, natürlich von Fabian PN

mfg TrainMen

Hey,

ich habe mir gerade mal die Platine angeschaut (obwohl ich keinen RP6 habe :D) aber ich muss sagen, dass es wirklich ein schickes Teil geworden ist.
Da kann ich nur meinen Respekt an alle beteiligten Aussprechen.
Das ist einer der wirklichen Vorteile von Open Source wenn viele Leute da mit arbeiten. Es entstehen wirklich tolle Sachen dabei und viele Ideen werden berücksichtigt.
Aber eine Frage hätte ich da noch.
Du hast geschrieben, dass ihr einen Touchschalter auf Basis eines NE555 gemacht habt. Wie genau habt ihr das realisiert? Ändert sich die Frequenz vom NE555 sobald er berührt wurde und ihr messt die Frequenz? Habt ihr vielleicht einen Schaltplanauszug von dem Teil der Schaltung (habe ihn jetzt nicht gefunden bzw. übersehen falls es einen geben sollte).
Ich wollte nämlich auch gerne mal ein paar Touchbuttons haben. Die einzigen die ich habe sind auf einer Seminarplatine....funktioniert zwar aber zum einbauen ist das ein bisschen Käse :)
Danke schon mal.

Hi!
Hab das HIER gefunden, ist aber nur eine kleine Spielerei. Den NE555 findet man nur schwer auf der Platine: Schau mal auf die Hauptplatine, mittig, etwas nach rechts unten. Dort sitzt ein winziger IC im SOIC8-Gehäuse.

Die Widerstände und der Kondensator bestimmen, wie lange der NE durchschaltet.
So ganz genau weiß ich nicht mehr bescheid, ich glaube bei einer Veränderung im 1/3 oder 2/3 der Ausgangs-Frequenz schaltet der NE555 den Output hoch (gemessen waren das etwa 2,7V ).

Grüße,
Fabian

Hey,

super dank dir vielmals :)

Leider musste einer wieder zurücktreten.
Das hieße theoretisch, dass die übrigen Platinen wieder teurer werden, aber ich habe mich jetzt dazu entschlossen, noch eine mehr (samt allem Zubehör) zu kaufen.
Vielleicht findet sich ja die nächsten Tage noch jemand, der doch noch eine haben will!?!?!?

Grüße,
Fabian

Hi!
Die große Farnell-Bestellung kam heute schon! Gestern um 16 Uhr bestellt, heute um 11 Uhr geliefert :D
Leider fehlen ein paar Teile, werden erst nachgeliefert...

Grüße

Die Platine ist bestellt!!!!

In spätestens 10 Tagen sollte sie da sein. dann melde ich mich!!!
und die Luftdrucksensoren sind heute auch schon gekommen ;)

Grüße

So, hier mal eine kleine "Evolution" der Multi-IO V1.0!!!

Die erste Platine habe ich noch auf einem Lochraster mit Kabeln aufgelötet. Sie hatte nur einen 5V-Verteiler für 11 Servos für die M32 und die M128 sowie eine I2C-Uhr (DS1307).

Die zwei war dann schon an meiner Uni geätzt, ein Prototyp für meine Bachelorarbeit. Sie hatte schon einen vernünftigen Servo-Verteiler mit 5V-Spannungsversorgung und einen eigenen BUZ11 für eine Funkkamera.
Außerdem konnte schon über ein BTM222-Funkmodul kommuniziert werden.

Die dritte war dann für den Abschluss meiner Bachelorarbeit, ebenfalls geätzt. Auf ihr sitzt immer noch das BTM222-Modul sowie die Servos für Kamera und 2D-IR-Abstandssensor und Snake-Vision. Die Servos liefen schon auf 6,6V und alle VErbraucher konnten per IO geschaltet werden...

Dann der erste wirkliche Multi-IO-Prototyp, hergestellt letzten Herbst. Hat mir ein Freund in der Firma, in der ich ein Praktikum absolvierte gefräst!!!
Hatte schon den Piezo-Beeper und einiges mehr.

Im letzten Bild seht ihr den Prototypen, ebenfalls von dem Freund gefräst, schon mit fast allem, was wir jetzt auch auf der ersten richtigen Version drauf haben. Eigentlich schade, denn die ganzen ICs auf der Platine bekomme ich da nie wieder runter :)

In einer Woche sollten die neuen da sein!!! Dann stelle ich gleich mal Fotos online ;)

Grüße!

PS: Reihenfolge natürlich falsch. 1 - 5 - 4 - 3 - 2

Kurze Info:
Voraussichtlich wird die Platine leider erst am Montag, also den 11.3. Fertig sein...
Vielleicht ist sie dann bis Dienstag da, spätestens Mittwoch sollte es soweit sein.
Ich geb Bescheid, sobald es was Neues gibt!

Grüße

Juhuuuu!
sie sind da!
leider muss ich heute noch bis mittags an der Uni sein, aber heute Nachmittag mache ich mich ans Löten!
ich versuche hier mal zwei Bilder zu verlinken, die ich auf die Schnelle gemacht habe:
Bild 1
Bild 2

Sieht doch echt gut aus ;)
Grüße

Super!!!

Die sehen ja sehr gut aus!

Dann hat sich der ganze Einsatz ja gelohnt.

Danke dir nochmal, dass du das so sauber voran gebracht und umgesetzt hast!

Unter dem üblichen LINK findet ihr nun auch ein paar Fotos vom "Baufortschritt" ;)
In der Reihenfolge sind dort:
- 2 Bilder, Vorder- und Rückseite der Platine, ohne alles
- 2 Bilder, Vorder- und Rückseite der Platine, mit (fast) allen SMD-ICs (das Radio-Modul fehlt noch) und (fast) allen SMD-Kleinteilen (zwei Kondensatoren fehlen noch)
- 1 Bild der Vorderseite mit LEDs, fertigem Liniensucher- und Taster-Board und der Bumperplatine mit Bumpern, IR- und Ultraschall-Abstandssensor
- 1 Bild, Vorderseite, mit allen Pins und Wannensteckern
- 3 Bilder, Vorder- und Rückseite mit (fast) allen Teilen (es fehlt noch ein Potentiometer zur Einstellung der Servo-Versorgungsspannung) , Taster-Board bereits an Vorderseite der Hauptplatine verlötet
- die restlichen Bilder sind Detailbilder der Hauptplatine mit allen aufsteckbaren Sensoren, allen Jumpern schon in Grundposition, außerdem die Bumper- sowie die Liniensucher-Platine. Der dicke IC ist übrigens der Spannungsregler für die Servos - der war nicht leicht reinzubekommen, da seine Beine dicker sind als die Löcher, die ich habe machen lassen. Aber etwas "sanfte Gewalt" und ein paar Tricks und schon ist er da, wo er sein soll. Wer auch genau diesen verbauen möchte, sagt mir bitte bescheid, dann klären wir, wie das am besten geht.
- Da der Radio-Chip von Sparkfun noch immer nicht eingetroffen ist, ist das Radio-Board noch nicht verlötet. Denn bevor nicht dieser Mini-Käfer eingelötet ist, brauche ich mich auch nicht um die Kleinteile drum herum zu kümmern...

Der erste Check der fertigen Platine hat ergeben: Alles klappt soweit, Spannung überall vorhanden.
Aber: Das Taster-Board will grade nicht tun, was es tun soll. Mal sehen, wo da der Fehler ist!

Ich hoffe, ich kann freitag die ersten Platinen rausschicken, bin fleißig am Löten!!! Aber noch etwas Geduld... :D

Viele Grüße,
Fabian

hi fabqu & und andere beteiligte...

jetzt, wo sich die platine füllt und es ist nicht nur ein foto, was man sieht - es ist schon ein schickes teil geworden :-)

thanks...

Das freut mich ;)
hoffentlich klappt dann auch alles!

nachdem gestern endlich der letzte IC kam, ist nun auch die Radio-Platine fast fertig.
Es fehlen nur noch die beiden Potis auf der Rückseite zur Lautstärkeregulierung, aber die, die ich gefunden habe, sind leider die falschen und passen daher nicht wirklich...

Fotos sind im üblichen Online-Ordner und hier:

Anhang 24894 Anhang 24895

So, habe nun die Multi-IO erstmals am RP6 installiert.
Anhang 24906 Anhang 24907 Anhang 24908

Kabelverbindungen wie im RN-Wissen-Softwareartikel beschrieben. Außerdem ist das Bumper-Board am Heck angebracht mit zwei Sharp-Abstandssensoren.

Das Radio-Board braucht nur noch eine Kabelverbindung (war grade zu Faul) und das Liniensensor-Board braucht noch eine Vorrichtung an der vorderen Stoßstange - die Löcher dieser passen übrigens gut auf die Löcher des Liniensucher-Boards!
Später kommen noch eine Kamera und das Snakevision sowie zwei SRF02 oben aufs Dach.

@Dirk: Beim Bumper-Board sind beide Bumper-LEDs auf dauerbeleuchtung... aber nur sehr schwach. Drückt man einen Bumper, leuchten sie stark! Sieht schön aus, aber warum das so ist, weiß ich noch nicht...

Jetzt beginnen dann allmählich die Tests und natürlich das Einbinden aller Libs vom Dirk und aller Funktionen. Dann muss das ganze noch in meine LabVIEW-GUI übernommen werden... viel Arbeit!

Grüße

@Fabian:

Zitat:

---

Beim Bumper-Board sind beide Bumper-LEDs auf dauerbeleuchtung... aber nur sehr schwach. Drückt man einen Bumper, leuchten sie stark! Sieht schön aus, aber warum das so ist, weiß ich noch nicht...

---

Weiß ich noch nicht. Ich kriege die Platinen wohl morgen fertig, so dass ich erste Tests machen kann.

Zitat:

---

@Dirk: Beim Bumper-Board sind beide Bumper-LEDs auf dauerbeleuchtung... aber nur sehr schwach. Drückt man einen Bumper, leuchten sie stark! Sieht schön aus, aber warum das so ist, weiß ich noch nicht...

---

So, ich habe die Bumper Platine jetzt auch getestet:
Das schwache Leuchten der LEDs tritt auf, wenn die Bumper-Portpins (M256: PE2, PE3) nach dem Einschalten des RP6 noch auf EINGANG geschaltet, also hochohmig sind. Den Low-Current-LEDs reicht das, um schwach zu leuchten.
Das ändert sich, wenn die Bumper-Portpins auf AUSGANG geschaltet werden: Dann kann man die LEDs richtig ein- und ausschalten.
Sieht interessant aus und ist kein Bug, sondern ein Feature! :p :p

Übrigens:
Für spät entschlossene liegt hier bei mir noch eine Platine samt allen SMD-Teilen rum. Die ist gerne noch abzugeben ;)

Einfach PN an mich!

hallo fabqu,

eine zweite platine brauche ich nicht, ein frage zu der bumperplatine hätte ich:

die pads für die LED8 haben sich vom plattenmaterial gelöst (zu viel rumgelötet). Ich könnte ja die LED direkt an den SMD widerstand daneben und an den pin ON rechts von der LED8 anlöten. Wofür waren/sind die 4 lötaugen (VCC, OFF, ON, GND) an den rändern der bumperplatine (neben den LEDs) eigentlich gedacht gewesen? Nicht dass ich mir da was verbaue...

danke...

Hi Inka,
alles Richtig. LED an "ON" und an den Widerstand löten :) Der Widerstand geht dann auf GND weiter.

VCC und GND sind denke ich klar, GND und 5V eben.
ON ist grundsätzlich ohne Spannung, nur wenn der Bumper gedrückt wird (eben auf ON geht) kommen hier 5V an (für den IO und die LED z.B.).
OFF ist grundsätzlich auf 5V, solange der Bumper NICHT gedrückt ist (eben OFF ist). Wird der Bumper gedrückt, liegt hier keine Spannung an.

Achtung: Wenn keine Spannung anliegt, heißt das in diesem Falle (leider), dass wirklich nichts anliegt, der Pin "schwebt also in der Luft". Besser wäre gewesen, für jeden Pin einen Pull-Down (oder Up für den OFF-Pin) Widerstand einzubauen, damit sie stets einen definierten Wert haben. Steht auf der ToDo für eine eventuelle V2 :D

Grüße

hi fabqu, also keine sensoren oder ähnliches vorgesehen an den zwei vierergruppen. könnte also je vier pinns einlöten und die led ans "kurze ende" ...

Jap!
Sensoren wären möglich an den anderen Pinouts, dem 5er für SRF02 z.b.
Aber an dem GND-ON-OFF-VCC Pins gehen witklich nur 5V, GND und eben beide "Kontakte" der Pumper hin.

Grüße