RoboSpine - Roboterschnittstellenmodul

Devantech

Übersicht

RoboSpine ist der Hauptnervenstrang des Roboters. Es verbindet die Augen und Ohren (Sensoren) des Roboters mit dem Gehirn (Controller) und das Gehirn mit den Muskeln (Motoren).
RoboSpine ermöglicht das Auslesen von bis zu 8 Ultraschallsensoren SRF01, einem Kompass CMPS10, einem thermischen Sensor TPA81 und dem MD25 Motortreiber (Bestandteil des RD02 Roboterantriebssystems). Wenn Ihre Steuerung neue Motorgeschwindigkeiten an das RoboSpine schickt, werden die Befehle an den Motortreiber weitergeleitet und ein 60 Byte Datenstrom mit den Sensordaten wird zurückgeschickt. Mit diesen Daten kann Ihr Controller die nächste Aktion des Roboters entscheiden. Ein Bluetooth Modul kann direkt angeschlossen werden. So können Sie Ihren PC als Steuerung verwenden und so hervorragend visualisieren, welche Informationen Ihr Roboter zur Verfügung hat. Vom Hersteller gibt es ein Open Source Beispielprogramm in C# um einen leichteren Einstieg zu bieten.
Sie sind aber nicht beschränkt auf die hier vorgestellten Module. Durch die Integration der Firmware aus den USB-I2C Modulen von Devantech haben Sie die Möglichkeit beliebige I2C-Geräte anzuschließen. Durch einen eingebauten Spannungswandler sind sowohl 3,3 V als auch 5 V Pegel vorhanden; Sie haben also eine enorme Flexibilität.
Sie haben außerdem die Möglichkeit, mit dem "I2C hook" feature aus Ihren Geräten gelesene Daten in unbenutzte Stellen des 60 Byte Datenstroms einzubinden. Diese Vorgehen spart zusätzliche Kommunikation und damit wertvolle Zeit.
Ein Bootloader on-board ermöglicht einfachen Firmware update. Zukünftige Firmware gibt es kostenfrei auf der Website des Herstellers.

Einführung

Das Modul RoboSpine dient zum Anschließen diverser Sensoren an Ihre Robotersteuerung über eine einfache serielle Schnittstelle (UART). Sie können es mit einem lokalen Controller verbinden, z.B. Arduino oder RPi, oder über Bluetooth mit Ihrem PC. Es kann die Daten von bis zu 8 SRF01 Ultraschall-Entfernungsmessern, 2 IR-Entfernungsmessern, TPA81 Thermosäulenarray, CMPS10 Kompass und vielen anderen I2C-Modulen auslesen. Motordaten werden zum MD25 Motortreiber weitergeleitet. Dieselben Seriell-I2C Befehle wie bei den USB-I2C Modulen von Devantech sind verfügbar, Sie können also jedes I2C-Gerät anschließen. Mit dem SCAN-Befehl können Sie Motor-Daten an den Roboter schicken, der mit einem 60 Byte Datenstrom antwortet, der alle Sensordaten enthält. Es ist möglich mit Hilfe der 8 I2C-Hooks, Daten von eigenen I2C-Geräten mit diesem Datenstrom mitzuschicken.

Anschlüsse

Boot Loader Modus

Das RoboSpine hat einen eingebauten Bootlaoder um neue Firmware zu installlieren. Die Dokumentation finden Sie bei eventuellen Firmware-updates.

LEDs

Es gibt 3 LEDs:

• Grün - Eingeschaltet und Firmware läuft
• Gelb - Blinkt bei Kommunikation
• Rot - Boot loader Modus
• Rot blinkt - Ein I2C-Fehler wurde erkannt. (Prüfung findet nur beim Start statt)

Stromversorgung

Das RoboSpine wird mit 12 V versorgt und kann an der Hauptbatterie des Roboters betrieben werden. Ein effizienter on-board Spannungswandler stellt 5V für die angebrachten Sensoren zur Verfügung. Die Anschlüsse für die 12 V Stromversorgung sind deutlich gekennzeichnete Schraubklemmen.

Serielle Kommunikation

Das RoboSpine kommuniziert mit dem Controller oder Bluetooth-Module bei 38400 baud, 1 Stoppbit, keine Parität. Das Bluetooth-Modul arbeitet standardmäßig bei 9600 baud, das RoboSpine schickt deshalb automatisch den Befehl zur Erhöhung der Baud-Rate (AT+BAUD6). Wenn Sie Ihren eigenen Controller benutzen, können Sie diesen Befehl ignorieren.

Bluetooth Modul

Das Kabel des Bluetooth Modules ist nicht notwendig, da das Bluetooth Board direkt am RoboSpine Board angeschlossen wird. Das Kabel wird nur benötigt, wenn das Bluetooth Board ohne R1 Sensor Modul via Kabel am MD25 betrieben wird.

SRF01

Das RoboSpine hat 8 getrennte serielle Ausgänge für die SRF01; die Adressen der Ultraschallsensoren müssen also nicht geändert werden. Sie sollten bei der voreingestellten Adresse 1 belassen werden. Wenn Sie die 3-poligen JST-JST-Kabel verwenden können Sie die SRF01 einfach anschließen.

TPA81

Das Thermosäulenarray TPA81 kann direkt an die 3-poligen bzw. 5-poligen Sockel angeschlossen werden.

CMPS10, CMPS11 (neu)

Der CMPS10 bzw. der neue CMPS11 kommuniziert über einen I2C-Bus mit 3,3V Pegel. Er sollte deshalb an einen der zwei 3,3V I2C-Stiftleisten angeschlossen werden. Sie können dazu das 4-polige Split Kabel benutzen.

MD25/RD02

Der MD25 benötigt I2C Signal mit 5V Pegel und muss an eine der beiden 5 V I2C-Stiftleisten angeschlossen werden. Verbinden Sie die 5 V Versorgung der beiden Module nicht. Es könnten sonst Schäden am MD25 entstehen. Sowohl das RoboSpine als auch der MD25 haben Ihre eigene 5 V Versorgung an Bord. Verbinden Sie deshalb nur Masse, SCL und SDA. Hierfür können Sie das 4-polige Split Kabel benutzen.

Bilder

YouTube Video

Herstellerangaben

Technische Spezifikation - Link zum Hersteller (Englisch)