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Diskussion:Eagle

2007-07-26T18:14:40Z

Honski:

Na das ist ja mal ein umfangreicher Artikel.

Getriebe

2007-05-27T18:54:28Z

Honski:

{{Ausbauwunsch|Was ist die Modulgrösse und wie ermittelt man sie?}}
== Getriebe selbst entwerfen ==
=== Achsabstände ===
Das größte Problem bei selbstgebauten Getrieben ist die Bestimmung der Achsabstände.
Zu weite Abstände verursachen zum Einen Schäden an den Zähnen und zu kurze Abstände sorgen dafür, dass sich das Getriebe, wenn überhaupt, nur schwer drehen lässt und auch schneller verschleissen kann.

[[Bild:Zahnräder_Module.jpg|thumb|Zahnräder in Modulgrösse 1 und Modulgrösse 0,5]]

Ein wichtiger Parameter, welcher zur Berechnung der Achsabstände benötigt wird,
ist die Modulgröße, auch Modulzahl genannt.

Für Zahnräder mit unbekannter Modulgröße gibt es Zahnradlehren, welche das Ermitteln des Moduls erleichtern, ohne raten zu müssen

'''Der Abstand der Zahnradachsen lässt sich wie folgt ermitteln:'''

Anzahl der beiden Zahnradzähne zusammenzählen,
davon dann die Hälfte mit der Modulzahl multiplizieren.

(Z1 + Z2) / 2 * Modulzahl = Achsabstand

Beispiel:
Zahnrad1 = 50 Zähne, Zahnrad2 = 10 Zähne jeweils Modul 0,5
50 + 10 = 60 / 2 = 30 * 0,5 = 15
Achsabstand = 15mm

=== Getriebebox ===

[[Bild:MyTwinMotorGearBox.jpg||center|framed|mein eigener Entwurf der TwinMotor-Gearbox]]

[[Bild:MyTwinMotorGearBox-closeup.jpg|center|framed|Getriebebox, teildemontiert]]

Mein erstes selbstgebautes Getriebe, die TwinMotor-Gearbox

Die Wellen (Achsen) sind natürlich nicht mit beiden Hälften verbunden. Ein Messingrohr (D=3mm/2mm), in welches ein Messingstab (d=2mm) eingelötet wurde und als "Zapfwelle" zusammengesteckt, sollten viel Platz sparen.

Leider ist der Reibungswiderstand etwas hoch geworden, sodass die Motoren nur unrund laufen und mit steigender Betriebsdauer (Temperatur) immer mehr Kraft benötigen (der gut schmiert...).

Aber für den ersten Aufbau dieser Art dennoch ein gutes Ergebnis.
Für Bastler mit weniger Kentnissen gibt es inzwischen auch Bausätze für ganz ähnliche Getriebemotoren. Beispielsweise der TwinMotor:

[[Bild:twinmotorgroesse.gif|center|framed|Tamiya Bausatz mit unterschiedlichen Untersetzungen]]

Die nächste Eigenversion wird dann doch noch richtig gelagert werden müssen, Sinter- oder Kugel-/Rollen-Lager steht noch nicht fest.

===Autor===
* [[Benutzer:Darwin.nuernberg|Darwin.nuernberg]] 17:55, 5. Mär 2006 (CET)

===Siehe auch===
* [[Getriebemotoren]]
* [[Zahnrad]]

[[Kategorie:Mechanik]]
[[Kategorie:Motoren]]

RN-Definitionen

2007-05-24T19:08:42Z

Honski: /* JTAG Stecker */

==Steckerbelegungen für den Bereich Robotik- und Mikrocontroller==
Empfohlen und erarbeitet im RoboterNetz.de, um Schaltungen kompatibler zueinander zu gestalten. Alle Boards mit dem Kürzel RN-... halten sich an die hier festgelegten Definitionen.
Es wird empfohlen sich bei der Entwicklung eigener Schaltungen möglichst an diese Vereinbarung zu halten. Dadurch ist sichergestellt, dass auch andere Komponenten anderer Mitglieder oder Firmen in eurer Projekt integriert werden können. Und umgekehrt habt ihr dann auch die Möglichkeit, eigene Platinen-Entwürfe steckerkompatibel im RoboterNetz oder an anderer Stelle zu veröffentlichen.

Einheitliche Stecker vereinfachen einfach das Handling!

Die Steckerdefinitionen können auch als PDF geladen werden:
http://www.roboternetz.de/phpBB2/dload.php?action=file&file_id=81

==Die verschiedenen Steckerarten==

===RN-Busstecker===

----

====I2C-Bus Stecker====
Ein universeller serieller Bus, mit dem sich sehr einfach verschiedene Boards ansteuern lassen. Der Bus hat den Vorteil, dass zwei Leitungen ausreichen und keine festen Taktraten und Zyklen beachtet werden müssen. Zahlreiche integrierte Schaltkreise (wie Porterweiterungen, LCD-Treiber, usw.) sowie fast alle RN-Boards nutzen diesen Bus. Am [[I2C]]-Bus können mehrere Boards/Bausteine angeschlossen werden, da jeder Baustein seine Slave-Adresse besitzt.

Dieser Bus (Stecker) sollte auf jedem Controllerboard vorhanden sein, dadurch sind den Erweiterungen kaum Grenzen gesetzt.

Der hier definierte Standard ist nicht nur zu allen RN-Boards kompatibel, sondern auch zu vielen Schaltungen diverser Hersteller. Auch die Zeitschrift Elektor hat diesen Bus bereits genutzt (Elektor nutzt nur den Pin 10 nicht).

[[Bild:rndefinition_wannenstecker.gif|center]]

[[Bild:stecker_10pol_i2c.gif|center]]

Pin 1 SCL (Taktleitung)
Pin 3 SDA (Datenleitung)
Pin 5 +5V
Pin 7 +5V
Pin 9 Batteriespannung max. +12V
Pin 2,4,6,8 GND
Pin 10 INT Diese Leitung kann von allen I2C-Bus Erweiterungen genutzt
werden, um den Hauptcontroller darüber zu informieren, dass
sich Daten (z.B. von Sensoren) verändert haben. In diesem Fall
wird die Leitung solange auf Masse gelegt bis der entsprechende
I2C-Baustein ausgelesen wird.
Der Controller muss also immer alle I2C-Bausteine auslesen
solange diese Leitung auf Masse liegt. Bei einem Hauptboard
(wie z.B. RN-Control oder RNBFRA) kann diese Leitung auf einen
interruptfähigen Port geleitet werden.
Beim Elektor-Standard gibt es diese Leitung nicht, hier liegt
dieses Signal immer auf Masse!

Empfehlenswert ist es, dass die Spannungen an Pin 5,7 und 9 über Jumper auf einem Board deaktivierbar sind. Dadurch lassen sich identische Boards mit eigenen Stromversorgungen ebenfalls über I2C verbinden, denn nur ein Board darf diese Spannungen bereitstellen. Bei [[RN-Control]] ist dies bereits ab Version 1,4 über Jumper wählbar.

Bezugsmöglichkeit für passende Wannenbuchse:
z.B. Reichelt (Best.Nr. WSL10G)
Conrad-Elektronik (Best.Nr. 742512-12)
Robotikhardware.de Kabelset
Passender Stecker:
z.B. Reichelt: "Pfostenbuchse" (Best.Nr. PFL 10)

====SPI-Bus Stecker====
Ein universeller Stecker für den [[SPI]]-Bus. Der SPI-Bus eignet sich ähnlich wie der [[I2C]]-Bus zur Vernetzung mehrere Microcontroller oder spezieller Schaltkreise. Genau wie für den I2C-Bus gibt es auch für den SPI-Bus speziele IC´s wie LCD-Treiber, Porterweiterungen usw.
Vorteil des SPI-Busses ist die höhere Geschwindigkeit. Nachteil ist das mindestens 3 Leitungen notwendig sind (MISO,MOSI und SCK). Wenn mehr als ein Teilnehmer angeschlossen wird, so ist für jeden Teilnehmer noch eine Zusatzleitung zum selektieren des SLAVE (Empfangsboardes) notwendig. Um auch die Verwendung des [[SPI]]-Busses für Roboternetz-User zu standardisieren und möglichst leicht zugänglich zu machen, wird folgende Steckerbelegung empfohlen:

Pinbelegung
Pin 1 Port (kann zur Auswahl anderer Slave genutzt werden)
Pin 2 Port (kann zur Auswahl anderer Slave genutzt werden)
Pin 3 Port (kann zur Auswahl anderer Slave genutzt werden)
Pin 4 Port (kann zur Auswahl anderer Slave genutzt werden)
Pin 5 SS (Standard Slave)
Pin 6 MISO
Pin 7 MOSI
Pin 8 SCK
Pin 9 GND
Pin 10 Logikspannung 5V

Mit diesem Stecker können somit 1 bis 5 Teilnehmer angesprochen werden. Über einen Multiplexer (möglichst an Pin 1 bis 4) könnte dies noch erhöht werden (in dem Sonderfall müssten alle Teilnehmer Multiplexer nutzen).
Der Vorteil des Steckers ist zudem, das er kompatibel zu den anderen 10 poligen Steckern der RN-Definition ist. Er kann somit auch für ganz andere Dinge wie LCD-Ansteuerung usw. genutzt werden, falls SPI nicht benötigt wird.

[[Bild:rndefinition_wannenstecker.gif|center]]

Bezugsmöglichkeit für passende Wannenbuchse:
z.B. Reichelt (Best.Nr. WSL10G)
Conrad-Elektronik (Best.Nr. 742512-12)
Passender Stecker:
z.B. Reichelt: "Pfostenbuchse" (Best.Nr. PFL 10)

====RS232 Stecker====
Die serielle Schnittstelle (RS232) kann wahlweise als 9-poliger SUB-D Stecker (PC üblich) oder als 3-polige Stiftleiste herausgeführt werden.
Die 3-polige Stiftleiste bietet sich immer dann an, wenn nur wenig Platz auf dem Board vorhanden ist. Da die 3-polige Stiftleiste auch auf fast allen RN-Boards vorhanden ist, sollte man diese dem 9-poligen SUB-D Stecker vorziehen. Ein weiterer Vorteil dieser Stiftleiste ist die einfache Umpolung von RX/TX durch Umdrehen des Steckers.

Die Belegung ist identisch mit der des CCRP5 (Conrad Roboter). Passende PC-Adapterkabel sind leicht anzufertigen und gibt es auch fertig im Fachhandel (z.B. http://robotikhardware.de).

Empfohlene Steckverbindung auf der Platine:
Stiftleiste 3-polig Raster 2,54mm
Pin 1 RX
Pin 2 GND
Pin 3 TX

Wie Abbildung 1 x 3 Kontakte

[[Bild:stift3.gif|center]]

[[Bild:rn232adapter.jpeg|center]]

Bezugsquellen:
z.B. Reichelt (Best.Nr. LU2,5MS3)
Passende Stecker:
Robotikhardware RS232-Kabel
Reichelt PS25/3G BR
Reichelt Crimpset (PSK254/3W und PSK-Kontakte und CRIMPZANGE PSK)

====RS232 TTL Stecker====

Die serielle Schnittstelle (RS232) im 5V-TTL-Pegel. Diese Schnittstelle ist vor allem dann interessant, wenn mehrere Controller miteinander verbunden werden. Die Stiftleiste ist 4-polig ausgelegt, um Verwechslungen mit der RS232 und dem PC-Pegel (+/-12V) zu vermeiden. Zudem lässt sich so ein Pegelwandler-Schaltkreis (z.B. Max232) anschließen und mit Spannung versorgen).

[[Bild:stift4.gif|center]]

Empfohlene Steckverbindung auf der Platine:
Stiftleiste 4-polig Raster 2,54mm
Pin 1 RX
Pin 2 TX
Pin 3 GND
Pin 4 5V

Bezugsquellen:
z.B. Reichelt (Best.Nr. LU2,5MS4)
Passende Stecker:
Reichelt PS25/5G BR
Reichelt Crimpset (PSK254/5W und PSK-Kontakte und CRIMPZANGE PSK)

====RS485 Stecker====
Ein weiterer wichtiger Bus ist neben I2C, RS232 der [[RS485]] Bus. Dieser hat einige Vorteile. So können beispielsweise mehrere Slaves an einen Master angeschlossen werden. Die Übertragung kann wahlweise abwechselnd in eine oder in beide Richtungen gleichzeitig erfolgen. Es sind sehr hohe Übertragungsraten bis in den Mbit-Bereich über größere Entfernungen möglich.

[[Bild:rndefinition_wannenstecker.gif|center]]

Empfohlene Steckverbindung auf der Platine:
Wannenstecker Rastermaß 2,54mm 10-polig
Pin 1 Volle Batteriespannung
Pin 3 GND
Pin 5 5V
Pin 7 RS485 A (kein TTL-Pegel)
Pin 9 RS 485 B (kein TTL-Pegel)

Pin 2 Volle Batteriespannung
Pin 4 GND
Pin 6 5V
Pin 8 RS 485 C (kein TTL-Pegel)
Pin 10 RS 485 D (kein TTL-Pegel)

Diese Steckerbelegung hat einige Vorteile. Man kann auch nur einen Stecker mit 5 Polen aufstecken, wenn man nur einen Half-Duplex Bus benötigt. Man hat dann in diesen 5 Polen alles drin und die Belegung entspricht sogar noch den bisherigen Normierungen von uns (+12 / GND / +5 / Port / Port). Möchte man Vollduplex nutzen, dann müsste man den vollen Stecker benutzen - man hat also die Wahl!

'''Pinbelegung der 5 poligen Alternative:'''

Pin 1 Volle Batteriespannung
Pin 2 GND
Pin 3 5V
Pin 4 RS 485 C (kein TTL-Pegel)
Pin 5 RS 485 D (kein TTL-Pegel)

[[Bild:stift5.gif|center]]

Alternativ zum Wannenstecker können auch Stiftleisten mit gleicher Belegung eingesetzt werden!

Bezugsquellen für Stecker:
z.B. Reichelt (Best.Nr. WSL10G)
Conrad-Elektronik (Best.Nr. 742512-12)
robotikhardware.de Kabelset
Passende Stecker:
Reichelt PS25/5G BR
Reichelt Crimpset (PSK254/5W und PSK-Kontakte und CRIMPZANGE PSK)

===Universelle Anschlüsse für Sensoren und Aktoren===

----

====Servo Stecker (sowie Sensoren/Aktoren die '''einen Port''' benötigen)====
Für den Anschluss von [[Servos]] gibt es bereits verschiedene Standard-Stecker der Modellbauhersteller. Für die Roboternetz-Definition haben wir uns einen der weitest verbreiteten herausgesucht und übernommen. Boards, die den Anschluss von Servos oder auch Modellbau-Empfängern erlauben, sollten diese 3-polige Stiftleiste vorsehen. Handelsübliche Servos können direkt angesteckt werden.

Diese dreipolige Anschluss eignet sich jedoch auch, um Sensoren oder Aktoren, welche mit einem Datenport auskommen, anzuschließen.

Empfohlene Steckverbindung auf der Platine:
Stiftleiste 3-polig Raster 2,54mm

Pin 1 GND
Pin 2 +5 V
Pin 3 Datenport (PWM-Signal)

Wie Abbildung 1 x 3 Kontakte

[[Bild:stift3.gif|center]]

Wobei sich die Steckerbelegung von Hersteller zu Hersteller unterscheidet.

[[Bild:servosteckerbelegung.gif|center]]

[[Bild:servo.jpg|center]]

Bezugsquellen:
z.B. Reichelt (Best.Nr. LU2,5MS3)
Passende Stecker:
Reichelt PS25/3G BR
Reichelt Crimpset (PSK254/3W und PSK-Kontakte und CRIMPZANGE PSK)
Servostecker im Modellbauladen

====Universalanschluss 5 polig ('''2 Ports''' + Spannungen)====
Für den Anschluss von Aktoren (Relais, LED usw.) als auch Sensoren wurde eine 5-polige Stiftleiste festgelegt. Da viele Aktoren mehrere Ports benötigen, werden immer 2 Portleitungen zusammen mit den Spannungen auf jede Stiftleiste gelegt.

Empfohlene Steckverbindung auf der Platine:
Stiftleiste 5-polig Raster 2,54mm

Pin 1 Batteriespannung (max. 12 V)
Pin 2 GND
Pin 3 +5V
Pin 4 Port 1
Pin 5 Port 2

[[Bild:stift5.gif|center]]

Bezugsquellen:
z.B. Reichelt (Best.Nr. LU2,5MS5)
Passende Stecker:
Reichelt PS25/5G BR
Reichelt Crimpset (PSK254/5W und PSK-Kontakte und CRIMPZANGE PSK)

====Datenportstecker 10polig ('''8 Ports''')====

Zum Experimentieren benötigt man oft mehrere Ports. Auch gibt es Aktoren/Sensoren oder sonstige Erweiterungen, die viele Ports benötigen. Für all diese Zwecke empfehlen wir den universellen Datenportstecker. Er verwendet die gleiche Belegung wie auch die Atmel Entwicklungsboards (z.B. STK500) und wird z.B. auch mehrfach auf dem Board [[RN-Control]] bereitgestellt.

Seit August 2005 kann ein Datenportstecker auch als [[#Endstufenstecker 10polig (für Motoransteuerungen)|Endstufenstecker]] genutzt werden.

Empfohlene Steckverbindung auf der Platine:
Pin 1 Port 0
Pin 2 Port 1
Pin 3 Port 2
Pin 4 Port 3
Pin 5 Port 4
Pin 6 Port 5
Pin 7 Port 6
Pin 8 Port 7
Pin 9 GND
Pin 10 Logikspannung 5V

[[Bild:rndefinition_wannenstecker.gif|center]]

Zu finden bei EAGLE ist der Datenportstecker unter der Bezeichnung "ML10".

Bezugsmöglichkeit für passende Wannenbuchse:
z.B. Reichelt (Best.Nr. WSL10G)
Conrad-Elektronik (Best.Nr. 742512-12)
http://www.Robotikhardware.de Kabelset
Passender Stecker:
z.B. Reichelt: "Pfostenbuchse" (Best.Nr. PFL 10)

===Weitere Stecker===

----

====ISP - Programmierstecker====
Über diesen Anschluss kann ein RN-Controllerboard sowie fast alle anderen auf dem Markt befindlichen AVR-Boards mit einem Standard ISP-Kabel direkt an einen Parallelport des PCs angeschlossen und programmiert werden.
Die Belegung des ISP-Anschlusses ist zu dem weit verbreiteten STK200-Programmier-Dongle kompatibel. Ein entsprechender Dongle ist für ca. 13-15 Euro über zahlreiche Händler lieferbar.

Empfohlene Steckverbindung auf der Platine:

Pin 1 MOSI
Pin 2 VCC
Pin 3 Nicht belegt
Pin 4 GND
Pin 5 RESET
Pin 6 GND
Pin 7 SCK
Pin 8 GND
Pin 9 MISO
Pin 10 GND

[[Bild:rndefinition_wannenstecker.gif|center]]

Bezugsmöglichkeit für passende Wannenbuchse:
z.B. Reichelt (Best.Nr. WSL10G)
Conrad-Elektronik (Best.Nr. 742512-12)
Passender Stecker:
z.B. Reichelt: "Pfostenbuchse" (Best.Nr. PFL 10)

====JTAG Stecker====
[[JTAG]] - (Joint Test Action Group) bezeichnet den IEEE-Standard 1149.1, der ein Verfahren zum Debugging von Hardware beschreibt. Es ist also ein normiertes Interface zum Debuggen und Programmieren von vielen Microcontrollern, zum Beispiel die [[AVR]]-Serie. Er kann somit als Alternative des [[ISP]]-Steckers genutzt werden. Wie auch der ISP-Stecker benötigt man jedoch ein entsprechendes PC-Interface (JTAG-Dongel). Zum Debuggen ist eine spezielle Entwicklersoftware notwendig, derzeit gibt es dies meines Wissens nur für Assembler.
Das JTAG- Interface wird allerdings in Hobby Bereich deutlich weniger eingesetzt als das weit verbreitete [[ISP]]-Interface, vermutlich wegen der höheren Donglekosten.
Um auch die Verwendung des [[JTAG]]-Interfaces für Roboternetz-User zu erleichtern und zu standardisieren, wird die untere Steckerbelegung empfohlen. Bei der Ausarbeitung wurden die bisherigen Empfehlungen von [[Atmel]] und anderen Anbietern berücksichtigt, so das bereit passende Interfaces verfügbar sind.

Pinbelegung
Pin 01 - TCK (Test Clock)
Pin 02 - GND (Masse)
Pin 03 - TDO (Test Data Output)
Pin 04 - VREF (Wird seltener genutzt und ist oft unbelegt. Kontrolle der Betriebsspannung)
Pin 05 - TMS (Test Mode Select Input)
Pin 06 - NSRST (Wird seltener genutzt und ist oft unbelegt. RESET Eingang des Targets.
Ausgang zur Überwachung der RESET-Leitung des Targets)
Pin 07 - VCC (+5V)
Pin 08 - NTRST
Pin 09 - TDI (Test Data Input)
Pin 10 - GND (Masse)

[[Bild:rndefinition_wannenstecker.gif|center]]

Bezugsmöglichkeit für passende Wannenbuchse:
z.B. Reichelt (Best.Nr. WSL10G)
Conrad-Elektronik (Best.Nr. 742512-12)
Passender Stecker:
z.B. Reichelt: "Pfostenbuchse" (Best.Nr. PFL 10)

====Endstufenstecker 10polig (für Motoransteuerungen)====

Wenn ein Motorboard nicht über I2C/ RS232 oder anderen Bus angesteuert wird, so wird folgender Wannenstecker als Anschluss empfohlen. Die Belegung ist angelehnt an die beliebten Motortreiberschaltkreise L293D, L298 und ähnliche H-Brücken.

Der Stecker eignet sich somit zum Ansteuern von einem oder zwei DC-Motoren (z.B. Getriebemotoren) oder einem Schrittmotor.
Auch Endstufen, die nur einen Motor ansteuern können, sollten diesen Stecker verwenden. Empfehlenswert sind dann Jumper, um zwischen Motor1 und Motor2 zu wählen. Auf diese Weise können einfach zwei Endstufen durchgeschleift werden (zwei gleiche Stecker am Kabel).

Die mit NC (Not Connected) gekennzeichneten PINs sind absichtlich nicht normiert, um diese im Einzelfall auch individuell für Sonderfunktionen nutzen zu können. Allerdings darf hier nur ein Pegel zwischen 0 und 5V angelegt werden, kein höherer Pegel! Die NC-Pins müssen nicht genutzt werden, können also unbelegt bleiben. Wer jedoch für alle Fälle gerüstet sein möchte, sollte die NC-Pins per Jumper auf einen AD-Port legen können. Es ist damit zu rechnen, dass einige Boards die NC-Ports für ein Strommessignal (0 bis 2,5V) nutzen.

Der Motorendstufenstecker ist seit dem August 2005 kompatibel zu dem definierten universellen [[#Datenportstecker 10polig (8 Ports)|Datenportstecker]]. Datenportstecker sind mehrfach auf Standard-Boards wie RN-Control, Atmel STK500 und anderen Boards, die im Roboternetz vorgestellt wurden, vorhanden. Somit lassen sich Datenportstecker sehr schnell als Endstufenstecker nutzen und umgekehrt. Beim Entwickeln neuer Boards kann dies noch verbessert werden, indem man die PWM-Ports entsprechend dem Endstufenstecker auch auf den Datenportstecker legt.

Empfohlene Steckverbindung auf der Platine:
Pin 1 Motor 1 IN 1
Pin 2 Motor 1 IN 2
Pin 3 Motor 2 IN 1
Pin 4 Motor 2 IN 2
Pin 5 NC (siehe Anmerkung)
Pin 6 Enable Motor1 ein (eventuell PWM)
Pin 7 NC (siehe Anmerkung)
Pin 8 Enable Motor2 ein (eventuell PWM)
Pin 9 GND
Pin 10 Logikspannung 5V

[[Bild:rndefinition_wannenstecker.gif|center]]

Bezugsmöglichkeit für passende Wannenbuchse:
z.B. Reichelt (Best.Nr. WSL10G)
Conrad-Elektronik (Best.Nr. 742512-12)
Robotikhardware.de Kabelset
Passender Stecker:
z.B. Reichelt: "Pfostenbuchse" (Best.Nr. PFL 10)

====LCD Stecker====
Für Boards mit wenig Platz oder freien Ports wurde ein sehr kompakter Stecker mit nur 10 Leitungen definiert. Es sind jedoch alle Leitungen vorhanden, um fast alle LCDs im sogenannten 4-Bit-PIN-Mode zu betreiben.
Bei Verwendung dieses Steckers muss jedoch die Kontrastspannung am LCD festgelegt werden (ein 10k Poti reicht). LCDs mit Beleuchtung können die Versorgungsspannung mit einem Vorwiderstand auch zur Versorgung der Beleuchtung nutzen. Auf diese Weise reicht ein 10-poliges Kabel aus.

Dieser LCD-Stecker ist seit dem August 2005 kompatibel zu dem definierten universellen [[#Datenportstecker 10polig (8 Ports)|Datenportstecker]]. Datenportstecker sind mehrfach auf Standard-Boards wie RN-Control, Atmel STK500 und anderen Boards, die im Roboternetz vorgestellt wurden, vorhanden. Somit lassen sich Datenportstecker sehr schnell als LCD-Stecker oder Endstufenstecker nutzen und umgekehrt.

Empfohlene Steckverbindung auf der Platine:
Pin 1 DB7
Pin 2 DB6
Pin 3 DB5
Pin 4 DB4
Pin 5 EN2 (wird nur bei manchen LCDs benötigt)
Pin 6 EN
Pin 7 R/W
Pin 8 RS
Pin 9 GND
Pin 10 +5V

[[Bild:rndefinition_wannenstecker.gif|center]]

Da auch fast alle LCDs den gleichen 16-poligen Anschluss besitzen, kann alternativ auch eine 16-polige Wannenbuchse vorgesehen werden:

Pin 1 GND
Pin 2 5V
Pin 3 Vee Kontrastspannung (0-4V)
Pin 4 RS (CS)
Pin 5 R/W (SID)
Pin 6 Enable (1) (SCLK)
Pin 7 DB0 (SOD)
Pin 8 DB1
Pin 9 DB2
Pin 10 DB3
Pin 11 DB4
Pin 12 DB5
Pin 13 DB6
Pin 14 DB7,MSB
Pin 15 LED – Beleuchtung +
Pin 16 LED – Beleuchtung -

20 poliger LCD-Anschluss (redefiniert am 27.02.2006)
Für Grafik-LCD oder Anzeigen bei denen der 16-polige Stecken nicht ausreicht.
(sollte '''nur in Ausnahmefällen verwendet''' werden)
Pin 1 GND
Pin 2 5V
Pin 3 Vee Kontrastspannung (0-4V)
Pin 4 RS (CS)
Pin 5 R/W (SID)
Pin 6 Enable (1) (SCLK)
Pin 7 DB0 (SOD)
Pin 8 DB1
Pin 9 DB2
Pin 10 DB3
Pin 11 DB4
Pin 12 DB5
Pin 13 DB6
Pin 14 DB7,MSB
Pin 15 Enable2 bei 4 zeiligen Displays für 2. Controller
Pin 16 Reset
Pin 17 LED – Beleuchtung +
Pin 18 LED – Beleuchtung -
Pin 19 CS2 (wird nur bei manchen Displays zusätzlich genutzt)
Pin 20 nc (keine fest definierte Verwendung)

Bezugsmöglichkeit für passende '''Wannen''':
z.B. Reichelt: "Wannenstecker" (Best.Nr. WSL10G, Best.Nr. WSL16G, Best.Nr. WSL20G)
z.B. Conrad: "MESSERL. M GER. LÖTSTIFTEN"(Best.Nr. 742512-12, Best.Nr. 742537-MF, Best.Nr. 742551-MF)
Bezugsmöglichkeit für passende '''Kabelbuchsen''':
z.B. Reichelt: "Pfostenbuchse" (Best.Nr. PFL 10, Best.Nr. PFL 16, Best.Nr. PFL 20)
z.B. Conrad: "PFOSTEN-STECKVERBINDER" (Best.Nr. 702013-MF, Best.Nr. 742198-MF, Best.Nr. 742309-MF
Robotikhardware.de: '''Kabelset'''

====Encoder Stecker für 2 externe QuadraturEncoder (Drehzahlmessung)====
Diese Schnittstelle dient zum Anschluss von 2 Quadratur-Encodern mit zusätzlichem Null-Positions-Eingang (SYNC) .
Encoder dienen vornehmlich als Wegstreckenzähler oder zur Regelung von Drehzahlen.

Dieser Stecker ist auch kompatibel zu dem definierten universellen [[#Datenportstecker 10polig (8 Ports)|Datenportstecker]]. Datenportstecker sind mehrfach auf Standard-Boards wie RN-Control, Atmel STK500 und anderen Boards, die im Roboternetz vorgestellt wurden, vorhanden. Somit lassen sich Datenportstecker sehr schnell als Encoder-Stecker nutzen und umgekehrt.

Empfohlene Steckverbindung auf der Platine:
Pin 1 ENC 1 A (sollte ein Timer Eingang, z.B. Timer0 sein)
Pin 2 ENC 1 B
Pin 3 ENC 2 A (sollte ein Timer Eingang, z.B. Timer1 sein)
Pin 4 ENC 2 B
Pin 5 NC
Pin 6 ENC 1 Sync (sollte Interrupt Eingang sein)
Pin 7 NC
Pin 8 ENC 2 Sync (sollte Interrupt Eingang sein)
Pin 9 GND
Pin 10 +5V

[[Bild:rndefinition_wannenstecker.gif|center]]

Bezugsmöglichkeit für passende Wannenbuchse:
z.B. Reichelt (Best.Nr. WSL10G)
Conrad-Elektronik (Best.Nr. 742512-12)
Robotikhardware.de Kabelset

==Platinenmaße / Bohrlöcher==
RN-Boards haben einheitliche Platinengrößen mit definierten Bohrlöchern. Dies gestattet die platzsparende "Huckepack"-Montage. Diese Standardmaße werden dringend empfohlen, RN-Boards die für einen besonderen Zweck konzipiert werden, welches ein anderes Platinenmaß erfordert (z.B. Adapter, speziell für Gehäuseeinbau etc.) können natürlich davon abweichen.

[[Bild:platine_halbeuro.gif|center]]

Passendes Eagle Script hier http://www.roboternetz.de/phpBB2/dload.php?action=file&file_id=127

[[Bild:platine_euro.gif|center]]

[[Bild:platine_vierteleuro.gif|center]]

Passendes Eagle Script hier http://www.roboternetz.de/phpBB2/dload.php?action=file&file_id=181

''Weitere Definitionen werden regelmäßig ins WIKI übernommen''

== Logo für Standard ==
Boards, die den Standard nutzen, kann man auch an folgendem Logo erkennen:

[[Bild:roboternetzstandard.gif|center]]

== Kombinationsmöglichkeiten, die sich ergeben==
Durch einheitlichen Standard sind beispielsweise folgende Kombinationen denkbar:
<center>
http://www.roboternetz.de/bilder/boardkombination.gif
</center>

==Siehe auch==
* [[RN-Slave ID Übersicht]]
* [[I2C]]

[[Kategorie:Microcontroller]]
[[Kategorie:Praxis]]
[[Kategorie:Elektronik]]
[[Kategorie:Robotikeinstieg]]
[[Kategorie:Projekte]]

RN-Digi

2007-05-13T16:02:19Z

Honski: /* Aufbau und Anwendung */

[[Bild:rndigi.gif|thumb|RN-Digi I2C Digitalanzeige]]Dieses Board wurde als Erweiterung zu den Roboternetz-Controllerboards (RNBFRA,RN-Control,MinControl usw.) entworfen, eignet sich aber für alle Controllerboards mit I2C-Bus Anschluß.
Es dient zum Anzeigen von 4 stelligen Zahlen. Dabei werden optisch ansprechende und extra große 7-Segmentanzeigen bereitgestellt (ca. 25mm Ziffernhöhe, Anzeige rot, wahlweise auch kleinere). Die Ansteuerung erfolgt sehr einfach per I2C-Bus mit einfachen Kommandos.
Die Anwendungsmöglichkeiten sind dem Programmierer vorbehalten. Denkbar wäre das Board für den Aufbau von Uhren, Funkuhren, Zählern, Lottozahlgenratoren, Würfeln, Temperaturanzeigen, Kompass usw., welche von weiterm erkennbar sein müssen. In Kombination mir RN-Speak und RN-Control wäre zum Beispiel ein sprechender Wecker denkbar.

==Als hier die Leistungsmerkmale auf einen Blick==

* Sehr einfache Ansteuerung per [[I2C]] Bus
* Keine extra Spannungszuführung notwendig da Board über das [[I2C]]-Bus Kabel mit Strom verorgt wird
* Programmierbare Helligkeit
* Jedes einzelne Segment der 7-Segmentanzeige kann angesteuert werden
* 4 Dezimalpunkte möglich
* Controller wird nicht belastet. Die Ziffern werden solange angezeigt, bis neue Ziffer gesendet wird. Keine Interrupts oder Bus-Belastung!
* Preisgünstig und schneller Aufbau in wenigen Minuten möglich
* 4 verschiedene Slave Adressen per Jumper wählbar
* Kleines Lochraster Experimentierfeld für Erweiterungen Taster, I2C-Baustein (Funkuhr etc.) etc.
* Kompakt, Roboternetz-Standard-Format 100x78 (halbes Euroformat), Huckepack mit anderen Boards kombinierbar
* Wahlweise mit großen oder kleineren Segmenten bestückbar (Bausatz inkl. Große)
* Platinen und Bausatzervice
* Deutsche Doku mit Programmbeispielen für [[RN-Control]] und [[RNBFRA-Board]]

==Aufbau und Anwendung==

Der Aufbau der Schaltung ist durch die vorgefertigte Platine bzw. den Bausatz eigentlich völlig problemlos auch von Elektronik-Einsteigern zu bewerkstelligen. Durch den Bestückungsdruck und die Bestückungsliste, etwas weiter hinten in dieser Dokumentation, ist der Aufbau unkritisch. Aufgrund moderner Bauteile (7 Segment Controller) ist es gelungen, das dieses Board nur sehr wenig Bauteile benötigt. Auf Logikbausteine konnte verzichtet werden, da das Board über ein Spezial-IC für die Ansteuerung von 7 Segmentanzeigen verfügt.

Die Schaltung benötig in der Regel eine Aufbauzeit von ca. 30 – 60 Minuten.

Dennoch einige Anmerkungen zu kleinen Hürden:

# Beim Einlöten der Segmentanzeigen darauf achten das diese richtig rum eingesetzt werden. Der Dezimalpunkt muss nach unten zum IC zeigen.
# Auf dem I2C-Bus muss die Batteriespannung liegen (entsprechend der [[RN-Definitionen|Roboternetz-Definition]]). Bei einigen Controllerboards muss dazu ein Jumper auf dem jeweiligen Controllerboard eingesteckt werden. Näheres dazu steht bei der Beschreibung der I2C-Buchse ihres Controllerboards.
Die Batteriespannung darf 7V nicht unterschreiten, falls die großen Segmentanzeigen eingesetzt werden. Ist die Batteriespannung höher als 10V, so muss der im Bestückungsplan eingezeichnete Spannungsregler auch eingelötet werden. Bei 7 bis 10 V Batteriespannung kann dieser wahlweise weggelassen werden. Bei den kleineren Segmentanzeigen reicht bereits 5V aus.

Das waren eigentlich schon die besonderen Punkte die zu beachten sind. Ansonsten natürlich sauber mit einem 15–25 W [[löten|Lötkolben]] alles auf der Unterseite verlöten. Grundkenntnisse beim Löten werden empfohlen.
Nach dem Aufbau sollten Sie nochmals alle Lötpunkte kontrollieren.

Nach dem Aufbau können Sie das Baord übe rein 10 poliges Kabel mit ihrem Controllerboard verbinden. Eine Funktion ist jedoch erst dann zu ersehen, wenn Sie das Testprogramm auf Ihrem Controller starten.

==Erläuterung der Anschlüsse, Regler und Kurzschlussbrücken==

{|{{Blaueschmaltabelle}}
|'''Anschlussbezeichnung'''
|'''Erläuterung'''
|-
|'''ADR1'''
|Slave Adresse einstellen
Über diesen Jumper wird die Slave Adresse eingestellt. Über diese Adresse wird das Board später vom Controller angewählt.

In dieser Stellung ist die Slave Adresse auf Hex 70 gesetzt

[[Bild:rndigijumpperstellung1.gif]]

In dieser Stellung ist die Slave Adresse auf Hex 76 gesetzt

[[Bild:rndigijumpperstellung2.gif]]

Durch diese Stellung wird bestimmt, das die Slave Adresse über den Jumper ADR2 gewählt wird (siehe ADR2)

[[Bild:rndigijumpperstellung3.gif]]
|-
|'''ADR2'''
|Slave Adresse einstellen
Dieser Jumper hat nur dann eine Bedeutung, wenn ADR1 entsprechend eingestellt ist (siehe ADR1)

In dieser Stellung ist die Slave Adresse auf Hex 72 gesetzt

[[Bild:rndigijumpperstellung3.gif]]

In dieser Stellung ist die Slave Adresse auf Hex 74 gesetzt

[[Bild:rndigijumpperstellung5.gif]]
|-
|'''JP1'''
|Spannungsregler aktiv
Das Board verfügt über einen 8 bzw. 9 V Spannungsregler welcher über das I2C-Buskabel mit der Eingangsspannung (Batteriespannung) versorgt wird. Ist die Batteriespannung unter 10V, so kann der Spannungsregler hiermit überbrückt und weggelassen werden.
Der Kurzschlusstecker muss jedoch entfernt werden, wenn die Spannung über 10V liegt.
I2C-Bus
|-
|'''I2C-Bus'''
|Wenn Sie die I2C-version des Boards gebaut haben, also den entsprechenden Controller eingesteckt haben, dann ist diese I2C-Buchse für die Steuerung zuständig.
Der I2C-Bus benötig nur 2 Leitungen für alle Funktionen. Entsprechend der Roboternetz-Norm wird hier ein 2x5 poliger Stecker angeschlossen. Die Belegung entspricht exakt der von allen Roboternetz-Boards:

Pin 1 SCL (Taktleitung)
Pin 3 SDA (Datenleitung)
Pin 5 +5V (Wird nur ab Version 1.1 der Platine für Experimentierfeld benutzt)
Pin 7 +5V (Wird nur ab Version 1.1 der Platine für Experimentierfeld benutzt)
Pin 9 Batteriespannung Diese Leitung wird zur Spannungsversorgung benutzt
Pin 2,4,6,8 GND
Pin 10 INT Diese Leitung wird bei RN-Digi nicht benutzt
|}

==Bestückungsplan==

[[Bild:rndigiBestueckungsplan_rt.gif|center|framed|RN-Digi Bestückungsplan (verschiedene Segentanzeigen einsetzbar)]]

==Bauteile Bestückungsliste==

<pre>
Bauteil Wert Beschreibung
----------------------------------------------------------------------------
ADR1 Stiftleiste 3 polig LU 2,5 MS3
ADR2 Stiftleiste LU 2,5 MS2
C1 100n Keramik Kondensator KERKO100N
C2 100n Keramik Kondensator KERKO100N
C3 2,7n Keramik Kondensator KERKO 2,7N
C4 220uF Elko RAD 220/35
I2C-BUS Wannebuchse Gewinkelt WSL 10W
IC1 SAA1064 IC SAA1064 LED Ansteuerung SAA 1064
IC2 7808T Spannungsregler 8V 7808
JP1 Stiftleiste 2polig LU 2,5 MS2
LEDSA10-1 SIEBENSEGMENTSC10 Siebensegmentanzeige 21mm hoch Conrad 160032-U0
LEDSA10-2 SIEBENSEGMENTSC10 Siebensegmentanzeige 21mm hoch Conrad 160032-U0
LEDSA10-3 SIEBENSEGMENTSC10 Siebensegmentanzeige 21mm hoch Conrad 160032-U0
LEDSA10-4 SIEBENSEGMENTSC10 Siebensegmentanzeige 21mm hoch Conrad 160032-U0
R1 22k Metallschichtwiderstand 22k METALL 22K
R3 10k Metallschichtwiderstand 10k Metall 10,0k
R2 18k Metallschichtwiderstand 18k METALL 18,0K
T1 BC338-40 Transistor BC 338-40 BC 338-40
T2 BC338-40 Transistor BC 338-40 BC 338-40
3 Stück Befestigungsbolzen
1 Stück Bedruckte Platine Robotikhardware.de
2 Stück Jumper
</pre>

==Schaltplan==

[[Bild:rndigischaltplan.gif|thumb|center|Zum vergrößern anklicken]]

==Inbetriebnahme der Digitalanzeige==

Nachdem Board aufgebaut bzw. ein Fertigboard erworben haben, wird hier kurz erläutert wie Sie das Board in Betrieb nehmen.

# Zunächst vergewissern Sie sich das alle Jumper korrekt entsprechend der vorhergehenden Beschreibung gesteckt sind. Beachte Sie bei der Slave Adresse, das sich diese nicht mit anderen Boards überscheidet. Insbesondere RNBFRA-Besitzer sollten darauf achten das die PCF-Bausteine auf dem [[RNBFRA-Board]] eine andere Slave Adresse besitzen.
# Verbinden Sie das Board über ein 10 poliges I2C-Kabel mit ihrem Controllerboard (passende Kabel gibt es bei robotikhardware.de bzw. lassen sich sehr schnell selbst anfertigen). Achten Sie auch darauf das ihr Controllerboard die Batteriespannung auf den I2C-Bus legt. Bei [[RN-Control]] erfolgt dies über einen Jumper, welcher standardmäßig bereits richtig eingesteckt ist.
# Laden Sie das nachfolgende Testprogramm in Ihren Controller und betätigen Sie Taster 2

''Das war´s!''

==Beispielprogramm für RN-Control==
[[Bild:rndigicontrol.jpg|thumb|Digitalanzeige an RN-Control]]
Wie einfach das Board angesteuert wird, kann dem Beispielprogramm entnommen werden. Es ist empfehlenswert die Unterfunktionen einfach in ein eigenes Programm zu übernehmen. Einfacher geht’s nicht mehr!
Wer noch mehr Infos zu der Ansteuerung benötigt kann auch in das Datenblatt des IC´s SAA1064 schaun, dieses ist auf der CD (die dem Bausatz beiliegt) enthalten.

Tastenbelegung im Demo

'''Taste 1''' Zeigt auf allen 4 Ziffern eine 0

'''Taste 2''' Zählt nacheinander alle 4 Ziffern von 0 auf 9 hoch

'''Taste 3''' In dem Demo nicht verwendet

'''Taste 4''' In dem Demo nicht verwendet

'''Taste 5''' In dem Demo nicht verwendet

<pre>
'###################################################
'rncontrol_digitest.BAS Demo zu RN-Digi
'für
'RoboterNetz Board RN-CONTROL ab Version 1.1 und
'Zusatzboard RN-DIGI (vierstellig großes LED-Display per I2C)

'
'Aufgabe:
' Dieses Testprogramm demonstriert die Ansteuerung von RN-Digi

' Den verschiedenen Tasten sind bestimmte Funktionen zugeordnet
' Taste 1: Alle Ziffern auf 0 stellen (genau wie bei Reset)
' Taste 2: Nacheinander alle Ziffern von 0 bis 9 zählen

'Autor: Frank
'Weitere Beispiele und Beschreibung der Hardware
'unter http://www.Roboternetz.de oder robotikhardware.de
'Eigene Programmbeispiele sind im Roboternetz gerne willkommen!
'##############################################################

Declare Function Tastenabfrage() As Byte
Declare Sub Led_display_init()
Declare Sub Led_display(byval Ziffer As Byte , Byval Zahl As Byte)

$regfile = "m16def.dat"

Const Rn_digi_slave_write = &H70
Const Rn_digi_slave_read = &H71
Const Dezimalpunktziffer = 2 'Segment wo Dezimalpunkt leuchten soll (0=keinen)

Dim Segmente As Byte
Dim Z As Byte
Dim I As Byte
Dim N As Integer
Dim Ton As Integer

$crystal = 16000000 'Quarzfrequenz
$baud = 9600

Config Adc = Single , Prescaler = Auto 'Für Tastenabfrage und Spannungsmessung
Config Pina.7 = Input 'Für Tastenabfrage
Porta.7 = 1 'Pullup Widerstand ein
Dim Taste As Byte

I2cinit
Led_display_init

I = 0
Sound Portd.7 , 400 , 450 'BEEP
Sound Portd.7 , 400 , 250 'BEEP
Sound Portd.7 , 400 , 450 'BEEP
Print
Print "**** RN-CONTROL V1.4 *****"
Print "Das neue Experimentier- und Roboterboard"
Print
Do

Taste = Tastenabfrage()
If Taste <> 0 Then

Select Case Taste
Case 1
For Z = 1 To 4
Led_display Z , 0
Next Z

Case 2
For Z = 1 To 4
For I = 0 To 9
Led_display Z , I
Waitms 300
Next I
Next Z

Case 3

Case 4

Case 5

End Select
Sound Portd.7 , 400 , 500 'BEEP
End If

Waitms 100
Loop

End

'Diese Unterfunktion fragt die Tastatur am analogen Port ab
Function Tastenabfrage() As Byte
Local Ws As Word

Tastenabfrage = 0
Ton = 600
Start Adc
Ws = Getadc(7)
If Ws < 1010 Then
Select Case Ws
Case 410 To 450
Tastenabfrage = 1
Ton = 550
Case 340 To 380
Tastenabfrage = 2
Ton = 500
Case 265 To 305
Tastenabfrage = 3
Ton = 450
Case 180 To 220
Tastenabfrage = 4
Ton = 400
Case 100 To 130
Tastenabfrage = 5
Ton = 350
End Select
Sound Portd.7 , 400 , Ton 'BEEP
End If

End Function

Sub Led_display_init()
I2cstart
I2cwbyte Rn_digi_slave_write
I2cwbyte 0 'Control Byte

'Dynamic Alternative Mode und Helligkeit
'Die oberen 3 Bits bestimmen die Helligkeit
'Wenn es dunkler sein soll dann z.b. &B0110111
I2cwbyte &B1110111

I2cstop

'Alle Ziffern auf 0
For Z = 1 To 4
Led_display Z , 0
Next Z

End Sub

Sub Led_display(ziffer An Byte , Zahl As Byte)
I2cstart
I2cwbyte Rn_digi_slave_write
I2cwbyte Ziffer

Select Case Zahl
Case 0:
Segmente = &H3F
Case 1:
Segmente = &H06
Case 2:
Segmente = &H5B
Case 3:
Segmente = &H4F
Case 4:
Segmente = &H66
Case 5:
Segmente = &H6D
Case 6:
Segmente = &H7D
Case 7:
Segmente = &H07
Case 8:
Segmente = &H7F
Case 9:
Segmente = &H67
Case Else :
Segmente = &H80 'Ansonsten Dezimalpunkt

End Select

If Dezimalpunktziffer = Ziffer Then Segmente = Segmente Or &H80
I2cwbyte Segmente
I2cstop
End Sub
</pre>

Damit haben Sie den ersten Einstieg erfolgreich abgeschlossen.
Wenn Sie das Demoprogramm gründlich studieren werden Sie viele Sachen davon ableiten und in eigenen Programmen verwenden können.

==Autor==
* [[Benutzer:Frank|Frank]]

==Siehe auch==
* [[I2C]]
* [[Bascom]]
* [[RN-Definitionen]]
* [[RN-Board FAQ-Seite]]
* [[RN-Control]]
* [[RNBFRA-Board]]

==Weblinks==
[http://www.roboternetz.de/phpBB2/dload.php?action=file&file_id=170 Komplette Anleitung als PDF-Datei]

{{Platinenservice|http://www.robotikhardware.de}}
{{Bausatzservice|http://www.robotikhardware.de}}

[[Category:Robotikeinstieg]]
[[Category:Praxis]]
[[Category:Elektronik]]
[[Category:Kommunikation]]
[[Category:Projekte]]
[[Category:Microcontroller]]