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RP6

2012-03-30T15:50:08Z

Radbruch: /* Weblinks */

[[Bild:Overview de.gif|Der RP6]]

Was bisher geschah:

Fre, 08. Jun 2007 - Ankündigung des RP6 und der RP6 CONTROL M32 
Mon, 02. Jul 2007 23:00 - Benachrichtigung der Tester 
Die, 03. Jul 2007 15:00 - Bereitstellung der Dokumentation 
Don, 05. Jul 2007 14:30 - Bereitstellung der Schaltungsunterlagen 
Son, 08. Jul 2007 16:00 - Nachricht über den Versand der RP6 
Mon, 09. Jul 2007 00:15 - Bereitstellung der Library und der Beispielprogramme 
Die, 10. Jul 2007 - Eintreffen der RP6 bei den Testern 
Mon, 16. Jul 2007 - Auslieferungsbeginn des RP6 
Fre, 24. Apr 2009 - Ankündigung der RP6 CCPRO M128 (Auslieferung schon ab Mitte April 2009) 
Mon, 27. Feb 2012 - Ankündigung des RP6v2 
Don, 08. Mär 2012 - Auslieferungsbeginn des RP6v2

==Allgemein== [[Bild:DSC03448.JPG|thumb|RP6 mit Erweiterungsboard]] [[Bild:RP6_Lieferumfang.jpg|thumb|RP6 im Lieferumfang]]
Der von Arexx entwickelte RP6 ist ein autonomes Raupenfahrzeug, das nicht nur für Schüler und Studenten zum Einstieg in das Gebiet Robotik sondern auch für Fortgeschrittene Elektroniker und Bastler sehr gut geeignet ist, da das System für selbstentworfene Erweiterungen ausgelegt ist. Der RP6 wird von einem, unter Roboterentwicklern beliebten, AVR Microcontroller von Atmel gesteuert und hat Lichtsensoren in Form von zwei LDRs, 2 Bumper an der Stoßstange, 6 Status LEDs, Sensoren zur Überwachung der Akkuspannung, Drehgeber mit 625 CPR, ein Infrarot Sensor zur Hinderniserkennung und Kommunikation und Motorstromsensoren zur Verfügung. Zudem liegt dem Roboter eine umfangreiche Anleitung, inklusive einem kleinen C-Crashkurs, ein USB-Interface zum Anschluss an den PC und ein USB Kabel bei.

In diesem Artikel geht es um die Grundlagen des RP6. Zur Programmierung des RP6 gibt es eine eigene Seite: [[RP6 - Programmierung]]

==Technische Daten==
{| {{Blauetabelle}}
|'''Mikrocontroller:'''
|AVR [[ATmega32]]
|-
|'''Speicher:'''
|32 kB [[Flash]]-Speicher, davon 1 kB bereits vom Bootloader belegt 
2 kB RAM 
1 kB [[EEPROM]]
|-
|'''Programmierung:'''
|Über AVR-[[Bootloader]], belegt ca. 1 kB des Flash-Speichers
|-
|'''Vorhandene Sensoren:'''
|2 [[Sensorarten#Helligkeit|Lichtsensoren (LDR)]] 
1 [[Sensorarten#Helligkeit|Infrarot (ACS - Anti Collision System)]] 
2 [[Sensorarten#Bumpers|Bumper]] 
2 [[Sensorarten#Incremental-Geber|Drehgeber (Encoder)]]
|-
|'''Vorhandene Aktoren:'''
|2 Motoren 
6 Status-LEDs 
1 IR-Sender 
|-
|'''Abmessungen:'''
|(L × B × H) 172 × 128 × 50 mm
|-
|'''Ausführung:'''
|Fertig aufgebauter Roboter
|-
|'''Stromversorgung:'''
|6 AA NiMH Akkus
|-
|'''Hersteller:'''
|Arexx Niederlande
|}

==Mechanik==
===Beschreibung===

===Sensoren===

====Encoder====

Die Drehgeber sind an den Getrieben der Motoren zur Drehzahlmessung angebracht. Es handelt sich dabei um Reflexlichtschranken, die auf Codierscheiben mit je 18 weissen und 18 schwarzen Segmenten ausgerichtet sind, also insgesamt 36 Segmente. Diese Codierscheiben sind wiederum an je eines der Zahnräder der beiden Getriebe geklebt worden. Wenn es sich dreht, wandern die einzelnen Segmente an der Reflexlichtschranke vorbei. Die weissen Segmente reflektieren das Infrarotlicht, die schwarzen Segmente nur wenig. Jedes der zwei mittleren Stufenzahnräder des Getriebes hat 50 Zähne auf dem großen, und 12 auf dem kleineren Zahnrad. Die Codierscheiben befinden sich auf dem Zahnrad neben dem Motor, also rechnet man:
50/12 * 50/12 =17.13/36; 17.13/36 * 36=625
Daher haben die Encoderscheiben auch Ihre 36 Segmente, denn das gibt eine schöne runde Zahl ohne gebrochenen Anteil. Die Drehgeber erzeugen also 625 Flanken pro Radumdrehung wobei jede Flanke einem Segment entspricht. Bei einem Raddurchmesser von ca. 50mm inkl. Raupenkette, ergibt sich rein rechnerisch ein Radumfang von ca. 157mm was 0.2512mm pro Zählschritt der Drehgeber entspricht. Da sich die Raupenketten aber fast immer etwas in den Untergrund eindrücken (bzw. auch selbst eingedrückt werden) kann man aber von 0.25mm pro Zählschritt ausgehen – meist ist es sogar etwas weniger, z.B. nur 0.24 oder 0.23mm. Das muss man durch abfahren von Teststrecken ermitteln, wie es im Anhang grob beschrieben ist. Sehr genau ist das allerdings durch Radschlupf (bzw. hier müssten wir eigentlich von „Kettenschlupf“ sprechen) und ähnlichen Dingen nicht - vor allem beim Rotieren auf der Stelle. Beim normalen Geradeausfahren ist dieser Fehler klein, aber beim Rotieren kann er schnell sehr große Werte annehmen! Abweichungen muss man evtl. durch weitere Tests ermitteln und mit einkalkulieren. Das ist bei Raupenantrieben leider so – auch bei viel teureren und hochwertigeren Robotern. Dafür hat man aber den Vorteil, dass der Roboter mit Raupenantrieb recht geländegängig ist im Vergleich zu Robotern mit normalem Differentialantrieb mit zwei Antriebsrädern und Stützrad. Kleinere Hindernisse und Rampen kann er meist problemlos überwinden.
Dabei sind die Encoder sehr nützlich, denn man kann die Geschwindigkeit gut einregeln, egal wie der Untergrund und die Motorbelastung gerade aussieht. Bei gemessenen 50 Segmenten pro Sekunde liegt die Geschwindigkeit bei 1.25 cm/s, sofern wir von 0.25mm pro Zählschritt ausgehen. Etwa 50 Segmente pro Sekunde ist auch die geringste gerade noch regelbare Geschwindigkeit (das variiert aber etwas von Roboter zu Roboter). Bei 1200 Segmenten pro Sekunde wären es die maximal möglichen 30 cm/s (bei 0.25mm Auflösung, bei 0.23 sind es 27.6 cm/s). Standardmäßig begrenzt die Funktionsbibliothek das aber auf 1000 Flanken pro Sekunde. Die maximale Geschwindigkeit ist vom Ladezustand der Akkus abhängig – daher wären 30cm/s nicht besonders lange haltbar. Außerdem erhöht sich die Lebensdauer der Getriebe und Motoren je langsamer man fährt! Wenn der Roboter 4000 Segmente gezählt hat, ist er übrigens etwa einen Meter weit gefahren. Aber wie schon gesagt, gilt das natürlich nur für genau 0.25mm Auflösung. Ohne Kalibrierung hat man hier immer mehr oder weniger starke Abweichungen. Wem es nicht auf jeden mm ankommt, braucht nichts zu kalibrieren und kann einfach von 0.25mm oder besser 0.24mm ausgehen!

====Stoßstangensensoren====

Vorn am Roboter sind zwei Mikroschalter mit langem Schalthebel auf einer separaten
Platine untergebracht, die etwas vor der anderen Sensorplatine liegt. Dadurch werden
die IR LEDs auf der Sensorplatine geschützt und können nicht so leicht verbiegen
wenn der Roboter mal gegen ein Hindernis fährt. Die Stoßstange kann man auch abmontieren und z.B. gegen eine Schuss- oder Sammelvorrichtung für Bälle o.ä. ersetzen wenn man möchte.

====Lichtsensoren====

Vorne auf der kleinen Sensorplatine des Roboters sind zwei sog.
LDRs (="Light Dependant Resistors" also lichtabhängige Widerstände)
platziert und nach links bzw. rechts ausgerichtet. Zwischen
den beiden Sensoren ist noch eine kleine schwarze
„Trennwand“ damit das Licht aus einer Richtung möglichst nur
einen der Sensoren erreicht. Sie bilden zusammen mit je einem
normalen Widerstand wie beim Batteriesensor einen Spannungsteiler – hier allerdings
um das Umgebungslicht zu messen.

====Anti Collision System====

Der aus Softwaresicht komplexeste Sensor des RP6 ist das ACS - das
„Anti Collision System“ (engl. für Anti Kollisions System)! Es besteht
aus einem IR Empfänger (s. Abb.) und zwei vorne auf der Sensorplatine
links und rechts angebrachten IR LEDs.
Da es je eine IR LED links und rechts gibt, kann das ACS grob unterscheiden ob sich
das Objekt links, rechts oder mittig vor dem Roboter befindet.
Man kann zusätzlich noch die Stromstärke mit der die beiden IR LEDs gepulst werden
in drei Stufen einstellen. Das ACS funktioniert aber auch in der höchsten Stufe nicht
mit allen Objekten immer zuverlässig, denn es kommt auf die Beschaffenheit der
Oberfläche des jeweiligen Objekts an! Ein schwarzes Objekt reflektiert das IR Licht natürlich
viel schlechter als ein weisses Objekt und ein kantiges und spiegelndes Objekt
könnte das IR Licht hauptsächlich in eine bestimme Richtung reflektieren. Die Reichweite
ist also immer vom jeweiligen Objekt abhängig! Das ist eine prinzipielle Schwäche
von so gut wie allen IR Sensoren (jedenfalls in dieser Preisklasse).
Trotzdem werden die meisten Hindernisse zuverlässig erkannt und können umfahren
werden. Falls das mal nicht klappt, gibt es noch die Stoßstange mit den Tastsensoren
und falls auch die nicht richtig getroffen werden, kann der Roboter noch mit den Motorstromsensoren
oder den Encodern erkennen, ob die Motoren blockieren (s.u.)!
Wem das nicht reicht, der könnte zusätzlich z.B. noch Ultraschallsensoren anbringen...

===Erweiterungssystem===
Auf dem Mainboard sind 22 freie 3,2mm Löcher vorhanden (im Chassis weitere 16), auf denen die Erweiterungsmodule symmetrisch vorne und hinten gestapelt werden können. Weil der Stromverbrauch durch mehr Module steigt, ist es sinnvoll nur insgesamt 6-8 Module auf dem Roboter zu stapeln. Auf dem Mainboard selbst sind noch 6 kleine Erweiterungsflächen verfügbar (plus 2 sehr kleine auf der Bumperplatine).

===Antrieb===

Die 7,2 VDC Motoren sind im Chassis eingebaut und werden mithilfe der H-Brücken gesteuert. Die maximale Geschwindigkeit liegt bei 25cm/s, das kann je nach Akkuspannung aber variieren. Ohne Softwarebegrenzung sind sogar 30cm/s möglich, dadurch verringert sich aber die Lebensdauer der Motoren. Die maximale Steigung, die der RP6 bewältigen kann, ist 30%, ohne Bumperplatine 40%, das hängt aber auch vom Untergrund ab. Kleine Hindernisse wie Bücher und Stifte kann der RP6 problemlos überqueren. Die Achsen der Räder sind in selbstschmierenden Sinterlagern mit 4mm Durchmesser gelagert.

==Elektromechanik==
===Beschreibung===
===Odometrie===

==Elektronik==
[[Bild:RP6 Block.jpg|thumb|Blockdiagramm]]
===Beschreibung===

===Sensoren (SENSORS)===

Die meisten Sensoren über die der Roboter verfügt, haben wir ja schon in anderen Abschnitten kurz genannt, wollen diese nun aber etwas detaillierter betrachten.
In dem Blockdiagramm sind einige der Sensoren nicht in dem blauen Bereich "Sensors" zu sehen, weil sie besser in andere Bereiche passen. Trotzdem zählen natürlich auch die Drehgeber (= “Encoder“), Motorstromsensoren und der Batteriespannungssensor zu den Sensoren und werden darum in diesem Abschnitt beschrieben!

====Batteriespannungs-Sensor (Voltage Sensor)====

Dieser "Sensor" ist eigentlich nur ein einfacher Spannungsteiler aus zwei Widerständen. Wir gehen davon aus, dass die Batterien insgesamt maximal 10V liefern können. 6 NiMH Akkus werden immer unterhalb davon bleiben. Die Referenzspannung des ADC, also die Spannung mit der er die gemessene Spannung vergleicht, beträgt 5V. Da auch die Betriebsspannung 5V beträgt, darf diese nicht überschritten werden. Also müssen wir die zu messende Spannung um die Hälfte herabsetzen! Dies geschieht über einen Spannungsteiler aus zwei Widerständen, der die Spannung an den Messbereich des ADCs anpasst. Der ADC löst mit 10 Bit auf (Wertebereich 0 bis 1023), was eine Auflösung von 10V/1024=9.765625mV ergibt. Ein Messwert von 512 entspricht hier also 5V und 1023 wären ungefähr 10V! Diese Grenzwerte sollten aber normalerweise nie erreicht werden! Das ist nicht besonders genau, da die Widerstände keineswegs Präzisionswiderstände sind. Abweichungen von einigen Prozent nach oben und unten sind möglich. Auch die Referenzspannung von 5V ist nicht ganz genau und kann bei normaler Belastung etwas variieren. Das stört hier nicht, denn wir brauchen ohnehin nur einen ungefähren Wert um festzustellen ob die Batterien sich langsam dem Ende nähern. Wer die Spannung genau messen will, braucht ein Multimeter um den Messfehler zu ermitteln und diesen dann in Software auszugleichen. Wenn man mit Fehlern leben kann, kann man die Spannung dank des günstigen Umrechnungsverhältnisses sogar direkt aus den ADC Werten ungefähr abschätzen: 720 entsprechen dann grob 7.2V, 700 etwa 7V und 650 wären etwa 6.5V. Bei einem konstanten Wert unter 560 kann man davon ausgehen, dass die Akkus fast leer sind.

====Motorstrom====
[[Bild:RP6_MSS.jpg|thumb]]
Es befinden sich zwei Leistungswiderstände in den beiden Motorstromkreisen. Aus dem Ohm'schen Gesetz U=RxI folgt, dass sich die Spannung die an einem bestimmten Widerstand abfällt, proportional zum Strom verhält, der diesen durchfließt!
Damit die Spannungsabfälle an den Widerständen nicht zu groß werden, müssen die Widerstände klein gewählt werden. In unserem Fall haben Sie einen Wert von 0.1 Ohm
Die abfallende Spannung ist also nur sehr klein (0.1V bei einem Strom von 1A) und muss verstärkt werden bevor sie mit dem ADC gemessen werden kann. Das erledigt jeweils ein sog. Operationsverstärker (OPV). In der Schaltung des RP6 wird je Motorkanal ein OPV verwendet. Der Messbereich geht etwa bis 1.8A. Bei 1.8A fallen etwa 0.18V am Widerstand ab und es ergibt sich am Ausgang des OPV eine Spannung von etwa 4V. Mehr kann der verwendete OPV bei 5V Betriebsspannung nicht ausgeben.
Die Leistungswiderstände haben eine Toleranz von 10%, die Widerstände am OPV 5%, also ist das alles nur sehr ungenau (Ungenauigkeiten im Bereich von etwa 270mA sind möglich wenn man die Sensoren nicht kalibriert!). Wir brauchen allerdings auch nur den ungefähren Wert um festzustellen ob die Motoren stark oder wenig belastet werden. So kann der Roboter gut blockierte oder gar defekte Motoren bzw. Drehgeber erkennen! Die DC-Motoren benötigen mehr Strom je stärker sie belastet werden (Drehmoment) und somit steigt der Strom sehr stark an wenn die Motoren blockiert sind. Das wird von der Robotersoftware zur Notabschaltung verwendet: wenn die Motoren dauerhaft mit hohem Strom betrieben würden, könnten diese sehr heiß werden und dadurch Schaden nehmen! Und wenn die Encoder mal ausfallen sollten – aus welchem Grund auch immer – kann auch das damit erkannt werden. Man würde dann eine Drehzahl von 0 messen. Lässt man die Motoren aber auf voller Kraft laufen und der Strom bleibt trotzdem klein (also sind die Ketten nicht blockiert!), kann man genau daraus schließen, dass entweder die Encoder, oder die Motoren ausgefallen sind (oder Encoder und Motorstromsensoren nicht funktionieren... das passiert z.B. wenn man vergessen hat diese vorher per Software einzuschalten).

====Encoder====
[[Bild:RP6_ENCODER.jpg|thumb]]
Ganz anders als die letztgenannten Sensoren funktionieren die Drehgeber, die an den Getrieben der Motoren zur Drehzahlmessung angebracht sind. Es handelt sich dabei um Reflexlichtschranken, die auf Codierscheiben mit je 18 weissen und 18 schwarzen Segmenten ausgerichtet sind, also insgesamt 36 Segmente (s. Abb). Diese Codierscheiben sind wiederum an je eines der Zahnräder der beiden Getriebe geklebt worden. Wenn es sich dreht, wandern die einzelnen Segmente an der Reflexlichtschranke vorbei. Die weissen Segmente reflektieren das Infrarotlicht, die schwarzen Segmente nur wenig. Die Drehgeber erzeugen so zwar auch wie die anderen Sensoren ein analoges Signal, aber es wird digital interpretiert. Zunächst wird das Signal verstärkt und anschließend über einen sog. Schmitt Trigger in ein Rechtecksignal umgewandelt. Die Flanken dieses Signals, also die Wechsel von 5 auf 0V und umgekehrt, lösen jeweils ein Interrupt Ereignis aus und diese werden dann von der Software gezählt. So kann die zurückgelegte Wegstrecke gemessen und zusammen mit einem Timer zur Zeitmessung die Drehzahl und damit auch die Geschwindigkeit ermittelt werden. Die Ermittlung der Drehzahl ist auch Hauptanwendung der Encoder – nur mit den Encodern kann man die Drehzahl auf den gewünschten Sollwert einregeln. Ohne Regelung wäre die Drehzahl nämlich von der Akkuspannung, Belastung der Motoren usw. abhängig. Die hohe Auflösung ermöglicht es dabei, auch niedrige Geschwindigkeiten noch relativ genau einzuregeln. Jedes der zwei mittleren Stufenzahnräder des Getriebes hat 50 Zähne auf dem großen, und 12 auf dem kleineren Zahnrad (s. Abb). Die Codierscheiben befinden sich auf dem Zahnrad neben dem Motor, also rechnet man:

50/12 * 50/12 =17.13/36; 17.13/36 * 36=625

Daher haben die Encoderscheiben auch Ihre 36 Segmente, denn das gibt eine schöne runde Zahl ohne gebrochenen Anteil. Die Drehgeber erzeugen also 625 Flanken pro Radumdrehung wobei jede Flanke einem Segment entspricht. Bei einem Raddurchmesser von ca. 50mm inkl. Raupenkette, ergibt sich rein rechnerisch ein Radumfang von ca. 157mm was 0.2512mm pro Zählschritt der Drehgeber entspricht. Da sich die Raupenketten aber fast immer etwas in den Untergrund eindrücken (bzw. auch selbst eingedrückt werden) kann man aber von 0.25mm pro Zählschritt ausgehen – meist ist es sogar etwas weniger, z.B. nur 0.24 oder 0.23mm. Das muss man durch abfahren von Teststrecken ermitteln, wie es im Anhang grob beschrieben ist. Sehr genau ist das allerdings durch Radschlupf (bzw. hier müssten wir eigentlich von „Kettenschlupf“ sprechen) und ähnlichen Dingen nicht - vor allem beim Rotieren auf der Stelle. Beim normalen Geradeausfahren ist dieser Fehler klein, aber beim Rotieren kann er schnell sehr große Werte annehmen! Abweichungen muss man evtl. durch weitere Tests ermitteln und mit einkalkulieren. Das ist bei Raupenantrieben leider so – auch bei viel teureren und hochwertigeren Robotern. Dafür hat man aber den Vorteil, dass der Roboter mit Raupenantrieb recht geländegängig ist im Vergleich zu Robotern mit normalem Differentialantrieb mit zwei Antriebsrädern und Stützrad. Kleinere Hindernisse und Rampen kann er meist problemlos überwinden.
Dabei sind die Encoder sehr nützlich, denn man kann die Geschwindigkeit gut einregeln, egal wie der Untergrund und die Motorbelastung gerade aussieht. Bei gemessenen 50 Segmenten pro Sekunde liegt die Geschwindigkeit bei 1.25 cm/s, sofern wir von 0.25mm pro Zählschritt ausgehen. Etwa 50 Segmente pro Sekunde ist auch die geringste gerade noch regelbare Geschwindigkeit (das variiert aber etwas von Roboter zu Roboter). Bei 1200 Segmenten pro Sekunde wären es die maximal möglichen 30 cm/s (bei 0.25mm Auflösung, bei 0.23 sind es 27.6 cm/s). Standardmäßig begrenzt die Funktionsbibliothek das aber auf 1000 Flanken pro Sekunde. Die maximale Geschwindigkeit ist vom Ladezustand der Akkus abhängig – daher wären 30cm/s nicht besonders lange haltbar. Außerdem erhöht sich die Lebensdauer der Getriebe und Motoren je langsamer man fährt!

=====Encoder justieren=====
Damit der RP6 die Signale der Drehgeber richtig auswerten kann, muss man evtl. die Drehgeber einmalig justieren. Dies kann auch schon bei einem neu gekauften RP6 notwendig sein.
Eine genaue Anleitung dazu findet man [http://www.arexx.com/rp6/downloads/RP6_ENCODER_DE_20071219.zip hier]. Es gibt auch ein [http://www.arexx.com/rp6/downloads/rp6_encoder_video.zip Video], das die Drehgeber-Justierung zeigt.

=====Encoder kalibrieren=====
Wenn der Roboter 4000 Segmente gezählt hat, ist er etwa einen Meter weit gefahren. Aber wie schon gesagt, gilt das natürlich nur für genau 0.25mm Auflösung. Ohne Kalibrierung hat man hier immer mehr oder weniger starke Abweichungen. Wem es nicht auf jeden mm ankommt, braucht nichts zu kalibrieren und kann einfach von 0.25mm oder besser 0.24mm ausgehen!
Optimal ist es, wenn man sich für Weg- und Winkelmessungen nicht auf die Encoder Daten stützen muss, sondern externe Systeme wie Infrarotbaken oder einen genauen elektronischen Kompass dazu zur Verfügung hat.

Will man die Drehgeber des RP6 dennoch kalibrieren, kann man ihn z.B. mit diesem Testprogramm:
<pre>#include "RP6RobotBaseLib.h"

int main(void)
{
initRobotBase();
powerON();

// Test: Go ahead 1m and stop!
move (80, FWD, DIST_MM(1000), true);
writeString_P("LEFT RIGHT");
writeString_P("\n");
writeInteger(mleft_dist, DEC);
writeChar(' ');
writeInteger(mright_dist, DEC);
writeString_P("\n");

powerOFF();

return 0;
}</pre>
... 1m weit fahren lassen und dann messen, wie weit er tatsächlich gefahren ist. Das Programm gibt auf dem Terminal den Stand der Drehgeber aus. Teilt man dann die gemessene Fahrstrecke in mm durch den Wert der Drehgeber, erhält man die Auflösung. Diesen Wert kann man dann der Konstanten ENCODER_RESOLUTION in der RP6Config.h zuweisen. Nach "Make Clean", einer Neukompilierung und erneuter Ausführung des Testprogramms müßte der RP6 jetzt genau 1m weit fahren. Das gilt zumindest für den Untergrund, auf dem die Kalibrierung durchgeführt wurde.

====Stoßstangensensoren (Bumper)====

Vorn am Roboter sind zwei Mikroschalter mit langem Schalthebel auf einer separaten
Platine untergebracht, die etwas vor der anderen Sensorplatine liegt. Dadurch werden
die IR LEDs auf der Sensorplatine geschützt und können nicht so leicht verbiegen
wenn der Roboter mal gegen ein Hindernis fährt. Mit den zwei Schaltern kann der Mikrocontroller
einen solchen Aufprall registrieren und dann beispielsweise zurücksetzen,
sich etwas drehen und weiterfahren. Die Schalter sind an zwei der Ports die schon mit
den LEDs verbunden sind angeschlossen und blockieren so keine anderen Ports des
Mikrocontrollers. Daher leuchten die LEDs auch immer wenn man einen der Schalter
drückt! Da dies normalerweise relativ selten passiert, stört das aber nicht weiter.
Die Stoßstange kann man auch abmontieren und z.B. gegen eine Schuss- oder Sammelvorrichtung
für Bälle o.ä. ersetzen wenn man möchte.

====Lichtsensoren (LDRs)====
[[Bild:RP6_Licht.jpg|thumb]]
Vorne auf der kleinen Sensorplatine des Roboters sind zwei sog.
LDRs (="Light Dependant Resistors" also lichtabhängige Widerstände)
platziert und nach links bzw. rechts ausgerichtet. Zwischen
den beiden Sensoren ist noch eine kleine schwarze
„Trennwand“ damit das Licht aus einer Richtung möglichst nur
einen der Sensoren erreicht. Sie bilden zusammen mit je einem
normalen Widerstand wie beim Batteriesensor einen Spannungsteiler – hier allerdings
um das Umgebungslicht zu messen. Die 5V Betriebsspannung wird auch geteilt, aber
hier ist einer der Widerstände variabel! Es wird also das Teilungsverhältnis je nach Intensität
des Lichteinfalls verändert und somit eine vom Lichteinfall abhängige Spannung
an einen der A/D Wandler Kanäle geleitet!
Über den Spannungsunterschied zwischen den beiden Sensoren kann man ermitteln in
welcher Richtung sich eine bzw. die hellste Lichtquelle vor dem Roboter befindet:
Links, Rechts oder in der Mitte. Mit einem entsprechenden Programm, kann man so z.B. eine starke Taschenlampe in
einem abgedunkelten Zimmer verfolgen, oder den Roboter die hellste Stelle in einem
Raum suchen lassen! Klappt z.B. sehr gut mit einem stärkeren Hand-Halogenscheinwerfer:
Wenn man damit auf den Boden leuchtet, kann der Roboter dem Lichtfleck auf
dem Boden folgen.
Das geht natürlich auch umgekehrt: Der Roboter könnte z.B. auch versuchen sich vor
hellem Licht zu verstecken...
Wenn man noch ein oder zwei LDRs hinten am Roboter anbringen würde, könnte man
das noch verfeinern und die Richtung in der sich Lichtquellen befinden besser bestimmen.
Der Roboter kann sonst nämlich oft nur schwer unterscheiden ob die Lichtquelle
vor oder hinter ihm liegt. Zwei der A/D Wandler Kanäle sind noch frei...

====Anti Collision System (ACS)====
[[Bild:RP6 ACS.jpg|thumb|Das ACS]]
Der aus Softwaresicht komplexeste Sensor des RP6 ist das ACS - das „Anti Collision System“ (engl. für Anti Kollisions System)! Es besteht aus einem IR Empfänger (s. Abb.) und zwei vorne auf der Sensorplatine links und rechts angebrachten IR LEDs. Die IR LEDs werden direkt vom Mikrocontroller angesteuert. Die Ansteuerungsroutinen können beliebig verändert und verbessert werden! Beim Vorgängermodell war dafür noch ein eigener Controller nötig, dessen Programm aber nicht vom Anwender geändert werden konnte...
Mit den IR LEDs werden kurze, mit 36kHz modulierte Infrarot Impulse ausgesandt, auf die der darauf ausgelegte IR Empfänger reagiert. Werden die IR Impulse an einem Gegenstand vor dem Roboter reflektiert und vom IR Empfänger detektiert, kann der Mikrocontroller darauf reagieren und z.B. ein Ausweichmanöver einleiten. Damit das ACS nicht zu empfindlich bzw. auf eventuelle Störungen reagiert, wartet die Software bis eine bestimmte Anzahl von Impulsen in einer bestimmten Zeit empfangen worden ist. Es wird auch eine Synchronisation mit dem RC5 Empfang durchgeführt und auf die RC5 Signale von TV/Hifi Fernbedienungen wird so nicht reagiert. Bei anderen Codes kann das aber nicht garantiert werden und das ACS könnte dann Hindernisse erkennen, wo gar keine sind! Da es je eine IR LED links und rechts gibt, kann das ACS grob unterscheiden ob sich das Objekt links, rechts oder mittig vor dem Roboter befindet.
Man kann zusätzlich noch die Stromstärke mit der die beiden IR LEDs gepulst werden in drei Stufen einstellen. Das ACS funktioniert aber auch in der höchsten Stufe nicht mit allen Objekten immer zuverlässig, denn es kommt auf die Beschaffenheit der Oberfläche des jeweiligen Objekts an! Ein schwarzes Objekt reflektiert das IR Licht natürlich viel schlechter als ein weisses Objekt und ein kantiges und spiegelndes Objekt könnte das IR Licht hauptsächlich in eine bestimme Richtung reflektieren. Die Reichweite ist also immer vom jeweiligen Objekt abhängig! Das ist eine prinzipielle Schwäche von so gut wie allen IR Sensoren (jedenfalls in dieser Preisklasse).
Trotzdem werden die meisten Hindernisse zuverlässig erkannt und können umfahren werden. Falls das mal nicht klappt, gibt es noch die Stoßstange mit den Tastsensoren und falls auch die nicht richtig getroffen werden, kann der Roboter noch mit den Motorstromsensoren oder den Encodern erkennen, ob die Motoren blockieren (s.u.)!
Wem das nicht reicht, der könnte zusätzlich z.B. noch Ultraschallsensoren anbringen...

====IR-Kommunikation (IRCOMM)====
Der RP6 kann über die IR-LEDs links und rechts über der Bumper-Platine Daten zu anderen IR-Empfängern senden. Es ist z.B. möglich, dass mehrere Roboter ihre Sensorwerte untereinander vergleichen.

====6 Status-LEDs====
Die Status-LEDs sind vorne links und rechts über den Lichtsensoren auf der Hauptplatine angebracht.

Über die Status-LEDs können Sensorzustände, z.B. des ACS, der Bumper oder der Lichtsensoren, dargestellt werden.

====IR-Sender====
Über den IR-Sender können Daten zu anderen Geräten übertragen werden.

===Erweiterungssystem (EXPANSION SYSTEM)===
[[Bild:RP6_EXP.jpg|thumb]]
Eines der nützlichsten Features des RP6 ist das Erweiterungssystem.
Man kann den RP6 damit genau so weit ausbauen,
wie man es benötigt. Aus Kostengründen bietet das
Basissystem schließlich nur relativ wenig Sensoren. Es sind
zwar schon mehr als bei vielen anderen Robotern in dieser
Preisklasse, aber erst mit weiteren Sensoren macht ein Roboter
so richtig Spaß. Das ACS kann beispielsweise nur grob
erkennen ob sich ein Hindernis vor dem Roboter befindet.
Mit Ultraschallsensoren oder besseren zusätzlichen IR Sensoren,
könnte man aber die Distanz ermitteln und so beispielsweise
bessere Ausweichmanöver fahren!

Neben Sensoren macht es auch sehr viel Sinn, zusätzliche Controller einzubauen um
die anfallenden Aufgaben aufteilen zu können. Beispielsweise die RP6 CONTROL M32
Platine mit einem weiteren MEGA32 Mikrocontroller oder die CCPRO M128.

Das Erweiterungssystem muss natürlich in der Lage sein, viele Erweiterungsmodule
miteinander zu verbinden, dabei mit wenigen Signalleitungen
auskommen und eine ausreichend hohe Geschwindigkeit bieten.

Siehe [[I2C]]

===Steuerung (CONTROL SYSTEM)===

====Hauptprozessor (ATMEGA32)====
[[Bild:RP6_MEGA32.jpg|thumb|Der MEGA32]]
Der Hauptprozessor ist der ATMEGA32 vom Atmel. Er hat 32KB Flash ROM und 2KB RAM. Der ATMEGA ist mit 8Mhz getaktet, kann also bis zu 8 Millionen Befehle pro Sekunde ausführen. Es sind 32 I/O-Pins am Controller verfügbar. Die I/O-Pins gehören zu I/O-Ports mit jeweils 8 Pins. Davon gibt es 4: PORTA, PORTB, PORTC und PORTD. Der Controller kann die Ports entweder ein oder ausschalten (Output), oder erkennen, ob Spannung angelegt wurde oder nicht (Input). Es gibt mehrere Module, die verschiedene Aufgaben übernehmen:
* 3 Timer, einer davon erzeugt die PWM-Signale für die Motoren
* Die serielle Schnittstelle (UART)
* Das TWI (Two Wire Interface, also Zweidraht Schnittstelle)
* Ein ADC (Analog to Digital Converter) mit 8 Eingangskanälen, welche mit 10bit (0-1023) auflösen
* Drei externe Interrupt Eingänge

Auserdem befindet sich im Microcontroller ein sog. Bootloader, welcher mit dem RP6 Loader kommuniziert und neue Programme in den Speicher lädt.

===Antrieb (DRIVE SYSTEM)===
[[Bild:RP6_H-Brücke.jpg|thumb|Die H-Brücke]]
[[Bild:RP6_Tastverhältniss.jpg|thumb]]
Der Antrieb des RP6 besteht aus zwei Gleichstrom Motoren mit nachgeschaltetem Getriebe,
über das die beiden Raupenketten angetrieben werden.
Die Motoren genehmigen sich je nach Belastung
einen recht hohen Strom und können
natürlich nicht direkt vom Mikrocontroller
angesteuert werden. Dazu braucht man
Leistungstreiber in Form von je einer H-Brücke
pro Motor. Das grundlegende Prinzip
ist in der nebenstehenden Abbildung dargestellt.
Eine H-Brücke besteht aus vier
"Schaltern", die in Form eines H's um einen
Motor angeordnet sind. Nehmen wir mal an,
zunächst seien alle Schalter aus. Schaltet
man dann S1 und S4 (Rot) an, liegt eine
Spannung am Motor an und er dreht sich
z.B. nach rechts. Schalten wir nun S1 und
S4 wieder aus und danach S2 und S3 (Grün)
an, wird die am Motor anliegende Spannung umgepolt und er dreht sich in die entgegen gesetzte
Richtung, also nach links! Man muss darauf achten, nicht gleichzeitig S1
und S2, oder S3 und S4 einzuschalten, sonst entstünde ein Kurzschluss und dadurch
könnten die "Schalter" zerstört werden!
Natürlich verwenden wir auf dem RP6 keine mechanischen Schalter, sondern sog.
MOSFETs. Diese schalten beim Anlegen einer genügend hohen Spannung am Eingang
durch. Die Schaltvorgänge können sehr schnell erfolgen, mehrere Kilohertz sind bei
unserer Anwendung möglich.
So kann man also schon mal die Drehrichtung einstellen. Und wie bekommt man den
Motor nun schneller bzw. langsamer? Ein Elektromotor dreht umso schneller, je höher
die angelegte Spannung ist. Die Drehzahl kann also über die Spannung eingestellt
werden - und genau dazu können wir die H-Brücke auch verwenden!
Die Abbildung verdeutlicht das Prinzip
nach dem wir vorgehen können.
Wir erzeugen
ein Rechtecksignal fester Frequenz,
bei dem wir das sog. Tastverhältnis
verändern. Mit "Tastverhältnis" ist das
Verhältnis von der eingeschalteten zur
ausgeschalteten Zeit des Signals gemeint.
Am Motor liegt dann effektiv eine niedrigere,
mittlere Gleichspannung an, die dem
Tastverhältnis entspricht. In der Grafik ist
dies durch eine rote Linie (Ug) und die roten
Flächen verdeutlicht. Wenn z.B. eine
Spannung von 7 Volt von den Akkus an
den Motortreibern anliegt, und diese mit
einem Tastverhältnis von 50% angesteuert werden, würde die mittlere Spannung in
etwa bei der Hälfte, also 3.5V liegen! Das stimmt real nicht ganz, aber so kann man
es sich schon gut und einfach vorstellen.
Das Antriebssystem ist dank der hohen Untersetzung (~ 1:72) relativ stark und so
kann der RP6 viel schwerere Lasten tragen als es z.B. der kleine Roboter ASURO
könnte. Allerdings steigt mit zunehmendem Gewicht natürlich auch der Energiebedarf
und die Akkus werden schneller leer sein ...
Im Vergleich mit einem ferngesteuerten Rennwagen o.ä. könnte man denken der RP6
sei langsam - stimmt auch - das ist jedoch absichtlich so! Der Roboter wird von einem
Mikrocontroller gesteuert und wenn der Programmierer einen Fehler bei der Programmierung
gemacht hat, wäre es ungünstig mit 10km/h vor die Wand zu prallen! Bei
dem eher gemächlichen Tempo des RP6 passiert aber nicht so schnell etwas und nebenbei
haben die Sensoren mehr Zeit die Umgebung auf Hindernisse zu untersuchen.
Und da wäre natürlich noch der Vorteil der höheren Belastbarkeit und der viel genaueren
Geschwindigkeitsregelung!

===Stromversorgung (POWER SUPPLY)===
[[Bild:RP6_IC1.jpg|thumb]]
Natürlich benötigt ein Roboter Energie. Diese trägt der RP6 gespeichert in 6 Akkus mit
sich herum. Die Laufzeit ist durch die Kapazität der Akkus eingeschränkt, denn auch
wenn die Elektronik verhältnismäßig wenig Energie benötigt, schlucken die Motoren je
nach Belastung doch ziemlich viel.

Damit die Akkus möglichst lange halten und der Roboter nicht ständig Pause machen
muss, sollte man ihm daher etwas größere Energiespeicher mit etwa 2500mAh gönnen.
Kleinere mit 2000mAh oder mehr funktionieren aber auch. Mit guten Akkus kann
man 3 bis 6 Stunden oder mehr Laufzeit erreichen, abhängig von der Betriebszeit der
Motoren, deren Belastung und Qualität der Akkus. Die 6 Akkus die notwendig sind,
haben insgesamt eine Nennspannung von 6x 1.2V = 7.2V. Im Blockdiagramm ist dies
mit "UB" (= "U-Battery", U ist der Formelbuchstabe für Spannung) bezeichnet. „Nennspannung",
weil sich die Spannung mit der Zeit stark verändert. Voll aufgeladen können
die Akkus im Leerlauf insgesamt bis zu 8.5V liefern! Diese Spannung sinkt während
der Entladung ab und schwankt auch je nach Belastung (Motoren an oder aus,
schnell langsam etc. - wie stark die Spannung schwankt, hängt auch von der Qualität
der verwendeten Akkus ab. Der Innenwiderstand ist hier die kritische Größe).
Das ist für Messungen von Sensorwerten und ähnlichem natürlich nicht ohne weiteres
brauchbar. Noch wichtiger ist jedoch, dass viele der verwendeten Komponenten wie
z.B. der Mikrocontroller nur auf 5V oder weniger Betriebsspannung ausgelegt sind und
bei so hohen Spannungen zerstört würden. Die Akku Spannung muss also auf einen
definierten Wert heruntergeregelt und stabilisiert werden!
Das übernimmt ein 5V Spannungsregler, der einen Strom von
maximal 1.5A liefern kann (s. Abb.). Bei 1.5A würde er jedoch
ziemlich viel Wärme abgeben. Es gibt daher eine große Kühlfläche
auf der Platine an die der Regler festgeschraubt ist. Über 1A
sollte der Regler trotz Kühlung besser nur kurzzeitig (also wenige
Sekunden) belastet werden, wenn man nicht noch einen zusätzlichen
großen Kühlköper draufschraubt.

Es wird empfohlen, 800mA Dauerlast nicht zu überschreiten! Bei
so einer Belastung und zusammen mit den Motoren wären die
Akkus auch recht schnell leer. Im normalen Betrieb ohne ein Erweiterungsboard
nimmt der Roboter übrigens nicht mehr als 40mA auf (ausser wenn
das IRCOMM sendet), also überhaupt kein Problem für den Regler und man hat noch
genug Reserven für die Erweiterungsmodule, die meistens auch nicht mehr als 50mA
aufnehmen sofern keine Motoren, große LEDs o.ä. daran angeschlossen sind.

==Umbau-Optionen==
Hier soll beschrieben werden, welche Umbau-Optionen es für die RP6 Base gibt. Im Text gibt es Verweise auf den Schaltplan des RP6 (RP6_MAINBOARD.PDF) in der Form: (SP2 B1: Bauteil). Dies bedeutet, dass man das Bauteil auf Blatt 2 des RP6-Schaltplans im Feld B1 finden kann. Beispielhaft sind im folgenden Text Bestell-Nummern der Firma [http://www.conrad.de/ce/ CONRAD] genannt. Natürlich kann man die Teile auch bei anderen Versendern beziehen.

Bei den Materialangaben ist öfter die Rede von "Steckbuchsen mit Litze". Diese Steckbuchsen mit angelöteter Litze können auf die ein- oder zweireihigen Stiftleisten aufgesteckt werden. Leider gibt es sie nicht (mehr) fertig konfektioniert bei CONRAD. Die einreihigen Steckbuchsen (RM 2,54mm) kann man aber z.B. bei [http://www.elv.de/output/controller.aspx ELV] bekommen: 2-polig (68-016635), 3-polig (68-022503) und 5-polig (68-023073). An sie muss man dann noch Litzen in der entsprechenden Länge selbst anlöten.

===Elko für den IR-Empfänger=== [[Bild:RP6_C29_TSOP.JPG|thumb|RP6 C29 TSOP]]
Zur Spannungsstabilisierung kann ein Elko (C29; SP2 E1: C29*) am TSOP 34836 eingelötet werden.

Normalerweise ist dieser Elko nicht erforderlich.

Man braucht dazu:
* Einen Elektrolyt-Kondensator stehend 10 uF / 16V (C29); RM 2,5mm (445631)

Der Elko kann auch eine geringere Kapazität als 10 uF haben (1 uF bis 4,7 uF reichen auch). Man lötet den Elko auf seinen Platz. Bitte auf die Polung achten: Der Minuspol zeigt nach vorn (in Fahrtrichtung des RP6).

===Anschlüsse===
Hier wird aufgelistet, wo man auf dem RP6 Mainboard Anschlüsse nutzen kann, um sie z.B. zu weiteren Sensoren, zum USRBUS oder (weniger empfehlenswert!) direkt zu EPs oder Erweiterungsplatinen (M32, CCPRO M128) zu führen.

====Analoge Sensoren an ADC0/1==== [[Bild:RP6_ADC01.JPG|thumb|RP6 ADC0/1]]

Wenn man bis zu zwei analoge Sensoren (z.B. IR-Distanz-Mess-Sensoren Sharp GP2Y0A02YK 185364) direkt an den RP6 anschließen möchte, dann gibt es da zwei 3-polige Kontakte, beschriftet mit VDD/GND/ADCx (x = 0..1). Hier kann man 3-polige Stiftleisten auflöten, an die dann die Sensoren angeschlossen werden.

Man braucht dazu:
* 1-reihige Stiftleiste RM 2,54mm (z.B. 36-polig 732478)
* Zwei Keramik-Vielschicht-Kondensatoren 100nF (C27, C28); RM 2,54mm (453099)
* ENTWEDER einen Elektrolyt-Kondensator stehend 220 uF / 16V (C26); RM 3,5mm (445903)
* ODER einen Elektrolyt-Kondensator stehend 470 uF / 16V (C26); RM 3,5mm (446211)
* Zwei 3-polige Steckbuchsen mit Litze zum Anschluß der Sensoren

Man trennt nun von der 1-reihigen Stiftleiste zweimal 3 Kontakte ab und lötet sie auf die weiß umrahmten Kontakte (VDD/GND/ADCx; SP2 B1: ADC0, ADC1), anschließend C27, C28 (SP2 A1: C27*, C28*) auf ihre Plätze und zum Schluß den Elko 220 uF oder 470 uF (C26; SP2 A1: C26*). Der Elko ist nur bei Sensoren mit hohem Strombedarf notwendig, siehe dazu auch Anleitung des RP6, Seite 136! Beim Elko auf die Polung achten: Er muss so sitzen, dass er mit seinem Pluspol in Fahrtrichtung des RP6 (nach vorn) schaut.

Die Sensoren lötet man an die Litzen der 3-poligen Steckbuchsen und steckt diese auf die neuen Kontakte.

Da manche Sensoren einen höheren Stromverbrauch haben, kann man die Stromversorgung an den VDD-Pins der ADC0/1-Stecker abschaltbar machen oder eine separate +5V-Spannung einspeisen. Siehe dazu den Abschnitt "Trennstellen - Getrennte Stromversorgung für ADC0/1" weiter unten!

====ISP (In System Programming)====
Der ATMEGA32 des RP6 wird standardmäßig über den PROG/UART Stecker programmiert. Dazu befindet sich im Prozessor ein Bootloader-Programm. Wenn man stattdessen oder zusätzlich die ISP-Programmierung mit einem dafür geeigneten ISP-Programmier-Adapter nutzen will, kann man den Adapter an einen (noch einzulötenden) Wannenstecker auf dem RP6 anschließen.
Vorher sind aber ein paar "Umbauarbeiten" erforderlich.

Man braucht dazu:
* 1-reihige Stiftleiste RM 2,54mm (z.B. 36-polig 732478)
* Wannenstecker 2x5-polig gerade RM 2,54mm (z.B. [http://www.reichelt.de./ Reichelt] WSL 10G)
* Eine SMD-Diode LL 4148 (140902)
* Eine Codierbrücke (z.B. aus Set 742902)

Zwischen dem XBUS-Stecker und C13 befinden sich 10 Lötpunkte für den ISP-Anschluß, auf die der Wannenstecker gelötet wird, und drei Lötpunkte (beschriftet mit ISP* - BOOTLOAD; SP2 A3: YR1..3), auf die eine 3-polige Stiftleiste gelötet werden muss.

[[Bild:RP6_ISP.JPG|RP6 ISP]]

Vorher muss eine kurze Leiterbahn zwischen den Lötpunkten BOOTLOAD aufgetrennt werden. Die Leiterbahn befindet sich auf der Lötseite der Platine und muss mit einem scharfen Messer oder einem speziellen Leiterbahn-Unterbrecher zwischen den beiden Lötpunkten unterbrochen werden. Man sollte anschließend mit einem Widerstandsmeßgerät nachmessen: Es sollte keine Verbindung mehr zwischen den Lötpunkten bestehen.
Man trennt dann von der 1-reihigen Stiftleiste 3 Kontakte ab und lötet sie auf die beschriebenen drei Lötpunkte.

Zum Schluss lötet man noch die Diode LL 4148 (SP2 B3: D11*) auf ihre Lötflächen zwischen R3 und C6. Die Kathode (Strich) der Diode kommt nach vorn (in Fahrtrichtung RP6, bzw. liegt rechts von R3). Wenn man jetzt eine Codierbrücke auf die mit "BOOTLOAD" beschrifteten Pins steckt, bleibt alles unverändert: Die Programmierung erfolgt weiter über den PROG/UART-Stecker mithilfe des Bootloaders im Prozessor.
Wird die Codierbrücke in Stellung "ISP*" umgesteckt, kann der Prozessor mit ISP programmiert werden.

Vorsicht: Das Bootloader-Programm kann dabei zerstört werden! Es müssen zusätzlich Fusebits des ATMEGA32 verändert werden. Dabei kann der Prozessor im schlimmsten Fall nicht mehr ansprechbar sein. Man sollte diesen Umbau und die ISP-Programmierung nur machen, wenn man genau weiß, was man macht!

Eine Kopie des Bootloaders und eine Kurzanleitung zum Einstellen der Fusebits gibt es hier:
[http://www.arexx.com/rp6/downloads/RP6BASE_BOOTLOADER.zip RP6_BOOTLOADER]

====IO1..IO4==== [[Bild:RP6_IO1-4.JPG|thumb|RP6 IO1..IO4]]
Die Anschlüsse IO1 bis IO4 (SP2 E3: IO1..4) steuern bereits die Status-LEDs 1, 2, 4 und 5 an. Trotzdem kann man sie auch noch mit leichten Einschränkungen als I/O-Pins benutzen. Dazu lötet man zweimal 2 Pins einer 1-reihigen Stiftleiste RM 2,54mm (z.B. 36-polig 732478) auf die IO1/2 und IO3/4 Lötpunkte.
Hier eine Tabelle, die die Port-Pins zeigt, die IO1..IO4 zugeordnet sind:
{| {{Blauetabelle}}
|IO
|Status-LED
|Port-Pin
|-
|1
|SL1
|PC4
|-
|2
|SL2
|PC5
|-
|3
|SL4
|PB7
|-
|4
|SL5
|PB1
|-
|}
Wie können nun IO1..IO4 genutzt werden?

Als ...
* Eingang, z.B. für zusätzliche Tastschalter/Bumper
* Ausgang, z.B. zur Ansteuerung von Treiberstufen, low-current LEDs, ...

Wird ein Anschluß IOx als Eingang verwendet, muss ein Widerstand von 470 Ohm in Reihe mit dem Taster an VDD eingebaut werden, zusätzlich ein Pulldown-Widerstand 100 kOhm. Diese Beschaltung zeigen z.B. an SL6 die Widerstände R43 und R46 (SP2 E4: R43, R46).

Als Ausgang geschaltet sollte an IOx kein hoher Strom entnommen werden: 10mA sind max. zu empfehlen!

====USRBUS====
Die 14 Kontakte der beiden USRBUS-Stecker sind auf dem RP6 nirgendwo angeschlossen, sondern können über die Lötpunkte Y1..Y14 mit beliebigen Punkten auf dem Mainboard verbunden werden.

[[Bild:RP6_USRBUS.JPG|thumb|RP6 USRBUS]]

Ich würde auf Y1..Y14 eine Stiftleiste löten, damit die USRBUS-Belegung geändert werden kann.

Man braucht dazu:
* 2-reihige Stiftleiste RM 2,54mm (z.B. 2x36-polig 742007)
* Einige Steckbuchsen mit Litze

Man trennt von der 2-reihigen Stiftleiste 2x7 Kontakte ab und lötet sie auf die Punkte Y1..Y14 (SP4 E34: Y1..14, Y1'..Y14') neben den beiden Wannensteckern USRBUS1 (vorn) und USRBUS2 (hinten). Wird der RP6 über Flachkabel mit einem USRBUS-Stecker auf einer RP6 Experimentierplatine (EP) und/oder mit einer Erweiterungsplatine (M32, CCPRO M128) verbunden, dann hat man mit allen mit dem USRBUS verbundenen Platinen eine direkte 14-polige Verbindung,- eben den "User Bus". Den kann man dann nutzen, wie man will. Auf dem RP6 kann man mit Steckbuchsen die Pins Y1..Y14 mit anderen Pins verbinden.

Beispiel: Verbindet man den Pin "ADC0" mit Y1 des USRBUS1, dann steht der Eingang ADC0 auf allen an den USRBUS1 angeschlossenen Platinen auf dem vorderen Platinenstapel an Y1 zur Verfügung. Man braucht also diesen Eingang nicht über ein eigenes Kabel auf eine EP zu führen, sondern kann dazu den USRBUS nehmen. Dadurch bleibt der Gesamtaufbau auf dem RP6 übersichtlich und komplett trennbar (man braucht nur die Stecker XBUS und USRBUS abzuziehen!).

Wichtig:
* Man sollte gut dokumentieren, wie man den USRBUS am RP6 (vorn und hinten getrennt!), auf EPs und der M32/M128 benutzt! Sonst kann es bei einer anderen Anordnung von EPs zu USRBUS Konflikten/Kurzschlüssen kommen.
* Der USRBUS1- und der USRBUS2-Stecker sind auf dem RP6 NICHT miteinander verbunden.

Einen Vorschlag für die Belegung des USRBUS1 (vorn) gibt es z.B.
[http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=32549 hier] oder
[http://www.roboternetz.de/community/showthread.php/47102-Sensor-anschließen?p=453061&viewfull=1#post453061 da.]

====Start/Stop Button==== [[Bild:RP6_ST.JPG|thumb|RP6 ST]]
Am mittleren Lochrasterfeld links finden sich zwei Lötpunkte ST1, ST2 (SP2 D2: ST1, ST2), an die weitere Start/Stop Taster (NO, normal offen) parallel zum Taster auf dem RP6 Mainboard angeschlossen werden können.

Zum Anschluß kann man auch Stiftleisten auflöten. ST1, ST2 könnte man auch mit dem USRBUS1 verbinden, wenn man den RP6 z.B. von einer EP aus zurücksetzen möchte.

====Serielle Schnittstelle==== [[Bild:RP6_RST.JPG|thumb|RP6 RST]]
Neben dem USRBUS1 Stecker befinden sich 5 Lötpunkte mit den Signalen RST, TX, RX, GND, VDD (SP4 AB5: YRX, YTX, YMRESET, YVDD). Hier kann z.B. eine 5-polige Stiftleiste aufgelötet werden, um einen Anschluß an die serielle Schnittstelle zu ermöglichen.

Von diesen 5 Lötpunkten könnte z.B. auch [http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=32549 so] eine Verbindung zum benachbarten USRBUS1 hergestellt werden, um die serielle Schnittstelle des RP6 auf EPs zu führen.

====I2C-Schnittstelle==== [[Bild:RP6_I2C.JPG|thumb|RP6 I2C]]
Neben dem XBUS2 Stecker finden sich 5 Lötpunkte mit den Signalen der I2C-Schnittstelle (SP4 D12: Stecker I2C). Dies sind: VDD (Pin 1), GND, SDA, SCL, INT1 (Pin 5). Hier kann z.B. eine 5-polige Stiftleiste aufgelötet werden, um einen Anschluß an die I2C-Schnittstelle zu ermöglichen.

Von diesen 5 Lötpunkten könnte z.B. auch eine Verbindung zum USRBUS1 oder USRBUS2 hergestellt werden, um die I2C-Schnittstelle des RP6 auf EPs zu führen, allerdings hat man SCL, SDA, INT1 ja auch schon am XBUS zur Verfügung.

====Interrupt-Leitungen==== [[Bild:RP6_INTx.JPG|thumb|RP6 INTx]]
Die Interrupt-Leitungen INTU, INT1..3, MRESET (SP4 D34: MRESET, INT1..3, INTU) sind an 5 Lötpunkten neben dem XBUS1 Stecker zu kontaktieren. Hier kann natürlich auch eine 5-polige Stiftleiste aufgelötet werden. In der Regel wird man diese Anschlüsse nicht brauchen, weil sie schon auf dem XBUS zur Verfügung stehen.

====VDD/GND/+UB Anschluß==== [[Bild:RP6_VDDGNDUB.JPG|thumb|RP6 VDD GND +UB]]
In der Nähe von C4 im hinteren Bereich des Mainboards finden sich Lötpunkte (SP4 E12: YVDDx, YGNDx; SP4 D2 YUBx), an denen man VDD, GND und +UB finden kann.

Wenn man höhere Ströme an VDD (z.B. für Servos) oder +UB (z.B. für einen anderen IRCOMM-Sender oder einen DC-Motor) entnehmen möchte, empfehlen sich diese Lötpunkte, auf die man auch Stiftleisten löten kann.

====EXT Anschluß==== [[Bild:RP6_EXT.jpg|thumb|RP6 EXT Anschluß]]
Am hinteren Rand der RP6 Hauptplatine gibt es eine Reihe von 8 Lötpunkten. Dies ist der EXT Anschluß (SP1 C23: Stecker EXT):
{| {{Blauetabelle}}
|Pin
|Name
|Beschreibung
|-
|1
|GND
|RP6 und Akku Minuspol (GND)
|-
|2
|CHRG
|Anschluß (+) für ext. Ladegerät, identisch mit Pluspol der Ladebuchse (CHARGER, Pin 1). Ladung nur möglich, wenn S1 AUS ist!
|-
|3
|CHRG
|wie Pin 2!
|-
|4
| +BAT
|Akku Pluspol über Sicherung F1
|-
|5
| +BAT
|wie Pin 4!
|-
|6
| +UB
|RP6 +UB (+7,2V=, Bereich min. +5,5 bis max. +10V=)
|-
|7
| +UB
|wie Pin 6!
|-
|8
|GND
|wie Pin 1!
|-
|}
Man kann hier eine 1-reihige Stiftleiste RM 2,54mm (z.B. 36-polig 732478), von der man 8 Pins abtrennt, auflöten.

Wozu kann man diesen Anschluß nutzen?

Der wesentliche Sinn des EXT Anschlusses besteht darin, andere Arten der Stromversorgung und der Akkuladung zu ermöglichen. Normalerweise schaltet man den RP6 mit S1 an und aus. In Stellung AUS kann der Akku geladen werden, indem man ein Ladegerät an die CHARGER Buchse anschließt. Alternativ kann man das Ladegerät mit seinem Pluspol auch an CHRG (Pins 2, 3) anschließen. Siehe auch den Abschnitt "Trennstellen - EXT Anschluß: Andere Stromversorgung" weiter unten!

An +BAT (Pins 4, 5) kann man direkt (ohne Unterbrechung durch S1) Strom aus dem Akku entnehmen. Die Grenze des Stroms bestimmt die Sicherung F1 (2,5A). Eine weitere Möglichkeit besteht darin, über diesen Anschluß den Akku auch mit einem geeigneten Ladegerät zu LADEN. Hierbei muss man aber darauf achten, dass S1 AUSgeschaltet ist, weil sonst der RP6 über +UB eine unzulässig hohe Spannung bekommen könnte. Wenn man den Akku mit 6 Mignonzellen im RP6 nicht nutzen will (der Akku-Halter bleibt leer!), sondern nur einen externen Akku, wäre der auch mit seinem Pluspol an +BAT über eine eigene Sicherung (2,5A träge) anzuschließen.

+UB (+7,2V) ist die Versorgungsspannung des RP6 (kommt vom Akku-Pluspol über die Sicherung F1 und Schalter S1!). Mit +UB werden die H-Brücken (Motoransteuerung) direkt und die RP6 "Elektronik" über den 5V-Spannungswandler (IC1; SP1 D3: IC1) versorgt (= VDD). An +UB könnte man den RP6 direkt mit einer Spannung von +7,2V versorgen (Absicherung nicht vergessen!), dazu muss S1 AUSgeschaltet sein, damit es keine Konflikte mit dem eingebauten Akku gibt.

Den EXT Anschluß kann man damit nutzen für:
* Externes Ladegerät
* Externen Akku
* Externe Stromversorgung ohne Akku
* Direkte Stromentnahme aus dem Akku
* Ergänzungsladung mit Solarzelle
* Autonome Akkuladung (Ladestation mit Kontakten, Induktionsladung ...)
* ...

Man sollte gewisse Elektronik-Kenntnisse haben, wenn man die Spannungsversorgung des RP6 verändert. VOR irgendwelchen Veränderungen seht euch auch zuerst den Schaltplan des RP6 (SP1) genau an!

===Mess-/Kontaktpunkte===
Hier geht es um Kontaktpunkte, an denen man z.B. den Logik-Pegel (High/Low) oder eine analoge Spannung messen kann. Natürlich kann man die Signale auch zur Weiterleitung auf eine EP kontaktieren, dies wird man aber normalerweise nicht brauchen.

====UBAT==== [[Bild:RP6_UBAT.JPG|thumb|RP6 UBAT]]
In der Mitte des Mainboards befindet sich ein Kontaktpunkt UBAT (SP1 E1: YUBAT). Dies ist ADC7 des RP6 Microcontrollers.

Man kann hier die analoge Spannung (gegen GND) messen, die vom +UB-Spannungssensor geliefert wird.

Die Spannung ist:
UBAT = +UB / 2
Da der Spannungsteiler (SP1 D12: R1, R2) des +UB-Spannungssensors nicht aus Präzisionswiderständen besteht, kann man für den eigenen RP6 einen Korrekturfaktor berechnen, wenn UBAT deutlich von +UB / 2 (+ UB z.B. gemessen am EXT Stecker, Pins 6 u. 7) abweicht. Damit kann man +UB sehr viel genauer bestimmen.

====ACS==== [[Bild:RP6_ACS_TSOP.JPG|thumb|RP6 ACS TSOP]]
Hinter dem TSOP (IC3) befindet sich der Kontaktpunkt ACS (SP2 E1: ACS).

Dies ist der Ausgang des TSOP bzw. Eingang PB2 des RP6 Microcontrollers. Man kann hier das Ausgangssignal des IR-Empfängers abnehmen, z.B. um es mit einem Oszilloskop sichtbar zu machen.

Rechts neben dem TSOP kann man noch die 3 Kontaktpunkte ACS_R, ACS_P und ACS_L (SP2 E2: ACS_P, ACS_R, ACS_L) des ACS-IR-Senders finden.

Folgende Tabelle zeigt die Verbindungen:
{| {{Blauetabelle}}
|Kontakt
|Microcontroller-Portpin
|SP-Verbindung
|ACS-IR-Sendediode
|-
|ACS_P
|über R8: ACS_PWRH (PB3), über R9: ACS_PWR (PD6)
|SP2: 3
|Anoden D1, D2
|-
|ACS_R
|ACS_R (PC7)
|SP2: 2
|Kathode D1
|-
|ACS_L
|ACS_L/MISO (PB6)
|SP1: 5
|Kathode D2
|-
|}

====IRC==== [[Bild:RP6_IRC.JPG|thumb|RP6 IRC]] [[Bild:RP6_IRC3.JPG|thumb|RP6 IRC3]]
Im der Nähe von C13 befinden sich die Lötpunkte IRC, IRC+, IRC- und IRC3 (SP2 D2: YIRC; SP2 CD2: IRC+/-; SP2 C2: IRC3). Zusammen mit der Trennstelle IRC (siehe Abschnitt "Trennstellen - IRC" weiter unten!) kann man diese Kontaktstellen im Umfeld des IRCOMM-Sendedioden Treibers IRLML2502PBF (SP2 CD12: Q5) finden. Am Kontaktpunkt IRC findet sich der Eingang des Treibers bzw. Ausgang PD7 des RP6 Microcontrollers. IRC+, IRC- sind die Kontaktpunkte, an denen die IRCOMM-Sendedioden D3, D4 in Reihe auf der Sensorplatine angeschlossen sind (IRC+ = Anode). IRC3 ist verbunden mit dem Trennstellen-Lötpunkt IRC1 und liegt bei geschlossener Trennstelle IRC an +UB.

Was läßt sich mit diesen Kontaktpunkten machen:
* Der IRCOMM-Sender ist der zweitgrößte Stromverbraucher des RP6 (nach dem Antrieb). An IRC3 kann daher eine eigene Stromversorgung für die IRCOMM-Sendedioden angeschlossen werden. Dazu muss die Trennstelle IRC zwischen ihren Lötpunkten IRC1, IRC2 aufgetrennt werden.
* An IRC+, IRC- könnten andere/weitere IRCOMM-Sendedioden angeschlossen werden (Anode an IRC+). Wenn der Vorwiderstand R6 (SP2 C2: R6) der Sendedioden dann nicht mehr paßt (bezügl. Leistung und/oder Widerstandswert), können neue leistungsfähigere IRCOMM-Sendedioden zwischen IRC3 und IRC- (Anode an IRC3) mit einem dafür geeigneten Vorwiderstand angebracht werden.

====LS==== [[Bild:RP6_LS.JPG|thumb|RP6 LS]]
Die beiden Lötpunkte LS_L und LS_R (SP2 B12: LS_L, LS_R) neben R7 vorn auf dem Mainboard sind die Ausgänge der Helligkeitssensoren (links und rechts) bzw. die ADC-Eingänge ADC3 und ADC2 des RP6 Microcontrollers.

Hier kann man die Spannungen messen, die den Helligkeitswerten entsprechen.

====BP, S==== [[Bild:RP6_BP_S.JPG|thumb|RP6 BP S]]
Die Messpunkte BPL, BPR und der Kontaktpunkt S (SP2 E2: S; SP2 E3: BPR; SP2 E4: BPL) befinden sich am vorderen Platinenrand. BPL und BPR sind die Kontakte der Bumper. S ist eine nicht genutzte Verbindung zwischen dem Mainboard und der Sensorplatine, die über die Verbindung SP1, Pin 3, geführt wird (siehe folgende Tabelle!).

Hier eine Tabelle mit der Belegung der 90°-Winkelverbindung SP1, SP2 zwischen dem RP6 Mainboard und der Sensorplatine:
{| {{Blauetabelle}}
|Pin
|SP1
|SP2
|-
|1
|LS_L --- Light Sensor Left
|IRC- --- IRCOMM-
|-
|2
|BPL --- Bumper Left
|ACS_R --- ACS Right
|-
|3
|S --- Free for all
|ACS_P --- ACS Power
|-
|4
|GND
|VDD
|-
|5
|ACS_L --- ACS Left
|BPR --- Bumper Right
|-
|6
|IRC+ --- IRCOMM+
|LS_R --- Light Sensor Right
|-
|}

====ENC==== [[Bild:RP6_ENC.JPG|thumb|RP6 ENC]]
Die beiden Messpunkte ENCL, ENCR (SP4 B12: ENCL, ENCR) sind die Ausgänge der Radencoder. ENCL ist verbunden mit PD2 (INT0), ENCR mit PD3 (INT1) des RP6 Microcontrollers.

===Trennstellen===
An diesen Stellen können Leiterbahnen unterbrochen werden, um Funktionen zu deaktivieren oder anders zu nutzen.

=====Getrennte Stromversorgung für ADC0/1=====
Wenn man für die analogen Sensoren an ADC0/1 (siehe Abschnitt "Anschlüsse - Analoge Sensoren an ADC0/1" weiter oben!) eine GETRENNTE Stromversorgung vorsehen will und/oder mit Codierbrücke (oder MOSFET) die Stromversorgung abschaltbar machen möchte, muss man erst Vorarbeit leisten.
[[Bild:RP6_SV.JPG|thumb|RP6 SV]]

Man braucht dazu:
* 1-reihige Stiftleiste RM 2,54mm (z.B. 36-polig 732478)
* Evtl.: Eine Codierbrücke (z.B. aus Set 742902)
* Evtl.: Eine 1-polige Steckbuchse mit Litze zur ext. Stromversorgung
Es muss eine kurze Leiterbahn zwischen den Punkten "SV1" und "SV2" (SP2 A1: SV1, SV2; zwischen dem PROG/UART- und dem USRBUS1-Stecker) aufgetrennt werden. Die Leiterbahn befindet sich auf der Lötseite der Platine und muss mit einem scharfen Messer oder einem speziellen Leiterbahn-Unterbrecher zwischen den beiden Lötpunkten unterbrochen werden. Man sollte anschließend mit einem Widerstandsmeßgerät zwischen SV1 und SV2 nachmessen: Es sollte keine Verbindung mehr bestehen. Jetzt trennt man von der 1-reihigen Stiftleiste 2 Kontakte ab und lötet sie auf die Punkte SV1/SV2.

Man kann hier zunächst eine Codierbrücke aufstecken. Damit versorgt der RP6 Akku die Sensoren mit 5V an den Pins VDD. Möchte man später eine getrennte 5V-Spannung anlegen, zieht man einfach die Codierbrücke ab und speist die externe 5V-Spannung (mit einer 1-poligen Steckbuchse) am Pin SV2 ein. Achtung: An Pin SV1 wird dann nichts angeschlossen!

Anstelle der Codierbrücke kann man natürlich auch einen MOSFET anschließen, um die Sensoren per Software abschalten zu können.

====ACS==== [[Bild:RP6_ACS_JP.JPG|thumb|RP6 ACS JP]]
Die Trennstelle ACS (SP2 E1: YIR1, YIR2; SP2 F1: YIR3) befindet sich neben C29*. Sie besteht aus 3 Lötpunkten, von denen die linken beiden (IRC1, IRC2) verbunden sind. Trennt man die Leiterbahn zwischen diesen Lötpunkten auf und verbindet stattdessen die rechten beiden Lötpunkte (IRC2, IRC3) mit etwas Lötzinn oder mit einem SMD Null Ohm Widerstand, dann ist der IR-Empfänger (TSOP, IC3) dauerhaft EINgeschaltet und kann nicht mehr über das Signal PWRON (PB4) geschaltet werden.

====IRC==== [[Bild:RP6_IRC_JP.JPG|thumb|RP6 IRC JP]]
Die Trennstelle IRC (SP2 C1: IRC1..2) ist eng verknüpft mit den Mess- und Kontaktpunkten des IRCOMM-Senders (siehe Abschnitt "Mess-/Kontaktpunkte - IRC" weiter oben!). Wenn man sie auftrennt, kann man den IRCOMM-Sender mit einer getrennten Stromversorgung anstelle von +UB des RP6 versehen. Dies ist sehr sinnvoll, wenn man diese Funktion häufig verwendet oder sogar noch leistungsfähigere IR-Sendedioden einbaut, denn der IRCOMM-Sender ist der zweitgrößte Stromfresser (nach dem Antrieb) auf dem RP6 (von Erweiterungsplatinen und EPs Marke Eigenbau einmal abgesehen!). Man kann hier natürlich auch eine 2-polige Stiftleiste einlöten, um die Verbindung zu +UB mit einer Codierbrücke trennbar zu machen. Eine getrennte Stromversorgung +7,2V (Bereich: +5,5 .. +10V) kann man an IRC1 einspeisen. IRC1 dieser Trennstelle ist mit dem Kontaktpunkt IRC3 (siehe Abschnitt "Mess-/Kontaktpunkte - IRC" weiter oben!) verbunden.

====RP6 Antrieb====
Mit den folgenden Trennstellen kann man den RP6 Antrieb (H-Brücken und Motoren) fast komplett vom Rest des RP6 Mainboards abtrennen (es bleibt nur die 5V-Versorgung (VDD) von IC4, T1, T2 bestehen!). Damit ist es möglich, mit dem RP6 Mainboard einen ganz anderen Antrieb (also z.B. ein anderes Roboter-Chassis mit eigenen Motoren und H-Brücken) zu steuern. Umgekehrt könnte man den RP6 Antrieb auch deshalb abtrennen, um ihn durch ein anderes Prozessorsystem (z.B. auch eine M32!) anzusteuern. It's up to you!

=====+UB Power===== [[Bild:RP6_HB_Power.jpg|thumb|RP6 HB Power]]
Der RP6 Antrieb wird direkt aus dem Akku (über S1 und F1) mit 7,2V (+UB) versorgt. Diese Stromversorgung kann man komplett abtrennen. Die Trennstelle (SP3 E34: X) liegt unter der Sicherung F1 (siehe Abb. RP6 HB Power). Zwischen den beiden doppelten Lötflächen befinden sich auf der Lötseite (Unterseite) des Mainboards vier parallele Leiterbahnen, die aufgetrennt werden müssen. Der Pluspol einer externen Spannung zur Versorgung des RP6 Antriebs kann dann mit einer Kabelverbindung an den doppelten Lötflächen (mit einem "+" gekennzeichnet) direkt neben dem Leistungswiderstand (R27) angeschlossen werden. Eine Absicherung dieser Stromversorgung sollte man unbedingt vorsehen (2,5A träge)!

=====Stromsensoren===== [[Bild:RP6_CS.JPG|thumb|RP6 CS]]
Um den Motorstrom der beiden Motoren des RP6 zu messen, wird ein Dual-Operationsverstärker (IC5 = 27M2C; SP3 B23/D23: IC5B/A) eingesetzt. Dieses IC wird über PWRON (PB4) mit Strom versorgt. Die Stromsensoren funktionieren also nicht, wenn PWRON Low-Pegel führt (Befehl powerOFF() der RP6 Library!). Auf dem RP6 Mainboard gibt es eine Trennstelle mit drei Lötflächen (SP3 E34: CS1, CS2, CS3). Sie befindet sich auf dem Mainboard neben C23. Möchte man IC5 nicht mehr über PWRON mit Strom versorgen, sondern über VDD (+5V), dann trennt man die Leiterbahn zwischen den linken beiden Lötpunkten (CS1, CS2) auf und verbindet die rechten beiden Lötpunkte (CS2, CS3) mit etwas Lötzinn oder einem SMD Null Ohm Widerstand. Danach sind die Stromsensoren immer eingeschaltet und können über PWRON nicht mehr geschaltet werden. Alternativ kann man an CS2 auch eine externe Versorgungsspannung (+5V) für IC5 einspeisen.

=====DR/MR/ML/DL===== [[Bild:RP6_DR_MR_ML_DL.JPG|thumb|RP6 DR MR ML DL]]
An diesen Trennstellen können die Eingänge der H-Brücke für die Geschwindigkeit (PWM) und Drehrichtung der Motoren von den Portpins des Microcontrollers abgetrennt werden.
Für den rechten Motor sind dies die Trennstellen MR1/2 und DR1/2 (SP3 A23: MR1/2, DR1/2), für den linken Motor ML1/2 und DL1/2 (SP3 F23: ML1/2, DL1/2).
{| {{Blauetabelle}}
|Trennstelle
|Portpin
|Funktion H-Brücke
|-
|MR1/2
|PD5 (OC1A)
|PWM Motor rechts
|-
|DR1/2
|PC3 (TMS)
|Fahrtrichtung rechts
|-
|ML1/2
|PD4 (OC1B)
|PWM Motor links
|-
|DL1/2
|PC2 (TCK)
|Fahrtrichtung links
|-
|}
Trennt man die Leiterbahn (auf der Lötseite des RP6 Mainboards) zwischen den Lötpunkten der Trennstellen auf, kann man die Eingänge der H-Brücke (Mx1, Dx1) z.B. mit einem anderen Microcontroller verbinden. Die Ausgänge (Portpins) des RP6 Microcontrollers (Mx2, Dx2) können dann anders genutzt werden. Natürlich kann man auf die Lötpunkte dieser Trennstellen auch Stiftleisten löten, um den Anschluß steckbar zu machen.

=====MCR/MCL===== [[Bild:RP6_MCR_MCL.JPG|thumb|RP6 MCR MCL]]
An diesen Trennstellen können die Motorstromsensoren von den ADC-Eingängen des Microcontrollers abgetrennt werden.

Für den rechten Sensor ist dies die Trennstelle MCR1/2 (SP3 A1: MCR1, MCR2), für den linken Sensor MCL1/2 (SP3 E1: MCL1, MCL2).
{| {{Blauetabelle}}
|Trennstelle
|Portpin
|Funktion H-Brücke
|-
|MCR1/2
|PA5 (ADC5)
|Motorstrom rechts
|-
|MCL1/2
|PA6 (ADC6)
|Motorstrom links
|-
|}
Trennt man die Leiterbahn (auf der Lötseite des RP6 Mainboards) zwischen den Lötpunkten der Trennstellen auf, kann man die ADC-Eingänge (Portpins) des RP6 Microcontrollers (MCx1) anders nutzen und die Ausgänge der Motorstromsensoren (MCx2) z.B. mit ADC-Eingängen eines anderen Microcontrollers verbinden. Natürlich kann man auf die Lötpunkte dieser Trennstellen auch Stiftleisten löten, um den Anschluß steckbar zu machen.

====PWRON-LED==== [[Bild:RP6_PWRON_L.JPG|thumb|RP6 PWRON L]]
Auf dem RP6 Mainboard gibt es eine gelbe LED, die anzeigt, ob PWRON High-Pegel hat. Mit einer Trennstelle neben dieser LED (SP2 D4: YL1, YL2) kann diese LED deaktiviert werden (z.B. um Strom zu sparen).

Dazu trennt man die Leiterbahn zwischen den Lötpunkten auf. Soll die LED wieder aktiviert werden, verbindet man die Lötpunkte wieder mit etwas Lötzinn oder einem SMD Null Ohm Widerstand.

====+UB Sensor==== [[Bild:RP6_UB.JPG|thumb|RP6 UB]]
Die Versorgungsspannung +UB des RP6 wird mit dem +UB-Spannungssensor an PA7 (ADC7) gemessen. Will man diesen Spannungssensor mit seinem Eingangsspannungsteiler R1, R2 (SP1 D12: R1, R2) von +UB abtrennen (z.B. um ihn anders zu verwenden), gibt es eine Trennstelle UB1/2 (SP1 D2: UB1, UB2). Trennt man die Leiterbahn auf der Lötseite des RP6 Mainboards zwischen den Lötpunkten auf, kann +UB nicht mehr gemessen werden. Man kann dann den Lötpunkt UB2 mit einem anderen Messpunkt (z.B. mit +BAT) verbinden und dort die Spannung (0..10V) messen. Natürlich kann man auf die Lötpunkte dieser Trennstellen auch Stiftleisten löten, um den Anschluß steckbar zu machen.

====EXT Anschluß: Andere Stromversorgung==== [[Bild:RP6_S1_CHRG.jpg|thumb|RP6 S1 CHRG]]
Wenn man für den RP6 eine andere Stromversorgung oder Ladeschaltung anschließen will, geht dies gut am EXT Anschluß (SP1 C23: Stecker EXT). Siehe auch den Abschnitt "Anschlüsse - EXT Anschluß" weiter oben! Dann muss der Schalter S1 dauerhaft AUSgeschaltet bleiben und die Verbindung zwischen S1 und CHRG des EXT Anschlusses (SP1 C3: X) unterbrochen werden. Diese Trennstelle befindet sich auf der Lötseite (Unterseite) des RP6 Mainboards etwas versteckt zwischen S1 (Pin 3) und der benachbarten Leiterbahn, die CHRG des EXT Anschlusses mit der Ladebuchse CHARGER (Pin 1 +) verbindet. Dort sind fünf kurze, parallele Leiterbahnen zu unterbrechen (siehe gelbe Markierung in der Abb. RP6 S1 CHRG!). Will man das nicht machen, darf man die Ladebuchse CHARGER auf jeden Fall nicht mehr nutzen!

===Lochraster-Felder===
Auf diesen Feldern kann man eigene kleine Schaltungen aufbauen. An jedem der sechs Felder stehen VDD (+5V) und GND zur Verfügung (SP4 E12: YVDDx, YGNDx).

Bitte beachten: Die Lochreihen oder -spalten, die mit einer eckigen Klammer "[" markiert sind, liegen auf der Lötseite (Unterseite) direkt auf dem Rahmen des Chassis! Hier können also keine Drähte von unten verlötet werden.

====Vorn links====
Das kleine Lochrasterfeld vorn links kann z.B. für Beleuchtung (Blinker, Scheinwerfer links) oder auch für einen zusätzlichen Sensor genutzt werden.
Zur Verfügung steht eine 2-adrige Verbindung zum mittleren Lochrasterfeld links.

In der Nähe dieses Lochrasterfeldes gibt es auch:
* IO3, IO4 (SP2 E3: IO3, IO4)
* ADC0 (SP2 B1: ADC0)

====Mitte links==== [[Bild:RP6_Lochfeld_LM.JPG|thumb|RP6 Lochrasterfeld Mitte links]]
Das größere Lochrasterfeld Mitte links kann z.B. für eine kleinere Schaltung zur Ansteuerung der Beleuchtung/Sensoren auf den Lochrasterfeldern vorn und hinten links oder für andere Zwecke genutzt werden.

Es stehen hier folgende Anschlüsse zur Verfügung:
* 2-adrige Verbindung zum Lochrasterfeld vorn links
* 2-adrige Verbindung zum Lochrasterfeld hinten links
* ST1/ST2 zum Anschluß weiterer Start/Stop Taster (SP2 D2: ST1/2)
* PWR (SP2 D2: YPWR1)
* I2C-Bus (SCL, SDA; SP4 C1: YSCL1, YSDA1)
* +UB (SP4 D2: YUB1)
In der Nähe dieses Lochrasterfeldes gibt es auch:
* Serielle Schnittstelle (RST, TX, RX; SP4 AB5: YRX, YTX, YMRESET, YVDD)
* USRBUS1 (vorn; SP4 E34: Y1'..Y14')

=====Schaltungsvorschläge=====
Wie kann z.B. eine Schaltung für Beleuchtungseffekte oder Sensoren aussehen?

Man könnte 8 zusätzliche Schaltkanäle mit dem I2C-Portexpander-IC PCF8574(A)P gewinnen. Dieses IC passt mit wenigen Zusatzteilen auf die mittlere Lochrasterfläche. Angesteuert wird es über den I2C-Bus. Mit den 8 Ausgängen lassen sich einige Beleuchtungseffekte erreichen, die dann über Software schaltbar sind.

Alternativ kann man auch das IC PCF8591P z.B. für den Anschluß von analogen Sensoren verwenden. Auch dieser Baustein wird über I2C angesteuert. Beide ICs sind bei [http://www.reichelt.de./ Reichelt] erhältlich.

Will man nicht den I2C-Bus benutzen, kann man als I/O-Ports IO1..IO4 oder als analoge Eingänge ADC0 und ADC1 verwenden. Auch SCL und SDA stehen als I/O-Ports zur Verfügung, wenn der I2C-Bus im ganzen System nicht verwendet werden soll.

Wichtig für Zusatzschaltungen, die fest auf dem RP6 verlötet werden, sind zwei Aspekte:
* Wenn sie die Stromversorgung belasten, sollten sie (z.B. über einen Transistor oder MOSFET) abschaltbar sein. Dazu kann man auch das Signal PWR heranziehen, das auf beiden mittleren Lochrasterflächen zur Verfügung steht. Dann kann man mit dem Befehl "powerOFF()" der RP6 Library die Stromversorgung per Software abschalten.
* Wenn man auch anderweitig genutzte Portpins (SDA, SCL, IO1..IO4, ADC0/1) für die eigene Schaltung einsetzt, sollte man die Verbindung zu den Portpins mit einer abziehbaren Codierbrücke trennbar machen.

====Hinten links====
Das kleine Lochrasterfeld hinten links kann z.B. für Beleuchtung (Blinker, Rücklicht links) oder auch für einen zusätzlichen Sensor genutzt werden.
Zur Verfügung steht eine 2-adrige Verbindung zum mittleren Lochrasterfeld links.

In der Nähe dieses Lochrasterfeldes gibt es auch:
* EXT Anschluß (SP1 C23: Stecker EXT)

====Vorn rechts====
Das kleine Lochrasterfeld vorn rechts kann z.B. für Beleuchtung (Blinker, Scheinwerfer rechts) oder auch für einen zusätzlichen Sensor genutzt werden.
Zur Verfügung steht eine 2-adrige Verbindung zum mittleren Lochrasterfeld rechts.

In der Nähe dieses Lochrasterfeldes gibt es auch:
* IO1, IO2 (SP2 E3: IO1, IO2)
* ADC1 (SP2 B1: ADC1)

====Mitte rechts====
Das größere Lochrasterfeld Mitte rechts kann z.B. für eine kleinere Schaltung zur Ansteuerung der Beleuchtung/Sensoren auf den Lochrasterfeldern vorn und hinten rechts oder für andere Zwecke genutzt werden.

Es stehen hier folgende Anschlüsse zur Verfügung:
* 2-adrige Verbindung zum Lochrasterfeld vorn rechts
* 2-adrige Verbindung zum Lochrasterfeld hinten rechts
* PWR (SP2 D2: YPWR2)
* I2C-Bus (SCL, SDA; SP4 C1: YSCL2, YSDA2)
* +UB (SP4 D2: YUB2)
In der Nähe dieses Lochrasterfeldes gibt es auch:
* Interrupt-Anschluß (INTU, INT1..3, MRESET; SP4 D34: MRESET, INT1..3, INTU)
* USRBUS2 (hinten; SP4 E34: Y1..Y14)

====Hinten rechts====
Das kleine Lochrasterfeld hinten rechts kann z.B. für Beleuchtung (Blinker, Rücklicht rechts) oder auch für einen zusätzlichen Sensor genutzt werden.
Zur Verfügung steht eine 2-adrige Verbindung zum mittleren Lochrasterfeld rechts.

In der Nähe dieses Lochrasterfeldes gibt es auch:
* EXT Anschluß (SP1 C23: Stecker EXT)
* Akku-Anschluß (SP1 B3: BATTERY)

==Erweiterungen==
Auf / An den RP6 könnte man z.B. noch folgendes anbauen / erweitern:

* Einen Greifarm
* Einen Ultraschallsensor
* Zwei Lichtsensoren hinten, um die hellste / dunkelste Stelle im Raum besser zu finden
* Einen digitalen Kompass
* uvm.

==Erweiterungs-Module==

Es sind von Arexx schon drei Erweiterungsmöglichkeiten auf dem Markt. Zum Ersten die Experimentierplatinen (191537), die zum Erstellen von eigenen Schaltungen und Sensoren gedacht sind, und von denen eine schon im Lieferumfang enthalten ist, das Erweiterungsboard RP6 CONTROL M32 (191550) und die RP6 CCPRO M128 (191563).

Die Boards kann man dann über den I2C Bus mit dem Mainboard kommunizieren lassen. Es ist sehr sinnvoll, die Module symmetrisch hintereinander zu stapeln und nicht mehr als 6-8 Module zu verbauen, weil der Roboter sonst immer schwerer und langsamer wird. Basierend auf dem Master-Slave System könnte man so bis zu 127 Slaves anschließen. Zudem ist es ratsam, qualitativ hochwertige Akkus und ein Ladegerät mit passendem Stecker zu verwenden, da man ansonsten immer das Mainboard abschrauben müsste um an die Akkus heranzukommen. Für den Fall wurde extra eine Ladebuchse eingebaut.

=== Experimentierplatine ===
[[Bild:RP6_Exp.jpg|RP6 Experimentierplatine]]

====Beschreibung====
Die Experimentier-Platine ist dazu gedacht, eigene Schaltungen auf dem RP6 zu realisieren. Sie wird über den I²C-Bus mit den anderen Erweiterungsmodulen verbunden. Ausserdem ist es sinnvoll, die (freien) I/O-Ports (ADC-Kanäle) der RP6 Base, des M32 Erweiterungsmoduls bzw. des CCPRO M128 Moduls über ein [http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=444;GROUP=C63;GROUPID=3328;ARTICLE=47637;START=0;SORT=artnr;OFFSET=16;SID=1580faBqwQAQ8AAGY-ZAM7cd511ee04a106a88a359faaac0071e2 10-Pol-Flachbandkabel] mit [http://www.reichelt.de/?ACTION=3;GROUP=C151;GROUPID=3231;ARTICLE=14571;SID=1580faBqwQAQ8AAGY-ZAM7cd511ee04a106a88a359faaac0071e2 Stecker] auf die Experimentierplatine zu führen, weil es übersichtlicher bleibt und keine Kabel lose herumhängen. Auf der Experimentierplatine kann man dann LEDs oder einen Temperatursensor an die I/O-Ports bzw. an die ADC-Kanäle anschießen.

====Technische Daten====
{| {{Blauetabelle}}
|'''Mikrocontroller:'''
|Keiner
|-
|'''Speicher:'''
|Keiner 
|-
|'''Programmierung:'''
|Kein Programmieradapter
|-
|'''Vorhandene Sensoren:'''
|Keine 
|-
|'''Vorhandene Aktoren:'''
|Keine 
|-
|'''Abmessungen:'''
|(L × B × H) 112 × 90 × 10 mm
|-
|'''Ausführung:'''
|Bausatz
|-
|'''Stromversorgung:'''
|6 AA NiMH Akkus (über die RP6 Base)
|-
|'''Hersteller:'''
|Arexx Niederlande
|}

==== Schaltungsideen ====
Auf der / den Experimentierplatinen könnte man z.B. folgendes realisieren:

* eine Kameraschaltung (wie [http://www.rn-wissen.de/index.php/RP6_Kamera_-_Mitmach-Projekt hier] gezeigt)
* Scheinwerfer, Rücklichter, Blinker etc. (ABER immer mit Vorwiderstand!!!)
* ein LED-Lauflicht (über I/O-Expander, gibt´s beim [http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=14527;PROVID=2402 Reichelt])
* mehr ADC-Kanäle (über ADC-Expander, einfach mal nach PCF8591 [http://www.google.de/search?q=PCF8591 googlen])
* eine Wetterstation mit Luftfeuchtemesser, Temperaturfühler und Lichtmesser ([http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=52298 hier] gibt es eine Wetterstation uvm.)

=== RP6 CONTROL M32 Platine ===
[[Bild:RP6Control_M32.jpg|RP6 CONTROL M32]]

====Beschreibung====
Auf der M32 lassen sich weitere LEDs, Sensoren oder ähnliches anschließen, außerdem steht ein weiterer ATMEGA32 zur Verfügung, welcher sich gut im Master Modus betreiben lässt. Es sind ein Mikrofonsensor, fünf Taster, vier Status-LEDs, ein Display-Port, ein Beeper, 6 freie ADC-Kanäle, 8 freie I/O-Ports, ein Programmieradapter, ein JTAG-Anschluss, eine ISP-Programmierschnittstelle sowie ein freier Steckplatz für ein EEPROM verfügbar.

====Technische Daten====
{| {{Blauetabelle}}
|'''Mikrocontroller:'''
|AVR [[ATmega32]]
|-
|'''Speicher:'''
|32 kB [[Flash]]-Speicher, davon 1 kB bereits vom Bootloader belegt 
2 kB SRAM 
1 kB [[EEPROM]]
|-
|'''Programmierung:'''
|Über AVR-[[Bootloader]], belegt ca. 1 kB des Flash-Speichers
|-
|'''Vorhandene Sensoren:'''
|1 Mikrofonsensor 
5 Eingabetaster 
14 I/O Ports, davon 6 ADC-Wandler 

|-
|'''Vorhandene Aktoren:'''
|1 Beeper 
4 Status-LEDs 
1 LC-Display-Port 
|-
|'''Abmessungen:'''
|(L × B × H) 112 × 90 × 15 mm
|-
|'''Ausführung:'''
|Fertig aufgebautes Erweiterungsmodul
|-
|'''Stromversorgung:'''
|6 AA NiMH Akkus (über die RP6 Base)
|-
|'''Hersteller:'''
|Arexx Niederlande
|}

==== Umbau-Optionen ====
Dieser Absatz soll die Möglichkeiten der RP6 CONTROL M32 Platine (im Folgenden "M32" genannt) auflisten, die es gibt, um auf einfache Weise weitere Anschlüsse oder Verbindungen zu ermöglichen. Nicht beschrieben werden die Anschlußmöglichkeiten, die in Form der vorhandenen Wannenstecker sowieso gegeben sind (z.B. am LCD-, I/O- oder ADC-Stecker). Im Text gibt es Verweise auf den Schaltplan der M32 (RP6_CONTROL_M32.PDF) in der Form: (SP2 B1: Bauteil). Dies bedeutet, dass man das Bauteil auf Blatt 2 des RP6-M32-Schaltplans im Feld B1 finden kann.

Folgende Möglichkeiten zum Umbau/Ausbau sind vorgesehen:
* Zweites SPI-EEPROM (IC5)
* Zwei analoge Sensoren, evtl. mit getrennter Stromversorgung
* ISP (In System Programming)
* JTAG-Programmierung
* USRBUS
* IRQ-Zuweisung ändern
* ADC0 und ADC1 anders nutzen
* Schieberegister kaskadieren
Im folgenden Text soll beschrieben werden, wie man die weiteren Möglichkeiten nutzen kann. Es wird jeweils erwähnt, was man an Material braucht. Beispielhaft sind da Bestell-Nummern der Firma [http://www.conrad.de/ce/ CONRAD] genannt. Natürlich kann man die Teile auch bei anderen Versendern beziehen. Durch die Nennung der Bestell-Nummer ist das jeweilige Teil aber gut zu identifizieren. Man sollte Löten können und sich bewußt sein, dass ggf. ein Garantieanspruch nicht mehr besteht, wenn man an der Platine gelötet hat.

Bei den Materialangaben ist öfter die Rede von "Steckbuchsen mit Litze". Diese Steckbuchsen mit angelöteter Litze können auf die ein- oder zweireihigen Stiftleisten aufgesteckt werden. Leider gibt es sie nicht (mehr) fertig konfektioniert bei CONRAD. Die einreihigen Steckbuchsen (RM 2,54mm) kann man aber z.B. bei [http://www.elv.de/output/controller.aspx ELV] bekommen: 2-polig (68-016635), 3-polig (68-022503) und 5-polig (68-023073). An sie muss man dann noch Litzen in der entsprechenden Länge selbst anlöten.

===== Zweites SPI-EEPROM =====
Es ist sehr einfach, ein zweites SPI-EEPROM (SP1 A1: IC5*) auf der M32 zu nutzen.

[[Bild:RP6_M32_IC5-Socket.JPG|thumb|Sockel des 2. SPI-EEPROMs]]

Man braucht dazu:
* Einen IC-Sockel 8-pol DIP für IC5 ([http://www.conrad.de/ce/de/product/189600/IC-FASSUNG-PRAeZISION-8POLIG 189600])
* Einen Keramik-Vielschicht-Kondensator 100nF (C19); RM 2,54mm ([http://www.conrad.de/ce/de/product/453099/?insert=36&insertNoDeeplink&productname=KONDENSATOR-01-F-KDPU-254-MM 453099])
* Ein serielles SPI-EEPROM im PDIP8 Gehäuse (IC5)
Zuerst wird der IC-Sockel eingelötet (Kerbe beachten!), dann C19 (SP1 A1: C19*). Das war's.

Leider gibt es das EEPROM nicht bei den gängigeren Versendern. Bekommen kann man es aber z.B. bei [http://de.farnell.com/jsp/home/homepage.jsp Farnell]. Dort hat das SPI-EEPROM mit 256 kbit die Bezeichnung 25LC256-I/P (1331398). Wenn man es noch größer mag: 25LC1024 (1331392) mit 1024 kbit. SPI-EEPROMs führt inzwischen auch [http://www.reichelt.de./ Reichelt].

'''Programmierung:'''

In die RP6ControlLib.h bitte einfügen:
<pre>
#define SPI_EEPROM2_PAGESIZE 64

uint8_t SPI_EEPROM2_readByte(uint16_t memAddr);
void SPI_EEPROM2_writeByte(uint16_t memAddr, uint8_t data);
void SPI_EEPROM2_enableWrite(void);
void SPI_EEPROM2_disableWrite(void);
uint8_t SPI_EEPROM2_getStatus(void);

void SPI_EEPROM2_writeBytes(uint16_t startAddr, uint8_t *buffer, uint8_t length);
void SPI_EEPROM2_readBytes(uint16_t startAddr, uint8_t *buffer, uint8_t length);
</pre>
Die Konstante SPI_EEPROM2_PAGESIZE ist abhängig von der Art und Größe des EEPROMs. Für ein 256 kbit-EEPROM ist die Seitengröße (pagesize) in der Regel 64, für einen 512 kbit-Typ 128 und für einen 1024 kbit-Typ 256.

In die RP6ControlLib.c bitte einfügen:
<pre>
/*****************************************************************************/
// Second external SPI EEPROM:

/**
* Reads a single Byte from the 2nd external EEPROM.
*/
uint8_t SPI_EEPROM2_readByte(uint16_t memAddr)
{
uint8_t data;
PORTB &= ~MEM_CS2;
writeSPI(SPI_EEPROM_READ);
writeWordSPI(memAddr);
data = readSPI();
PORTB |= MEM_CS2;
return data;
}

/**
* Reads "length" Bytes into the Buffer "buffer" from startAdr on.
* You can read the complete 2nd EEPROM into a buffer at once - if it is large enough.
* (But you only have 2KB SRAM on a MEGA32 ;) )
*/
void SPI_EEPROM2_readBytes(uint16_t startAddr, uint8_t *buffer, uint8_t length)
{
PORTB &= ~MEM_CS2;
writeSPI(SPI_EEPROM_READ);
writeWordSPI(startAddr);
readBufferSPI(&buffer[0], length);
PORTB |= MEM_CS2;
}

/**
* Enable Write Mode
*/
void SPI_EEPROM2_enableWrite(void)
{
PORTB &= ~MEM_CS2;
writeSPI(SPI_EEPROM_WREN);
PORTB |= MEM_CS2;
}

/**
* Disable Write Mode
*/
void SPI_EEPROM2_disableWrite(void)
{
PORTB &= ~MEM_CS2;
writeSPI(SPI_EEPROM_WRDI);
PORTB |= MEM_CS2;
}

/**
* Write a single data byte to the specified 2nd EEPROM address.
*/
void SPI_EEPROM2_writeByte(uint16_t memAddr, uint8_t data)
{
while(SPI_EEPROM2_getStatus() & SPI_EEPROM_STAT_WIP);
SPI_EEPROM2_enableWrite();
PORTB &= ~MEM_CS2;
writeSPI(SPI_EEPROM_WRITE);
writeWordSPI(memAddr);
writeSPI(data);
PORTB |= MEM_CS2;
}

/**
* Write "length" Bytes from the Buffer to the 2nd EEPROM.
* YOU CAN ONLY WRITE MAXIMAL [SPI_EEPROM2_PAGESIZE] BYTES AT ONCE!!!
* This is the Pagesize!
* You can NOT cross a page boundary!
*
*/
void SPI_EEPROM2_writeBytes(uint16_t startAddr, uint8_t *buffer, uint8_t length)
{
while(SPI_EEPROM2_getStatus() & SPI_EEPROM_STAT_WIP);
SPI_EEPROM2_enableWrite();
PORTB &= ~MEM_CS2;
writeSPI(SPI_EEPROM_WRITE);
writeWordSPI(startAddr);
writeBufferSPI(&buffer[0], length);
PORTB |= MEM_CS2;
}

/**
* Returns EEPROM Status register - for checking if 2nd EEPROM is buisy.
* Writing takes about 5ms.
*/
uint8_t SPI_EEPROM2_getStatus(void)
{
uint8_t status;
PORTB &= ~MEM_CS2;
writeSPI(SPI_EEPROM_RDSR);
status = readSPI();
PORTB |= MEM_CS2;
return status;
}

/*****************************************************************************/
</pre>
Hinweis zum 1024 kbit-EEPROM:

Dieses EEPROM benötigt 24-Bit Adressen und muss daher etwas anders angesprochen werden als die "kleineren" Typen bis 512 kbit.
Die Funktion SPI_EEPROM2_readByte() sieht für ein 1024 kbit-EEPROM z.B. so aus:
<pre>uint8_t SPI_EEPROM2_readByte(uint32_t memAddr)
{
uint8_t data;
PORTB &= ~MEM_CS2;
writeSPI(SPI_EEPROM_READ);
writeSPI((uint8_t)(memAddr >> 16));
writeWordSPI((uint16_t)memAddr);
data = readSPI();
PORTB |= MEM_CS2;
return data;
}</pre>
Alle weiteren Funktionen, die EEPROM-Adressen verwenden (SPI_EEPROM2_readBytes, SPI_EEPROM2_writeByte, SPI_EEPROM2_writeBytes), müssen genau so angepasst werden.

===== Anschlüsse =====
Hier wird aufgelistet, wo man auf der M32 Platine Anschlüsse nutzen kann, um sie z.B. zu weiteren Sensoren, zum USRBUS oder (weniger empfehlenswert!) direkt zu EPs, zur RP6 Base oder zur CCPRO M128 zu führen.

====== Analoge Sensoren an ADC2/3 ====== [[Bild:RP6_M32_ADC23.JPG|thumb|ADC2 ADC3]]
Wenn man bis zu zwei analoge Sensoren (z.B. IR-Distanz-Mess-Sensoren Sharp GP2Y0A02YK 185364) direkt an die M32 anschließen möchte, dann gibt es da zwei 3-polige Kontakte, beschriftet mit VDD/GND/ADCx (x = 2..3). Hier kann man 3-polige Stiftleisten auflöten, an die dann die Sensoren angeschlossen werden.

Man braucht dazu:
* 1-reihige Stiftleiste RM 2,54mm (z.B. 36-polig 732478)
* Zwei Keramik-Vielschicht-Kondensatoren 100nF (C16, C17); RM 2,54mm (453099)
* Ein Elektrolyt-Kondensator stehend 470 uF / 16V (C18); RM 3,5mm (446211)
* Zwei 3-polige Steckbuchsen mit Litze zum Anschluß der Sensoren
Man trennt von der 1-reihigen Stiftleiste zweimal 3 Kontakte ab und lötet sie auf die weiß umrahmten Kontakte (VDD/GND/ADCx; SP2 C23: ADC2, YGND8, YVDD6, ADC3, YGND7, YVDD5), anschließend C16, C17 (SP2 C1: C16*, C17*) auf ihre Plätze und zum Schluß den Elko 470 uF (C18; SP2 B1: C18*). Beim Elko auf die Polung achten: Er muss genau so sitzen wie sein Nachbar C1 (Minuspol schaut zum Beeper SND).

Die Sensoren lötet man an die Litzen der 3-poligen Steckbuchsen und steckt diese auf die neuen Kontakte.

Da manche Sensoren einen höheren Stromverbrauch haben, kann man die Stromversorgung an den VDD-Pins der ADC2/3-Stecker abschaltbar machen oder eine separate +5V-Spannung einspeisen. Siehe dazu den Abschnitt "Trennstellen - Getrennte Stromversorgung für ADC2/3" weiter unten!

====== ISP (In System Programming) ======
Der ATMEGA32 der M32 wird standardmäßig über den PROG/UART Stecker programmiert. Dazu befindet sich im Prozessor ein Bootloader-Programm. Wenn man stattdessen oder zusätzlich die ISP-Programmierung mit einem dafür geeigneten ISP-Programmier-Adapter nutzen will, kann man den Adapter an den gewinkelten ISP-Stecker auf der M32 anschließen.
Vorher sind aber ein paar "Umbauarbeiten" erforderlich.

[[Bild:RP6_M32_ISP.JPG|thumb|ISP]]

Man braucht dazu:
* 1-reihige Stiftleiste RM 2,54mm (z.B. 36-polig 732478)
* Einen SMD-Widerstand 10 kOhm (406376)
* Eine SMD-Diode LL 4148 (140902)
* Eine Codierbrücke (z.B. aus Set 742902)

Der SMD-Widerstand wird auf seinen Platz (R1; SP1 A3: R1*) neben dem XBUS2-Stecker gelötet, danach die Diode LL 4148 (D2; SP1 B3: D2*). Die Kathode (Strich) der Diode zeigt in Richtung des Quarzes (X1). Zwischen R1 und C1 befinden sich drei Lötpunkte (beschriftet mit ISP/DEBUG - BOOTLOAD; SP1 A34: YRST1..3), auf die eine 3-polige Stiftleiste gelötet werden muss. Vorher muss eine kurze Leiterbahn zwischen den Lötpunkten BOOTLOAD aufgetrennt werden. Die Leiterbahn befindet sich auf der Lötseite der Platine und muss mit einem scharfen Messer oder einem speziellen Leiterbahn-Unterbrecher zwischen den beiden Lötpunkten unterbrochen werden. Man sollte anschließend mit einem Widerstandsmeßgerät nachmessen: Es sollte keine Verbindung mehr zwischen den Lötpunkten bestehen.
Man trennt dann von der 1-reihigen Stiftleiste 3 Kontakte ab und lötet sie auf die beschriebenen drei Lötpunkte.

Wenn man jetzt eine Codierbrücke auf die mit "BOOTLOAD" beschrifteten Pins steckt, bleibt alles unverändert: Die Programmierung erfolgt weiter über den PROG/UART-Stecker mithilfe des Bootloaders im Prozessor. Wird die Codierbrücke in Stellung "ISP/DEBUG" umgesteckt, kann der Prozessor mit ISP programmiert werden.

Vorsicht: Das Bootloader-Programm kann dabei zerstört werden! Es müssen zusätzlich Fusebits des ATMEGA32 verändert werden.

Dabei kann der Prozessor im schlimmsten Fall nicht mehr ansprechbar sein. Man sollte diesen Umbau und die ISP-Programmierung nur machen, wenn man genau weiß, was man macht!

Eine Kopie des Bootloaders und eine Kurzanleitung zum Einstellen der Fusebits gibt es hier:
[http://www.arexx.com/rp6/downloads/RP6_M32_BOOTLOADER.zip RP6_M32_BOOTLOADER]

====== JTAG ====== [[Bild:RP6_M32_JTAG.JPG|thumb|JTAG]]
Die Programmierung und ein Debuggen sind auch mit der JTAG-Schnittstelle möglich. Das ist nur zu empfehlen, wenn man Erfahrungen mitbringt, oder der Prozessor der M32 durch eine ISP-Falschprogrammierung z.B. nicht mehr ansprechbar ist.
Um die JTAG-Schnittstelle nutzen zu können, muss der ISP-Umbau durchgeführt worden sein und die dort beschriebene Codierbrücke auf "ISP/DEBUG" gesteckt sein. Der JTAG-Programmer kann dann an die Lötpunkte "JTAG" zwischen ISP- und I/O-Stecker angeschlossen werden.

Man braucht dazu:
* 2-reihige Stiftleiste RM 2,54mm (z.B. 2x36-polig 742007)
Man trennt von der 2-reihigen Stiftleiste 2x5 Kontakte ab und lötet sie auf die 10 JTAG-Lötpunkte (SP2 A12: YTDI, YTDO, YTMS, YTCK, YTRST, YVDD3/4, YGND3/4, YNC). Hier kann jetzt der JTAG-Programmer z.B. mit einem 10-poligen Flachkabel-Stecker angeschlossen werden. Um das JTAG-Interface des ATMEGA32 nutzen zu können, müssen Änderungen an den Fusebits vorgenommen werden.

Vorsicht: Man sollte die JTAG-Programmierung und Fusebit-Manipulationen nur machen, wenn man genau weiß, was man macht!

====== USRBUS ======
Die 14 Kontakte der beiden USRBUS-Stecker sind auf der M32 nirgendwo angeschlossen, sondern können über die Lötpunkte Y1..Y14 mit beliebigen Punkten auf der M32 verbunden werden.

[[Bild:RP6_M32_USRBUS.JPG|thumb|USRBUS]]

Ich würde auf Y1..Y14 eine Stiftleiste löten, damit die USRBUS-Belegung geändert werden kann.

Man braucht dazu:
* 2-reihige Stiftleiste RM 2,54mm (z.B. 2x36-polig 742007)
* Einige Steckbuchsen mit Litze

Man trennt von der 2-reihigen Stiftleiste 2x7 Kontakte ab und lötet sie auf die Punkte Y1..Y14 (SP2 E3: Y1..Y14) neben dem Wannenstecker USRBUS2. Wird die M32 über Flachkabel mit einem USRBUS-Stecker auf einer RP6 Experimentierplatine (EP) und/oder mit dem RP6 selbst verbunden, dann hat man mit allen mit dem USRBUS verbundenen Platinen eine direkte 14-polige Verbindung,- eben den "User Bus". Den kann man dann nutzen, wie man will. Auf der M32 kann man mit Steckbuchsen die Pins Y1..Y14 mit anderen Pins verbinden.

Beispiel: Verbindet man den Pin "ADC2" mit Y1 des USRBUS, dann steht der Eingang ADC2 auf allen an den USRBUS angeschlossenen Platinen an Y1 zur Verfügung. Man braucht also diesen Eingang nicht über ein eigenes Kabel auf eine EP zu führen, sondern kann dazu den USRBUS nehmen. Dadurch bleibt der Gesamtaufbau auf dem RP6 übersichtlich und komplett trennbar (man braucht nur die Stecker XBUS und USRBUS abzuziehen!).

Wichtig: Man sollte gut dokumentieren, wie man den USRBUS am RP6 (vorn und hinten getrennt!), auf EPs und der M32/M128 benutzt! Sonst kann es bei einer anderen Anordnung von EPs zu USRBUS Konflikten/Kurzschlüssen kommen.

====== Schieberegister kaskadieren ====== [[Bild:RP6_M32_SPI.JPG|thumb|SPI]]
Auf der M32 wird ein 8-Bit Schieberegister-Baustein (IC3: 74HC4094D) dazu gebraucht, vier Status-LEDs (LED1..LED4) und ein LCD (am Stecker LCD) anzusteuern. Durch Schieberegister kann man Port-Pins gewinnen, wenn die Pins des Prozessors nicht ausreichen.

Solche Schieberegister kann man "kaskadieren", d.h. weitere identische Bausteine einbauen, die weitere Port-Pins zur Verfügung stellen. Wenn man zusätzliche 74HC4094 einsetzen will, wird man das am besten auf einer EP aufbauen. Die Anschlüsse für diese Schieberegister werden auf der M32 an einer 6-poligen Reihe von Lötpunkten (beschriftet mit MISO, STR, MOSI, SCK, QS, QS*; SP1 D3: YQS1/2, YMOSI, YSCK, YSTR, YMISO) links von IC3 zur Verfügung gestellt.

Wenn man diese 6 Signalleitungen auf eine EP führen will, gibt es dafür zwei Möglichkeiten:
* a) Direkte 6-polige Kabelverbindung von den oben beschriebenen Lötpunkten zur EP
* b) Nutzung des USRBUS, um die 6 Signale zur EP zu führen
Wenn man im Abschnitt "USRBUS" den entsprechenden Umbau gemacht hat, würde ich b) empfehlen! Man könnte dafür eine 6-polige Stiftleiste auf die o.g. Lötpunkte auflöten und 1:1 z.B. mit den Pins Y4, Y6, Y8, Y10, Y12, Y14 des USRBUS verbinden. Dann kann man auf der EP weitere Schieberegister- und SPI-Bausteine (z.B. SPI-EEPROMs, RFM12 Transceiver o.ä.) aufbauen.

Man braucht dazu:
* 1-reihige Stiftleiste RM 2,54mm (z.B. 36-polig 732478)
* Steckbuchsen mit Litze
Man trennt von der 1-reihigen Stiftleiste 6 Kontakte ab und lötet sie auf die beschriebenen sechs Lötpunkte auf der M32. Mit den Steckbuchsen mit Litze wird dann die Verbindung entweder direkt zur EP (Option a) oder über den USRBUS zur EP (Option b) hergestellt.

====== VDD/GND/+UB Anschluß ====== [[Bild:RP6_M32_VDDGNDUB.JPG|thumb|RP6 M32 VDD GND +UB]]
VDD, GND und +UB (SP2 C3: YUB1, YGND1/2/5, YVDD1/2) kann man auf der M32 an diesen Lötpunkten abnehmen.

Natürlich kann man hier auch Stiftleisten auflöten.

Auf der anderen Platinenseite (zwischen dem USRBUS1 und ISP Stecker) befinden sich zusätzlich noch 2 weitere Lötpunkte, an denen man VDD und GND kontaktieren kann.

====== Serielle Schnittstelle ====== [[Bild:RP6_M32_RST.JPG|thumb|RP6 M32 RST]]
Neben dem PROG/UART Stecker befinden sich 5 Lötpunkte mit den Signalen RST, TX, RX, GND, VDD (SP2 BC3: YRX, YTX, YRST, YVDD, YGND). Hier kann z.B. eine 5-polige Stiftleiste aufgelötet werden, um einen Anschluß an die serielle Schnittstelle zu ermöglichen.

Von diesen 5 Lötpunkten könnte z.B. auch eine Verbindung zum USRBUS hergestellt werden, um die serielle Schnittstelle der M32 auf EPs zu führen.

====== MEM_CS2 ====== [[Bild:RP6_M32_MEM_CS2.JPG|thumb|RP6 M32 MEM_CS2]]
MEM_CS2 (M32 Microcontroller Pin PB1) kann man am IC5-Sockel an Pin 1 (SP1 A1: IC5*, Pin 1) kontaktieren. Falls IC5 nicht eingesetzt werden soll, kann man hier durch Einstecken eines Kabels in Pin 1 des IC5-Sockels PB1 nutzen und z.B. zum USRBUS führen.

===== Mess-/Kontaktpunkte =====
Hier geht es um Kontaktpunkte, an denen man z.B. den Logik-Pegel (High/Low) oder eine analoge Spannung messen kann. Natürlich kann man die Signale auch zur Weiterleitung auf eine EP kontaktieren, dies wird man aber normalerweise nicht brauchen.

====== M-Signal ====== [[Bild:RP6_M32_M_SIGNAL.JPG|thumb|RP6 M32 M-Signal]]
An diesem Messpunkt (SP1 E3: YM_SIGNAL) neben D1 kann man die Ausgangsspannung des Mikrofon-Verstärkers IC4 (SP1 E3: IC4) messen oder z.B. mit einem Oszilloskop darstellen.

===== Trennstellen =====
An diesen Stellen können Leiterbahnen unterbrochen werden, um Funktionen zu deaktivieren oder anders zu nutzen.

====== Getrennte Stromversorgung für ADC2/3 ======
Wenn man für die analogen Sensoren an ADC2/3 (siehe Abschnitt "Anschlüsse - Analoge Sensoren an ADC2/3" weiter oben!) eine GETRENNTE Stromversorgung vorsehen will und/oder mit Codierbrücke (oder MOSFET) die Stromversorgung abschaltbar machen möchte, muss man erst Vorarbeit leisten.
[[Bild:RP6_M32_SV.jpg|thumb|RP6 M32 SV]]

Man braucht dazu:
* 1-reihige Stiftleiste RM 2,54mm (z.B. 36-polig 732478)
* Evtl.: Eine Codierbrücke (z.B. aus Set 742902)
* Evtl.: Eine 1-polige Steckbuchse mit Litze zur ext. Stromversorgung
Es muss eine kurze Leiterbahn zwischen den Punkten "SV1" und "SV2" (SP2 B2: SV1, SV2) aufgetrennt werden. Die Leiterbahn befindet sich auf der Lötseite der Platine und muss mit einem scharfen Messer oder einem speziellen Leiterbahn-Unterbrecher zwischen den beiden Lötpunkten unterbrochen werden. Man sollte anschließend mit einem Widerstandsmeßgerät zwischen SV1 und SV2 nachmessen: Es sollte keine Verbindung mehr bestehen. Jetzt trennt man von der 1-reihigen Stiftleiste 2 Kontakte ab und lötet sie auf die Punkte SV1/SV2.

Man kann hier zunächst eine Codierbrücke aufstecken. Damit versorgt der RP6 Akku die Sensoren mit 5V an den Pins VDD. Möchte man später eine getrennte 5V-Spannung anlegen, zieht man einfach die Codierbrücke ab und speist die externe 5V-Spannung (mit einer 1-poligen Steckbuchse) am Pin SV2 ein. Achtung: An Pin SV1 wird dann nichts angeschlossen!

Anstelle der Codierbrücke kann man natürlich auch einen MOSFET anschließen, um die Sensoren per Software abschalten zu können.

====== Interrupt-Zuordnung ändern ======
Am XBUS stehen vier Interrupt-Pins (genannt INT1..INT3, INTU) zur Verfügung. INT1 ist auf der RP6 Base mit PA4 verbunden, auf der M32 mit PD2 (Prozessor INT0), auf der M128 mit PE5 (Prozessor INT5). Diese Tabelle zeigt die Verbindung aller Interruptleitungen auf den drei Platinen (RP6 Base, M32, M128) über den XBUS:
{| {{Blauetabelle}}
|XBUS Pin
|XBUS INTx
|RP6 Base Pin
|RP6 Base INTx
|RP6 M32 Pin
|RP6 M32 INTx
|RP6 M128 Pin
|RP6 M128 INTx
|-
|8
|INT1
|PA4
|kein
|PD2
|INT0
|PE5
|INT5
|-
|11
|INT2
|n.c.
|
|PD3
|INT1
|n.c.
|
|-
|9
|INT3
|n.c.
|
|PB2
|INT2
|PE6
|INT6
|-
|7
|INTU
|n.c.
|
|n.c.
|
|n.c.
|
|-
|}
Auf der M32 kann man die Interrupt-Zuordnung durch drei Codierbrücken (beschriftet mit I2-INTU, INT3-I3, I2-INT2; SP2 A3: YINT2/3/U, YI2_1/2, YI3) ändern.

[[Bild:RP6_M32_INTx.JPG|thumb|INTx]]

Man braucht dazu:
* 2-reihige Stiftleiste RM 2,54mm (z.B. 2x36-polig 742007)
* Drei Codierbrücken (z.B. aus Set 742902)
Vor dem Auflöten der Stiftleiste müssen zwei kurze Leiterbahnen zwischen zwei Lötpunkten aufgetrennt werden, und zwar zwischen den Lötpunkten INT3-I3 und I2-INT2. Die Leiterbahnen müssen mit einem scharfen Messer oder einem speziellen Leiterbahn-Unterbrecher zwischen den beiden Lötpunkten unterbrochen werden. Man sollte anschließend mit einem Widerstandsmeßgerät nachmessen: Es sollte keine Verbindung mehr zwischen INT3-I3 und I2-INT2 bestehen. Man trennt dann von der 2-reihigen Stiftleiste 2x3 Kontakte ab und lötet sie auf das weiß umrahmte Feld mit der o.g. Beschriftung.

Hier kann man auf INT3-I3 und I2-INT2 je eine Codierbrücke aufstecken, wenn man die Standard-Belegung beibehalten will. Steckt man auf I2-INTU eine Codierbrücke, dann ist INTU des XBUS mit Pin PD3 (I2) der M32 verbunden. Wenn man keine der Codierbrücken aufsteckt, sind die Pins PD3 (I2) und PB2 (I3) des M32-Prozessors nicht mehr mit dem XBUS verbunden und können anders verwendet werden. Auf der M32 kann man dann z.B. auch andere Verbindungen zum XBUS herstellen, indem man auf die Pins INT2, INT3 oder INTU Kabelverbindungen aufsteckt.

====== ADC0 und ADC1 frei nutzen ======
Auf der M32 ist ADC0 fest mit dem Mikrofon (MIC) und ADC1 mit den Tastern T1..T5 (KEYPAD) verbunden. Wenn man diese ADC-Eingänge für andere Sensoren benötigt, kann man das Mikrofon und die Taster von den Eingängen abtrennen.

[[Bild:RP6_M32_MIC_KEY.JPG|thumb|MIC_KEYPAD]]

Man braucht dazu:
* 1-reihige Stiftleiste RM 2,54mm (z.B. 36-polig 732478)
* Eine Codierbrücke (z.B. aus Set 742902)

MIC/ADC0:
Es muss eine kurze Leiterbahn zwischen zwei Lötpunkten aufgetrennt werden, die sich zwischen R2 und C19 befinden (SP1 D4: YM1, YM2). Die Leiterbahn muss mit einem scharfen Messer oder einem speziellen Leiterbahn-Unterbrecher zwischen den beiden Lötpunkten unterbrochen werden. Man sollte anschließend mit einem Widerstandsmeßgerät nachmessen: Es sollte keine Verbindung mehr bestehen. Vorsicht: Nicht R2 beschädigen! Damit ist das Mikrofon auf der M32 ohne Funktion und ADC0 kann anders genutzt werden. ADC0 ist dann am oberen Lötpunkt zwischen R2 und C19 verfügbar, dort müßte eine Kabelverbindung angelötet werden.
Soll das Mikrofon später doch wieder an ADC0 angeschlossen werden, verbindet man die beiden Lötpunkte zwischen R2 und C19 einfach mit etwas Lötzinn oder mit einem SMD Null Ohm Widerstand.

KEYPAD/ADC1:
Es muss eine kurze Leiterbahn zwischen zwei Lötpunkten aufgetrennt werden, die sich unterhalb von R15 befinden (SP1 D2: YKP1, YKP2). Die Leiterbahn befindet sich auf der Lötseite der Platine und muss mit einem scharfen Messer oder einem speziellen Leiterbahn-Unterbrecher zwischen den beiden Lötpunkten unterbrochen werden. Man sollte anschließend mit einem Widerstandsmeßgerät nachmessen: Es sollte keine Verbindung mehr bestehen. Jetzt trennt man von der 1-reihigen Stiftleiste 2 Kontakte ab und lötet sie auf die beiden Punkte unterhalb von R15. Hier kann man jetzt eine Codierbrücke aufstecken, wenn man die Taster weiter benutzen will. Wenn die Brücke abgezogen ist, sind die Taster ohne Funktion und ADC1 kann anders genutzt werden. ADC1 ist dann am linken Pin der 2-poligen Stiftleiste unterhalb von R15 verfügbar.

=== RP6 CCPRO M128 Platine===

[[Bild:CCPRO M128 k-1-.jpg|Das CCPRO M128]]

====Technische Daten====
{| {{Blauetabelle}}
|'''Mikrocontroller:'''
|Steckplatz für ein C-Control PRO MEGA128 Modul mit einem ATMEGA128
|-
|'''Speicher:'''
|128 kB [[Flash]]-Speicher, davon 4 kB bereits vom Bootloader belegt 
4 kB SRAM intern 
64 kB SRAM extern 
4 kB [[EEPROM]]
|-
|'''Programmierung:'''
|Über CCPRO-IDE
|-
|'''Vorhandene Sensoren:'''
|1 12bit I²C Temperatursensor 
19 I/O-Ports, davon 8 ADCs, 3 PWM (Servos) und 2 I/Os für eine weitere serielle Schnittstelle (UART)
|-
|'''Vorhandene Aktoren:'''
|1 Beeper 
5 Status-LEDs 
1 LC-Display-Port 
1 Sockel für ein I²C-Bus EEPROM vom Typ 24(L)Cxxx
|-
|'''Abmessungen:'''
|(L × B × H) 112 × 90 × 21 mm
|-
|'''Ausführung:'''
|Fertig aufgebautes Erweiterungsmodul
|-
|'''Stromversorgung:'''
|6 AA NiMH Akkus (über die RP6 Base)
|-
|'''Hersteller:'''
|Arexx Niederlande
|}

====Umbauoptionen====
Auf der CCPRO M128 kann leider nicht so viel umgebaut werden:

* I2C-EEPROM
* Freie Nutzung von PORTA* und PORTC*
* USRBUS
* A16-/PD4-Nutzung

Im Text gibt es Verweise auf den Schaltplan der CCPRO M128 (RP6_CCPRO_M128_Schematic.PDF) in der Form: (SP2 B1: Bauteil). Dies bedeutet, dass man das Bauteil auf Blatt 2 des M128-Schaltplans im Feld B1 finden kann.

Bei den Materialangaben ist öfter die Rede von "Steckbuchsen mit Litze". Diese Steckbuchsen mit angelöteter Litze können auf die ein- oder zweireihigen Stiftleisten aufgesteckt werden. Leider gibt es sie nicht (mehr) fertig konfektioniert bei CONRAD. Die einreihigen Steckbuchsen (RM 2,54mm) kann man aber z.B. bei [http://www.elv.de/output/controller.aspx ELV] bekommen: 2-polig (68-016635), 3-polig (68-022503) und 5-polig (68-023073). An sie muss man dann noch Litzen in der entsprechenden Länge selbst anlöten.

=====I2C-EEPROM=====
Zum Einsetzen eines I2C-EEPROMS (IC6; SP2 C1: IC6) braucht man nichts umzubauen. Man kauft einfach ein passendes EEPROM des Typs 24(L)Cxxxx-P und setzt es auf seinen Sockel, Kerbe zum oberen Platinenrand.

Mögliche Typen (erhältlich z.B. bei [http://www.digikey.de/ Digi-Key] oder bei [http://www.reichelt.de./ Reichelt]):
* AT24C128 (AT24C128-10PU-2.7-ND)
* AT24C256 (AT24C256-10PU-2.7-ND)
* AT24C512 (AT24C512-10PU-2.7-ND)
* AT24C1024 (AT24C1024-10PI-2.7-ND)

=====Anschlüsse=====
Hier wird aufgelistet, wo man auf der M128 Platine Anschlüsse nutzen kann, um sie z.B. zu weiteren Sensoren, zum USRBUS oder (weniger empfehlenswert!) direkt zu EPs, zur RP6 Base oder zur M32 zu führen.

======Freie Nutzung von PORTA* und PORTC*======
Um PORTA* und PORTC* frei nutzen zu können (für weitere I/O-Ports), muss man auf das externe SRAM verzichten, was nicht sehr ratsam ist. Mehr I/O-Ports kann man alternativ durch I/O Expander gewinnen. Falls man das SRAM trotzdem deaktivieren will, hier die Anleitung.

Für den Umbau braucht man:
* Wannenstecker 2x5-polig gerade RM 2,54mm (z.B. [http://www.reichelt.de./ Reichelt] WSL 10G)
* 1-reihige Stiftleiste RM 2,54mm (z.B. 36-polig 732478)
* Eine Codierbrücke (z.B. aus Set 742902)
[[Bild:RP6_M128_PortA.JPG|thumb|PORTA*]]

Für die Bestückung von PORTA* (SP2 AB2: Stecker PORTA*) lötet man den Wannenstecker hier (siehe Abb. PORTA*) auf.
[[Bild:RP6_M128_PortC.JPG|thumb|PORTC*]]

Für die Bestückung von PORTC* (SP1 A2: PC0..7, YGND1) trennt man von der 1-reihigen Stiftleiste 9 Kontakte ab und lötet sie auf die PORTC*-Lötpunkte (siehe Abb. PORTC*).

Dann muss noch der SRAM-Enable Jumper (SP1 EF1: Y27..29) bestückt werden:

[[Bild:RP6_M128_EN_SRAM.JPG|EN_SRAM]]

Man trennt von der 1-reihigen Stiftleiste 3 Kontakte ab und lötet sie auf die abgebildeten Lötpunkte. Vorher muss eine Leiterbahn auf der Lötseite der Platine zwischen den ENABLE-Lötpunkten aufgetrennt werden.
Wenn das SRAM wie bisher genutzt werden soll, steckt man die Codierbrücke auf die Stellung "ENABLE". Will man stattdessen Port A und Port C frei nutzen (und damit auf SRAM verzichten!), kommt die Codierbrücke auf "DISABLE".

======USRBUS======
Auf die 14 Kontakte neben dem Wannenstecker USRBUS2 ist noch nichts gelötet.

[[Bild:RP6_M128_USRBUS.JPG|thumb|USRBUS]]

Ich würde auf Y1..Y14 eine Stiftleiste löten, damit die USRBUS-Belegung geändert werden kann.

Man braucht dazu:
* 2-reihige Stiftleiste RM 2,54mm (z.B. 2x36-polig 742007)
* Einige Steckbuchsen mit Litze

Man trennt von der 2-reihigen Stiftleiste 2x7 Kontakte ab und lötet sie auf die Punkte Y1..Y14 (SP2 E234: Y1..Y14) neben dem Wannenstecker USRBUS2. Wird die M128 über Flachkabel mit einem USRBUS-Stecker auf einer RP6 Experimentierplatine (EP) und/oder mit dem RP6 selbst verbunden, dann hat man mit allen mit dem USRBUS verbundenen Platinen eine direkte 14-polige Verbindung,- eben den "User Bus". Den kann man dann nutzen, wie man will. Auf der M128 kann man mit Steckbuchsen die Pins Y1..Y14 mit anderen Pins verbinden.

Beispiel: Verbindet man den Pin "ADC4" mit Y1 des USRBUS, dann steht der Eingang ADC4 auf allen an den USRBUS angeschlossenen Platinen an Y1 zur Verfügung. Man braucht also diesen Eingang nicht über ein eigenes Kabel auf eine EP zu führen, sondern kann dazu den USRBUS nehmen. Dadurch bleibt der Gesamtaufbau auf dem RP6 übersichtlich und komplett trennbar (man braucht nur die Stecker XBUS und USRBUS abzuziehen!).

Wichtig: Man sollte gut dokumentieren, wie man den USRBUS am RP6 (vorn und hinten getrennt!), auf EPs und der M128 benutzt! Sonst kann es bei einer anderen Anordnung von EPs zu USRBUS Konflikten/Kurzschlüssen kommen.

======IC5 ALERT====== [[Bild:RP6_M128_IC5_ALERT.JPG|thumb|IC5 ALERT]]
Dieser Lötpunkt (SP2 C2: AL) neben IC5 ist der Anschluß ALERT (Pin 3) des I2C-Temperatursensors TCN75A (SP2 C2: IC5).

Dies ist ein Open-Drain Ausgang, der ein Alarm-Signal ausgibt, wenn die Temperatur die eingestellten Grenzen über-/unterschreitet (siehe auch Datenblatt des Sensors (TCN75A.pdf), Abschnitt 5.3.4!). Wenn man ALERT auf einen Eingang des Microcontrollers führen will, muß man auch noch einen Pullup-Widerstand vorsehen oder den internen Pullup des uC-Eingangs aktivieren.

======VDD/GND Anschluß====== [[Bild:RP6_M128_VDDGND.JPG|thumb|VDD GND]]
Auf der CCPRO M128 gibt es 2 Lötpunkte (SP1 E34: YVDD3, YGND4) zwischen R5 und C7 bzw. direkt neben der Codierbrücke (SP1 E3: YL9, YL10) zum Deaktivieren von LED5.

Hier könnte man VDD und GND kontaktieren. VDD ist der Lötpunkt, der näher an R5 liegt.

=====Trennstellen=====
An diesen Stellen können Leiterbahnen unterbrochen werden, um Funktionen zu deaktivieren oder anders zu nutzen.

======A16-/PD4-Nutzung====== [[Bild:RP6_M128_A16.JPG|thumb|A16/PD4]]

Auf der CCPRO M128 gibt es ein 3-poliges Feld von Lötpunkten (SP2 AB1: PD4, A16, GND) unter dem CCPRO MEGA128 Modul (IC1). Standardmässig ist A16 des SRAM (IC3) hier auf GND gelegt. Damit kann man PD4 des Prozessors (ICP1) frei nutzen.

Will man A16 des SRAM mit PD4 schaltbar machen, muss man eine Leiterbahn auf der Bestückungsseite zwischen den oberen zwei der drei Lötpunkte auftrennen und die anderen (unteren) beiden Lötpunkte mit etwas Lötzinn oder einem SMD Null Ohm Widerstand verbinden.

Der Sinn dieses Umbaus besteht darin, dass man danach anstelle von 64kB nun die vollen 128kB SRAM des IC3 adressieren kann. Man muss dann aber PD4 selbst schalten, da C-Control PRO ab Version 1.50 nur 64kB ext. SRAM ansteuern kann. Immerhin könnte man dann 2 Blöcke à je 64kB nutzen und mit PD4 zwischen beiden Blöcken umschalten.

Ob CCPRO damit klar kommt: Wohl kaum! Ich würde daher diesen Umbau nicht durchführen.

== Zubehör und Ersatzteile ==
Von [http://www.conrad.de/ce/ CONRAD] gibt es z.B.

* das LC-Display [http://www.conrad.de/ce/de/product/190911/LC-DISPLAY-16-X-2-KONFEKTIONIERT 190911], welches an die M32 und an die CCPRO M128 angeschlossen werden kann.
* einen IR-Ball [http://www.conrad.de/ce/de/product/191437/INFRAROT-BALL-FUeR-ROBOTER-FUssBALL 191437]
* eine IR-Fernbedienung [http://www.conrad.de/ce/de/product/340720/PROMO-8-UNIVERSALFERNBEDIENUNG 340720]
* Ersatzräder [http://www.conrad.de/ce/de/product/191307/ANTRIEBSRAD-RP5RP6 191307]
* Ersatzzahnräder [http://www.conrad.de/ce/de/product/191346/SCHRAeG-ZAHNRAeDERSATZ-RP5RP6 191346]
* Ersatzraupen [http://www.conrad.de/ce/de/product/191333/RAUPENSATZ-RP5RP6 191333]

===Displays===
Die vorkonfektionierten Displays kann man zum Ausgeben von Texten, Sensordaten und kleinen Animationen benutzen. Sie können an die M32 und die CCPRO M128 angeschlossen werden.

Diese 16x2 Zeichen Displays sind bisher lieferbar:

* LC-Display (190911)
* OLED-Display (197622)
* Backlight-Display (191621)

Das LCD ist weiterhin lieferbar, zeitweise (2007/08) gab es unter dieser Bestellnummer eine Version, die zu klein (66 x 37mm) war, um sie auf der M32 oder der CCPRO M128 zu montieren.

Das OLED-Display ist zur Zeit (Juli 2011) nicht lieferbar.

Neu im Angebot ist das Backlight-Display.

Diese Displays können mit 4 M3-Abstandbolzen 25 mm (Bestell-Nr. 526665) und 4 Muttern M3 (z.B. aus 815624), sowie 4 Schrauben M3 (z.B. aus 815322) auf der M32 oder CCPRO M128 befestigt werden. Leider sind die Befestigungslöcher der Displays zu klein für ein M3-Gewinde, so dass man die Löcher sehr vorsichtig auf 3..3,2 mm erweitern muss.

===IR-Ball===
Den IR-Ball kann man benutzen um mit dem RP6 Fußball oder ähnliches zu spielen.

===IR-Fernbedienung===
[[Bild:RP6_RC.jpg|thumb|2 RC5 Fernbedinungen]]
Mit der IR-Fernbedienung kann der RP6 wie ein ferngesteuertes Auto verwendet werden. Im Beispielprogramm "Example_08_TV_REMOTE" im Ordner mit den RP6-Base-Demos wird das noch genauer erläutert.

===Ersatzräder===
===Ersatzzahnräder===
===Ersatzraupen===

==RP6v2==
Der [http://www.conrad.de/ce/de/product/191584/RP6-V2-ROBOTERSYSTEM/ RP6v2] (191584) wurde am 27.02.2012 von [[Benutzer:SlyD|SlyD]] angekündigt (siehe Weblinks!). Er ist eine leicht verbesserte Version des RP6. Der RP6v2 ist softwarekompatibel zum RP6. Alle Erweiterungsmodule können auch mit dem RP6v2 eingesetzt werden.
Folgende Details haben sich beim RP6v2 geändert:
* Neue Drehgeber
** Justierung dank neuer Sensortechnik üblicherweise nicht mehr erforderlich
** leicht zugängliches und deutlich größeres Potentiometer
** Potis nur noch zur Feinjustierung erforderlich
* Zusätzliche Steckverbinder (im RP6 schon seit 2010 verbaut)
** vom Mainboard zu den Drehgebern
** vom Mainboard zu den Motoren
* Neue Anschlüsse (Steckverbinder / Stiftleisten)
** 2 3-polige ADC Anschlüsse mit VDD/GND inkl. zusätzlichem Stützkondensator
** 2 4-polige VDD Anschlüsse (je 2x +5V und 2x GND)
** 1 3-poliger +UB Anschluß (1x +UB, 2x GND)
** 1 5-polige Stiftleiste für den I2C Bus und VDD/GND
** 1 8-poliger EXT Steckverbinder (JST-Wannenstecker)
** 2 4-polige Steckverbinder (LIO1/LIO2) für die I/O-Pins von 4 LEDs und VDD/GND
* Hauptsicherung
** von 2,5A auf 3,15A erhöht
* Motortreiber
** leistungsfähigere und robustere MOSFETs
* Experimentierplatine
** gehört nicht mehr zum Lieferumfang

==Programmierung==
Um diesen Grundlagenartikel zum RP6 nicht immer länger werden zu lassen, habe ich den Teil zur Programmierung des RP6 ausgelagert: [[RP6 - Programmierung]]

==Erfahrungsberichte==

...in Arbeit...(kann aber gerne ergänzt werden)

==Siehe auch==
* [[RP6 - Programmierung]]
* [[CCRP5]]
* [[Yeti]]
* [[Asuro]]
* [[C't-Bot]]

==Weblinks==

* [http://www.pcwelt.de/start/gaming_fun/gadgets/news/84558/ PC-Welt-Artikel]

* Ankündigung des RP6 und der RP6 CONTROL M32 im [http://www.arexx.com/forum/viewtopic.php?t=370 AREXX Support Forum]
* Ankündigung der RP6 CCPRO M128 im [http://www.arexx.com/forum/viewtopic.php?f=19&t=834&start=0 AREXX Support Forum] und im [http://www.roboternetz.de/community/threads/42228-RP6-C-Control-PRO-MEGA128-Erweiterungsmodul-Website-online RoboterNETZ]
* Ankündigung des RP6v2 im [http://www.roboternetz.de/community/threads/56964-NEWS-RP6v2-die-neue-Version-2-des-RP6-Robot-Systems RoboterNETZ] und im [http://www.arexx.com/forum/viewtopic.php?f=19&t=1778 AREXX Support Forum]
* [http://www.arexx.com/rp6 AREXX RP6 Startseite]
* [http://www.arexx.com/forum/viewforum.php?f=19 AREXX Support Forum]
* [http://www.arexx.com/rp6/html/de/soft_doc_ccpro.htm AREXX CCPRO M128 Seite]

* [http://www.conrad.de/ce/de/product/191524/RP6-ROBOTERSYSTEM RP6 bei CONRAD]
* [http://www.c-control.de/c-control-pro/c-control-pro/startseite_c-control-pro.html C-Control PRO Startseite]
* [http://ccpro.cc2net.de/forum/ C-Control PRO Forum]

* [http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewforum.php?f=49 Roboternetz RP6 Forum]
* "Geburt" des Wiki im RN-Forum: [http://www.roboternetz.de/community/threads/32793-RP6-Wiki-Artikel RP6-Wiki-Artikel]

[[Kategorie:Robotikeinstieg]]
[[Kategorie:Praxis]]

==Autoren==
--[[Benutzer:Sloti|Sloti]] 22:23, 29. Dez 2007 (CET)

--[[Benutzer:Tobias1|Tobias1]] 18:30, 06. Apr 2010 (CET)

--[[Benutzer:Dirk|Dirk]] 18:29, 08. Mär 2012 (CET)

RP6 - Programmierung

2012-02-03T13:22:19Z

Radbruch: /* Bug-Report */

[[Bild:Overview de.gif|Der RP6]]

==Allgemein==
In diesem Artikel geht es um die Programmierung des RP6 und seiner Erweiterungsplatinen RP6 CONTROL M32 und RP6 CCPRO M128.

Zu den Grundlagen des RP6 gibt es eine eigene Seite: [[RP6]]

==RP6Loader==
Der RP6Loader ist [http://www.arexx.com/rp6/html/de/software.htm hier] zu finden. Der RP6Loader ist ein JAVA-Programm, das den RP6 oder die M32 über deren serielle Schnittstelle mit einem PC verbindet.

Das Programm verfügt über folgende Funktionen:
* Statusfenster mit RP6-Akku Spannungsanzeige
* Flash Loader (Programme hochladen und starten, Programmspeicher löschen)
* HexViewer (Inhalt der HEX-Datei ansehen)
* Terminal (Zeichen über die serielle Schnittstelle senden/empfangen)
* Displays (Grafische Hilfen zur Encoder-Einstellung)
* Log (Protokoll-Datei zur Fehlereingrenzung)
Der RP6Loader kann alle seine Funktionen nur mit dem Bootloader-Programm in der RP6 Base und M32 ausspielen. Entscheidet man sich für die ISP-Programmierung mit Löschen des Bootloaders, bleibt vom Funktionsumfang eigentlich nur das Terminal übrig.

===Loader Versionen===
Hier eine Tabelle der (mir) bekannten RP6Loader Versionen für die RP6 Base und M32:
{| {{Blauetabelle}}
|ZIP-Datum
|Version
|Bemerkungen
|Examples
|-
|03.08.2007
|1.1c
|ab Win2k SP4 (XP, VISTA, W7)
|
|-
|05.09.2007
|1.1e - JRE1.5
|JRE5, Version für Win98SE/ME
|
|-
|07.09.2007
|1.1c
|wie 03.08.2007 (?)
|
|-
|28.09.2007
|1.2
|ab 1.2: \n wird gesendet
|ab 16.10.2007
|-
|30.09.2007
|1.2
|wie 28.09.2007 (?)
|
|-
|17.12.2007
|1.4 - BETA
|ab 1.4: neuer Encodertest
|neuer Selftest!
|-
|23.12.2007
|1.4 - BETA
|spezielle Testversion
|
|-
|28.03.2008
|1.4c
|diese Version gibt's auch für Linux 64bit
|
|-
|}

===Geeignete Terminals===
Der RP6Loader enthält u.a. eine Terminal-Funktion. Stattdessen kann man auch andere Terminals mit besserem Funktionsumfang einsetzen.

====HTerm====
Dieses Terminal-Programm [http://www.der-hammer.info/terminal/ HTerm] wurde von [[Benutzer:SlyD|SlyD]] empfohlen. Die Konfiguration zeigt dieses [http://www.arexx.com/rp6/downloads/HTerm_RP6.gif Bild].

====ZOC====
[[Benutzer:radbruch|radbruch]] hat [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?48073-VT100-Ansi-Terminal-für-den-RP6 hier] darauf hingewiesen, dass es ein schönes, sogar farbiges Terminal-Programm [http://www.emtec.com/download.htm ZOC] gibt, das man gut anstelle des Terminals im RP6Loader einsetzen kann.

===Projekte===
* [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?51352-RP6FlashWriter-Der-Opensource-RP6-Loader RP6FlashWriter: Der Opensource RP6 Loader]
* [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?43909-RP6Loader-für-.Net-oder-CLR-Schreiben RP6Loader für .Net oder CLR Schreiben]
* [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?53832-rpyutils-0.1-Loader-amp-Term-in-python-für-linux rpyutils 0.1 Loader und Term in Python für Linux]
* ...

==RP6 Base und CONTROL M32==
Der RP6 (191524) und die M32 (191550) können frei in C programmiert werden. Dies wird durch die umfangreiche Funktionsbibliothek und die detailliert beschriebene Anleitung auch Anfängern sehr leicht gemacht. Die Software, die zur Programmierung verwendet wird (WinAVR), ist ausschließlich Freeware und kann entweder der CD entnommen oder aus dem Internet ([http://www.arexx.com/rp6/html/de/software.htm hier]) heruntergeladen werden.

===Demo-Programme===
Die RP6 Base und M32 Demo Programme sind [http://www.arexx.com/rp6/html/de/software.htm hier] zu finden.

====RP6 Base====
Ein Programm für die RP6 Base kann zum Beispiel so aussehen:

<pre>

#include "RP6RobotBaseLib.h"

int main(void)
{
initRobotBase(); // Mikrocontroller initialisieren

powerON(); // Encoder und Motorstromsensoren anschalten (WICHTIG!!!)

setLEDs(0b111111); // Alle LEDs anschalten

moveAtSpeed(100,100); // Beide Motoren fahren mit Geschwindigkeit 100

while(true)
{
task_motionControl(); // Geschwindigkeit einstellen
task_ADC(); // Wird wegen der Motorstromsensoren aufgerufen
}
return 0;

}

</pre>

In dem Programm würde der RP6 als erstes alle LEDs anschalten und dann endlos mit Geschwindigkeit 100 geradeaus fahren, ohne Hindernisse zu berücksichtigen.

====CONTROL M32====
Noch ein Beispiel für die M32:

<pre>

// Includes:

#include "RP6ControlLib.h" // IMMER einbinden!!!

int main(void)
{
initRP6Control(); // IMMER als ERSTES aufrufen!!!
initLCD(); // Das LCD starten. Muss IMMER aufgerufen werden, BEVOR das LCD verwendet wird!
setLEDs(0b1111); // Alle LEDs ein
mSleep(500); // Eine halbe Sekunde warten
setLEDs(0b0000); // Alle LEDs aus
sound(180,80,25); // 2 mal Piepsen
sound(220,80,0);
showScreenLCD("################", "################"); // Etwas auf dem Display zeigen
mSleep(1500); // Warten
showScreenLCD("<<RP6 Control>>", "<<LC - DISPLAY>>"); //
mSleep(2500); // Warten
showScreenLCD("Hello World", "Example Program");
mSleep(2500); //Warten
clearLCD(); // Das LCD löschen

while(true)
{
mSleep(1500); // Ewig warten...
}
return 0;
}

</pre>

===Library===
Die Library für die RP6 Base und CONTROL M32 besteht aus folgenden 13 Dateien:
{| {{Blauetabelle}}
|Library
|Datei
|Funktion
|-
|RP6
|RP6Config.h
|RP6 Hardware-Konfiguration
|-
|RP6Base
|RP6RobotBase.h
|RP6Base Definitionen
|-
|RP6Base
|RP6RobotBaseLib.h
|RP6Base Library Header
|-
|RP6Base
|RP6RobotBaseLib.c
|RP6Base Library
|-
|CONTROL M32
|RP6Control.h
|CONTROL M32 Definitionen
|-
|CONTROL M32
|RP6ControlLib.h
|CONTROL M32 Library Header
|-
|CONTROL M32
|RP6ControlLib.c
|CONTROL M32 Library
|-
|RP6uart
|RP6uart.h
|RS232 Funktionen Header
|-
|RP6uart
|RP6uart.c
|RS232 Funktionen
|-
|RP6I2CmasterTWI
|RP6I2CmasterTWI.h
|I2C Master Funktionen Header
|-
|RP6I2CmasterTWI
|RP6I2CmasterTWI.c
|I2C Master Funktionen
|-
|RP6I2CslaveTWI
|RP6I2CslaveTWI.h
|I2C Slave Funktionen Header
|-
|RP6I2CslaveTWI
|RP6I2CslaveTWI.c
|I2C Slave Funktionen
|-
|}

====Versionen====
Hier eine Tabelle der (mir) bekannten Library Versionen der RP6 Base und M32:
{| {{Blauetabelle}}
|ZIP-Datum
|VERSION_
|RP6
|RP6Control
|RP6LIB_VERSION
|RP6Config.h
|BaseLib
|ControlLib
|UartLib
|MasterTWI
|SlaveTWI
|-
|07.06.2007
|1.0
|1.0
|1.0
|nein
|1.0_16.05.07
|1.0_10.04.07
|1.0_16.05.07
|1.0_10.04.07
|1.0_16.05.07
|1.0_16.05.07
|-
|08.07.2007
|1.0
|1.0
|1.0
|nein
|1.0_16.05.07
|1.0_10.04.07
|1.0_16.05.07
|1.0_10.04.07
|1.0_16.05.07
|1.0_16.05.07
|-
|31.07.2007
|1.1
|1.1
|1.0
|nein
|1.1_27.07.07
|1.1_27.07.07
|1.0_16.05.07
|1.0_10.04.07
|1.0_16.05.07
|1.0_16.05.07
|-
|07.08.2007
|1.2
|1.2_07.08.07
|1.0
|nein
|1.2_07.08.07
|1.2_07.08.07
|1.0_16.05.07
|1.0_10.04.07
|1.0_16.05.07
|1.0_16.05.07
|-
|11.08.2007
|1.2
|1.2_07.08.07
|1.0
|nein
|1.2_07.08.07
|1.2_07.08.07
|1.0_16.05.07
|1.0_10.04.07
|1.0_16.05.07
|1.0_16.05.07
|-
|28.09.2007
|1.3
|1.3_25.09.07
|1.1
|nein
|1.2_07.08.07
|1.3_25.09.07
|1.1
|1.1_10.09.07
|1.0_16.05.07
|1.0_16.05.07
|-
|16.10.2007
|1.3
|1.3_25.09.07
|1.1
|13
|1.2_07.08.07
|1.3_25.09.07
|1.1
|1.1_10.09.07
|1.0_16.05.07
|1.0_16.05.07
|-
|10.05.2008
|1.4
|1.4_29.04.08
|1.1
|13
|1.2_07.08.07
|1.4_29.04.08
|1.1
|1.1_10.09.07
|1.0_16.05.07
|1.0_16.05.07
|-
|15.09.2008
|1.5
|1.5_12.09.08
|1.2
|13
|1.2_07.08.07
|1.4_29.04.08
|1.1
|1.1_10.09.07
|1.0_16.05.07
|1.0_16.05.07
|-
|13.03.2010
|1.5
|1.5_12.09.08
|1.3beta
|15
|
|
|1.3beta
|
|
|
|}
In der 1. Spalte findet ihr das Datum der RP6Examples.zip Datei, in der die Library enthalten ist. Die 2. Spalte nennt die Version, die im Dateinamen der VERSION_x.x.txt Datei als x.x vorkommt. In der 3. und 4. Spalte steht die Versionsangabe der RP6Library und RP6ControlLibrary laut Angabe in der VERSION_x.x.txt Datei.

In der 5. Spalte gebe ich den Wert der Konstante RP6LIB_VERSION an. Es gibt sie erst ab den Examples vom 16.10.2007. In den Spalten 6 bis 11 führe ich nacheinander die Versionsnummern und ggf. das in der Datei genannte Datum der Header-Datei/Library an: RP6Config.h, BaseLib, ControlLib, UartLib, MasterTWI, SlaveTWI.

Die jeweils aktuelle Library ist in den Demo-Programmen auf der AREXX Homepage enthalten. Link siehe oben!
Die RP6Control Library in der Version 1.3beta vom 13.03.2010 könnt ihr
[http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47198-RP6Control-M32-Neue-Library-Version-1.3beta hier] finden.

====RP6RobotBase====
Die RP6 Base Library existiert inzwischen in der Version 1.4 vom 29.04.2008. Gegenüber der Version 1.0 vom 10.04.2007 wurden neben Bugfixes auch einige Verbesserungen vorgenommen:
* Power On LED Funktion
* ACS Einstellungen in die RP6Config.h verlagert (um sie ändern zu können)
* Universelle Timer Variable mit 100 us Auflösung
* Anpassung an neuere WinAVR Versionen

=====Konfiguration=====
Die wesentlichen Hardware-Konfigurationen des RP6 sind in der "RP6Config.h" zu finden. Sie enthält Festlegungen zu:
* Encoder-Auflösung
* Rotations-Faktor
* Geschwindigkeits-Messintervall
* Power On Warnung
* ACS
Diese Header-Datei wird standardmäßig auch in die RP6RobotBase Library eingebunden.

=====Port-Verwendung=====
Die Verwendung der Ports des RP6 Microcontrollers wird festgelegt in der Header-Datei "RP6RobotBase.h". In dieser Datei wird auch noch Folgendes aufgeführt:
* Quarzfrequenz (F_CPU)
* True/false Definition
* Verschiedene Macros
* Baudrate der seriellen Schnittstelle
Hier eine Tabelle mit den Port-Definitionen für die RP6 Base:
Erklärung der Spalten:
Port -> Atmel Portpin Bezeichnung
Name -> Atmel Funktionsbezeichnung
In/Out -> Eingang (In) oder Ausgang (Out)
Pullup -> Falls Eingang: Pullup ein- (1) oder ausgeschaltet (0)
Wert -> Falls Ausgang: Logikpegel high (1) oder low (0)
Funktion -> Schnittstellenfunktion
Bezeichnung -> Portpin Bezeichnung der Library
Stecker -> Portpin verfügbar an STECKER: Pin
Anmerkungen -> Kommentare (ADC_xxxxx: ADC-Kanal Bezeichnung)
{| {{Blauetabelle}}
|Port
|Name
|In/Out
|Pullup
|Wert
|Funktion
|Bezeichnung
|Stecker
|Anmerkungen
|-
|PA0
|ADC0
|In
|0
|
|
|ADC0
|ADC0: 3
|ADC_ADC0 (frei)
|-
|PA1
|ADC1
|In
|0
|
|
|ADC1
|ADC1: 3
|ADC_ADC1 (frei)
|-
|PA2
|ADC2
|In
|0
|
|
|LS_R
|
|ADC_LS_R
|-
|PA3
|ADC3
|In
|0
|
|
|LS_L
|
|ADC_LS_L
|-
|PA4
|ADC4
|In/(Out)
|0
|
|
|E_INT1 (INT1)
|XBUS: 8
|XBUS INT1
|-
|PA5
|ADC5
|In
|0
|
|
|MCURRENT_R *
|
|ADC_MCURRENT_R
|-
|PA6
|ADC6
|In
|0
|
|
|MCURRENT_L *
|
|ADC_MCURRENT_L
|-
|PA7
|ADC7
|In
|0
|
|
|UBAT *
|
|ADC_BAT
|-
|PB0
|T0/XCK
|Out
|
|0
|
|SL6
|
|Status LED 6
|-
|PB1
|T1
|Out
|
|0
|
|SL5
|
|Status LED 5 ***
|-
|PB2
|AIN0/INT2
|In
|0
|
|
|ACS (INT2)
|
|IR Empfänger (TSOP)
|-
|PB3
|AIN1/OC0
|Out
|
|0
|
|ACS_PWRH
|
|ACS Sendedioden HiPwr
|-
|PB4
|SS
|Out
|
|0
|
|PWRON
|
|Power On **
|-
|PB5
|MOSI
|In
|0
|
|ISP
|START
|ISP: 1
|Start/Stop-Taster
|-
|PB6
|MISO
|Out
|
|0
|ISP
|ACS_L
|ISP: 9
|ACS Sendediode links
|-
|PB7
|SCK
|Out
|
|0
|ISP
|SL4
|ISP: 7
|Status LED 4 ***
|-
|PC0
|SCL
|In/Out ²
|0
|
|I2C-Bus
|SCL
|XBUS: 10
|XBUS SCL
|-
|PC1
|SDA
|In/Out
|0
|
|I2C-Bus
|SDA
|XBUS: 12
|XBUS SDA
|-
|PC2
|TCK
|Out
|
|0
|JTAG
|DIR_L *
|
|Fahrtrichtung linke Kette
|-
|PC3
|TMS
|Out
|
|0
|JTAG
|DIR_R *
|
|Fahrtrichtung rechte Kette
|-
|PC4
|TDO
|Out
|
|0
|JTAG
|SL1
|
|Status LED 1 ***
|-
|PC5
|TDI
|Out
|
|0
|JTAG
|SL2
|
|Status LED 2 ***
|-
|PC6
|TOSC1
|Out
|
|0
|
|SL3
|
|Status LED 3
|-
|PC7
|TOSC2
|Out
|
|0
|
|ACS_R
|
|ACS Sendediode rechts
|-
|PD0
|RXD
|In
|1
|
|RS232
|RX
|PRG/U: 2
|
|-
|PD1
|TXD
|Out
|
|0
|RS232
|TX
|PRG/U: 3
|
|-
|PD2
|INT0
|In
|0
|
|
|ENC_L
|
|Radencoder links
|-
|PD3
|INT1
|In
|0
|
|
|ENC_R
|
|Radencoder rechts
|-
|PD4
|OC1B
|Out
|
|0
|
|MOTOR_L *
|
|PWM Motor links
|-
|PD5
|OC1A
|Out
|
|0
|
|MOTOR_R *
|
|PWM Motor rechts
|-
|PD6
|ICP
|Out
|
|0
|
|ACS_PWR
|
|ACS Sendedioden Power
|-
|PD7
|OC2
|Out
|
|0
|
|IRCOMM
|
|IRCOMM Sendedioden
|-
|}
Zeichen:
* Standard-Belegung! Über Jumper/Lötbrücke änderbar.
** Power On für Radencoder, IR-Empfänger *, Stromsensoren *, PWRON-LED *
*** Zusätzlicher Anschluß von Bumpern oder Tastern möglich!
² I2C-Master: Out, Slave: In

=====Timer-Nutzung=====
Die Nutzung der Timer wird in der RP6Base Library in der Funktion initRobotBase() am Ende der Datei RP6RobotBaseLib.c festgelegt.

======Timer 0======
Timer 0 arbeitet in der RP6Base Library im CTC-Modus (Mode 2) mit einem Vorteiler von 8 und nutzt als TOP-Wert OCR0. Bei einem Wert von 99 für OCR0 errechnet sich ein Zyklus von 100 us bei einer Quarzfrequenz von 8 MHz.

Der Zyklus von 100 us wird genutzt für:
* Verzögerungen (sleep, mSleep)
* Stopwatches
* RC5 Empfang
* Timer Variable
* Geschwindigkeits-Messung
* Weiche PWM-Anpassung und automatische PWM-Abschaltung
* ACS Timing
* Blinken der Power On LED
* Überstrom Zeitmessung
* Bumper Check Intervall Zeitmessung
* Selbsttest: Duty cycle Messung

======Timer 1======
Timer 1 arbeitet im phasenrichtigen (phase correct) PWM-Modus (Mode 10) mit einem Vorteiler von 1 (kein Vorteiler!) und nutzt als TOP-Wert ICR1. Bei einem Maximalwert von 210 für ICR1 errechnet sich eine PWM-Frequenz von ca. 19048 Hz.

Die PWM wird genutzt für:
* Geschwindigkeitsregelung der Motoren

======Timer 2======
Der Timer 2 arbeitet im CTC-Modus (Mode 2) mit einem Vorteiler von 1 (kein Vorteiler!) und nutzt als TOP-Wert OCR2. Bei einem Wert von 110 (= 0x6E) für OCR2 errechnet sich eine Frequenz von ca. 72072 Hz.

Die 72 kHz Frequenz wird genutzt für:
* ACS

====RP6Control====
Die RP6Control Library gibt es inzwischen in der Version 1.1 vom 28.09.2007 (evtl. existiert auch eine Version 1.2 vom 12.09.2008 ??). Von [[Benutzer:Dirk|Dirk]] wurde [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47198-RP6Control-M32-Neue-Library-Version-1.3beta hier] eine Version 1.3beta veröffentlicht mit folgenden Verbesserungen:
* Neue Task ADC
* Funktionen für die freien I/O-Portpins
* Tonfrequenz-Konstanten für den Beeper

=====Konfiguration=====
Die wesentlichen Hardware-Konfigurationen des RP6 sind in der "RP6Config.h" zu finden. Sie enthält Festlegungen zu:
* Encoder-Auflösung
* Rotations-Faktor
* Geschwindigkeits-Messintervall
* Power On Warnung
* ACS
Diese Header-Datei wird standardmäßig auch in die RP6Control Library eingebunden.

=====Port-Verwendung=====
Die Verwendung der Ports des RP6 CONTROL M32 Microcontrollers wird festgelegt in der Header-Datei "RP6Control.h". In dieser Datei wird auch noch Folgendes aufgeführt:
* Quarzfrequenz (F_CPU)
* True/false Definition
* Baudrate der seriellen Schnittstelle
Hier eine Tabelle mit den Port-Definitionen der M32:
Erklärung der Spalten:
Port -> Atmel Portpin Bezeichnung
Name -> Atmel Funktionsbezeichnung
In/Out -> Eingang (In) oder Ausgang (Out)
Pullup -> Falls Eingang: Pullup ein- (1) oder ausgeschaltet (0)
Wert -> Falls Ausgang: Logikpegel high (1) oder low (0)
Funktion -> Schnittstellenfunktion
Bezeichnung -> Portpin Bezeichnung der Library
Stecker -> Portpin verfügbar an STECKER: Pin
Anmerkungen -> Kommentare (ADC_xxxxx: ADC-Kanal Bezeichnung)
{| {{Blauetabelle}}
|Port
|Name
|In/Out
|Pullup
|Wert
|Funktion
|Bezeichnung
|Stecker
|Anmerkungen
|-
|PA0
|ADC0
|In
|0
|
|
|MIC *
|
|ADC_MIC
|-
|PA1
|ADC1
|In
|0
|
|
|KEYPAD *
|
|ADC_KEYPAD
|-
|PA2
|ADC2
|In
|0
|
|
|ADC2
|ADC: 2, ADC2: 3
|ADC_2 (frei)
|-
|PA3
|ADC3
|In
|0
|
|
|ADC3
|ADC: 1, ADC3: 3
|ADC_3 (frei)
|-
|PA4
|ADC4
|In/(Out)
|0
|
|
|ADC4
|ADC: 3
|ADC_4 (frei)
|-
|PA5
|ADC5
|In
|0
|
|
|ADC5
|ADC: 5
|ADC_5 (frei)
|-
|PA6
|ADC6
|In
|0
|
|
|ADC6
|ADC: 7
|ADC_6 (frei)
|-
|PA7
|ADC7
|In
|0
|
|
|ADC7
|ADC: 9
|ADC_7 (frei)
|-
|PB0
|T0/XCK
|Out
|
|1
|
|MEM_CS
|
|EEPROM Chip Select
|-
|PB1
|T1
|Out
|
|1
|
|MEM_CS2
|
|EEPROM Chip Select 2 **
|-
|PB2
|AIN0/INT2
|In
|1
|
|
|EINT3 (INT2) *
|XBUS: 9
|XBUS INT3
|-
|PB3
|AIN1/OC0
|Out
|
|0
|
|LCD_RS
|LCD: 4
|LCD RS
|-
|PB4
|SS
|Out
|
|0
|
|LCD_EN
|LCD: 6
|LCD EN
|-
|PB5
|MOSI
|Out
|
|0
|ISP
|MOSI
|ISP: 1
|EEPROM SI
|-
|PB6
|MISO
|In
|0
|
|ISP
|MISO
|ISP: 9
|EEPROM SO
|-
|PB7
|SCK
|Out
|
|0
|ISP
|SCK
|ISP: 7
|EEPROM SCK
|-
|PC0
|SCL
|In/Out ²
|0
|
|I2C-Bus
|SCL
|XBUS: 10
|XBUS SCL
|-
|PC1
|SDA
|In/Out
|0
|
|I2C-Bus
|SDA
|XBUS: 12
|XBUS SDA
|-
|PC2
|TCK
|In/Out
|1
|
|JTAG
|IO_PC2
|I/O: 7
|frei
|-
|PC3
|TMS
|In/Out
|1
|
|JTAG
|IO_PC3
|I/O: 5
|frei
|-
|PC4
|TDO
|In/Out
|1
|
|JTAG
|IO_PC4
|I/O: 6
|frei
|-
|PC5
|TDI
|In/Out
|1
|
|JTAG
|IO_PC5
|I/O: 3
|frei
|-
|PC6
|TOSC1
|In/Out
|1
|
|
|IO_PC6
|I/O: 4
|frei
|-
|PC7
|TOSC2
|In/Out
|1
|
|
|IO_PC7
|I/O: 1
|frei
|-
|PD0
|RXD
|In
|0
|
|RS232
|RX
|PRG/U: 2
|
|-
|PD1
|TXD
|Out
|
|0
|RS232
|TX
|PRG/U: 3
|
|-
|PD2
|INT0
|In
|0
|
|
|EINT1 (INT0)
|XBUS: 8
|XBUS INT1
|-
|PD3
|INT1
|In
|0
|
|
|EINT2 (INT1) *
|XBUS: 11
|XBUS INT2
|-
|PD4
|OC1B
|Out
|
|0
|
|STR
|
|IC3 STR
|-
|PD5
|OC1A
|In/Out
|1
|
|
|IO_PD5
|I/O: 9
|frei
|-
|PD6
|ICP
|In/Out
|1
|
|
|IO_PD6
|I/O: 8
|frei
|-
|PD7
|OC2
|Out
|
|0
|
|BUZ
|
|Beeper
|-
|}
Zeichen:
* Standard-Belegung! Über Jumper/Lötbrücke änderbar.
** Frei nutzbar. wenn kein 2. EEPROM (IC5) eingesetzt ist!
² I2C-Master: Out, Slave: In

=====Timer-Nutzung=====
Die Nutzung der Timer wird in der CONTROL M32 Library in der Funktion initRP6Control() am Ende der Datei RP6ControlLib.c festgelegt.

======Timer 0======
Timer 0 arbeitet in der M32 Library im CTC-Modus (Mode 2) mit einem Vorteiler von 8 und nutzt als TOP-Wert OCR0. Bei einem Wert von 199 für OCR0 errechnet sich ein Zyklus von 100 us bei einer Quarzfrequenz von 16 MHz.

Der Zyklus von 100 us wird genutzt für:
* Verzögerungen (sleep, mSleep)
* Stopwatches
* Timer Variable
* Sound timing

======Timer 1======
Timer 1 ist in der M32 Library nicht genutzt und kann beliebig in eigenen Programmen eingesetzt werden.

======Timer 2======
Der Timer 2 arbeitet im Normal-Modus (Mode 0). Der Wert von OCR2 bestimmt die Frequenz.

Die von Timer 2 erzeugte Frequenz wird genutzt für:
* Beeper

====RP6uart====
Diese Library stellt Funktionen für die serielle Kommunikation zur Verfügung. Sie kann auf der RP6 Base und M32 eingesetzt werden. Die aktuelle Version ist seit dem 10.09.2007 die Version 1.1. Gegenüber der Version 1.0 vom 10.04.2007 sind die Empfangsfunktionen jetzt Interrupt-basiert und verfügen über einen Ringpuffer.

Die RP6uart Library ist standardmäßig in die RP6Base und CONTROL M32 Library eingebunden.

====RP6I2Cmaster/slaveTWI====
Diese Library (bestehend aus einer Master- und einer Slave-Library) stellt Funktionen für die I2C-Kommunikation zur Verfügung. Die Library, die es in der Version 1.0 unverändert bereits seit dem 16.05.2007 gibt, läßt sich sowohl auf der RP6Base, als auch auf der M32 nutzen. Beide Plattformen können I2C-Master oder -Slave sein.

=====Bug-Report=====
Dieser interessante [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?51816-Dicker-Fehler-in-der-RP6I2CmasterTWI.h-der-RP6Lib-Bugfix Thread] von [[Benutzer:RolfD|RolfD]] dreht sich um Fehler in dieser Lib und deren Fix.

===WinAVR===
Die neueste Version von [[WinAVR]] kann man [http://sourceforge.net/projects/winavr/files/ hier] herunterladen.
WinAVR ist eine fertige Windows-Einrichtung eines Editors (Programmer's Notepad 2) und eines C-Compilers für Atmel AVR-Microcontroller (AVR-GCC).

Zu empfehlen ist ein Blick in folgende Anleitungen, die in der WinAVR-Installation enthalten sind:
* WinAVR-user-manual.html (Benutzer-Handbuch im Stammverzeichnis)
* pn2.chm (PN2 Hilfe-Datei im Unterverzeichnis \pn\help)

====Programmer's Notepad 2====
Programmer's Notepad 2 (PN2) ist der Editor von WinAVR, mit dem man Programme schreibt.

====GCC====
[http://gcc.gnu.org/ GCC] ist eine Sammlung von Compilern, die auch eine C-Variante enthält (AVR-GCC), die für die Programmierung von AVR-Microcontrollern eingesetzt wird. In AVR-GCC wird auch der RP6 programmiert. In seiner Anleitung gibt es einen "C - Crashkurs" (Kapitel 4.4.).

Zusätzlich ist u.a. in der WinAVR-Installation folgende Referenz zu allen Definitionen und Funktionen der AVR-GCC-Libraries enthalten:
* avr-libc-user-manual.pdf (Handbuch im Unterverzeichnis \doc\avr-libc)

Es gibt gute Tutorials, um die Sprache zu lernen:
* [[Avr-gcc]]
* [[C-Tutorial]]
* [http://www.c-howto.de/tutorial.html Das C Tutorial (deutsch)]
* [http://c.baeumle-courth.eu/ Einiges zu ANSI-C]

Darüber hinaus gibt es natürlich auch Bücher:
* [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47538-Suche-C-Buch-für-Einstieg Suche C-Buch für Einstieg]

===Projekte===
Ohne Anspruch auf Vollständigkeit habe ich hier Links zu wichtigen Software-Projekten für die RP6Base und die M32 aufgelistet. Wichtig war mir dabei, dass es sich um direkt nutzbare und vollständige Programme oder Libraries handelt.

... kann gern ergänzt werden ...

====RP6 Base====
* Library:
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?31931-Domino-Day-für-den-RP6&p=302166&viewfull=1#post302166 Minimale Lib für den RP6]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php/47114-RP6Control-M32-Rechteck-Generator?p=453225&viewfull=1#post453225 RP6uart_2 Lib]
* LCD Ansteuerung (Demo, Library):
** [http://www.roboternetz.de/community/threads/37232-LCD-an-RP6-Base LCD an RP6 Base]
* Servoansteuerung (Grundlagen, Demos, Library):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?30877-RP6-Servo-Ansteuerung RP6 Servo Ansteuerung]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?31931-Domino-Day-für-den-RP6 Domino Day für den RP6]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?33909-Minimallösung-Servo-Sensor Minimallösung Servo-Sensor]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?41287-Libverträgliche-Servo-ISR Libverträgliche Servo-ISR]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?40052-RP6Base-Library-für-8-Servos RP6Base Library für 8 Servos]
* Ansteuerung externer I2C-Hardware (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?30930-RP6-Beispiel-RTC-PCF8583 RP6 Beispiel RTC PCF8583]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?30830-RP6-Beispiel-Devantech-CMPS03 RP6 Beispiel Devantech CMPS03]
* Kamera Minimallösung (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?29906-Minimallösung-Kamera-für-den-RP6 Minimallösung Kamera für den RP6]
* [http://www.rn-wissen.de/index.php/RP6_Kamera_-_Mitmach-Projekt Kamera-Projekt] (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?48057-RP6Base-Video-Grabber-1 RP6Base Video Grabber 1]
* Clock (Library):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?30257-RP6(Control)-Einfache-Clock-Library RP6 Einfache Clock Library]
* DCF77-Decoder/Clock (Library):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?30731-RP6(Control)-DCF77-Library RP6 DCF77 Library]
* Linienfolger (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/threads/34328-RP6-Linienfolger RP6 Linienfolger]
* PC-Fernsteuerung (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?53885-RP6-und-Funk RP6 und Funk]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47704-RP6-Remotrol-1.3-Die-Opensource-RP6-Fernsteuerung RP6 Remotrol 1.3]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?54162-Gemeinschaftsprojekt-RP6-Remotrol-2.0 Gemeinschaftsprojekt RP6 Remotrol 2.0]
* RC-Fernsteuerung (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?32928-RP6-und-RC RP6 und RC]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47147-Fernsteuerung-für-den-RP6 Fernsteuerung für den RP6]
* IR-Fernsteuerung (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?52370-RP6_TV_-Remote RP6_TV_ Remote]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?51851-Servos-mittels-TV-Remote-steuern Servos mittels TV-Remote steuern]
* IR-Kommunikation (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?29313-gelöst-Einfache-IR-Kommunikation-für-den-RP6 Einfache IR Kommunikation für den RP6]
* RP6 und BASCOM (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?30719-rp6-mit-bascom-(kleiner-anfang) RP6 mit BASCOM (kleiner Anfang)]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?30738-rp6-mit-bascom-und-fernbedienung-rc5 RP6 mit BASCOM und Fernbedienung RC5]
* RP6 und LabView (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/threads/54946-Der-Robby-und-LabView Der Robby und LabView]
* Verschiedenes:
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?40508-Maussensor-an-RP6 Maussensor an RP6]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?46581-Feuerwehrbot-Roboterwettbewerb-Der-Gewinner-ist... Feuerwehrbot Roboterwettbewerb]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47843-Projekt-RP6-mit-Snake-Vision Projekt RP6 mit Snake Vision]
** [http://www.roboternetz.de/community/threads/56098-First-release-of-rp6simul-a-simulator-for-the-RP6-and-m32 RP6 und M32 Simulator]
** ...

====CONTROL M32====
* Library:
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47198-RP6Control-M32-Neue-Library-Version-1.3beta RP6Control M32 Library Version 1.3beta]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php/47114-RP6Control-M32-Rechteck-Generator?p=453225&viewfull=1#post453225 RP6uart_2 Lib]
* Servoansteuerung (Library):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?40090-RP6Control-M32-Library-für-8-Servos RP6Control M32 Library für 8 Servos]
* Ansteuerung des zweiten SPI-EEPROMs (Library):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?38922-RP6Control-Library-für-2.-SPI-EEPROM-(IC5) RP6Control Library für 2. SPI-EEPROM (IC5)]
* Messgeräte (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47114-RP6Control-M32-Rechteck-Generator RP6Control M32 Rechteck Generator]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47088-RP6Control-M32-Impulslängen-Messgerät RP6Control M32 Impulslängen Messgerät]
* [http://www.rn-wissen.de/index.php/RP6_Kamera_-_Mitmach-Projekt Kamera-Projekt] (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?48167-RP6Control-M32-Video-Zeilenzähler-1 RP6Control M32 Video Zeilenzähler 1]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?48032-RP6Control-M32-Video-Grabber-1 RP6Control M32 Video Grabber 1]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?48207-RP6Control-M32-Helligkeits-Sensor RP6Control M32 Helligkeits Sensor]
* TRX433 (CS-8 C, 190045, Library):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?30111-RP6Control-Lib-für-den-433-MHz-Transceiver-CS-8-C RP6Control Lib für den 433 MHz Transceiver CS-8 C]
* Clock (Library):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?30257-RP6(Control)-Einfache-Clock-Library RP6 Einfache Clock Library]
* DCF77-Decoder/Clock (Library):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?30731-RP6(Control)-DCF77-Library RP6 DCF77 Library]
* Spiele (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?53345-RP6-Sammlung-von-Spielen-und-anderen-Mini-Programmen RP6 Sammlung von Spielen und anderen Mini-Programmen]
* PC-Fernsteuerung (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47704-RP6-Remotrol-1.3-Die-Opensource-RP6-Fernsteuerung RP6 Remotrol 1.3]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?54162-Gemeinschaftsprojekt-RP6-Remotrol-2.0 Gemeinschaftsprojekt RP6 Remotrol 2.0]
* Verschiedenes:
** [http://www.roboternetz.de/community/threads/56098-First-release-of-rp6simul-a-simulator-for-the-RP6-and-m32 RP6 und M32 Simulator]
** ...

==RP6 CCPRO M128==
Die RP6 CCPRO M128 Erweiterungsplatine (191563) hat zunächst keinen Microcontroller an Bord. Man muß daher das C-Control PRO MEGA128 Modul (198219) mit bestellen. Es gehört zum C-Control PRO System von CONRAD und enthält einen ATmega128 Microcontroller. Das CCPRO MEGA128 Modul wird in CompactC oder BASIC programmiert. Die Programme werden als Byte-Code von der IDE in das Modul geladen und dort von einem Byte-Code-Interpreter ausgeführt.

===Demo-Programme===
Die RP6 CCPRO M128 Demo Programme sind [http://www.arexx.com/rp6/html/de/soft_doc_ccpro.htm hier] zu finden.

====CompactC====
Hier ein Beispiel in CompactC:

<pre>

// WICHTIG: Immer die RP6CCLib mit einbinden:
#include "../../RP6CCLib/RP6CCLib.cc"

void main(void)
{
// WICHTIG! Immer als erstes aufrufen:
RP6_CCPRO_Init(); // Auf Startsignal warten, LCD und andere Dinge initialisieren !

// ------------------------------------------------------

// Zwei Zeilen Text mit dem LCD anzeigen:
showScreenLCD("RP6 CCPRO M128", "Hello World!");

// Zweimal piepsen:
beep(200,300,100); // Format: beep (<tonhöhe>, <dauer>, <pause>)
beep(100,100,100);

// 2 Sekunden Pause:
AbsDelay(2000);

// Untere Zeile im LCD löschen:
clearPosLCD(1,0,16);

// ------------------------------------------------------
// Lauflicht:
byte runLight, dir; // Variablen deklarieren
runLight = 1; // Lauflicht Variable
dir = 0; // Laufrichtung des Lauflichtes
while(true)
{
// LEDs setzen:
setLEDs(runLight);

// Laufrichtung wechseln wenn die äusseren LEDs erreicht wurden:
if(runLight >= 16) {
dir = 1;
// Laufrichtung im LCD anzeigen:
setCursorPosLCD(1,4);
printLCD("<<<<----");
}
else if (runLight <= 1) {
dir = 0;
// Laufrichtung im LCD anzeigen:
setCursorPosLCD(1,4);
printLCD("---->>>>");
}

// LED Bit weiter "shiften" - nach links oder rechts, je nach Richtung:
if(dir == 0)
runLight = runLight << 1;
else
runLight = runLight >> 1;

// 150ms Pause:
AbsDelay(150);
}
}

</pre>

====BASIC====
Hier das selbe Beispiel in BASIC:

<pre>

' WICHTIG: Immer die RP6CCLib mit einbinden:
#include "../../RP6CCLib/RP6CCLib.cbas"

Sub main()
Dim runLight, dir As Byte ' Variablen deklarieren

' WICHTIG! Immer als erstes aufrufen:
RP6_CCPRO_Init() ' Auf Startsignal warten, LCD und andere Dinge initialisieren!

' ------------------------------------------------------

' Zwei Zeilen Text mit dem LCD anzeigen:
showScreenLCD("RP6 CCPRO M128", "Hello World!")

' Zweimal piepsen:
beep(200,300,100) ' Format: beep (<tonhöhe>, <dauer>, <pause>)
beep(100,100,100)

' 2 Sekunde Pause:
AbsDelay(2000)

' Untere Zeile im LCD löschen:
clearPosLCD(1,0,16)

' ------------------------------------------------------
' Lauflicht:

runLight = 1 ' Lauflicht Variable
dir = 0 ' Laufrichtung des Lauflichtes
Do While True
setLEDs(runLight) ' LEDs setzen

' Laufrichtung wechseln wenn die äusseren LEDs erreicht wurden:
If runLight >= 16 Then
dir = 1
' Laufrichtung im LCD anzeigen:
setCursorPosLCD(1,4)
printLCD("<<<<----")
Else
If runLight <= 1 Then
dir = 0
' Laufrichtung im LCD anzeigen:
setCursorPosLCD(1,4)
printLCD("---->>>>")
End If
End If

' LED Bit weiter "shiften" - nach links oder rechts, je nach Richtung:
If dir = 0 Then
runLight = runLight << 1
Else
runLight = runLight >> 1
End If

AbsDelay(150) ' 150ms Pause
End While
End Sub

</pre>

===Library===
Die RP6 CCPRO M128 Library besteht aus den beiden Dateien RP6CClib.cc (CompactC) und RP6CClib.cbas (BASIC). Ihr Inhalt ist identisch.

====Versionen====
Hier eine Tabelle der (mir) bekannten Library Versionen der CCPRO M128:
{| {{Blauetabelle}}
|ZIP-Datum
|Version CompactC
|Version BASIC
|Bemerkungen
|-
|22.10.2008
|1.0_16.10.08
|1.0_07.10.08
|
|-
|31.01.2009
|1.0_16.10.08
|1.0_07.10.08
|wie 22.10.2008 (?)
|-
|}

====Konfiguration====
Die wesentlichen Hardware-Konfigurationen des RP6 finden sich am Anfang der M128 Library (RP6CClib). Dort steht eine Festlegung zur:
* Encoder-Auflösung

====Port-Verwendung====
Am Anfang der M128 Library (RP6CClib) werden Bezeichnungen für einige Portpins der RP6 CCPRO M128 definiert, siehe Abschnitt "C-Control Standard Port Konfiguration auf dem RP6 CCPRO M128 Modul". Diese Bezeichnungen kann man anstelle der Port-Bit Nummern verwenden, um das Programm selbsterklärender zu machen. Weitere Definitionen am Anfang der M128 Library:
* Port On/Port Off
* LF, CR, SPACE
* LED1..LED6

Die Festlegungen zur Verwendung der Ports des RP6 CCPRO M128 Microcontrollers finden sich am Ende der M128 Library in der Funktion RP6_CCPRO_Init(). Dort wird auch noch Folgendes gemacht:
* SPI initialisieren
* Schieberegister zurücksetzen
* Serielle Schnittstelle initialisieren
* I2C Modul initialisieren
* LCD initialisieren
Hier eine Tabelle mit den Port-Definitionen der M128:
Erklärung der Spalten:
Port -> Atmel Portpin Bezeichnung
Name -> Atmel Funktionsbezeichnung
In/Out -> Eingang (In) oder Ausgang (Out)
Pullup -> Falls Eingang: Pullup ein- (1) oder ausgeschaltet (0)
Wert -> Falls Ausgang: Logikpegel high (1) oder low (0)
Port-Bit -> CCPRO Port-Bit Nummer (0..52)
Bezeichnung -> Portpin Bezeichnung der Library
Stecker -> Portpin verfügbar an STECKER: Pin
Anmerkungen -> Kommentare
{| {{Blauetabelle}}
|Port
|Name
|In/Out
|Pullup
|Wert
|Port-Bit
|Bezeichnung
|Stecker
|Anmerkungen
|-
|PA0
|AD0
|
|
|
|0
|AD0 *
|PORTA: 2
|IC2/3 AD0
|-
|PA1
|AD1
|
|
|
|1
|AD1 *
|PORTA: 1
|IC2/3 AD1
|-
|PA2
|AD2
|
|
|
|2
|AD2 *
|PORTA: 3
|IC2/3 AD2
|-
|PA3
|AD3
|
|
|
|3
|AD3 *
|PORTA: 4
|IC2/3 AD3
|-
|PA4
|AD4
|
|
|
|4
|AD4 *
|PORTA: 5
|IC2/3 AD4
|-
|PA5
|AD5
|
|
|
|5
|AD5 *
|PORTA: 7
|IC2/3 AD5
|-
|PA6
|AD6
|
|
|
|6
|AD6 *
|PORTA: 6
|IC2/3 AD6
|-
|PA7
|AD7
|
|
|
|7
|AD7 *
|PORTA: 8
|IC2/3 AD7
|-
|PB0
|SS
|In
|**
|
|8
|PORT_SS
|SPI_I/O: 5
|frei
|-
|PB1
|SCK
|Out
|
|1
|9
|PORT_SCK
|SPI_I/O: 6
|IC4 CLK
|-
|PB2
|MOSI
|Out
|
|1
|10
|PORT_MOSI
|SPI_I/O: 3
|IC4 D
|-
|PB3
|MISO
|In
|
|
|11
|PORT_MISO
|SPI_I/O: 4
|frei
|-
|PB4
|OC0
|
|
|
|12
|PB4
|SPI_I/O: 2
|frei
|-
|PB5
|OC1A
|
|
|
|13
|PB5
|I/O: 1
|SERVO: 1, frei
|-
|PB6
|OC1B
|
|
|
|14
|PB6
|I/O: 3
|SERVO: 2, frei
|-
|PB7
|OC2/OC1C
|
|
|
|15
|PB7
|SPI_I/O: 1
|SERVO: 3, frei
|-
|PC0
|A8
|
|
|
|16
|A8 *
|PORTC: 1
|IC3 A8
|-
|PC1
|A9
|
|
|
|17
|A9 *
|PORTC: 2
|IC3 A9
|-
|PC2
|A10
|
|
|
|18
|A10 *
|PORTC: 3
|IC3 A10
|-
|PC3
|A11
|
|
|
|19
|A11 *
|PORTC: 4
|IC3 A11
|-
|PC4
|A12
|
|
|
|20
|A12 *
|PORTC: 5
|IC3 A12
|-
|PC5
|A13
|
|
|
|21
|A13 *
|PORTC: 6
|IC3 A13
|-
|PC6
|A14
|
|
|
|22
|A14 *
|PORTC: 7
|IC3 A14
|-
|PC7
|A15
|
|
|
|23
|A15 *
|PORTC: 8
|IC3 A15
|-
|PD0
|SCL/INT0
|In
|
|
|24
|PORT_SCL
|XBUS: 10
|XBUS SCL
|-
|PD1
|SDA/INT1
|In
|0
|
|25
|PORT_SDA
|XBUS: 12
|XBUS SDA
|-
|PD2
|RXD1/INT2
|
|
|
|26
|PORT_RXD1
|I/O: 8
|RX 1, frei
|-
|PD3
|TXD1/INT3
|
|
|
|27
|PORT_TXD1
|I/O: 7
|TX 1, frei
|-
|PD4
|ICP1
|
|
|
|28
|PD4 (A16) *
|I/O: 6
|frei (IC3 A16)
|-
|PD5
|XCK1
|Out
|
|0
|29
|PORT_LCD_EN
|LCD: 6
|LCD EN
|-
|PD6
|T1
|
|
|
|30
|PD6
|I/O: 4
|frei
|-
|PD7
|T2
|
|
|
|31
|PD7
|I/O: 2
|frei
|-
|PE0
|RXD0/PDI
|
|
|
|32
|PORT_RXD0
|PRG/U: 2
|RX 0
|-
|PE1
|TXD0/PDO
|
|
|
|33
|PORT_TXD0
|PRG/U: 3
|TX 0
|-
|PE2
|XCK0/AIN0
|Out
|
|0
|34
|PORT_STR
|
|IC4 STR
|-
|PE3
|OC3A/AIN1
|Out
|
|0
|35
|PORT_SND *
|I/O: 5
|Beeper
|-
|PE4
|OC3B/INT4
|In
|**
|
|36
|PORT_START
|PRG/U: 4 ²
|START_BOOT Taster
|-
|PE5
|OC3C/INT5
|In
|
|
|37
|PORT_PE5_INT *
|SPI_I/O: 7, XBUS: 8
|XBUS INT1
|-
|PE6
|T3/INT6
|In
|
|
|38
|PORT_PE6_INT *
|XBUS: 9
|XBUS INT3
|-
|PE7
|ICP3/INT7
|
|
|
|39
|PE7 (EXT-DATA)
|SPI_I/O: 8
|frei
|-
|PF0
|ADC0
|
|
|
|40
|ADC0
|ADC: 4
|frei
|-
|PF1
|ADC1
|
|
|
|41
|ADC1
|ADC: 1
|frei
|-
|PF2
|ADC2
|
|
|
|42
|ADC2
|ADC: 6
|frei
|-
|PF3
|ADC3
|
|
|
|43
|ADC3
|ADC: 3
|frei
|-
|PF4
|ADC4/TCK
|
|
|
|44
|ADC4
|ADC: 8
|YADC4, frei
|-
|PF5
|ADC5/TMS
|
|
|
|45
|ADC5
|ADC: 5
|frei
|-
|PF6
|ADC6/TDO
|
|
|
|46
|ADC6
|ADC: 7
|YADC6, frei
|-
|PF7
|ADC7/TDI
|
|
|
|47
|ADC7
|ADC: 2
|frei
|-
|PG0
|WR
|
|
|
|48
|WE
|
|IC3 WE/
|-
|PG1
|RD
|
|
|
|49
|OE
|
|IC3 OE/
|-
|PG2
|ALE
|
|
|
|50
|ALE
|
|IC2 C
|-
|PG3
|TOSC2
|Out
|
|0
|51
|PORT_LED1 *
|JP: YL1
|Status LED1
|-
|PG4
|TOSC1
|Out
|
|0
|52
|PORT_LED2 *
|JP: YL3
|Status LED2
|-
|}
Zeichen:
* Standard-Belegung! Über Jumper/Lötbrücke änderbar.
** Pullup-Widerstand 100 kOhm!
² Über Serienwiderstand 470 Ohm

====Timer-Nutzung====
Die Nutzung der Timer wird in der M128 Library in der Funktion RP6_CCPRO_Init() am Ende der Datei RP6CClib.cc oder RP6CClib.cbas festgelegt. Dort steht jedoch nur der Hinweis auf die Nutzung von Timer 3 für den Piezo Tongeber.

=====Timer 0=====
Frei für die eigene Nutzung.

=====Timer 1=====
Frei für die eigene Nutzung.

=====Timer 2=====
Interne CCPRO Zeitbasis (10ms Tick), z.B. für die Clock Funktion und die Thread-Ablaufsteuerung. Timer 2 kann vom eigenen Programm nicht anders konfiguriert werden, man kann aber den 10ms Tick im eigenen Programm nutzen.

=====Timer 3=====
Timer 3 wird in der Library für den Piezo Tongeber verwendet. Nutzt man die Funktionen beep(), beep_t() und die Macros sound(), sound_off() und tone() NICHT, kann man Timer 3 auch anders konfigurieren und nutzen.

===C-Control PRO===
[http://www.c-control.de/c-control-pro/c-control-pro/startseite_c-control-pro.html C-Control PRO] (CCPRO) ist eine Hardware- und Programmierumgebung von CONRAD. Sie ist angepaßt an die CCPRO Module MEGA32 und MEGA128. Das CCPRO MEGA128 Modul arbeitet auch auf der RP6 CCPRO M128 Erweiterungsplatine.

====IDE====
Die neueste Version der CCPRO-IDE und das CCPRO-Handbuch sind [http://www.c-control.de/c-control-pro/software,_treiber,_downloads/software,_treiber,_downloads.html hier] zu finden.

Um die Programmierung des C-Control PRO MEGA128 Moduls kennenzulernen, kann man sich auch die [http://www.c-control.de/c-control-pro/applikationen/applikationen.html Demo-Programme] ansehen. Achtung: Sie laufen nicht ohne Änderungen auf der RP6 CCPRO M128 Erweiterungsplatine!

====Projekte====
Derzeit gibt es nur ein interessantes Projekt als "Alternative" für die CCPRO IDE.

... kann gern ergänzt werden ...

=====CCPro-Loader=====
[http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42017-CCPro-Loader-C-Control-Pro-ohne-Interpreter-nutzbar Hier] gibt es den CCPro-Loader. Mit diesem Programm von [[Benutzer:messier|messier]] kann man HEX-Dateien, die man mit anderen Programmiersprachen erstellt hat, in das C-Control PRO MEGA128 Modul laden, ohne den Bootloader zu zerstören. Das eröffnet die Möglichkeit, das Modul nicht nur in CompactC oder BASIC (d.h. in Bytecode-Interpreter Sprachen) zu programmieren, sondern auch z.B. mit GCC oder BASCOM.

===Projekte===
Ohne Anspruch auf Vollständigkeit habe ich hier Links zu wichtigen Software-Projekten für die RP6 CCPRO M128 aufgelistet. Wichtig war mir dabei, dass es sich um direkt nutzbare und vollständige Programme oder Libraries handelt.

... kann gern ergänzt werden ...

====CompactC====
* Stopwatches (Library):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?48406-CCPRO-M128-Stopwatches-(CompactC) CCPRO M128 Stopwatches]
* DCF77-Decoder/Clock (Library):
** CCPRO M128 DCF77 Decoder [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42859-CCPRO-M128-DCF77-Decoder-1-(CompactC) Teil 1] und [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42860-CCPRO-M128-DCF77-Decoder-2-(CompactC) Teil 2]
** CCPRO M128 DCF Clock [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42983-CCPRO-M128-DCF-Clock-1-(CompactC) Teil 1] und [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42984-CCPRO-M128-DCF-Clock-2-(CompactC) Teil 2]
* Servo-Ansteuerung (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42950-CCPRO-M128-Demo-Servo-Ansteuerung CCPRO M128 Demo Servo Ansteuerung]
* PC-Fernsteuerung (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47704-RP6-Remotrol-1.3-Die-Opensource-RP6-Fernsteuerung RP6 Remotrol 1.3]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?54162-Gemeinschaftsprojekt-RP6-Remotrol-2.0 Gemeinschaftsprojekt RP6 Remotrol 2.0]

====BASIC====
* DCF77-Decoder/Clock (Library):
** CCPRO M128 DCF77 Decoder [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42861-CCPRO-M128-DCF77-Decoder-1-(CCPRO-BASIC) Teil 1] und [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42862-CCPRO-M128-DCF77-Decoder-2-(CCPRO-BASIC) Teil 2]
** CCPRO M128 DCF Clock [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42985-CCPRO-M128-DCF-Clock-1-(CCPRO-BASIC) Teil 1] und [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42986-CCPRO-M128-DCF-Clock-2-(CCPRO-BASIC) Teil 2]
* Servo-Ansteuerung (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42950-CCPRO-M128-Demo-Servo-Ansteuerung CCPRO M128 Demo Servo Ansteuerung]

==Erfahrungsberichte==

... kann gerne ergänzt werden ...

==Siehe auch==
* [[RP6]]
* [[CCRP5]]
* [[Yeti]]
* [[Asuro]]
* [[C't-Bot]]

==Weblinks==

* [http://www.arexx.com/forum/viewforum.php?f=19 AREXX Support Forum]

* [http://ccpro.cc2net.de/forum/ C-Control PRO Forum]

* [http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewforum.php?f=49 Roboternetz RP6 Forum]

[[Kategorie:Robotikeinstieg]]
[[Kategorie:Praxis]]

==Autoren==
--[[Benutzer:Sloti|Sloti]] 22:23, 29. Dez 2007 (CET)

--[[Benutzer:Tobias1|Tobias1]] 18:30, 06. April 2010 (CET)

--[[Benutzer:Dirk|Dirk]] 21:52, 31. Dez 2011 (CET)

RP6 - Programmierung

2012-02-03T13:20:38Z

Radbruch: /* Bug-Report */

[[Bild:Overview de.gif|Der RP6]]

==Allgemein==
In diesem Artikel geht es um die Programmierung des RP6 und seiner Erweiterungsplatinen RP6 CONTROL M32 und RP6 CCPRO M128.

Zu den Grundlagen des RP6 gibt es eine eigene Seite: [[RP6]]

==RP6Loader==
Der RP6Loader ist [http://www.arexx.com/rp6/html/de/software.htm hier] zu finden. Der RP6Loader ist ein JAVA-Programm, das den RP6 oder die M32 über deren serielle Schnittstelle mit einem PC verbindet.

Das Programm verfügt über folgende Funktionen:
* Statusfenster mit RP6-Akku Spannungsanzeige
* Flash Loader (Programme hochladen und starten, Programmspeicher löschen)
* HexViewer (Inhalt der HEX-Datei ansehen)
* Terminal (Zeichen über die serielle Schnittstelle senden/empfangen)
* Displays (Grafische Hilfen zur Encoder-Einstellung)
* Log (Protokoll-Datei zur Fehlereingrenzung)
Der RP6Loader kann alle seine Funktionen nur mit dem Bootloader-Programm in der RP6 Base und M32 ausspielen. Entscheidet man sich für die ISP-Programmierung mit Löschen des Bootloaders, bleibt vom Funktionsumfang eigentlich nur das Terminal übrig.

===Loader Versionen===
Hier eine Tabelle der (mir) bekannten RP6Loader Versionen für die RP6 Base und M32:
{| {{Blauetabelle}}
|ZIP-Datum
|Version
|Bemerkungen
|Examples
|-
|03.08.2007
|1.1c
|ab Win2k SP4 (XP, VISTA, W7)
|
|-
|05.09.2007
|1.1e - JRE1.5
|JRE5, Version für Win98SE/ME
|
|-
|07.09.2007
|1.1c
|wie 03.08.2007 (?)
|
|-
|28.09.2007
|1.2
|ab 1.2: \n wird gesendet
|ab 16.10.2007
|-
|30.09.2007
|1.2
|wie 28.09.2007 (?)
|
|-
|17.12.2007
|1.4 - BETA
|ab 1.4: neuer Encodertest
|neuer Selftest!
|-
|23.12.2007
|1.4 - BETA
|spezielle Testversion
|
|-
|28.03.2008
|1.4c
|diese Version gibt's auch für Linux 64bit
|
|-
|}

===Geeignete Terminals===
Der RP6Loader enthält u.a. eine Terminal-Funktion. Stattdessen kann man auch andere Terminals mit besserem Funktionsumfang einsetzen.

====HTerm====
Dieses Terminal-Programm [http://www.der-hammer.info/terminal/ HTerm] wurde von [[Benutzer:SlyD|SlyD]] empfohlen. Die Konfiguration zeigt dieses [http://www.arexx.com/rp6/downloads/HTerm_RP6.gif Bild].

====ZOC====
[[Benutzer:radbruch|radbruch]] hat [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?48073-VT100-Ansi-Terminal-für-den-RP6 hier] darauf hingewiesen, dass es ein schönes, sogar farbiges Terminal-Programm [http://www.emtec.com/download.htm ZOC] gibt, das man gut anstelle des Terminals im RP6Loader einsetzen kann.

===Projekte===
* [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?51352-RP6FlashWriter-Der-Opensource-RP6-Loader RP6FlashWriter: Der Opensource RP6 Loader]
* [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?43909-RP6Loader-für-.Net-oder-CLR-Schreiben RP6Loader für .Net oder CLR Schreiben]
* [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?53832-rpyutils-0.1-Loader-amp-Term-in-python-für-linux rpyutils 0.1 Loader und Term in Python für Linux]
* ...

==RP6 Base und CONTROL M32==
Der RP6 (191524) und die M32 (191550) können frei in C programmiert werden. Dies wird durch die umfangreiche Funktionsbibliothek und die detailliert beschriebene Anleitung auch Anfängern sehr leicht gemacht. Die Software, die zur Programmierung verwendet wird (WinAVR), ist ausschließlich Freeware und kann entweder der CD entnommen oder aus dem Internet ([http://www.arexx.com/rp6/html/de/software.htm hier]) heruntergeladen werden.

===Demo-Programme===
Die RP6 Base und M32 Demo Programme sind [http://www.arexx.com/rp6/html/de/software.htm hier] zu finden.

====RP6 Base====
Ein Programm für die RP6 Base kann zum Beispiel so aussehen:

<pre>

#include "RP6RobotBaseLib.h"

int main(void)
{
initRobotBase(); // Mikrocontroller initialisieren

powerON(); // Encoder und Motorstromsensoren anschalten (WICHTIG!!!)

setLEDs(0b111111); // Alle LEDs anschalten

moveAtSpeed(100,100); // Beide Motoren fahren mit Geschwindigkeit 100

while(true)
{
task_motionControl(); // Geschwindigkeit einstellen
task_ADC(); // Wird wegen der Motorstromsensoren aufgerufen
}
return 0;

}

</pre>

In dem Programm würde der RP6 als erstes alle LEDs anschalten und dann endlos mit Geschwindigkeit 100 geradeaus fahren, ohne Hindernisse zu berücksichtigen.

====CONTROL M32====
Noch ein Beispiel für die M32:

<pre>

// Includes:

#include "RP6ControlLib.h" // IMMER einbinden!!!

int main(void)
{
initRP6Control(); // IMMER als ERSTES aufrufen!!!
initLCD(); // Das LCD starten. Muss IMMER aufgerufen werden, BEVOR das LCD verwendet wird!
setLEDs(0b1111); // Alle LEDs ein
mSleep(500); // Eine halbe Sekunde warten
setLEDs(0b0000); // Alle LEDs aus
sound(180,80,25); // 2 mal Piepsen
sound(220,80,0);
showScreenLCD("################", "################"); // Etwas auf dem Display zeigen
mSleep(1500); // Warten
showScreenLCD("<<RP6 Control>>", "<<LC - DISPLAY>>"); //
mSleep(2500); // Warten
showScreenLCD("Hello World", "Example Program");
mSleep(2500); //Warten
clearLCD(); // Das LCD löschen

while(true)
{
mSleep(1500); // Ewig warten...
}
return 0;
}

</pre>

===Library===
Die Library für die RP6 Base und CONTROL M32 besteht aus folgenden 13 Dateien:
{| {{Blauetabelle}}
|Library
|Datei
|Funktion
|-
|RP6
|RP6Config.h
|RP6 Hardware-Konfiguration
|-
|RP6Base
|RP6RobotBase.h
|RP6Base Definitionen
|-
|RP6Base
|RP6RobotBaseLib.h
|RP6Base Library Header
|-
|RP6Base
|RP6RobotBaseLib.c
|RP6Base Library
|-
|CONTROL M32
|RP6Control.h
|CONTROL M32 Definitionen
|-
|CONTROL M32
|RP6ControlLib.h
|CONTROL M32 Library Header
|-
|CONTROL M32
|RP6ControlLib.c
|CONTROL M32 Library
|-
|RP6uart
|RP6uart.h
|RS232 Funktionen Header
|-
|RP6uart
|RP6uart.c
|RS232 Funktionen
|-
|RP6I2CmasterTWI
|RP6I2CmasterTWI.h
|I2C Master Funktionen Header
|-
|RP6I2CmasterTWI
|RP6I2CmasterTWI.c
|I2C Master Funktionen
|-
|RP6I2CslaveTWI
|RP6I2CslaveTWI.h
|I2C Slave Funktionen Header
|-
|RP6I2CslaveTWI
|RP6I2CslaveTWI.c
|I2C Slave Funktionen
|-
|}

====Versionen====
Hier eine Tabelle der (mir) bekannten Library Versionen der RP6 Base und M32:
{| {{Blauetabelle}}
|ZIP-Datum
|VERSION_
|RP6
|RP6Control
|RP6LIB_VERSION
|RP6Config.h
|BaseLib
|ControlLib
|UartLib
|MasterTWI
|SlaveTWI
|-
|07.06.2007
|1.0
|1.0
|1.0
|nein
|1.0_16.05.07
|1.0_10.04.07
|1.0_16.05.07
|1.0_10.04.07
|1.0_16.05.07
|1.0_16.05.07
|-
|08.07.2007
|1.0
|1.0
|1.0
|nein
|1.0_16.05.07
|1.0_10.04.07
|1.0_16.05.07
|1.0_10.04.07
|1.0_16.05.07
|1.0_16.05.07
|-
|31.07.2007
|1.1
|1.1
|1.0
|nein
|1.1_27.07.07
|1.1_27.07.07
|1.0_16.05.07
|1.0_10.04.07
|1.0_16.05.07
|1.0_16.05.07
|-
|07.08.2007
|1.2
|1.2_07.08.07
|1.0
|nein
|1.2_07.08.07
|1.2_07.08.07
|1.0_16.05.07
|1.0_10.04.07
|1.0_16.05.07
|1.0_16.05.07
|-
|11.08.2007
|1.2
|1.2_07.08.07
|1.0
|nein
|1.2_07.08.07
|1.2_07.08.07
|1.0_16.05.07
|1.0_10.04.07
|1.0_16.05.07
|1.0_16.05.07
|-
|28.09.2007
|1.3
|1.3_25.09.07
|1.1
|nein
|1.2_07.08.07
|1.3_25.09.07
|1.1
|1.1_10.09.07
|1.0_16.05.07
|1.0_16.05.07
|-
|16.10.2007
|1.3
|1.3_25.09.07
|1.1
|13
|1.2_07.08.07
|1.3_25.09.07
|1.1
|1.1_10.09.07
|1.0_16.05.07
|1.0_16.05.07
|-
|10.05.2008
|1.4
|1.4_29.04.08
|1.1
|13
|1.2_07.08.07
|1.4_29.04.08
|1.1
|1.1_10.09.07
|1.0_16.05.07
|1.0_16.05.07
|-
|15.09.2008
|1.5
|1.5_12.09.08
|1.2
|13
|1.2_07.08.07
|1.4_29.04.08
|1.1
|1.1_10.09.07
|1.0_16.05.07
|1.0_16.05.07
|-
|13.03.2010
|1.5
|1.5_12.09.08
|1.3beta
|15
|
|
|1.3beta
|
|
|
|}
In der 1. Spalte findet ihr das Datum der RP6Examples.zip Datei, in der die Library enthalten ist. Die 2. Spalte nennt die Version, die im Dateinamen der VERSION_x.x.txt Datei als x.x vorkommt. In der 3. und 4. Spalte steht die Versionsangabe der RP6Library und RP6ControlLibrary laut Angabe in der VERSION_x.x.txt Datei.

In der 5. Spalte gebe ich den Wert der Konstante RP6LIB_VERSION an. Es gibt sie erst ab den Examples vom 16.10.2007. In den Spalten 6 bis 11 führe ich nacheinander die Versionsnummern und ggf. das in der Datei genannte Datum der Header-Datei/Library an: RP6Config.h, BaseLib, ControlLib, UartLib, MasterTWI, SlaveTWI.

Die jeweils aktuelle Library ist in den Demo-Programmen auf der AREXX Homepage enthalten. Link siehe oben!
Die RP6Control Library in der Version 1.3beta vom 13.03.2010 könnt ihr
[http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47198-RP6Control-M32-Neue-Library-Version-1.3beta hier] finden.

====RP6RobotBase====
Die RP6 Base Library existiert inzwischen in der Version 1.4 vom 29.04.2008. Gegenüber der Version 1.0 vom 10.04.2007 wurden neben Bugfixes auch einige Verbesserungen vorgenommen:
* Power On LED Funktion
* ACS Einstellungen in die RP6Config.h verlagert (um sie ändern zu können)
* Universelle Timer Variable mit 100 us Auflösung
* Anpassung an neuere WinAVR Versionen

=====Konfiguration=====
Die wesentlichen Hardware-Konfigurationen des RP6 sind in der "RP6Config.h" zu finden. Sie enthält Festlegungen zu:
* Encoder-Auflösung
* Rotations-Faktor
* Geschwindigkeits-Messintervall
* Power On Warnung
* ACS
Diese Header-Datei wird standardmäßig auch in die RP6RobotBase Library eingebunden.

=====Port-Verwendung=====
Die Verwendung der Ports des RP6 Microcontrollers wird festgelegt in der Header-Datei "RP6RobotBase.h". In dieser Datei wird auch noch Folgendes aufgeführt:
* Quarzfrequenz (F_CPU)
* True/false Definition
* Verschiedene Macros
* Baudrate der seriellen Schnittstelle
Hier eine Tabelle mit den Port-Definitionen für die RP6 Base:
Erklärung der Spalten:
Port -> Atmel Portpin Bezeichnung
Name -> Atmel Funktionsbezeichnung
In/Out -> Eingang (In) oder Ausgang (Out)
Pullup -> Falls Eingang: Pullup ein- (1) oder ausgeschaltet (0)
Wert -> Falls Ausgang: Logikpegel high (1) oder low (0)
Funktion -> Schnittstellenfunktion
Bezeichnung -> Portpin Bezeichnung der Library
Stecker -> Portpin verfügbar an STECKER: Pin
Anmerkungen -> Kommentare (ADC_xxxxx: ADC-Kanal Bezeichnung)
{| {{Blauetabelle}}
|Port
|Name
|In/Out
|Pullup
|Wert
|Funktion
|Bezeichnung
|Stecker
|Anmerkungen
|-
|PA0
|ADC0
|In
|0
|
|
|ADC0
|ADC0: 3
|ADC_ADC0 (frei)
|-
|PA1
|ADC1
|In
|0
|
|
|ADC1
|ADC1: 3
|ADC_ADC1 (frei)
|-
|PA2
|ADC2
|In
|0
|
|
|LS_R
|
|ADC_LS_R
|-
|PA3
|ADC3
|In
|0
|
|
|LS_L
|
|ADC_LS_L
|-
|PA4
|ADC4
|In/(Out)
|0
|
|
|E_INT1 (INT1)
|XBUS: 8
|XBUS INT1
|-
|PA5
|ADC5
|In
|0
|
|
|MCURRENT_R *
|
|ADC_MCURRENT_R
|-
|PA6
|ADC6
|In
|0
|
|
|MCURRENT_L *
|
|ADC_MCURRENT_L
|-
|PA7
|ADC7
|In
|0
|
|
|UBAT *
|
|ADC_BAT
|-
|PB0
|T0/XCK
|Out
|
|0
|
|SL6
|
|Status LED 6
|-
|PB1
|T1
|Out
|
|0
|
|SL5
|
|Status LED 5 ***
|-
|PB2
|AIN0/INT2
|In
|0
|
|
|ACS (INT2)
|
|IR Empfänger (TSOP)
|-
|PB3
|AIN1/OC0
|Out
|
|0
|
|ACS_PWRH
|
|ACS Sendedioden HiPwr
|-
|PB4
|SS
|Out
|
|0
|
|PWRON
|
|Power On **
|-
|PB5
|MOSI
|In
|0
|
|ISP
|START
|ISP: 1
|Start/Stop-Taster
|-
|PB6
|MISO
|Out
|
|0
|ISP
|ACS_L
|ISP: 9
|ACS Sendediode links
|-
|PB7
|SCK
|Out
|
|0
|ISP
|SL4
|ISP: 7
|Status LED 4 ***
|-
|PC0
|SCL
|In/Out ²
|0
|
|I2C-Bus
|SCL
|XBUS: 10
|XBUS SCL
|-
|PC1
|SDA
|In/Out
|0
|
|I2C-Bus
|SDA
|XBUS: 12
|XBUS SDA
|-
|PC2
|TCK
|Out
|
|0
|JTAG
|DIR_L *
|
|Fahrtrichtung linke Kette
|-
|PC3
|TMS
|Out
|
|0
|JTAG
|DIR_R *
|
|Fahrtrichtung rechte Kette
|-
|PC4
|TDO
|Out
|
|0
|JTAG
|SL1
|
|Status LED 1 ***
|-
|PC5
|TDI
|Out
|
|0
|JTAG
|SL2
|
|Status LED 2 ***
|-
|PC6
|TOSC1
|Out
|
|0
|
|SL3
|
|Status LED 3
|-
|PC7
|TOSC2
|Out
|
|0
|
|ACS_R
|
|ACS Sendediode rechts
|-
|PD0
|RXD
|In
|1
|
|RS232
|RX
|PRG/U: 2
|
|-
|PD1
|TXD
|Out
|
|0
|RS232
|TX
|PRG/U: 3
|
|-
|PD2
|INT0
|In
|0
|
|
|ENC_L
|
|Radencoder links
|-
|PD3
|INT1
|In
|0
|
|
|ENC_R
|
|Radencoder rechts
|-
|PD4
|OC1B
|Out
|
|0
|
|MOTOR_L *
|
|PWM Motor links
|-
|PD5
|OC1A
|Out
|
|0
|
|MOTOR_R *
|
|PWM Motor rechts
|-
|PD6
|ICP
|Out
|
|0
|
|ACS_PWR
|
|ACS Sendedioden Power
|-
|PD7
|OC2
|Out
|
|0
|
|IRCOMM
|
|IRCOMM Sendedioden
|-
|}
Zeichen:
* Standard-Belegung! Über Jumper/Lötbrücke änderbar.
** Power On für Radencoder, IR-Empfänger *, Stromsensoren *, PWRON-LED *
*** Zusätzlicher Anschluß von Bumpern oder Tastern möglich!
² I2C-Master: Out, Slave: In

=====Timer-Nutzung=====
Die Nutzung der Timer wird in der RP6Base Library in der Funktion initRobotBase() am Ende der Datei RP6RobotBaseLib.c festgelegt.

======Timer 0======
Timer 0 arbeitet in der RP6Base Library im CTC-Modus (Mode 2) mit einem Vorteiler von 8 und nutzt als TOP-Wert OCR0. Bei einem Wert von 99 für OCR0 errechnet sich ein Zyklus von 100 us bei einer Quarzfrequenz von 8 MHz.

Der Zyklus von 100 us wird genutzt für:
* Verzögerungen (sleep, mSleep)
* Stopwatches
* RC5 Empfang
* Timer Variable
* Geschwindigkeits-Messung
* Weiche PWM-Anpassung und automatische PWM-Abschaltung
* ACS Timing
* Blinken der Power On LED
* Überstrom Zeitmessung
* Bumper Check Intervall Zeitmessung
* Selbsttest: Duty cycle Messung

======Timer 1======
Timer 1 arbeitet im phasenrichtigen (phase correct) PWM-Modus (Mode 10) mit einem Vorteiler von 1 (kein Vorteiler!) und nutzt als TOP-Wert ICR1. Bei einem Maximalwert von 210 für ICR1 errechnet sich eine PWM-Frequenz von ca. 19048 Hz.

Die PWM wird genutzt für:
* Geschwindigkeitsregelung der Motoren

======Timer 2======
Der Timer 2 arbeitet im CTC-Modus (Mode 2) mit einem Vorteiler von 1 (kein Vorteiler!) und nutzt als TOP-Wert OCR2. Bei einem Wert von 110 (= 0x6E) für OCR2 errechnet sich eine Frequenz von ca. 72072 Hz.

Die 72 kHz Frequenz wird genutzt für:
* ACS

====RP6Control====
Die RP6Control Library gibt es inzwischen in der Version 1.1 vom 28.09.2007 (evtl. existiert auch eine Version 1.2 vom 12.09.2008 ??). Von [[Benutzer:Dirk|Dirk]] wurde [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47198-RP6Control-M32-Neue-Library-Version-1.3beta hier] eine Version 1.3beta veröffentlicht mit folgenden Verbesserungen:
* Neue Task ADC
* Funktionen für die freien I/O-Portpins
* Tonfrequenz-Konstanten für den Beeper

=====Konfiguration=====
Die wesentlichen Hardware-Konfigurationen des RP6 sind in der "RP6Config.h" zu finden. Sie enthält Festlegungen zu:
* Encoder-Auflösung
* Rotations-Faktor
* Geschwindigkeits-Messintervall
* Power On Warnung
* ACS
Diese Header-Datei wird standardmäßig auch in die RP6Control Library eingebunden.

=====Port-Verwendung=====
Die Verwendung der Ports des RP6 CONTROL M32 Microcontrollers wird festgelegt in der Header-Datei "RP6Control.h". In dieser Datei wird auch noch Folgendes aufgeführt:
* Quarzfrequenz (F_CPU)
* True/false Definition
* Baudrate der seriellen Schnittstelle
Hier eine Tabelle mit den Port-Definitionen der M32:
Erklärung der Spalten:
Port -> Atmel Portpin Bezeichnung
Name -> Atmel Funktionsbezeichnung
In/Out -> Eingang (In) oder Ausgang (Out)
Pullup -> Falls Eingang: Pullup ein- (1) oder ausgeschaltet (0)
Wert -> Falls Ausgang: Logikpegel high (1) oder low (0)
Funktion -> Schnittstellenfunktion
Bezeichnung -> Portpin Bezeichnung der Library
Stecker -> Portpin verfügbar an STECKER: Pin
Anmerkungen -> Kommentare (ADC_xxxxx: ADC-Kanal Bezeichnung)
{| {{Blauetabelle}}
|Port
|Name
|In/Out
|Pullup
|Wert
|Funktion
|Bezeichnung
|Stecker
|Anmerkungen
|-
|PA0
|ADC0
|In
|0
|
|
|MIC *
|
|ADC_MIC
|-
|PA1
|ADC1
|In
|0
|
|
|KEYPAD *
|
|ADC_KEYPAD
|-
|PA2
|ADC2
|In
|0
|
|
|ADC2
|ADC: 2, ADC2: 3
|ADC_2 (frei)
|-
|PA3
|ADC3
|In
|0
|
|
|ADC3
|ADC: 1, ADC3: 3
|ADC_3 (frei)
|-
|PA4
|ADC4
|In/(Out)
|0
|
|
|ADC4
|ADC: 3
|ADC_4 (frei)
|-
|PA5
|ADC5
|In
|0
|
|
|ADC5
|ADC: 5
|ADC_5 (frei)
|-
|PA6
|ADC6
|In
|0
|
|
|ADC6
|ADC: 7
|ADC_6 (frei)
|-
|PA7
|ADC7
|In
|0
|
|
|ADC7
|ADC: 9
|ADC_7 (frei)
|-
|PB0
|T0/XCK
|Out
|
|1
|
|MEM_CS
|
|EEPROM Chip Select
|-
|PB1
|T1
|Out
|
|1
|
|MEM_CS2
|
|EEPROM Chip Select 2 **
|-
|PB2
|AIN0/INT2
|In
|1
|
|
|EINT3 (INT2) *
|XBUS: 9
|XBUS INT3
|-
|PB3
|AIN1/OC0
|Out
|
|0
|
|LCD_RS
|LCD: 4
|LCD RS
|-
|PB4
|SS
|Out
|
|0
|
|LCD_EN
|LCD: 6
|LCD EN
|-
|PB5
|MOSI
|Out
|
|0
|ISP
|MOSI
|ISP: 1
|EEPROM SI
|-
|PB6
|MISO
|In
|0
|
|ISP
|MISO
|ISP: 9
|EEPROM SO
|-
|PB7
|SCK
|Out
|
|0
|ISP
|SCK
|ISP: 7
|EEPROM SCK
|-
|PC0
|SCL
|In/Out ²
|0
|
|I2C-Bus
|SCL
|XBUS: 10
|XBUS SCL
|-
|PC1
|SDA
|In/Out
|0
|
|I2C-Bus
|SDA
|XBUS: 12
|XBUS SDA
|-
|PC2
|TCK
|In/Out
|1
|
|JTAG
|IO_PC2
|I/O: 7
|frei
|-
|PC3
|TMS
|In/Out
|1
|
|JTAG
|IO_PC3
|I/O: 5
|frei
|-
|PC4
|TDO
|In/Out
|1
|
|JTAG
|IO_PC4
|I/O: 6
|frei
|-
|PC5
|TDI
|In/Out
|1
|
|JTAG
|IO_PC5
|I/O: 3
|frei
|-
|PC6
|TOSC1
|In/Out
|1
|
|
|IO_PC6
|I/O: 4
|frei
|-
|PC7
|TOSC2
|In/Out
|1
|
|
|IO_PC7
|I/O: 1
|frei
|-
|PD0
|RXD
|In
|0
|
|RS232
|RX
|PRG/U: 2
|
|-
|PD1
|TXD
|Out
|
|0
|RS232
|TX
|PRG/U: 3
|
|-
|PD2
|INT0
|In
|0
|
|
|EINT1 (INT0)
|XBUS: 8
|XBUS INT1
|-
|PD3
|INT1
|In
|0
|
|
|EINT2 (INT1) *
|XBUS: 11
|XBUS INT2
|-
|PD4
|OC1B
|Out
|
|0
|
|STR
|
|IC3 STR
|-
|PD5
|OC1A
|In/Out
|1
|
|
|IO_PD5
|I/O: 9
|frei
|-
|PD6
|ICP
|In/Out
|1
|
|
|IO_PD6
|I/O: 8
|frei
|-
|PD7
|OC2
|Out
|
|0
|
|BUZ
|
|Beeper
|-
|}
Zeichen:
* Standard-Belegung! Über Jumper/Lötbrücke änderbar.
** Frei nutzbar. wenn kein 2. EEPROM (IC5) eingesetzt ist!
² I2C-Master: Out, Slave: In

=====Timer-Nutzung=====
Die Nutzung der Timer wird in der CONTROL M32 Library in der Funktion initRP6Control() am Ende der Datei RP6ControlLib.c festgelegt.

======Timer 0======
Timer 0 arbeitet in der M32 Library im CTC-Modus (Mode 2) mit einem Vorteiler von 8 und nutzt als TOP-Wert OCR0. Bei einem Wert von 199 für OCR0 errechnet sich ein Zyklus von 100 us bei einer Quarzfrequenz von 16 MHz.

Der Zyklus von 100 us wird genutzt für:
* Verzögerungen (sleep, mSleep)
* Stopwatches
* Timer Variable
* Sound timing

======Timer 1======
Timer 1 ist in der M32 Library nicht genutzt und kann beliebig in eigenen Programmen eingesetzt werden.

======Timer 2======
Der Timer 2 arbeitet im Normal-Modus (Mode 0). Der Wert von OCR2 bestimmt die Frequenz.

Die von Timer 2 erzeugte Frequenz wird genutzt für:
* Beeper

====RP6uart====
Diese Library stellt Funktionen für die serielle Kommunikation zur Verfügung. Sie kann auf der RP6 Base und M32 eingesetzt werden. Die aktuelle Version ist seit dem 10.09.2007 die Version 1.1. Gegenüber der Version 1.0 vom 10.04.2007 sind die Empfangsfunktionen jetzt Interrupt-basiert und verfügen über einen Ringpuffer.

Die RP6uart Library ist standardmäßig in die RP6Base und CONTROL M32 Library eingebunden.

====RP6I2Cmaster/slaveTWI====
Diese Library (bestehend aus einer Master- und einer Slave-Library) stellt Funktionen für die I2C-Kommunikation zur Verfügung. Die Library, die es in der Version 1.0 unverändert bereits seit dem 16.05.2007 gibt, läßt sich sowohl auf der RP6Base, als auch auf der M32 nutzen. Beide Plattformen können I2C-Master oder -Slave sein.

=====Bug-Report=====
Dieser interessante [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?51816-Dicker-Fehler-in-der-RP6I2CmasterTWI.h-der-RP6Lib-Bugfix Thread] von [[Benutzer:RolfD|RolfD]] dreht sich um Fehler in dieser Lib und deren Fix.

Stopwatch geht um 10% zu langsam:
[http://www.roboternetz.de/community/threads/56659-Stopwatch-geht-um-10-zu-langsam http://www.roboternetz.de/community/threads/56659-Stopwatch-geht-um-10-zu-langsam]

===WinAVR===
Die neueste Version von [[WinAVR]] kann man [http://sourceforge.net/projects/winavr/files/ hier] herunterladen.
WinAVR ist eine fertige Windows-Einrichtung eines Editors (Programmer's Notepad 2) und eines C-Compilers für Atmel AVR-Microcontroller (AVR-GCC).

Zu empfehlen ist ein Blick in folgende Anleitungen, die in der WinAVR-Installation enthalten sind:
* WinAVR-user-manual.html (Benutzer-Handbuch im Stammverzeichnis)
* pn2.chm (PN2 Hilfe-Datei im Unterverzeichnis \pn\help)

====Programmer's Notepad 2====
Programmer's Notepad 2 (PN2) ist der Editor von WinAVR, mit dem man Programme schreibt.

====GCC====
[http://gcc.gnu.org/ GCC] ist eine Sammlung von Compilern, die auch eine C-Variante enthält (AVR-GCC), die für die Programmierung von AVR-Microcontrollern eingesetzt wird. In AVR-GCC wird auch der RP6 programmiert. In seiner Anleitung gibt es einen "C - Crashkurs" (Kapitel 4.4.).

Zusätzlich ist u.a. in der WinAVR-Installation folgende Referenz zu allen Definitionen und Funktionen der AVR-GCC-Libraries enthalten:
* avr-libc-user-manual.pdf (Handbuch im Unterverzeichnis \doc\avr-libc)

Es gibt gute Tutorials, um die Sprache zu lernen:
* [[Avr-gcc]]
* [[C-Tutorial]]
* [http://www.c-howto.de/tutorial.html Das C Tutorial (deutsch)]
* [http://c.baeumle-courth.eu/ Einiges zu ANSI-C]

Darüber hinaus gibt es natürlich auch Bücher:
* [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47538-Suche-C-Buch-für-Einstieg Suche C-Buch für Einstieg]

===Projekte===
Ohne Anspruch auf Vollständigkeit habe ich hier Links zu wichtigen Software-Projekten für die RP6Base und die M32 aufgelistet. Wichtig war mir dabei, dass es sich um direkt nutzbare und vollständige Programme oder Libraries handelt.

... kann gern ergänzt werden ...

====RP6 Base====
* Library:
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?31931-Domino-Day-für-den-RP6&p=302166&viewfull=1#post302166 Minimale Lib für den RP6]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php/47114-RP6Control-M32-Rechteck-Generator?p=453225&viewfull=1#post453225 RP6uart_2 Lib]
* LCD Ansteuerung (Demo, Library):
** [http://www.roboternetz.de/community/threads/37232-LCD-an-RP6-Base LCD an RP6 Base]
* Servoansteuerung (Grundlagen, Demos, Library):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?30877-RP6-Servo-Ansteuerung RP6 Servo Ansteuerung]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?31931-Domino-Day-für-den-RP6 Domino Day für den RP6]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?33909-Minimallösung-Servo-Sensor Minimallösung Servo-Sensor]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?41287-Libverträgliche-Servo-ISR Libverträgliche Servo-ISR]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?40052-RP6Base-Library-für-8-Servos RP6Base Library für 8 Servos]
* Ansteuerung externer I2C-Hardware (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?30930-RP6-Beispiel-RTC-PCF8583 RP6 Beispiel RTC PCF8583]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?30830-RP6-Beispiel-Devantech-CMPS03 RP6 Beispiel Devantech CMPS03]
* Kamera Minimallösung (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?29906-Minimallösung-Kamera-für-den-RP6 Minimallösung Kamera für den RP6]
* [http://www.rn-wissen.de/index.php/RP6_Kamera_-_Mitmach-Projekt Kamera-Projekt] (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?48057-RP6Base-Video-Grabber-1 RP6Base Video Grabber 1]
* Clock (Library):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?30257-RP6(Control)-Einfache-Clock-Library RP6 Einfache Clock Library]
* DCF77-Decoder/Clock (Library):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?30731-RP6(Control)-DCF77-Library RP6 DCF77 Library]
* Linienfolger (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/threads/34328-RP6-Linienfolger RP6 Linienfolger]
* PC-Fernsteuerung (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?53885-RP6-und-Funk RP6 und Funk]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47704-RP6-Remotrol-1.3-Die-Opensource-RP6-Fernsteuerung RP6 Remotrol 1.3]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?54162-Gemeinschaftsprojekt-RP6-Remotrol-2.0 Gemeinschaftsprojekt RP6 Remotrol 2.0]
* RC-Fernsteuerung (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?32928-RP6-und-RC RP6 und RC]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47147-Fernsteuerung-für-den-RP6 Fernsteuerung für den RP6]
* IR-Fernsteuerung (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?52370-RP6_TV_-Remote RP6_TV_ Remote]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?51851-Servos-mittels-TV-Remote-steuern Servos mittels TV-Remote steuern]
* IR-Kommunikation (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?29313-gelöst-Einfache-IR-Kommunikation-für-den-RP6 Einfache IR Kommunikation für den RP6]
* RP6 und BASCOM (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?30719-rp6-mit-bascom-(kleiner-anfang) RP6 mit BASCOM (kleiner Anfang)]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?30738-rp6-mit-bascom-und-fernbedienung-rc5 RP6 mit BASCOM und Fernbedienung RC5]
* RP6 und LabView (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/threads/54946-Der-Robby-und-LabView Der Robby und LabView]
* Verschiedenes:
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?40508-Maussensor-an-RP6 Maussensor an RP6]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?46581-Feuerwehrbot-Roboterwettbewerb-Der-Gewinner-ist... Feuerwehrbot Roboterwettbewerb]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47843-Projekt-RP6-mit-Snake-Vision Projekt RP6 mit Snake Vision]
** [http://www.roboternetz.de/community/threads/56098-First-release-of-rp6simul-a-simulator-for-the-RP6-and-m32 RP6 und M32 Simulator]
** ...

====CONTROL M32====
* Library:
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47198-RP6Control-M32-Neue-Library-Version-1.3beta RP6Control M32 Library Version 1.3beta]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php/47114-RP6Control-M32-Rechteck-Generator?p=453225&viewfull=1#post453225 RP6uart_2 Lib]
* Servoansteuerung (Library):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?40090-RP6Control-M32-Library-für-8-Servos RP6Control M32 Library für 8 Servos]
* Ansteuerung des zweiten SPI-EEPROMs (Library):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?38922-RP6Control-Library-für-2.-SPI-EEPROM-(IC5) RP6Control Library für 2. SPI-EEPROM (IC5)]
* Messgeräte (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47114-RP6Control-M32-Rechteck-Generator RP6Control M32 Rechteck Generator]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47088-RP6Control-M32-Impulslängen-Messgerät RP6Control M32 Impulslängen Messgerät]
* [http://www.rn-wissen.de/index.php/RP6_Kamera_-_Mitmach-Projekt Kamera-Projekt] (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?48167-RP6Control-M32-Video-Zeilenzähler-1 RP6Control M32 Video Zeilenzähler 1]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?48032-RP6Control-M32-Video-Grabber-1 RP6Control M32 Video Grabber 1]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?48207-RP6Control-M32-Helligkeits-Sensor RP6Control M32 Helligkeits Sensor]
* TRX433 (CS-8 C, 190045, Library):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?30111-RP6Control-Lib-für-den-433-MHz-Transceiver-CS-8-C RP6Control Lib für den 433 MHz Transceiver CS-8 C]
* Clock (Library):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?30257-RP6(Control)-Einfache-Clock-Library RP6 Einfache Clock Library]
* DCF77-Decoder/Clock (Library):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?30731-RP6(Control)-DCF77-Library RP6 DCF77 Library]
* Spiele (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?53345-RP6-Sammlung-von-Spielen-und-anderen-Mini-Programmen RP6 Sammlung von Spielen und anderen Mini-Programmen]
* PC-Fernsteuerung (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47704-RP6-Remotrol-1.3-Die-Opensource-RP6-Fernsteuerung RP6 Remotrol 1.3]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?54162-Gemeinschaftsprojekt-RP6-Remotrol-2.0 Gemeinschaftsprojekt RP6 Remotrol 2.0]
* Verschiedenes:
** [http://www.roboternetz.de/community/threads/56098-First-release-of-rp6simul-a-simulator-for-the-RP6-and-m32 RP6 und M32 Simulator]
** ...

==RP6 CCPRO M128==
Die RP6 CCPRO M128 Erweiterungsplatine (191563) hat zunächst keinen Microcontroller an Bord. Man muß daher das C-Control PRO MEGA128 Modul (198219) mit bestellen. Es gehört zum C-Control PRO System von CONRAD und enthält einen ATmega128 Microcontroller. Das CCPRO MEGA128 Modul wird in CompactC oder BASIC programmiert. Die Programme werden als Byte-Code von der IDE in das Modul geladen und dort von einem Byte-Code-Interpreter ausgeführt.

===Demo-Programme===
Die RP6 CCPRO M128 Demo Programme sind [http://www.arexx.com/rp6/html/de/soft_doc_ccpro.htm hier] zu finden.

====CompactC====
Hier ein Beispiel in CompactC:

<pre>

// WICHTIG: Immer die RP6CCLib mit einbinden:
#include "../../RP6CCLib/RP6CCLib.cc"

void main(void)
{
// WICHTIG! Immer als erstes aufrufen:
RP6_CCPRO_Init(); // Auf Startsignal warten, LCD und andere Dinge initialisieren !

// ------------------------------------------------------

// Zwei Zeilen Text mit dem LCD anzeigen:
showScreenLCD("RP6 CCPRO M128", "Hello World!");

// Zweimal piepsen:
beep(200,300,100); // Format: beep (<tonhöhe>, <dauer>, <pause>)
beep(100,100,100);

// 2 Sekunden Pause:
AbsDelay(2000);

// Untere Zeile im LCD löschen:
clearPosLCD(1,0,16);

// ------------------------------------------------------
// Lauflicht:
byte runLight, dir; // Variablen deklarieren
runLight = 1; // Lauflicht Variable
dir = 0; // Laufrichtung des Lauflichtes
while(true)
{
// LEDs setzen:
setLEDs(runLight);

// Laufrichtung wechseln wenn die äusseren LEDs erreicht wurden:
if(runLight >= 16) {
dir = 1;
// Laufrichtung im LCD anzeigen:
setCursorPosLCD(1,4);
printLCD("<<<<----");
}
else if (runLight <= 1) {
dir = 0;
// Laufrichtung im LCD anzeigen:
setCursorPosLCD(1,4);
printLCD("---->>>>");
}

// LED Bit weiter "shiften" - nach links oder rechts, je nach Richtung:
if(dir == 0)
runLight = runLight << 1;
else
runLight = runLight >> 1;

// 150ms Pause:
AbsDelay(150);
}
}

</pre>

====BASIC====
Hier das selbe Beispiel in BASIC:

<pre>

' WICHTIG: Immer die RP6CCLib mit einbinden:
#include "../../RP6CCLib/RP6CCLib.cbas"

Sub main()
Dim runLight, dir As Byte ' Variablen deklarieren

' WICHTIG! Immer als erstes aufrufen:
RP6_CCPRO_Init() ' Auf Startsignal warten, LCD und andere Dinge initialisieren!

' ------------------------------------------------------

' Zwei Zeilen Text mit dem LCD anzeigen:
showScreenLCD("RP6 CCPRO M128", "Hello World!")

' Zweimal piepsen:
beep(200,300,100) ' Format: beep (<tonhöhe>, <dauer>, <pause>)
beep(100,100,100)

' 2 Sekunde Pause:
AbsDelay(2000)

' Untere Zeile im LCD löschen:
clearPosLCD(1,0,16)

' ------------------------------------------------------
' Lauflicht:

runLight = 1 ' Lauflicht Variable
dir = 0 ' Laufrichtung des Lauflichtes
Do While True
setLEDs(runLight) ' LEDs setzen

' Laufrichtung wechseln wenn die äusseren LEDs erreicht wurden:
If runLight >= 16 Then
dir = 1
' Laufrichtung im LCD anzeigen:
setCursorPosLCD(1,4)
printLCD("<<<<----")
Else
If runLight <= 1 Then
dir = 0
' Laufrichtung im LCD anzeigen:
setCursorPosLCD(1,4)
printLCD("---->>>>")
End If
End If

' LED Bit weiter "shiften" - nach links oder rechts, je nach Richtung:
If dir = 0 Then
runLight = runLight << 1
Else
runLight = runLight >> 1
End If

AbsDelay(150) ' 150ms Pause
End While
End Sub

</pre>

===Library===
Die RP6 CCPRO M128 Library besteht aus den beiden Dateien RP6CClib.cc (CompactC) und RP6CClib.cbas (BASIC). Ihr Inhalt ist identisch.

====Versionen====
Hier eine Tabelle der (mir) bekannten Library Versionen der CCPRO M128:
{| {{Blauetabelle}}
|ZIP-Datum
|Version CompactC
|Version BASIC
|Bemerkungen
|-
|22.10.2008
|1.0_16.10.08
|1.0_07.10.08
|
|-
|31.01.2009
|1.0_16.10.08
|1.0_07.10.08
|wie 22.10.2008 (?)
|-
|}

====Konfiguration====
Die wesentlichen Hardware-Konfigurationen des RP6 finden sich am Anfang der M128 Library (RP6CClib). Dort steht eine Festlegung zur:
* Encoder-Auflösung

====Port-Verwendung====
Am Anfang der M128 Library (RP6CClib) werden Bezeichnungen für einige Portpins der RP6 CCPRO M128 definiert, siehe Abschnitt "C-Control Standard Port Konfiguration auf dem RP6 CCPRO M128 Modul". Diese Bezeichnungen kann man anstelle der Port-Bit Nummern verwenden, um das Programm selbsterklärender zu machen. Weitere Definitionen am Anfang der M128 Library:
* Port On/Port Off
* LF, CR, SPACE
* LED1..LED6

Die Festlegungen zur Verwendung der Ports des RP6 CCPRO M128 Microcontrollers finden sich am Ende der M128 Library in der Funktion RP6_CCPRO_Init(). Dort wird auch noch Folgendes gemacht:
* SPI initialisieren
* Schieberegister zurücksetzen
* Serielle Schnittstelle initialisieren
* I2C Modul initialisieren
* LCD initialisieren
Hier eine Tabelle mit den Port-Definitionen der M128:
Erklärung der Spalten:
Port -> Atmel Portpin Bezeichnung
Name -> Atmel Funktionsbezeichnung
In/Out -> Eingang (In) oder Ausgang (Out)
Pullup -> Falls Eingang: Pullup ein- (1) oder ausgeschaltet (0)
Wert -> Falls Ausgang: Logikpegel high (1) oder low (0)
Port-Bit -> CCPRO Port-Bit Nummer (0..52)
Bezeichnung -> Portpin Bezeichnung der Library
Stecker -> Portpin verfügbar an STECKER: Pin
Anmerkungen -> Kommentare
{| {{Blauetabelle}}
|Port
|Name
|In/Out
|Pullup
|Wert
|Port-Bit
|Bezeichnung
|Stecker
|Anmerkungen
|-
|PA0
|AD0
|
|
|
|0
|AD0 *
|PORTA: 2
|IC2/3 AD0
|-
|PA1
|AD1
|
|
|
|1
|AD1 *
|PORTA: 1
|IC2/3 AD1
|-
|PA2
|AD2
|
|
|
|2
|AD2 *
|PORTA: 3
|IC2/3 AD2
|-
|PA3
|AD3
|
|
|
|3
|AD3 *
|PORTA: 4
|IC2/3 AD3
|-
|PA4
|AD4
|
|
|
|4
|AD4 *
|PORTA: 5
|IC2/3 AD4
|-
|PA5
|AD5
|
|
|
|5
|AD5 *
|PORTA: 7
|IC2/3 AD5
|-
|PA6
|AD6
|
|
|
|6
|AD6 *
|PORTA: 6
|IC2/3 AD6
|-
|PA7
|AD7
|
|
|
|7
|AD7 *
|PORTA: 8
|IC2/3 AD7
|-
|PB0
|SS
|In
|**
|
|8
|PORT_SS
|SPI_I/O: 5
|frei
|-
|PB1
|SCK
|Out
|
|1
|9
|PORT_SCK
|SPI_I/O: 6
|IC4 CLK
|-
|PB2
|MOSI
|Out
|
|1
|10
|PORT_MOSI
|SPI_I/O: 3
|IC4 D
|-
|PB3
|MISO
|In
|
|
|11
|PORT_MISO
|SPI_I/O: 4
|frei
|-
|PB4
|OC0
|
|
|
|12
|PB4
|SPI_I/O: 2
|frei
|-
|PB5
|OC1A
|
|
|
|13
|PB5
|I/O: 1
|SERVO: 1, frei
|-
|PB6
|OC1B
|
|
|
|14
|PB6
|I/O: 3
|SERVO: 2, frei
|-
|PB7
|OC2/OC1C
|
|
|
|15
|PB7
|SPI_I/O: 1
|SERVO: 3, frei
|-
|PC0
|A8
|
|
|
|16
|A8 *
|PORTC: 1
|IC3 A8
|-
|PC1
|A9
|
|
|
|17
|A9 *
|PORTC: 2
|IC3 A9
|-
|PC2
|A10
|
|
|
|18
|A10 *
|PORTC: 3
|IC3 A10
|-
|PC3
|A11
|
|
|
|19
|A11 *
|PORTC: 4
|IC3 A11
|-
|PC4
|A12
|
|
|
|20
|A12 *
|PORTC: 5
|IC3 A12
|-
|PC5
|A13
|
|
|
|21
|A13 *
|PORTC: 6
|IC3 A13
|-
|PC6
|A14
|
|
|
|22
|A14 *
|PORTC: 7
|IC3 A14
|-
|PC7
|A15
|
|
|
|23
|A15 *
|PORTC: 8
|IC3 A15
|-
|PD0
|SCL/INT0
|In
|
|
|24
|PORT_SCL
|XBUS: 10
|XBUS SCL
|-
|PD1
|SDA/INT1
|In
|0
|
|25
|PORT_SDA
|XBUS: 12
|XBUS SDA
|-
|PD2
|RXD1/INT2
|
|
|
|26
|PORT_RXD1
|I/O: 8
|RX 1, frei
|-
|PD3
|TXD1/INT3
|
|
|
|27
|PORT_TXD1
|I/O: 7
|TX 1, frei
|-
|PD4
|ICP1
|
|
|
|28
|PD4 (A16) *
|I/O: 6
|frei (IC3 A16)
|-
|PD5
|XCK1
|Out
|
|0
|29
|PORT_LCD_EN
|LCD: 6
|LCD EN
|-
|PD6
|T1
|
|
|
|30
|PD6
|I/O: 4
|frei
|-
|PD7
|T2
|
|
|
|31
|PD7
|I/O: 2
|frei
|-
|PE0
|RXD0/PDI
|
|
|
|32
|PORT_RXD0
|PRG/U: 2
|RX 0
|-
|PE1
|TXD0/PDO
|
|
|
|33
|PORT_TXD0
|PRG/U: 3
|TX 0
|-
|PE2
|XCK0/AIN0
|Out
|
|0
|34
|PORT_STR
|
|IC4 STR
|-
|PE3
|OC3A/AIN1
|Out
|
|0
|35
|PORT_SND *
|I/O: 5
|Beeper
|-
|PE4
|OC3B/INT4
|In
|**
|
|36
|PORT_START
|PRG/U: 4 ²
|START_BOOT Taster
|-
|PE5
|OC3C/INT5
|In
|
|
|37
|PORT_PE5_INT *
|SPI_I/O: 7, XBUS: 8
|XBUS INT1
|-
|PE6
|T3/INT6
|In
|
|
|38
|PORT_PE6_INT *
|XBUS: 9
|XBUS INT3
|-
|PE7
|ICP3/INT7
|
|
|
|39
|PE7 (EXT-DATA)
|SPI_I/O: 8
|frei
|-
|PF0
|ADC0
|
|
|
|40
|ADC0
|ADC: 4
|frei
|-
|PF1
|ADC1
|
|
|
|41
|ADC1
|ADC: 1
|frei
|-
|PF2
|ADC2
|
|
|
|42
|ADC2
|ADC: 6
|frei
|-
|PF3
|ADC3
|
|
|
|43
|ADC3
|ADC: 3
|frei
|-
|PF4
|ADC4/TCK
|
|
|
|44
|ADC4
|ADC: 8
|YADC4, frei
|-
|PF5
|ADC5/TMS
|
|
|
|45
|ADC5
|ADC: 5
|frei
|-
|PF6
|ADC6/TDO
|
|
|
|46
|ADC6
|ADC: 7
|YADC6, frei
|-
|PF7
|ADC7/TDI
|
|
|
|47
|ADC7
|ADC: 2
|frei
|-
|PG0
|WR
|
|
|
|48
|WE
|
|IC3 WE/
|-
|PG1
|RD
|
|
|
|49
|OE
|
|IC3 OE/
|-
|PG2
|ALE
|
|
|
|50
|ALE
|
|IC2 C
|-
|PG3
|TOSC2
|Out
|
|0
|51
|PORT_LED1 *
|JP: YL1
|Status LED1
|-
|PG4
|TOSC1
|Out
|
|0
|52
|PORT_LED2 *
|JP: YL3
|Status LED2
|-
|}
Zeichen:
* Standard-Belegung! Über Jumper/Lötbrücke änderbar.
** Pullup-Widerstand 100 kOhm!
² Über Serienwiderstand 470 Ohm

====Timer-Nutzung====
Die Nutzung der Timer wird in der M128 Library in der Funktion RP6_CCPRO_Init() am Ende der Datei RP6CClib.cc oder RP6CClib.cbas festgelegt. Dort steht jedoch nur der Hinweis auf die Nutzung von Timer 3 für den Piezo Tongeber.

=====Timer 0=====
Frei für die eigene Nutzung.

=====Timer 1=====
Frei für die eigene Nutzung.

=====Timer 2=====
Interne CCPRO Zeitbasis (10ms Tick), z.B. für die Clock Funktion und die Thread-Ablaufsteuerung. Timer 2 kann vom eigenen Programm nicht anders konfiguriert werden, man kann aber den 10ms Tick im eigenen Programm nutzen.

=====Timer 3=====
Timer 3 wird in der Library für den Piezo Tongeber verwendet. Nutzt man die Funktionen beep(), beep_t() und die Macros sound(), sound_off() und tone() NICHT, kann man Timer 3 auch anders konfigurieren und nutzen.

===C-Control PRO===
[http://www.c-control.de/c-control-pro/c-control-pro/startseite_c-control-pro.html C-Control PRO] (CCPRO) ist eine Hardware- und Programmierumgebung von CONRAD. Sie ist angepaßt an die CCPRO Module MEGA32 und MEGA128. Das CCPRO MEGA128 Modul arbeitet auch auf der RP6 CCPRO M128 Erweiterungsplatine.

====IDE====
Die neueste Version der CCPRO-IDE und das CCPRO-Handbuch sind [http://www.c-control.de/c-control-pro/software,_treiber,_downloads/software,_treiber,_downloads.html hier] zu finden.

Um die Programmierung des C-Control PRO MEGA128 Moduls kennenzulernen, kann man sich auch die [http://www.c-control.de/c-control-pro/applikationen/applikationen.html Demo-Programme] ansehen. Achtung: Sie laufen nicht ohne Änderungen auf der RP6 CCPRO M128 Erweiterungsplatine!

====Projekte====
Derzeit gibt es nur ein interessantes Projekt als "Alternative" für die CCPRO IDE.

... kann gern ergänzt werden ...

=====CCPro-Loader=====
[http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42017-CCPro-Loader-C-Control-Pro-ohne-Interpreter-nutzbar Hier] gibt es den CCPro-Loader. Mit diesem Programm von [[Benutzer:messier|messier]] kann man HEX-Dateien, die man mit anderen Programmiersprachen erstellt hat, in das C-Control PRO MEGA128 Modul laden, ohne den Bootloader zu zerstören. Das eröffnet die Möglichkeit, das Modul nicht nur in CompactC oder BASIC (d.h. in Bytecode-Interpreter Sprachen) zu programmieren, sondern auch z.B. mit GCC oder BASCOM.

===Projekte===
Ohne Anspruch auf Vollständigkeit habe ich hier Links zu wichtigen Software-Projekten für die RP6 CCPRO M128 aufgelistet. Wichtig war mir dabei, dass es sich um direkt nutzbare und vollständige Programme oder Libraries handelt.

... kann gern ergänzt werden ...

====CompactC====
* Stopwatches (Library):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?48406-CCPRO-M128-Stopwatches-(CompactC) CCPRO M128 Stopwatches]
* DCF77-Decoder/Clock (Library):
** CCPRO M128 DCF77 Decoder [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42859-CCPRO-M128-DCF77-Decoder-1-(CompactC) Teil 1] und [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42860-CCPRO-M128-DCF77-Decoder-2-(CompactC) Teil 2]
** CCPRO M128 DCF Clock [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42983-CCPRO-M128-DCF-Clock-1-(CompactC) Teil 1] und [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42984-CCPRO-M128-DCF-Clock-2-(CompactC) Teil 2]
* Servo-Ansteuerung (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42950-CCPRO-M128-Demo-Servo-Ansteuerung CCPRO M128 Demo Servo Ansteuerung]
* PC-Fernsteuerung (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?47704-RP6-Remotrol-1.3-Die-Opensource-RP6-Fernsteuerung RP6 Remotrol 1.3]
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?54162-Gemeinschaftsprojekt-RP6-Remotrol-2.0 Gemeinschaftsprojekt RP6 Remotrol 2.0]

====BASIC====
* DCF77-Decoder/Clock (Library):
** CCPRO M128 DCF77 Decoder [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42861-CCPRO-M128-DCF77-Decoder-1-(CCPRO-BASIC) Teil 1] und [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42862-CCPRO-M128-DCF77-Decoder-2-(CCPRO-BASIC) Teil 2]
** CCPRO M128 DCF Clock [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42985-CCPRO-M128-DCF-Clock-1-(CCPRO-BASIC) Teil 1] und [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42986-CCPRO-M128-DCF-Clock-2-(CCPRO-BASIC) Teil 2]
* Servo-Ansteuerung (Demo):
** [http://www.roboternetz.de/community/showthread.php?42950-CCPRO-M128-Demo-Servo-Ansteuerung CCPRO M128 Demo Servo Ansteuerung]

==Erfahrungsberichte==

... kann gerne ergänzt werden ...

==Siehe auch==
* [[RP6]]
* [[CCRP5]]
* [[Yeti]]
* [[Asuro]]
* [[C't-Bot]]

==Weblinks==

* [http://www.arexx.com/forum/viewforum.php?f=19 AREXX Support Forum]

* [http://ccpro.cc2net.de/forum/ C-Control PRO Forum]

* [http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewforum.php?f=49 Roboternetz RP6 Forum]

[[Kategorie:Robotikeinstieg]]
[[Kategorie:Praxis]]

==Autoren==
--[[Benutzer:Sloti|Sloti]] 22:23, 29. Dez 2007 (CET)

--[[Benutzer:Tobias1|Tobias1]] 18:30, 06. April 2010 (CET)

--[[Benutzer:Dirk|Dirk]] 21:52, 31. Dez 2011 (CET)

Terminals

2011-10-31T07:38:55Z

Radbruch: /* Weblinks */

==Allgemeines zu Terminals==
Ein Terminal dient dazu, Daten, die z.B. an einen COM-Port geschickt wurden, zu empfangen, oder Daten zu versenden. Die Daten sind meist in Textform (ASCII). Es gibt Terminals ohne GUI, diese laufen dann z.B. in einer Konsole, oder welche mit GUI. Siehe dazu

Man kann ein Terminal u.a. für folgendes verwenden (neben dem simplen Senden und Empfangen):
* Debugginginformationen protokollieren
* Daten aufzeichnen (loggen)
* Daten auswerten

Es sind einige Terminalprogramme für die unterschiedlichsten Betriebsysteme vorhanden (siehe [[Terminalprogramm|Terminalprogramme]]).

Was hat ein Terminal mit Robotik zu tun? Eigentlich nichts. Aber wer nicht ein LCD-Display und eine Tastatur auf seinem Board eingebaut hat, ist darauf angewiesen, mit einer Terminal-Emulation Kontakt mit seinem Controllerboard aufzunehmen.

Gleich vorweg: Da kaum ein Bastler mit einem richtigen "physischen" Terminal zu tun hat, werde ich den Zusatz "Emulation" in Zukunft streichen. Das verwirrt nur und bringt nichts.
Bei so einem Terminal sind ein paar Dinge einzustellen und auf die sollte man auch achten. Häufig verwendet werden

==Terminalprogramme==
Es gibt einige bekannte Terminals mit einer GUI. Solche Programme für das Betriebssystem Windows sind u.a.:
* [[Terminals#Hyperterm Terminal|Hyperterm Terminal]]
* TTY
* [http://www.der-hammer.info/terminal/ HTerm]

Entwicklungsumgebungen wie z.B. Bascom haben oft bereits ein Terminalprogramm (siehe [[Terminals#BasCom Terminal|BasCom Terminal]]) integriert. Dies erleichtert das Debuggen (Fehlersuche in eigenen Programmen) erheblich. Links sind im [[Terminals#Weblinks|Weblinks]] Bereich.

==BasCom Terminal==
Die Entwicklungsumgebung Bascom bringt ein eigenes, in die Entwicklungsumgebung integriertes, Terminalprogramm mit - Bascom Terminal. Die Möglichkeiten des Programms beschränken sich auf das Wichtigste.

Options » Communications

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/basterm1.jpg

Es ist nicht viel einzustellen, die gezeigten Werte sind der Normalfall.

==Hyperterm Terminal==
Das Hyperterm Terminal wird standardgemäß mit jeder Windowsversion bis Windows XP mitgeliefert. In Vista und Win7 müssen die Dateien "hypertrm.dll" und "hypertrm.exe" von einer XP-Installation kopiert bzw. downgeloadet werden. Es bietet auch nur Grundfunktionen, ist aber als einfaches Terminalprogramm mit GUI gut zu gebrauchen.

Nach dem Programmstart erscheint:

'''Neue Verbindung'''

[[Bild:Hyper1_v2.png]]

Da gibt man irgendeinen Namen für die Verbindung ein, z.B. "Roboternetz".

Es erscheint:
'''Verbinden mit'''

[[Bild:Hyper2_v2.png]]

Wir geben den COM-Port ein (der Port also, über den die Daten gesendet/empfangen werden sollen):

Nun können wir einige COM-Port Einstellungen wählen. Damit es zu einer Verbindung kommt müssen die gewählten Einstellungen mit den Einstellungen des Endgeräts (das über eine COM-Port Schnittstelle am Computer hängt) übereinstimmen. Sonst empfängt man nur Datenmüll oder gar nichts.

'''Anschlusseinstellungen'''

[[Bild:Hyper3_v2.png]]

* Baudrate (Bits pro Sekunde) - Beliebt ist 9600, dass muss aber mit den Einstellungen des Controllers übereinstimmen
* Datenbits - Normalerweise "8"
* Parität - Normalerweise "keine"
* Stoppbits - Normalerweise "1"
* Flusssteuerung - Normalerweise "kein"

Jetzt ist das Hyperterm soweit zufrieden, wir aber nicht.

[[Bild:Hyper4_v2.png]]

Es geht weiter bei:

===Einstellungen===

Datei » Eigenschaften » Einstellungen

[[Bild:Hyper5_v2.png]]

Interessant sind:
* Rücktaste sendet*
** CAN (Ctrl-H) --> Terminalsteuerung
** DEL --> Terminalsteuerung

'''Emulation'''
wird hier Verschiedenes angeboten
* Auto Detect
* TTY
Solange man nur "print" und "input" sagt, ist dies völlig ausreichend.

* VT100 / VT220 und evtl. andere
Diese Typen verstehen die normalen "ANSI-Steuersequenzen" und einige mehr ANSII-Sequenzen.

Das reicht, um mit dem Roboter (oder einem anderen Endgerät) kommunizieren zu können.

===ASCII-Konfiguration===

Um das Interesse zu wecken, einmal ein Bild der Einstellungen. Beim Thema "Terminalsteuerung" gibt es dazu mehr Information.

[[Bild:Hyper6_v2.png]]

==Terminalsteuerung ANSI==

Ein Terminal bietet aber auch einiges mehr als das, was bei der allgemeinen Terminalsteuerung besprochen wurde.

* Volle Kontrolle über den Bildschirm
* Alle Tasten können verwendet werden

Dazu werden ANSI-Sequenzen verwendet (dass sind Zeichenfolgen mit ganz bestimmtem Aufbau). Und auch die werden noch von verschiedenen Herstellern um zusätzliche Funktionen erweitert. Besonders hervorgetan hat sich hier DEC (Digital Equipment Corporation) mit seinen VTxxx-Terminals. Viele Terminal-Emulationen bieten solche Typen an, wobei besonders die VT220 und aufwärts interessant sind. Aber auch schon VT100 ist ganz nett.

Die ganzen Steuersequenzen sind auch im Internet zu finden und Power-User sind gebeten, sich dort über alle Feinheiten zu informieren.

Für Mikrocontroller ist wohl einiges zu aufwendig, aber einige Möglichkeiten möchte ich hier darstellen, da man damit doch von den unleserlich schnell durchlaufenden Einzelzeilen wegkommen kann.

Nicht jeder hat die Möglichkeit, und manchmal zahlt es sich auch gar nicht aus, eigens ein graphikfähiges PC-Programm zu schreiben, um mit seinem Microcontroller Dialog zu führen, oder ein bisschen Balkengraphik zu zeigen.

Den Typ VT100 bieten BasCom und Hyperterm an, wollen wir mal sehen

===VT100===
====Was sendet das Terminal? (Auszug)====
Bei der normalen Schreibmaschinen-Tastatur ändert sich nichts. Aber die anderen Blöcke werden nun lebendig.

Nur das erste Zeichen eine Sequenz ist ein Kontrollzeichen, und zwar:
<ESC>, Code 27, die anderen sind normal lesbare ASCII Zeichen

'''Pfeiltasten'''
* Pfeil oben
<ESC>[A
* Pfeil unten
<ESC>[B
* Pfeil rechts
<ESC>[C
* Pfeil links
<ESC>[D

'''EDIT Keys'''
* Pos 1 (Home)
<ESC>[1~
* Bild rauf
<ESC>[5~
* Bild runter
<ESC>[6~

====Was kann man senden? (Auszug)====
Wie beim Empfangen. Bei den "normalen" Zeichen ändert sich nichts. Ich will auch nur einige Beispiele aufzeigen, die einen auf den Geschmack bringen sollen.

Freie Positionierung des Cursors irgendwo am Schirm:
<ESC>[''nn'';''mm''H
dabei ist
* nn die Zeilennummer 1-24
* mm die Spalternummer 1-80 oder 1-132

BasCom Beispiel, das auch der C-Programmierer versteht:
PRINT chr(27);"[01;40H";
Stellt den Cursor in die oberste Zeile, genau in die Mitte.'- (führende Nullen können sein, müssen aber nicht)-'

'''Zeichen-Attribute:'''
<ESC>[''param''m '-(das ist ein kleines "m" am Schluß)-'
Mögliche "param" sind:
* 0 = Normal
* 1 = Heller (bold)
* 4 = Unterstrichen
* 5 = Blinkend
* 7 = Reverse (dunkel auf hell bzw. umgekehrt)
Dabei können mehrere Attribute angegeben werden, dann aber mit Semikolon getrennt:
<ESC>[''param1'';''param2'';''param3''m

'''Beispiel:'''
will man bei einer Eingabe den Aufforderungstext verkehrt darstellen, sendet man
PRINT chr(27);"[7m"; ' setzt attribut "revers"
PRINT "VORNAME ?>"; ' der Text
PRINT chr(27);"[0m"; ' Attribut wieder normal

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/Ansii_2.jpg

(Das geht natürlich auch in einem Print-Befehl auf einmal.)

'''Lösch-Befehle:'''
* Rechts vom Cursor die Zeile löschen
<ESC>[K
* Links vom Cursor die Zeile löschen
<ESC>[1K
* Vom Cursor abwärts den ganzen Schirm löschen
<ESC>[2J
* Oberhalb des Cursors den ganzen Schirm löschen
<ESC>[J

'''Beispiel:'''
Beim Programmstart als Erstes den gesamten Schirm löschen und eine Überschrift in der Mitte
PRINT chr(27);"[1;1f"; ' Cursor ganz rauf
PRINT chr(27);"[J"; ' den ganzen Schirm löschen
PRINT chr(27);"[1;38f"; ' In die Mitte der ersten Zeile
PRINT chr(27);"[7m"; ' setzt attribut "revers"
PRINT "START"; ' Überschrift
PRINT chr(27);"[0m"; ' setzt attribut normal
PRINT ' (=neue Zeile) Cursor am Anfang der zweiten Zeile

'''Anmerkung:'''
Man kann mit diesen Sequenzen einiges tun. Auch einige [[Terminal_Game_mit_BasCom|Spiele aus der Urzeit]] lassen sich damit programmieren, vor allem aber kann man z.B. Sensorwerte übersichtlich an verschiedenen Stellen des Schirms so platzieren, dass man mehrere im Auge behalten kann.

==Siehe auch==
* [[Terminal_Game_mit_BasCom]]
* [[UART]]

==Weblinks==
* [http://www.der-hammer.info/terminal Terminalprogramm HTherm]
* [http://www.emtec.com/zoc/index.htm ZOC Terminal - Terminalprogramm für Windows und Mac OS]
* [http://www.roboternetz.de/community/threads/48073-VT100-Ansi-Terminal-für-den-RP6 VT100/Ansi-Beispiel in C]
* [http://www.elektronik-labor.de/RS232/2010Terminal.html einfaches Terminal, unterstützt auch USB-seriell-Adapter]

==Autoren==
''Artikel von [[User:PicNick|PicNick]], bearbeitet von Luma''

[[Kategorie:Software]]
[[Kategorie:Praxis|Terminalsteuerung]]

Multiplexing

2011-10-17T14:15:12Z

Radbruch: /* PingPong */

Diese Seite ist noch im Aufbau.

=Grundidee des Multiplexings=

==Erklärung==
- Hier ist noch Platz für eine schön formulierte, technische Erklärung vorgesehen-

Anschauliches Beispiel für Multiplexing:

Betrachten wir einen Zugverkehr. Am Bahnhof stehen viele Züge, die von dort aus zu ihren Zielbahnhöfen gelangen möchten. Jeder Zug steht zunächst natürlich auf seinem eigenen Gleis. Doch auf den Verbindungsstrecken zwischen den Bahnhöfen/Städten liegt meist nur ein Gleis pro Richtung. Wer käme auf die Idee, für jeden Zug ein eigenes, mehrere km langes Gleis zu bauen? Es wäre ein großer Aufwand. Deswegen beschränkt man sich eben auf ein Gleis pro Richtung, das reicht in den meisten Fällen aus. Jetzt ist es naheliegend, dass die Züge nicht alle gleichzeitig die Verbindungsstrecke benutzen können, sondern es kann nur einer nach dem anderen die Strecke befahren. Dieses Verfahren entspricht dem Multiplexing. Haben mehrere dieser Züge auch noch denselben Zielbahnhof (oder Zwischenhalt), werden diese dort wieder auf mehrere Gleise verteilt. Das entspricht dann dem sogenannten Demultiplexing.

==Anwendungen==

==Vorteile==
==Nachteile==

=Ausgänge multiplexen=

==Varianten, Anwendungen==

===LED-Matrix===
Varianten, Zeilen-/Spaltentreiber, Programme, Pingpong-Platine...
===Charlieplexing===
Erklärung des Verfahrens, Grenzen der Machbarkeit

Charlieplexing geht zur Ansteuerung vom LEDs noch einen Schritt weiter als die Matixansteuerung: Es ist nicht mehr festgelegt welche Leitungen Zeilen und Spalten sind. Über jeder Kombination von 2 Leitungen können 2 antiparallele LEDs angesteuert werden. Die gerade nicht aktiven Leitungen werden am µC hochohmig geschaltet. Damit können mit wenigen IO Pins viele LEDs angesteuert werden: Bei N IO Pins gibt es N*(N-1) Kombinationen je eine Leitung für ein High und low Signal auszuwählen. Das sind z.B. 6 LEDs mit 3 Leitungen oder 20 LEDs mit nur 5 Leitungen.

Die Schaltung hat aber auch ein paar Nachteile: Man benötigt für jeden IO Pin oder je 2 LEDs einen Vorwiderstand. Das Programm zur Ansteuerung ist komplizierter als bei der Matrix. Außerdem ist es nur eingeschränkt möglich mehr als 1 LED gleichzeitig leuchten zu lassen - zum einen von der Logik und auch von der Belastbarkeit der Ausgänge. Extra Treiber sind aufwendiger (z.B. je 1 NPN und PNP Transistor als Emitterfolger) als bei der Matrix. Durch einen schnellen Wechsel der gerade aktiven LEDs (Multiplexing) kann so der Eindruck erzeugt werden das einige wenige (bis etwa 10) LEDs gleichzeitig hell sind.

Sinnvoll ist Charlieplexing vor allem wenn von den LEDs nur einige wenige gleichzeitig hell erscheinen sollen und die Zahl der PINs am µC wirklich knapp ist. Ein Spezialfall sind rot-grüne LEDs, wo schon in einen Gehäuse die beiden LEDs antiparallel sind - hier bietet sich Charlipixling geradezu an.

=Eingänge multiplexen=

==Analogmultiplexer==
Stehen beispielsweise bei einem Mikrocontroller nicht genügend (analoge) Eingänge zur Verfügung, und man muss jedoch viele Spannungen mit dem Mikrocontroller messen, so kann vor einen Analogeingang ein Multiplexer geschaltet werden. Zur Steuerung des Analogmultiplexers sind wenige digitale Leitungen erforderlich.

Exemplarisch soll das Verfahren hier mit einem 8-zu-1-Multiplexer 74HC4051 gezeigt werden:

[[Bild:Analogmultiplexer4051.png|650px]]

Das Multiplexer-IC wird mit 5V betrieben, die Versorgungsspannung wird an Vcc angelegt und wird mit dem Kondensator C1 stabilisiert. Die zu messenden Spannungen / auszuwertende Sensoren müssen mit die A0...A7 (Kanal 0 ... Kanal 7) verbunden werden. Der COM-Anschluss wird mit einem freien Analogeingang des Mikrocontrollers verbunden.

Wie kann der Mikrocontroller nun festlegen, welchen Kanal der Multiplexer durchschalten soll? Dies wird über die SEL0...SEL2-Anschlüsse festgelegt. Der Mikrocontroller muss lediglich High oder Low an die entsprechenden Leitungen anlegen.

Wahrheitstabelle:
{| {{Blauetabelle}}
|-
| /EN || SEL2 || SEL1 || SEL0 || durchgeschalteter Kanal
|-
| L || L || L || L || Kanal 0
|-
| L || L || L || H || Kanal 1
|-
| L || L || H || L || Kanal 2
|-
| L || L || H || H || Kanal 3
|-
| L || H || L || L || Kanal 4
|-
| L || H || L || H || Kanal 5
|-
| L || H || H || L || Kanal 6
|-
| L || H || H || H || Kanal 7
|-
| H || x || x || x || kein; COM hochohmig
|}

Vor dem Einlesen des Analogsignals sollten noch ein paar µS eingeplant werden, da der Multiplexer im Umschaltmoment eine kurze Spannungsspitze am Ausgang generiert (aufgrund interner Kapazitäten).

Es ist noch anzumerken, dass der Multiplexer nicht unendlich niederohmig durchschalten kann, beim 74HC4051 beträgt der Widerstand zwischen COM und durchgeschaltetem Kanal etwa 70 Ohm.

Die gezeigte Schaltung ist keineswegs nur auf analoge Signale beschränkt, der 74HC4051 kann ebenso digitale Signale multiplexen. Außerdem kann das Signal bidirektional (in beide Richtungen verlaufen). Es ist nicht festgelegt, dass A0...A7 Eingänge und COM Ausgang sein muss, es kann auch COM als Eingang und A0...A7 als Ausgänge verwendet werden. Auf diese Art und Weise ist es auch schon gelungen, mehrere Ultraschallsensoren vom Typ SRF05 damit auszuwerten (bidirektional notwendig).

==Digitalmultiplexer==
Für digitale Signale gibt es neben dem analogen Multiplexern auch noch spezielle Digitale, wie z.B. 74HC152. Dabei ist dann die Richtung der Signale festgelegt, also für einen Multiplexer viele (hier 8) Eingänge und einen Ausgang. Die Umkehrung mit einem Eingang und mehreren Ausgängen nennt man Demultiplexer. Der Demultiplexer hat anders als das analoge Gegenstück an den nicht ausgewählten Ausgängen einen definierten Logikpegel (z.B. high beim 74HC138).

[[Kategorie:Elektronik]]
[[Kategorie:Microcontroller]]
[[Kategorie:Praxis]]

Multiplexing

2011-10-17T14:14:15Z

Radbruch: /* Anwendungen */

Diese Seite ist noch im Aufbau.

=Grundidee des Multiplexings=

==Erklärung==
- Hier ist noch Platz für eine schön formulierte, technische Erklärung vorgesehen-

Anschauliches Beispiel für Multiplexing:

Betrachten wir einen Zugverkehr. Am Bahnhof stehen viele Züge, die von dort aus zu ihren Zielbahnhöfen gelangen möchten. Jeder Zug steht zunächst natürlich auf seinem eigenen Gleis. Doch auf den Verbindungsstrecken zwischen den Bahnhöfen/Städten liegt meist nur ein Gleis pro Richtung. Wer käme auf die Idee, für jeden Zug ein eigenes, mehrere km langes Gleis zu bauen? Es wäre ein großer Aufwand. Deswegen beschränkt man sich eben auf ein Gleis pro Richtung, das reicht in den meisten Fällen aus. Jetzt ist es naheliegend, dass die Züge nicht alle gleichzeitig die Verbindungsstrecke benutzen können, sondern es kann nur einer nach dem anderen die Strecke befahren. Dieses Verfahren entspricht dem Multiplexing. Haben mehrere dieser Züge auch noch denselben Zielbahnhof (oder Zwischenhalt), werden diese dort wieder auf mehrere Gleise verteilt. Das entspricht dann dem sogenannten Demultiplexing.

==Anwendungen==

===PingPong===

Günstige 12x10 LED-Matrix mit 8MHz-ATMega8:

http://www.roboternetz.de/community/threads/50954-Ping-Pong-umprogrammieren?p=496795&viewfull=1#post496795

==Vorteile==
==Nachteile==

=Ausgänge multiplexen=

==Varianten, Anwendungen==

===LED-Matrix===
Varianten, Zeilen-/Spaltentreiber, Programme, Pingpong-Platine...
===Charlieplexing===
Erklärung des Verfahrens, Grenzen der Machbarkeit

Charlieplexing geht zur Ansteuerung vom LEDs noch einen Schritt weiter als die Matixansteuerung: Es ist nicht mehr festgelegt welche Leitungen Zeilen und Spalten sind. Über jeder Kombination von 2 Leitungen können 2 antiparallele LEDs angesteuert werden. Die gerade nicht aktiven Leitungen werden am µC hochohmig geschaltet. Damit können mit wenigen IO Pins viele LEDs angesteuert werden: Bei N IO Pins gibt es N*(N-1) Kombinationen je eine Leitung für ein High und low Signal auszuwählen. Das sind z.B. 6 LEDs mit 3 Leitungen oder 20 LEDs mit nur 5 Leitungen.

Die Schaltung hat aber auch ein paar Nachteile: Man benötigt für jeden IO Pin oder je 2 LEDs einen Vorwiderstand. Das Programm zur Ansteuerung ist komplizierter als bei der Matrix. Außerdem ist es nur eingeschränkt möglich mehr als 1 LED gleichzeitig leuchten zu lassen - zum einen von der Logik und auch von der Belastbarkeit der Ausgänge. Extra Treiber sind aufwendiger (z.B. je 1 NPN und PNP Transistor als Emitterfolger) als bei der Matrix. Durch einen schnellen Wechsel der gerade aktiven LEDs (Multiplexing) kann so der Eindruck erzeugt werden das einige wenige (bis etwa 10) LEDs gleichzeitig hell sind.

Sinnvoll ist Charlieplexing vor allem wenn von den LEDs nur einige wenige gleichzeitig hell erscheinen sollen und die Zahl der PINs am µC wirklich knapp ist. Ein Spezialfall sind rot-grüne LEDs, wo schon in einen Gehäuse die beiden LEDs antiparallel sind - hier bietet sich Charlipixling geradezu an.

=Eingänge multiplexen=

==Analogmultiplexer==
Stehen beispielsweise bei einem Mikrocontroller nicht genügend (analoge) Eingänge zur Verfügung, und man muss jedoch viele Spannungen mit dem Mikrocontroller messen, so kann vor einen Analogeingang ein Multiplexer geschaltet werden. Zur Steuerung des Analogmultiplexers sind wenige digitale Leitungen erforderlich.

Exemplarisch soll das Verfahren hier mit einem 8-zu-1-Multiplexer 74HC4051 gezeigt werden:

[[Bild:Analogmultiplexer4051.png|650px]]

Das Multiplexer-IC wird mit 5V betrieben, die Versorgungsspannung wird an Vcc angelegt und wird mit dem Kondensator C1 stabilisiert. Die zu messenden Spannungen / auszuwertende Sensoren müssen mit die A0...A7 (Kanal 0 ... Kanal 7) verbunden werden. Der COM-Anschluss wird mit einem freien Analogeingang des Mikrocontrollers verbunden.

Wie kann der Mikrocontroller nun festlegen, welchen Kanal der Multiplexer durchschalten soll? Dies wird über die SEL0...SEL2-Anschlüsse festgelegt. Der Mikrocontroller muss lediglich High oder Low an die entsprechenden Leitungen anlegen.

Wahrheitstabelle:
{| {{Blauetabelle}}
|-
| /EN || SEL2 || SEL1 || SEL0 || durchgeschalteter Kanal
|-
| L || L || L || L || Kanal 0
|-
| L || L || L || H || Kanal 1
|-
| L || L || H || L || Kanal 2
|-
| L || L || H || H || Kanal 3
|-
| L || H || L || L || Kanal 4
|-
| L || H || L || H || Kanal 5
|-
| L || H || H || L || Kanal 6
|-
| L || H || H || H || Kanal 7
|-
| H || x || x || x || kein; COM hochohmig
|}

Vor dem Einlesen des Analogsignals sollten noch ein paar µS eingeplant werden, da der Multiplexer im Umschaltmoment eine kurze Spannungsspitze am Ausgang generiert (aufgrund interner Kapazitäten).

Es ist noch anzumerken, dass der Multiplexer nicht unendlich niederohmig durchschalten kann, beim 74HC4051 beträgt der Widerstand zwischen COM und durchgeschaltetem Kanal etwa 70 Ohm.

Die gezeigte Schaltung ist keineswegs nur auf analoge Signale beschränkt, der 74HC4051 kann ebenso digitale Signale multiplexen. Außerdem kann das Signal bidirektional (in beide Richtungen verlaufen). Es ist nicht festgelegt, dass A0...A7 Eingänge und COM Ausgang sein muss, es kann auch COM als Eingang und A0...A7 als Ausgänge verwendet werden. Auf diese Art und Weise ist es auch schon gelungen, mehrere Ultraschallsensoren vom Typ SRF05 damit auszuwerten (bidirektional notwendig).

==Digitalmultiplexer==
Für digitale Signale gibt es neben dem analogen Multiplexern auch noch spezielle Digitale, wie z.B. 74HC152. Dabei ist dann die Richtung der Signale festgelegt, also für einen Multiplexer viele (hier 8) Eingänge und einen Ausgang. Die Umkehrung mit einem Eingang und mehreren Ausgängen nennt man Demultiplexer. Der Demultiplexer hat anders als das analoge Gegenstück an den nicht ausgewählten Ausgängen einen definierten Logikpegel (z.B. high beim 74HC138).

[[Kategorie:Elektronik]]
[[Kategorie:Microcontroller]]
[[Kategorie:Praxis]]

RP6 Kamera - Mitmach-Projekt

2011-10-03T14:05:22Z

Radbruch: /* Erkennung des Syncs mit dem internen Analogkomparator */

= RP6 Kamera - Mitmach-Projekt: Hardware =

[[:Kategorie:Projekte]]

In diesem "Mitmach-Projekt" soll in den nächsten Monaten eine Experimentierplatine (CONRAD 191537) für den RP6 "gebaut" werden, mit der eine CMOS-Kamera an den RP6 angeschlossen werden kann. '''Die Teile, die man für das ganze Projekt braucht, kosten beim großen C ca. 62,- €. Natürlich gibt es auch andere Versender, bei denen es evtl. günstiger wird.'''

Wer mitmachen will, kann zu jeder Zeit selbst entscheiden, wann er aus dem Projekt aussteigen möchte, weil es in 4 Abschnitten ("Phasen") vorgestellt wird. Jede Phase ist ohne die nachfolgenden Abschnitte funktionsfähig.

Im RN-Forum hat radbruch mit der [http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=33228 Minimallösung: Kamera für den RP6] schon eine einfache und tolle Lösung vorgestellt, mit der der RP6 "sehen" kann. Radbruch hat das eine "Minimallösung" genannt, weil keine weitere Hardware zum Anschluß der Kamera benutzt wurde. Dennoch war das wegen der gut beschriebenen Software-Entwicklung durchaus keine Minimallösung!

In diesem Projekt soll auf der Experimentierplatine (Exp) eine Schaltung "zum Mitmachen" in 4 Schritten aufgebaut werden. Man könnte das dann (wenn es 'mal fertig ist ...) als "Midi-Lösung" für eine Kamera für den RP6 bezeichnen.

So werden die 4 Phasen aussehen:
* Phase 1 -> Anschluß der CMOS-Kamera an den RP6 mit CINCH-Buchse zum Anschluß eines Video-Monitors
* Phase 2 -> Aufbau eines zweifach Video-Verstärkers zur Verbesserung der Qualität
* Phase 3 -> Aufbau eines Sync-Separators zur Abtrennung der Synchronisations-Signale
* Phase 4 -> Anbau von schaltbaren IR-LEDs

Der Aufbau wird so universell wie möglich sein, d.h. eine Auswertung der Kamera kann sowohl mit der Software von radbruch mit dem RP6 erfolgen (schon in Phase 1!), als auch mit der RP6Control M32. Auch an die CCPro M128 wurde hardwaremäßig gedacht,- ob man mit ihr auch eine Video-Auswertung hinbekommt, habe ich nicht probiert.

Was braucht man allgemein für den Aufbau einer Schaltung auf der Exp:
* Seitenschneider, Schere, Zange
* Kleinbohrer 1,5 ... 2,5 mm (zur Platinenbearbeitung)
* 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)
* Isolierte Kupferlitze in verschiedenen Farben (z.B. CONRAD 605808, rot)

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. Die Lage der Verbindungen zeige ich im Bestückungsplan jeder Phase. Man muss sich nicht an die genaue Lage der Verbindungen halten.

'''Wenn man die Drähte und Bauteile an anderen Positionen einlötet, kann es aber sein, dass man die nächste Phase nicht mehr so aufbauen kann, wie ich das hier zeige! Möglicherweise sind die weiteren Teile dann nur noch mit einer "wilden" Freiverdrahtung machbar!'''

== Phase 1 ==
In der Phase 1 werden Steckkontakte auf die Exp gelötet, an die die Kamera mit einem kurzen Kabel angeschlossen wird. An einer CINCH-Buchse kann das Videosignal abgenommen werden, um zu sehen, was der RP6 sehen sollte.
Mit dieser Ausbaustufe kann man eine Auswertung des Bildes genau wie radbruch per Software machen. Für den RP6 existiert dafür die Software im RN-Forum, für die M32 müßte man sie noch etwas anpassen.

Man braucht folgende Bauteile (43,01€ inkl. Versand CONRAD) für die 1. Phase:
{| {{Blauetabelle}}
|-
| Anzahl || Bestell-Nr. || Bauteil-Bezeichnung:
|-
| 1 || 191537 || RP6 Experimentierplatine
|-
| 1 || 150001 || CMOS-Kameramodul 1
|-
| 1 || 738699 || CINCH Einbaukupplung gelb
|-
| 1 || 741119 || 1-reihige Stiftleiste RM 2,54mm (36-polig)
|-
| 1 || 742902 || Zwei Codierbrücken (aus Set)
|-
| 1 || 500812 || Keramik Kondensator 100 nF
|-
| 1 || 472360 || Elektrolyt Kondensator 100 uF/16 V
|}

Hier erst einmal der Schaltplan:

[[bild:RP6_CMOSCamera_SP_1.jpg]]

Und dann der Bestückungsplan:

[[bild:RP6_Exp_CMOSCamera_Step1_Bruecken.jpg]]

Die Schaltung wird in der rechten oberen Ecke der Exp aufgebaut (keine Angst: Der übrige Platz wird noch gebraucht!). Für die CINCH-Buchse muss man drei Löcher 1,6 mm für Haltestifte bohren (Kreise auf dem Plan!). Die 2 Kontakte der Buchse haben eine Breite von ebenfalls 1,6 mm,- man sollte aber mit vielleicht 2 mm bohren und die Kontaktzungen auf der Lötseite umbiegen. Es ist gut, die Buchse vor dem Verlöten noch festzukleben.

[[bild:CINCH_B.jpg]]
[[bild:CINCH_L.jpg]]

Wenn man die Platine nicht bearbeiten kann oder will, sollte man anstelle der Einbaubuchse eine gelbe CINCH-Kupplung (731080) bestellen, die mit kurzen Kabeln (am besten einem kurzen abgeschirmten Kabel von einem alten CINCH-Kabel) angeschlossen wird.

Wenn die CINCH-Einbaukupplung fest sitzt, geht es an den weiteren Aufbau:
* Die dicken schwarzen Verbindungen werden auf der Lötseite (unten) mit blankem Draht 0,6 mm hergestellt. Man lötet sie an wenigen Punkten an, aber nicht dort, wo noch ein Bauteil oder eine Drahtbrücke von oben durchgesteckt werden soll!
* Die dünneren schwarzen Verbindungen befinden sich auch auf der Lötseite der Platine. Sie werden hauptsächlich mit den Drähten der von oben eingesteckten Bauteile und der Drahtbrücken hergestellt.
* Die rechteckigen Felder sind die Stiftleisten (1x 5-polig und 5x 2-polig), die man ebenfalls (von oben) aufsetzt.
* Die zwei rot eingezeichneten Drahtbrücken entstehen aus isoliertem Draht und verlaufen auf der Oberseite der Platine. An dem Loch, wo sie enden, werden sie nach unten auf die Lötseite geführt. Man isoliert sie so weit ab, dass man auf der Unterseite das nächstgelegene Bauteil erreicht.
* Jetzt werden die beiden Kondensatoren eingelötet. Der Elektrolyt Kondensator (Elko) muss richtig herum eingesetzt werden (im Plan ist ein Plus + zu sehen, auf dem Elko ist aber meist der Minuspol markiert).
* Das CMOS-Kameramodul schließt man jetzt an die 5-polige Stiftleiste an. Die Kontakte auf der Exp haben die gleiche Anordnung wie die Stifte an der Kamera. Die Verbindung sollte nicht länger als 10 cm sein. Die Verbindung kann man löten, aber auch mit 5-poligen Stiftbuchsen steckbar machen. Die Kontakte "V out" und "GND" stellt man am besten mit einem abgeschirmten Kabel (von einem alten CINCH-Kabel) her,- die Abschirmung ist dann GND.

Hier noch ein Bild von den beiden Video-Kabeln, die man sich anfertigen kann:

[[bild:Videokabel.jpg]]
[[bild:Videokabel_SP.jpg]]

Ein Kabel dient zum Anschluß der Kamera (5-polig mit Abschirmung für das Video-Signal). Das andere abgeschirmte Kabel verbindet einen der ADC-Video-Ausgänge (PG3, PG5, PG6) mit einem ADC-Eingang der RP6Base (PG4) oder der M32 oder M128 (ADC-Wannenstecker). Ein 2-adriges Kabel wird zusätzlich für die IR-LEDs benötigt. Alle Kabel sind steckbar. ''Hinweis: Es geht bei den kurzen Kabeln auch ohne die Abschirmung. Man sollte die Kabel dann aber verdrillen.''

So weit dieser erste Abschnitt. Testen, ob alles funktioniert, kann man mit der Software von radbruch (Link siehe oben!)

Viel Erfolg!

Was bleibt noch:
* Es gibt 2 Codierstecker JP1 und JP2. Zunächst braucht man auf die 2-poligen Stiftleisten keine Codierbrücken (= Jumper) zu setzen. Steckt man bei JP1 einen Jumper auf, wird der Pin "Gamma" der Kamera auf GND gelegt. Laut Anleitung der Kamera ist damit Gamma = 1 gesetzt (sonst 0,45). Setzt man auf JP2 einen Jumper, wird die "Gain" (= Verstärkung) reduziert.
* Die Stiftleisten mit dem Namen PGx sind Plugs (= Stecker). Da darf man auf keinen Fall Jumper aufstecken! Hier wird ein Signal ausgegeben oder eingespeist. An PG1 wird die Kamera angeschlossen, PG2 soll einmal in Phase 4 für IR-LEDs dienen. An PG3 kann man das Videosignal abnehmen und an PG4 über eine lose Drahtverbindung (am besten abgeschirmt!) wieder einspeisen. PG4 ist an IT1 des XBUS angeschlossen, das ist der ADC-Eingang 4 (PA4) der RP6 Base (E_INT1). Dieser ADC-Eingang soll die Helligkeit der Bildpunkte auswerten.
* Wenn man keinen Monitor an die CINCH-Buchse angeschlossen hat und das Videosignal mit IT1 verbindet, sollte man einen 75 Ohm Widerstand statt dem Monitor an die CINCH-Buchse anschließen, damit der RP6 das Videosignal mit der Software von radbruch auswerten kann.
* Alternativen zu ADC4 der RP6 Base: Man kann auch ADC0 oder ADC1 nehmen (verfügbar auf dem RP6 Mainboard). Auch die M32 kann schon arbeiten: ADC2..7 sind frei und freuen sich auf diese Aufgabe!

So könnte das Ergebnis der Phase 1 bei euch aussehen:

[[bild:Phase1_B.jpg]]
[[bild:Phase1_L.jpg]]

== Phase 2 ==

Hier die Stückliste!
Man braucht folgende Bauteile (3,33€ ohne Versand CONRAD) für die 2. Phase:
{| {{Blauetabelle}}
|-
| Anzahl || Bestell-Nr. || Bauteil-Bezeichnung:
|-
| 1 || 154989 || Transistor BC 547C
|-
| 1 || 155080 || Transistor BC 556B
|-
| 1 || 162280 || Diode 1N4148
|-
| 1 || 425052 || Spindel-Trimmpoti 200 Ohm
|-
| 1 || 420603 || Widerstand Metall 1% 75 Ohm
|-
| 2 || 418137 || Widerstand Metall 1% 100 Ohm
|-
| 1 || 418196 || Widerstand Metall 1% 330 Ohm
|-
| 1 || 418218 || Widerstand Metall 1% 470 Ohm
|-
| 1 || 418293 || Widerstand Metall 1% 2,2 kOhm
|-
| 1 || 418331 || Widerstand Metall 1% 4,7 kOhm
|-
| 1 || 411019 || Widerstand Metall 1% 4,99 kOhm
|-
| 1 || 418374 || Widerstand Metall 1% 10 kOhm
|-
| 1 || 500812 || Keramik Kondensator 100 nF
|-
| 1 || 455393 || MKS 2 Folien-Kondensator 100 nF
|-
| 1 || 472352 || Elektrolyt Kondensator 47 uF/16 V
|}

Schaltplan der Phase 2:

[[bild:RP6_CMOSCamera_SP_2.jpg]]

Jetzt funktioniert der Videoverstärker bei mir wie er soll. Es soll ein einfacher Verstärker sein, der das Video-Signal von 1V p-p auf 2V p-p bringt.

Warum die 2-fache Verstärkung:
* 1. Die Dynamik der Graustufen wird höher (damit wird der Wertebereich des ADC besser ausgenutzt)
* 2. Eine einfache "Dioden-Klemme" wird möglich (dazu später)

An das Video-Signal der Kamera wird der Verstärker mit einem Abschlußwiderstand von 75 Ohm und mit einem Elko 47µF angekoppelt. Die beiden Transistoren verstärken das Signal. Der Ausgang liegt am Collector vom BC556B, das ist die 2-polige Ausgangsstiftleiste PG5. Diesen Ausgang habe ich "DC-ADC-Video" genannt, weil hier das Signal für den ADC mit einem Gleichspannungsanteil (DC) aus dem Verstärker ausgekoppelt wird. Das Video-Signal "reitet" also auf einer Gleichspannung. Dieses Signal darf ich nur an eine hochohmige Schaltung anschließen, aber der Analog-Digitalwandler unseres ATMega32 ist ja mit 100 MOhm sehr hochohmig, wenn er nicht (wie bei der RP6 Base der Eingang ADC4) mit einem Pulldown-Widerstand (liegt zwischen dem Eingang und GND) beschaltet ist (RP6 Base: 10 kOhm, R34).

DC-ADC-Video (PG5):

[[bild:Video_PG5.jpg]]

Mit dem roten MKS 2 Kondensator 100 nF wird das Ausgangssignal als Wechselspannung (AC) ausgekoppelt. Das ist die 2-polige Ausgangsstiftleiste PG6. Dieser Ausgang heißt "AC-ADC-Video".

AC-ADC-Video (PG6):

[[bild:Video_PG6_ohneKlemme.jpg]]

Über die Codierstecker JP3, JP4 und JP5 können dort noch 3 Bauteile (2 Widerstände und 1 Diode) angeschlossen werden. Das sind die Bauteile der "passiven Klemme" mit Abschlusswiderständen.

Was ist das?
Wenn man sich das AC-ADC-Video ansieht, dann fällt auf, dass der Null-Volt-Pegel mitten im Video-Signal, also in den Helligkeitsinformationen liegt. Da der ADC nur positive Spannungen (über 0 Volt) messen kann, würden die unteren (dunkleren) Werte abgeschnitten. Ideal wäre, wenn der Schwarzwert (Black Level) immer auf 0 Volt (GND) liegen würde und die Helligkeitsinformationen darüber. Man müßte das Signal also "anklemmen" können, daher der Name "Klemmschaltung" für Schaltungen, die eine Spannung auf einem festen Wert halten. Wenn es dabei um Video-Signale geht, dann braucht man eine "Schwarzwert-Klemme". Wenn ihr im Netz suchen wollt, werdet ihr bei den englischen Begriffen "Black Level Clamp", "Black Level Restauration" fündig. Da gibt es unendlich viele Schaltungen seit es die Fernsehtechnik gibt.
Da kann man auch lesen, dass es eine "passive Klemme" eigentlich für das Video-Signal nicht gibt, sondern man braucht dafür aktive Bauteile (Transistoren, ICs).
Die einfachste (passive) Klemme ist eine Diode (1N4148), die man hinter den Folien-Koppelkondensator 100 nF nach GND schaltet (Jumper auf JP4 stecken und als Lastwiderstand den 4,99 kOhm einschalten, d.h. Jumper auch auf JP3 stecken!).

''In unserem weiteren Projekt werden wir IMMER einen Lastwiderstand von 5 kOhm für AC-ADC-Video verwenden. Daher schalte ich für die ADC-Kanäle der M32 oder M128 und für die Kanäle ADC0/1 der RP6 Base immer den 4,99 kOhm Widerstand mit JP3 ein. Ausnahme ist der Eingang ADC4 der RP6 Base (an PG4). Da dort auf dem RP6 Mainboard ein Lastwiderstand von 10 kOhm (R34) schon vorhanden ist, brauche ich für diesen ADC-Eingang nur noch einen 10 kOhm Widerstand (Jumper JP5 aufgesteckt, JP3 frei!). Damit errechnet sich wieder ein 5 kOhm Abschlusswiderstand (= 10 * 10 / (10 + 10) kOhm).''

AC-ADC-Video MIT Dioden-Klemme (PG6):

[[bild:Video_PG6_mitKlemme.jpg]]

Jetzt ist das Video-Signal so "festgeklemmt", dass der HSync-Impuls zwar noch unterhalb von 0 Volt liegt, aber der Schwarzwert fast bei 0 Volt. So kann man das schon gut auswerten. Die 0,6 V, die hier geklemmt werden, sind die Durchlaßspannung der Diode. Jetzt wird auch klar, warum ich das Video-Signal der Kamera 2-fach verstärke:

Bei 1 V p-p stehen ca. 0,7 V für die Helligkeitsinformationen zur Verfügung und ca. 0,3 V für den HSync-Impuls. Verstärke ich das 2-fach, ist der HSync-Impuls 0,6 V (= 2 x 0,3 V) hoch. Das paßt gut zur Durchlaßspannung einer Silizium-Diode, damit diese den HSync-Impuls klemmen kann.

Ich kann mit der Dioden-Klemmschaltung jetzt auch meinen Verstärker abstimmen, wenn ich ein Oszi habe: In meinem Bild oben liegt der Schwarzwert noch etwas unter dem 0 Volt Pegel, d.h. ich kann die Verstärkung des Video-Verstärkers noch etwas erhöhen, damit der Schwarzwert genau auf die Nulllinie fällt. Dazu dient der Trimmer 200 Ohm im Video-Verstärker. Rechts herum gedreht wird die Verstärkung größer. Der Regelbereich geht ca. von 1,8-fach bis 3,3-fach. Das sollte ausreichen.
Wenn man kein Oszi, aber ein Widerstandsmessgerät hat, kann man VOR dem Einlöten den Trimmer so einstellen, dass das Messgerät ca. 140 Ohm zwischen den beiden enger zusammen liegenden Pins des Spindeltrimmers zeigt. Das ist dann eine Verstärkung von ca. 2-fach.

Wie sieht es eigentlich mit der Software-Auswertung aus, wenn ich ein "geklemmtes" Video-Signal verwende? Da ich ja die HSync-Impulse abschneide, kann ich die Software von radbruch nicht mehr zur Auswertung verwenden. Ich kann ja die Zeilensynchronisation nicht mehr erkennen. Sinn macht das "Klemmen" also nur, wenn ich die Synchron-Impulse auf andere Weise zur Verfügung stellen kann. Das geschieht in der 3. Phase mit dem "Sync-Separator". ''In dieser 2. Bauphase muß also JP4 offen bleiben!''

Jetzt kann es auch an den Aufbau der Phase 2 gehen:

[[bild:RP6_Exp_CMOSCamera_Step2_Bruecken_H.jpg]]

Ich habe wieder die Drahtbrücken (diesmal sind's 5) dick rot eingezeichnet. Ein paar Bauteile sind farbig, um zu zeigen, wie man die Drähte z.B. der Widerstände noch auf der Unterseite der Platine weiter führen kann. Dadurch braucht man fast keinen zusätzlichen blanken Draht auf der Unterseite (man kann das so eng auch nicht mit zusätzlichem blanken Draht verlöten!).

Nehmen wir z.B. den hellgrünen Widerstand 100 Ohm: Nachdem sein Draht am oberen Platinenrand nach unten durchgesteckt wurde, wird er nach links (von oben gesehen!) umgebogen, dann 2 Löcher nach unten geführt, 2 Löcher wieder nach links und 1 Loch nach unten. Er landet dann unter dem Spindeltrimmer 200 Ohm an dessen einem Kontakt und kann dort und an den 3 Stellen, wo er um 90° gebogen wurde, verlötet werden. Auf diese Weise können die Drähte aller Bauteile benutzt werden, wie ich es mit den Farben angedeutet habe. Natürlich kann man das auch gaaanz anders machen.

Der 100 nF MKS 2 Folien-Kondensator sitzt direkt rechts vom USRBUS, ich habe ihn hier 'mal als lila Kasten mit Rastermaß 5 mm eingezeichnet. Seine kurzen Drähte gehen rechts von Y1 und Y5 nach unten.

Die Diode 1N4148 überbrückt rechts von JP4 zwei Löcher, ihr schwarzer Strich (Kathode) schaut zum USRBUS.

Die beiden Transistoren sind gekennzeichnet. "E" ist jeweils der Emitter. Wenn man den Transistor so vor sich hält, dass man auf die abgeflachte Seite schaut (Beinchen nach unten), dann ist der Emitter das rechte "Bein".

So kann die Phase 2 aufgebaut aussehen:

[[bild:Phase2neu_B.jpg]]
[[bild:Phase2neu_L.jpg]]

Radbruch hat vorgeschlagen, den 75 Ohm Widerstand jumperbar zu machen. Man müßte den Widerstand dann stehend einlöten. So könnte das aussehen:

[[bild:JP_75_Ohm.jpg]]

Viel Erfolg beim Löten!

== Phase 3 ==

Hier die Stückliste!
Man braucht folgende Bauteile (9,41€ ohne Versand CONRAD) für die 3. Phase:
{| {{Blauetabelle}}
|-
| Anzahl || Bestell-Nr. || Bauteil-Bezeichnung:
|-
| 1 || 154989 || Transistor BC 547C
|-
| 1 || 155080 || Transistor BC 556B
|-
| 1 || 175951 || IC LM 1881N *
|-
| 1 || 189502 || IC Fassung 8-pol
|-
| 1 || 420719 || Widerstand Metall 1% 620 Ohm
|-
| 1 || 418315 || Widerstand Metall 1% 3,3 kOhm
|-
| 1 || 418331 || Widerstand Metall 1% 4,7 kOhm
|-
| 1 || 418595 || Widerstand Metall 1% 680 kOhm
|-
| 1 || 457191 || Keramischer Kondensator 39 pF
|-
| 1 || 457302 || Keramischer Kondensator 470 pF
|-
| 2 || 455393 || MKS 2 Folien-Kondensator 100 nF
|-
| 1 || 741119 || 1-reihige Stiftleiste RM 2,54mm (36-polig)
|}

'''Zu *)''' Beim großen C scheint der LM 1881N nur noch in begrenzter Stückzahl vorrätig zu sein.
Es gibt Vergleichstypen, die pin-kompatibel sind:

* '''EL 1881CN (Digi-Key: 2,59 €):''' Es gibt nichts zu beachten. Der Ausgang Burst gibt einen negativen Impuls von 3,5 µs (anstelle von 4 µs beim LM 1881N) aus.

* '''EL 1882CN (z.B. Farnell):''' Auch dieser Typ kann anstelle des LM 1881N eingesetzt werden. Der Ausgang Burst gibt einen negativen Impuls von 3,5 µs (anstelle von 4 µs beim LM 1881N) aus. Der Ausgang VSync gibt einen negativen Impuls von 270 µs (anstelle von 230 µs beim LM 1881N) aus.

* '''EL 4581CN (Digi-Key: 6,23 €):''' Bei diesem Typ sind die Bauteile Widerstand 620 Ohm, keram. Kondensatoren 470 pF und 39 pF nicht einzubauen. Der 620 Ohm Widerstand wird durch eine Drahtbrücke ersetzt. Der Ausgang Burst gibt einen negativen Impuls von 3,5 µs (anstelle von 4 µs beim LM 1881N) aus.

''Alle Vergleichstypen funktionieren mit dem Rset Widerstand von 680 kOhm wie der LM 1881N. In den Datenblättern von intersil wird jeweils ein Widerstand von 681 kOhm als Rset angegeben. Das liegt gut in der Toleranz von 1% des 680 kOhm Widerstands. Wer es ganz genau nehmen will, mißt einige 680 kOhm Widerstände aus und baut den ein, der 681 kOhm am nächsten kommt, oder nimmt 2 ausgemessene Widerstände in Reihe, die zusammen 681 kOhm erreichen.''

Falls gewünscht, kann man zum sicheren Anschluß der Sync-Signale an die I/O-Wannen-Stecker der RP6Control M32 oder CCPro M128 noch folgende Teile bei Fa. Reichelt bestellen:
{| {{Blauetabelle}}
|-
| Anzahl || Bestell-Nr. || Bauteil-Bezeichnung:
|-
| 1 || WSL 10G || Wannenstecker 10-polig gerade RM 2,54
|-
| 2 || PFL 10 || Pfostensteckverbinder 10-polig f. Flachbandkabel
|-
| 1 || AWG 28-10G 3M || Flachbandkabel grau 10-polig
|}

''Bei Reichelt bekommt man übrigens auch einreihige Stiftleisten (SL 1X36G 2,54), die beim großen C offenbar z.Zt. knapp sind, und passende einreihige Buchsenleisten (BL 1X20G 2,54), mit denen man die Kamera, ADC-Videoverbindungen und die IR-LEDs steckbar anschließen kann.''

Jetzt gibt es auch den Schaltplan der Phase 3:

[[bild:RP6_CMOSCamera_SP_3.jpg]]

Der Sync-Separator ("Abtrenner der Synchronisierungs-Signale") besteht nur aus dem IC LM 1881N. Zu seinem Pin 2 wird das Video-Signal der Kamera über einen Folienkondensator 100 nF geführt. Die Bauteile 620 Ohm, 39 pF, 470 pF stellen einen Tiefpaß dar und halten die Frequenzen der Bildinformationen vom IC fern. Der Sync-Separator erzeugt die vier Ausgangssignale CSync, VSync, Burst/Back Porch und Odd/Even. Sie werden im Absatz "2.1 Die Synchronisations-Signale" genauer erklärt.

Mit dem Jumper JP8 wird ausgewählt, ob man CSync (Stellung C) oder Burst (Stellung B) für die horizontale Synchronisation (HSync) verwenden möchte. JP9 bestimmt, ob an den 10-poligen I/O-Wannenstecker (I/O M32/M128) eine RP6Control M32 (Stellung 32, 1 Jumper!) oder eine CCPro M128 Karte (Stellung 128, 2 Jumper!) zur Auswertung der Signale angeschlossen wird. Über JP10 (Stellung H) kann HSync mit SDA (für die RP6Base) verbunden werden. Wird JP11 geschlossen (Stellung OE), können die M32 oder M128 das Signal Odd/Even über XBUS IT3 auswerten. JP12 verbindet VSync entweder mit SCL (Stellung 6 für die RP6Base) oder mit XBUS IT2 (Stellung 32 für die M32). Eine Tabelle, die die Verbindungen der Sync-Signale zeigt, findet ihr unter "1.5.3 Verteilung der Sync-Signale".

Bleibt noch die Erklärung der "Aktiven Klemme", die aus den beiden Transistoren besteht. Werden JP6 und JP7 geschlossen (JP4: Offen!), dann steuert der Sync-Separator mit dem CSync-Signal den BC 556B so an, dass er während der horizontalen Sync-Impulse durchschaltet. Damit wird auch der BC 547C durchgeschaltet. Er liegt mit seinem Emitter an GND und mit dem Collector über JP6 am AC-ADC-Video-Signal und schließt das Video-Signal für die Dauer des HSync-Impulses kurz. Dadurch wird der HSync-Impuls gekappt und das Signal annähernd auf den Schwarzwert geklemmt. Dies funktioniert sehr gut, Nachteil dieser (einfachen) Lösung ist aber der hohe Abschaltimpuls am Ende der hinteren Schwarzschulter, der zu einem geringen Verlust von Bildinformationen an den Zeilenanfängen führt (2 µs oder knapp 14 Bildpunkte, die in der Regel sowieso nicht sichtbar sind).
Und so sieht's aus:

AC-ADC-Video MIT Schwarzwert-Klemme (PG6):

[[bild:Video_PG6_mitKlemme_CSync.jpg]]

Abschließend der Bestückungsplan der Phase 3:

[[bild:RP6_Exp_CMOSCamera_Step3_Bruecken.jpg]]

Der LM 1881N wird nicht direkt eingelötet, sondern auf einen Sockel gesetzt. Die Kerbe des Sockels kommt nach oben (in Richtung JP1,2). Es gibt wieder einige Drahtbrücken (14). Die graue Fläche ist eine größere Massefläche, die man mit Drähten und etwas Lötzinn herstellen kann, wenn alle Bauteile, die da dran sitzen, eingelötet sind. Der 4k7 Widerstand wird stehend eingesetzt. Der Stecker I/O M32/M128 ist ein 10-poliger Wannenstecker. Man kann ihn aber auch als 2-reihige Stiftleiste aufbauen. Hier wird auf einfache Weise mit Flachbandkabel eine Verbindung zum I/O-Stecker der Control M32 oder CCPro M128, die die Sync-Signale auswertet, hergestellt.

Viel Erfolg beim Aufbau!

'''Erster Funktionstest des Sync-Separators mit der RP6Control M32:'''

* Jumper in die Standard-Stellung für die M32 bringen (Siehe Absatz "1.7.2 Jumper"!)
* I/O-Stecker der Exp mit dem der M32 verbinden (falls kein 10-poliges Flachkabel vorhanden ist, reicht es, nur Pin 8 zu verbinden!)
* Das [http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=53021 RP6Control M32: Impulslängen-Meßgerät] in die M32 laden, vor dem Kompilieren in der Zeile "//#define FREQUENCY" die "//" entfernen, um die Frequenz zu messen.
* Jetzt wird die '''HSync-Frequenz''' gemessen. Anzeige:
CNT 1024
FRQ 15625.002
Wenn das so aussieht, ist der Sync-Separator erst einmal intakt.

Wie wäre es, zur Kontrolle noch die '''VSync-Frequenz''' zu messen?

Die Anzeige sollte sein:
CNT 320110
FRQ 49.983

Wie habe ich das auf der Exp gemessen?

Antwort: JP 9 nach ganz Rechts rücken

=== Alternativer Aufbau ===

Der Anschluß der Sync-Signale erfolgt beim normalen Aufbau (siehe oben!) über den XBUS und den I/O-Stecker an die RP6Base, RP6Control M32 oder RP6 CCPro M128, wobei Jumper eingesetzt werden, um die Signale zu verteilen.

Das mag nicht jedermanns Sache sein. Vielleicht möchten einige von euch nichts mit dem XBUS, I/O-Stecker oder mit vielen Jumpern zu tun haben, sondern die Sync-Signale lieber an einem einfachen Stecker zusammengeführt haben, von dem aus man sie dann mit Kabeln selbst zu Portpins eines Prozessors führen kann.

Dafür zeige ich hier den Schaltplan dieses alternativen Aufbaus der Phase 3:

[[bild:RP6_CMOSCamera_SP_3_S.jpg]]

An PG8 sind alle Sync-Signale und auch das ADC-Video-Signal zusammen gefasst. PG8 ist 2x 7-polig und kann als 2-reihige Stiftleiste oder als 14-poliger Wannenstecker (das sind die, die auch mit der Exp mitgeliefert werden!) ausgeführt werden. An PG7 kann man das ADC-Video-Signal einspeisen (genau wie an PG4). Es kann dann über PG8 Pin 13 weiter zu einem ADC-Eingang geführt werden.
Ich werde hier auch noch den Bestückungsplan einstellen, sonst aber nicht auf diese Art des Aufbaus weiter eingehen.

Alternativer Bestückungsplan der Phase 3:

[[bild:RP6_Exp_CMOSCamera_Step3_Bruecken_S.jpg]]

== Phase 4 ==

Hier die Stückliste!
Man braucht folgende Bauteile (4,65..6,21€ ohne Versand CONRAD) für die 4. Phase:
{| {{Blauetabelle}}
|-
| Anzahl || Bestell-Nr. || Bauteil-Bezeichnung:
|-
| 1 || 155080 || Transistor BC 556B
|-
| 2 || 406996 || Widerstand Metall 1% 60,4 Ohm
|-
| 2 || 418145 || Widerstand Metall 1% 120 Ohm
|-
| 1 || 418331 || Widerstand Metall 1% 4,7 kOhm
|-
| 2..6 || 154434 || IR-LEDs 5 mm, Typ L-53F3BT
|-
| 1 || 529593 || Lötpunktrasterplatte 160 x 100
|}

'''Gesamtkosten des Projekts: Ca. 62€'''

Schaltplan der Phase 4:

[[bild:RP6_Exp_CMOSCamera_SP_4.jpg]]

Beim Jumper JP10 gibt es jetzt 2 neue Stellungen (S/IO). In Stellung S können die IR-LEDs mit SDA geschaltet werden, wobei SDA dann bei der RP6Base nicht mehr für HSync zur Verfügung steht. In Stellung IO werden die IR-LEDs durch die M32 oder M128 über den I/O-Stecker geschaltet. Dafür muss JP13 in Stellung SIO gebracht werden.

Neu in Phase 4 ist JP13. Er schaltet die Ansteuerung der IR-LEDs zwischen dem USRBUS (Stellung U) und dem I/O-Stecker (Stellung SIO) um. Wenn Y11 des USRBUS auf dem RP6 Mainboard mit SL1 (IO1) verbunden ist, können die IR-LEDs in Stellung U durch SL1 angesteuert werden. '''Wenn die SL1-LED des RP6 leuchtet, sind die IR-LEDs AUSgeschaltet!''' In Stellung SIO von JP13 erfolgt die Auswahl der IR-LED Ansteuerung durch JP10 (siehe oben!).

Bestückungsplan der Phase 4:

[[bild:RP6_Exp_CMOSCamera_Step4_Bruecken.jpg]]

So, jetzt sind wir am Ende unseres Hardware-Projekts angelangt. Für die Phase 4 müssen noch 5 Drahtbrücken eingesetzt werden. Der Transistor BC 556B schaltet die IR-LEDs gegen VCC über PG2. Maximal kann er 100 mA schalten, so dass wir mit den max. 40 mA für die IR-LEDs im sicheren Bereich liegen. '''Bitte aufpassen, dass PG2 nicht aus Versehen kurzgeschlossen wird, weil der Transistor dann u.U. zerstört wird.'''

So sieht die Endversion unseres Projekts bei mir aus:

[[bild:Phase4_B.JPG]]
[[bild:Phase4_L.JPG]]

'''Erster Funktionstest der IR-LED-Ansteuerung mit der RP6Control M32:'''

* Jumper in die Standard-Stellung für die M32 bringen (Siehe Absatz "1.7.2 Jumper"!)
* I/O-Stecker der Exp mit dem der M32 verbinden (falls kein 10-poliges Flachkabel vorhanden ist, reicht es, nur Pin 4 zu verbinden!)
* Falls die Kamera-Platine mit den IR-LEDs noch nicht aufgebaut ist, kann man an PG2 eine LED mit passendem Vorwiderstand anschließen.
* Jetzt ein Programm für die M32 schreiben, das den Pin IO_PC6 auf Ausgang umschaltet und dann in einer Endlosschleife toggelt. Die LED an PG2 muss dann im Rhythmus blinken.

=== Alternativer Aufbau ===

Auch hier gibt es für die Phase 4 einen alternativen Aufbau, den man nehmen muss, wenn man die Phase 3 schon in der alternativen Form aufgebaut hat.

Schaltplan des alternativen Aufbaus der Phase 4:

[[bild:RP6_Exp_CMOSCamera_SP_4_S.jpg]]

Bestückungsplan des alternativen Aufbaus der Phase 4:

[[bild:RP6_Exp_CMOSCamera_Step4_Bruecken_S.jpg]]

== Kamera-Platine ==

[[bild:RP6_Exp_CMOSCamera_IR-LEDs_SP.jpg]]

Es können 2 bis 6 IR-LEDs eingebaut werden:
* Stromsparende Variante (20 mA) mit 2 oder 3 LEDs
* Variante mit höherer Leistung (40 mA) mit 4 bis 6 LEDs

Wer von euch könnte hier seine Kamera-Platine als "Bauanleitung" vorstellen?

== Letzte Arbeiten ==

Was bleibt noch?
* Wenn die Platinen komplett aufgebaut sind, kann man sie mit Plastik 70 Spray auf der Lötseite gegen Korrosion schützen
* Eine Halterung für die Kamera bauen
* Sich Anwendungen überlegen
* Anwendungen programmieren
* ...

== Allgemeine Daten und Tabellen ==

=== Stecker ===

{| {{Blauetabelle}}
|-
| Stecker || Signal(e) || Pins || Bedeutung
|-
| PG1 || Video-in, GND, VCC, Gamma, Gain || 5 || Anschluß CMOS Kamera
|-
| PG2 || IR-LEDs+, GND || 2 || Ausgang für IR-LEDs
|-
| PG3 || Video-out, GND || 2 || Ausgang Video 1V p-p
|-
| PG4 || ADC-Video-in, GND || 2 || Eingang ADC4 der RP6Base
|-
| PG5 || DC-ADC-Video-out, GND || 2 || Ausgang DC-ADC-Video
|-
| PG6 || AC-ADC-Video-out, GND || 2 || Ausgang AC-ADC-Video
|}

=== Jumper ===

Zeichenerklärung:
* Stellung ON = Jumper aufgesteckt (Kontakt geschlossen)
* Stellung OFF = Jumper abgezogen (Kontakt offen)

{| {{Blauetabelle}}
|-
| Jumper || Stellung || Bedeutung
|-
| JP1 || ON || Kamera: Gamma = 1
|-
| JP1 || OFF || Kamera: Gamma = 0,45
|-
| JP2 || ON || Kamera: Gain low
|-
| JP2 || OFF || Kamera: Gain high
|-
| JP3 || ON || AC-ADC-Video: Lastwiderstand 5 kOhm (JP5: OFF!)
|-
| JP4 || ON || AC-ADC-Video: Level Clamp Diode (JP6,7: OFF!)
|-
| JP5 || ON || AC-ADC-Video: Lastwiderstand 10 kOhm (JP3: OFF!)
|-
| JP6,7 || ON || AC-ADC-Video: Black Level Clamp (JP4: OFF!)
|-
| JP8 || C ON || HSync = CSync
|-
| JP8 || B ON || HSync = Burst
|-
| JP9 || 32 ON || I/O-Stecker der RP6Control M32
|-
| JP9 || 128 ON (2x) || I/O-Stecker der RP6 CCPro M128 (2 Jumper!)
|-
| JP10 || H ON || SDA = HSync
|-
| JP10 || S ON || IR-LEDs durch SDA geschaltet (JP13: SIO!)
|-
| JP10 || IO ON || IR-LEDs durch M32/M128 geschaltet (JP13: SIO!)
|-
| JP11 || OE ON || M32/M128: IT3 = Odd/Even
|-
| JP12 || 6 ON || SCL = VSync
|-
| JP12 || 32 ON || M32: IT2 = VSync
|-
| JP13 || U ON || IR-LEDs durch SL1/IO1 (USRBUS Y11 *) geschaltet
|-
| JP13 || SIO ON || IR-LEDs NICHT durch SL1 geschaltet (JP10: S/IO!)
|}

'''Zu *)''' Falls SL1/IO1 auf dem RP6 Mainboard mit USRBUS Y11 verbunden wurde!

Wie aus der Tabelle oben ersichtlich gibt es also eine '''"Standard-Stellung der Jumper"''' im Vollausbau (Phase 4) der Exp. Diese Stellung kann man auf einen Blick aus diesem Bild erkennen:

[[bild:Jumper_Standardstellung_4.jpg]]

Dieses Bild zeigt die Jumper-Stellungen für die RP6Base, M32 und M128. Bei der RP6Base wird vorausgesetzt, dass man den ADC4 (an PG4) zur Auswertung des ADC-Video-Signals verwendet. Nimmt man stattdessen ADC0 oder ADC1 der RP6Base, müssen die Jumper JP3 und JP5 so wie bei der M32 oder M128 gesetzt werden. ''Bei der RP6Base bitte noch beachten: Der Jumper JP10 (Stellung H) darf erst aufgesteckt werden, wenn das Programm läuft! Nach dem Programmende oder nach einem Reset startet es evtl. wieder neu, wenn JP10 aufgesteckt bleibt. Daher sollte JP10 nach einem Programmabbruch immer wieder abgezogen werden! ''
'''Die Jumper 1, 2, 4, 6 und 7 sind in dieser Abbildung NICHT berücksichtigt (als offen eingezeichnet!), weil sie abhängig von der gewünschten Kamera-Einstellung (Gamma: JP1, Gain: JP2) oder vom Software-Konzept (Level Clamp Diode: JP4 ODER Black Level Clamp: JP6 und JP7) gesetzt werden!'''

=== Verteilung der Sync-Signale und IR-LED Ansteuerung ===

In dieser Tabelle habe ich aufgelistet, mit welchem Portpin das jeweilige Sync-Signal ab der Phase 3 und die Ansteuerung der IR-LEDs ab der Phase 4 verbunden wird.
Dabei habe ich möglichst interruptfähige Pins genommen (auf der RP6Base waren aber keine mehr frei!). Für die horizontale Synchronisation habe ich den ICP-Pin genommen, weil man damit gut Timer starten/stoppen kann, was für das Einlesen der Zeile nützlich sein kann.

{| {{Blauetabelle}}
|-
| System || Signal || Port || Name || XBUS || USRBUS || I/O-Stecker || RP6-Name
|-
| RP6Base || VSync || PC0 || SCL || SCL || - || - || SCL
|-
| || HSync || PC1 || SDA || SDA || - || - || SDA
|-
| || Odd/Even || - || - || - || - || - || -
|-
| || IR || PC4 || TDO || - || Y11 * || - || SL1 (IO1)
|-
| RP6Control M32 || VSync || PD3 || INT1 || IT2 || - || - || EINT2
|-
| || HSync || PD6 || ICP1 || - || - || Pin 8 || IO_PD6
|-
| || Odd/Even || PB2 || INT2 || IT3 || - || - || EINT3
|-
| || IR || PC6 || TOSC1 || - || - || Pin 4 || IO_PC6
|-
| RP6 CCPro M128 || VSync || PD2 || INT2 || - || - || Pin 8 || PORT_RXD1
|-
| || HSync || PD4 || ICP1 || - || - || Pin 6 || PD4 (A16)
|-
| || Odd/Even || PE6 || INT6 || IT3 || - || - || PORT_PE6_INT
|-
| || IR || PD6 || T1 || - || - || Pin 4 || PD6
|}

'''Zu *)''' Falls SL1/IO1 auf dem RP6 Mainboard mit USRBUS Y11 verbunden wurde!

=== ADC-Video ===

Während die Sync-Signale fest verdrahtet sind und nur durch Jumper in ihrer Verteilung verändert werden können, gibt es für die ADC-Video-Ausgänge (PG3, PG5, PG6) nur drei 2-polige Stiftleisten.

In der Praxis stellt man einfach eine abgeschirmte Verbindung zwischen einem der ADC-Video-Ausgänge (PG3, PG5, PG6) und einem ADC-Eingang her. Die Masseverbindung (GND) braucht dabei nicht am ADC-Eingangsstecker verbunden zu werden, d.h. die Abschirmung des Kabels wird nur am ADC-Video-Ausgang an GND angeschlossen.

Die drei '''ADC-Video-Ausgänge''' noch einmal kurz zusammengefaßt:
* '''PG3 (Video 1V p-p) ->''' Dies ist das BAS-Videosignal der CMOS-Kamera. Das selbe Signal kann an der CINCH-Buchse für einen Monitor abgenommen werden. An einem Widerstand von 75 Ohm beträgt die Amplitude des Signals nominal 1V. Die Amplitude ändert sich, wenn z.B. ein Monitor angeschlossen oder wieder entfernt wird, daher kann eine Software, die die Sync-Signale im Videosignal mit einem festen Schwellenwert auswertet, u.U. nicht sicher funktionieren. Die CSync-Impulse liegen im BAS-Signal zwischen 0 V und 0,3 V. Oberhalb von 0,3 V bis 1 V findet sich der Bildinhalt (Helligkeit der Bildpunkte).
* '''PG5 (DC-ADC-Video) ->''' Dies ist das 2-fach verstärkte BAS-Videosignal. PG5 ist galvanisch (d.h. direkt leitend) mit dem Ausgang des Video-Verstärkers verbunden. Die Amplitude des verstärkten Videosignals ist natürlich abhängig vom Eingangs-Signal (= PG3), also auch in gewisser Weise vom dortigen Abschlußwiderstand bzw. angeschlossenen Monitor. Der Vorteil des DC-ADC-Video besteht in der höheren Spannung, die sowohl für die Sync-Impulse, als auch für den Bildinhalt besser auszuwerten ist.
* '''PG6 (AC-ADC-Video) ->''' Dies ist das 2-fach verstärkte BAS-Videosignal '''ohne Gleichspannungsanteil (d.h. reine Wechselspannung)'''. PG6 ist über einen Folien-Kondensator 100 nF mit dem Ausgang des Video-Verstärkers (= PG5) verbunden. Eine direkte Auswertung dieses Signals mit einem ADC ist nicht sinnvoll, weil nur Teile des Bildinhalts (die helleren Bereiche) eine positive Spannung aufweisen, die aber auch noch abhängig von der Gesamthelligkeit stark schwankt. '''Sinnvoll kann der Ausgang PG6 mit einem ADC nur ausgewertet werden, wenn das Signal "geklemmt" wird. Dafür gibt es zwei Möglichkeiten: Die Dioden-Klemme (Level Clamp Diode: JP4) ODER die Schwarzwert-Klemme (Black Level Clamp: JP6 und JP7).''' Dadurch wird das Video-Signal auf einen festen Spannungswert "geklemmt". Der Sinn besteht darin, die Bildinformationen optimal auswerten zu können, wobei idealerweise Schwarz immer gleich Null Volt ist. '''Das "geklemmte" Video-Signal enthält keine Sync-Impulse mehr, also ist man darauf angewiesen, zur Auswertung die Sync-Impulse vom Sync-Separator (LM 1881N) zu beziehen.'''

Ein paar Meßwerte der '''Signal-Amplitude [V p-p]''':
{| {{Blauetabelle}}
|-
| Stecker || Wert || Hell || Dunkel
|-
| PG3 || HSync || 0,25 || 0,12
|-
| || Vpp || 0,8 || 0,4
|-
| PG5 || DC || 0,6 || 1,1
|-
| || HSync || 1,1 || 1,35
|-
| || Vpp || 2,2 || 1,9
|-
| PG6 * || HSync || 0,4 || 0,2
|-
| || Vpp || 1,4 || 0,7
|}

'''Zu *)''' JP3: ON; JP4..7: OFF (Lastwiderstand 5 kOhm, keine Klemme)!

Die '''ADC-Eingänge''', die benutzt werden können, sind:
* RP6Base: ADC4 (PG4)
* RP6Base: ADC0 oder ADC1 (gleichnamige Anschlüsse auf dem RP6 Mainboard,- man muss da ggf. eine 3-polige Stiftleiste einlöten)
* RP6Control M32: ADC2..ADC7 (am ADC-Wannenstecker auf der M32)
* RP6 CCPro M128: ADC0..ADC7 (am ADC-Wannenstecker auf der M128)

=== Video-Klemme ===

[[bild:Jumper_Videoklemme_3.jpg]]

Dieses Bild zeigt, welche Jumper (4, 6, 7) für die Auswahl der Video-Klemme gesetzt werden müssen. '''Die Jumper 1..3, 5, 8..13 sind in dieser Abbildung NICHT berücksichtigt (als offen eingezeichnet!).''' Wenn keine Video-Klemme eingesetzt werden soll, wird kein Jumper gesetzt (linkes Bild). Wenn die Dioden-Klemme (Level Clamp Diode) verwendet werden soll (mittleres Bild), muß JP4 geschlossen und JP6, JP7 offen sein. Für die Schwarzwert-Klemme (Black Level Clamp) muß JP4 offen sein und JP6 und JP7 geschlossen (rechtes Bild).

'''Das "geklemmte" ADC-Video-Signal kann am Stecker PG6 abgenommen werden!'''

==== Dioden-Klemme ====

Mit dieser Methode wird das ADC-Video-Signal durch eine Diode auf einen festen Wert "geklemmt". Die Abbildung "AC-ADC-Video MIT Dioden-Klemme (PG6)" im Absatz "1.2 Phase 2" zeigt ein Oszillogramm dieses Signals. Es hat einen negativen Anteil von ca. 0,6 V, so daß der CSync-Impuls abgeschnitten wird. Der Schwarzwert der Bildinformationen liegt etwa auf GND-Pegel (0 V). Durch dieses feste Bezugspotential kann man die Bildinformationen gut mit einem ADC auswerten: Je höher die Meßspannung in einer Zeile, umso heller ist das Bild an der Stelle.

==== Schwarzwert-Klemme ====

Mit dieser Methode wird das ADC-Video-Signal durch eine aktive Klemme bestehend aus 2 Transistoren auf einen festen Wert "geklemmt". Das Oszillogramm "AC-ADC-Video MIT Schwarzwert-Klemme (PG6)" im Absatz "1.3 Phase 3" zeigt dieses Signal. Auch hier wird der Schwarzwert annähernd auf GND-Pegel (0 V) festgehalten, indem der CSync-Impuls abgeschnitten wird. Einige Bildpunkte am linken Bildrand gehen verloren. Auch dieses "geklemmte" ADC-Video-Signal kann man gut mit einem ADC auswerten.

= RP6 Kamera - Mitmach-Projekt: Software =

Da dies ein "Mitmach-Projekt" sein soll, hoffe ich für die Programmierung einer Software für die RP6 Kamera, dass sich viele beteiligen und hier fleißig mitschreiben/bearbeiten!

== Die Synchronisations-Signale ==

Die Darstellung jeder Zeile wird durch die '''horizontale Synchronisation''' ermöglicht.

[[bild:BAS-Zeilensynchronisation.jpg]]

Oben erkennt man das Videosignal, das hier mit fast 2 Zeilen dargestellt ist. HSync ist 4,7 µs lang und wird gefolgt von der hinteren Schwarzschulter (5,8 µs). Danach werden 52 µs lang die Bildinformationen der Zeile gesendet. Es folgt die vordere Schwarzschulter (1,5 µs) vor dem HSync der nächsten Zeile. In der Mitte ist das Signal CSync des Sync-Separators zu sehen. Es führt normalerweise High-Pegel und wird nur Low (0 V), solange der HSync-Impuls dauert. Ein weiteres Signal, das der Sync-Separator ausgibt, heißt Burst (Back Porch). Es führt für 4 µs Low-Pegel, nachdem der CSync-Impuls beendet ist. Hier liegt beim FBAS-Videosignal (Farb-BAS) der Burst, der die Farbinformationen enthält. Bei unserer S/W-Kamera gibt es keinen Burst.

Man kann jetzt ein paar Zahlen angeben, die man braucht, um die Punkte einer Zeile anzusteuern:
Von der fallenden (HI -> LO) Flanke des HSync-Impulses dauert es 10,5 µs bis zum Zeilenanfang (linker Bildrand). Bis zur Zeilenmitte sind es 36,5 µs und bis zum Zeilenende (rechter Bildrand) 62,5 µs. Bei unseren 352 horizontalen Bildpunkten kann man einen beliebigen Punkt [1..352] mit der Formel:

Verzögerung [µs] = 0,14773 * (Bildpunkt - 1) + 10,5

... ansteuern.

In diesem Bild zeige ich einen Teil der '''vertikalen Synchronisation''', und zwar ab der fallenden Flanke von VSync des Sync-Separators. Könnt ihr sie in der Grafik unten (Zeile Video oder CSync) wiederfinden?

Vertikale Synchronimpulse ab VSync:

[[bild:Video_PG6_VSync.jpg]]

[[bild:BAS-Bildsynchronisation.jpg]]

Dieses Bild zeigt die vertikale Bildsynchronisation. Das ist die Abfolge von Signalen, die zwischen den einzelnen Halbbildern oder Seiten gesendet werden. Auch unsere Kamera sendet diese Halbbilder/Seiten (Datenblatt: "2:1 Interlace").

'''ANMERKUNG:''' In diesem Abschnitt werden die Begriffe ''Halbbild'' und ''Seite'' synonym gebraucht.
Das BAS-Signal unserer Kamera kann auf einem klassischen (analogen) Monitor als zwei Halbbilder
dargestellt werden, wobei die Zeilen des einen in die des anderen Halbbildes verschachtelt
gezeigt werden. Auf einem modernen digitalen Monitor können auch stattdessen zwei vollständige
Seiten nacheinander zu sehen sein.

In der oberen Bildhälfte ist die vertikale Synchronisation zwischen den geraden (even, field 2) und ungeraden (odd, field 1) Halbbildern dargestellt, in der unteren Bildhälfte die vertikale Synchronisation zwischen den ungeraden (odd) und geraden (even) Halbbildern.

Für die Auswertungs-Software ist natürlich wichtig, wie man mit den vertikalen Sync-Signalen Halbbilder und Zeilen ansteuern kann:

Die Frage, ob es sich aktuell um ein ungerades oder gerades Halbbild handelt, beantwortet Odd/Even des Sync-Separators: Ist Odd/Even HI, liegt ein ungerades Halbbild vor, sonst ein gerades Halbbild. Bei der RP6Base, die in der jetzigen Planung Odd/Even nicht auswerten kann (nicht angeschlossen!), kann man sich helfen, indem man eine Variable immer dann toggelt (1-2-1-2...), wenn ein VSync-Impuls kommt. Dadurch weiß man zwar nicht, ob man aktuell wirklich ein gerades oder ungerades Halbbild liest, aber letztlich ist das auch nicht so wichtig: Zwei Folgebilder werden sich nicht so dramatisch unterscheiden.

Wenn man aber ohne das Odd/Even-Signal doch wissen will, auf welcher Seite man gerade ist, dann geht das mit der Felderkennung.

[[bild:BAS-Felderkennung.jpg]]

Hier ist ein Ausschnitt der vertikalen Austastlücke gezeigt. Unten erkennt man wieder den VSync-Impuls. Sieht man sich das Video-Signal des 1. Halbbildes (odd, oben!) an, dann folgt 256 µs (oder 9 steigende CSync-Flanken) nach der fallenden VSync-Flanke ein Intervall von ca. 32 µs bis zum folgenden CSync-Impuls.
Beim 2. Halbbild (even, unten!) folgt an dieser Stelle ein Intervall von ca. 64 µs bis zum folgenden CSync-Impuls. Damit kann man die Seiten eindeutig auseinander halten.

Schwieriger wird es, wenn man eine bestimmte Zeile eines Bildes ansteuern will. Im Datenblatt des LM 1881N, S. 8, findet sich dazu ein interessanter Satz:
''Since the vertical output pulse from the LM1881 coincides with the leading edge of the first vertical serration, sixteen positive or negative transitions later will be the start of line 14 in either field.''

Das heißt in unserer Landessprache: '''16 positive oder negative Flanken nach dem VSync-Signal des LM 1881N (nach dessen fallender Flanke!) findet sich der Anfang der Zeile 14 jedes Halbbildes.'''

Abgesehen davon, dass diese Angabe auch nur auf NTSC zutrifft: Warum gerade die Zeile 14? Die Zeilen bis 13 werden nicht benutzt, danach kommt der Datenbereich (Untertitel, Videotext ...) ab Zeile 14 bis Zeile 21. Erst ab Zeile 22,5 sind im PAL-System Bildinformationen zu erwarten.

Wie ist das denn bei unserer Kamera?

Leider ist bei unserer Kamera einiges anders als beim Standard-PAL, wie der Blick auf den Oszi-Bildschirm zeigt. Im Datenblatt der Kamera sind 260 TV-Zeilen angegeben, tatsächlich sind es 288.
Hier das Ganze 'mal als Grafik:

[[bild:BAS-Vertikalaustastung_C-Cam-A.jpg]]

Die erste Zeile mit Bildinhalt findet sich im 1. Halbbild an Zeilen-Position 18. Zählt man die fallenden oder steigenden Flanken nach dem VSync-Signal, dann befindet man sich nach 22 Flanken an der 18. Zeilen-Position. Die letzte Zeile dieser 1. Seite (288) findet man nach 309 Flanken.

Im 2. Halbbild findet sich die 1. Zeile an Zeilen-Position 17 (Gerber-Zählung: 330). Zählt man die Flanken nach dem VSync-Signal, dann befindet man sich nach 21 Flanken an dieser Zeilen-Position. Die letzte Zeile (288) dieser 2. Seite findet man nach 308 Flanken.

Man braucht also nur direkt nach der fallenden Flanke von VSync die CSync-Flanken zu zählen, um eine beliebige Zeile zu wählen.
Eine beliebige Zeile [1..288] kann man mit der Formel:

1. Halbbild: Zeile = Flankenzahl - 21
2. Halbbild: Zeile = Flankenzahl - 20

... ansteuern, wobei der Bereich von Flankenzahl auf der 1. Seite zwischen 22 und 309, auf der 2. Seite zwischen 21 und 308 liegt.

== Grundlagen und erste Überlegungen ==

Auf Wikipedia (siehe Quelle1!) findet man gute Informationen zum Aufbau des BAS Signals, das auch unsere Kamera ausspuckt.
Sie ist zwar nicht sehr hochwertig, das Bildelement kann aber laut Datenblatt 352 x 288 Punkte darstellen, was für unsere Zwecke völlig ausreicht. Von den 260 TV-Zeilen, die ausgegeben werden, sind nur ca. 230 Zeilen auf einem Video-Monitor sichtbar.

Jede Zeile wird in 64 µs übertragen, davon sind nur 52 µs für den Bildinhalt vorgesehen. Für einen µC wie den ATMega32 ist das schon eine Herausforderung: Wollte er jeden der 352 Punkte der Zeile lesen, dann hätte er dafür rechnerisch knapp 0,15 µs Zeit. Beim RP6 dauert ein Taktzyklus 0,125 µs (bei 8 MHz Takt), bei der RP6Control M32 0,0625 µs (bei 16 MHz Takt). Mit der M32 hätte man also 2,4 Taktzyklen Zeit für jeden Punkt.

Man sieht schon, dass das nichts werden kann!
Es ist unmöglich, jeden Punkt der Zeile "live" einzulesen. Es stellt sich die Frage, wie viele Punkte man denn nun einlesen kann. Ich brauche dazu ja den Analog-Digitalwandler Eingang (ADC) des ATMega32, weil ich die Helligkeit jedes Punktes (also eine Spannung) lesen möchte.

Das Datenblatt zum ATMega32 sagt dazu:
Im "free running modus" (auf jede Messung folgt sofort die nächste) braucht jede Analog-Digitalwandlung 13 ADC-Taktzyklen. Das Ergebnis steht dann nach weiteren 0,5 ADC-Taktzyklen zur Verfügung. Was ist eigentlich der "ADC-Takt"? Man muss den Haupttakt des µC für den Analog-Digitalwandler teilen. Das Ergebnis ist dann der ADC-Takt. Der Maximalwert liegt laut Datenblatt bei 1 MHz für den ATMega32. Bei 13 ADC-Taktzyklen pro ADC-Wandlung dauert also jede Wandlung 13 µs.

Das heißt, dass man max. nur 4 Punkte pro Zeile (= 52 / 13) lesen kann. Das ist ja sehr schade! Man hätte dann kaum Auflösung.

Diese Feststellungen sind auch nicht vereinbar mit den Ergebnissen von radbruch (siehe Quelle2!), der viel mehr Punkte pro Zeile einlesen kann. Er verwendet als ADC-Takt 4 MHz, was weit außerhalb der Spezifikationen für den ATMega32 ist. Geht das überhaupt? Kann man mit einer Wandlungszeit von 3,25 µs (= 1 / 4 * 13 µs) realistische 8-Bit-Werte ermitteln? Immerhin würde man so rechnerisch auf eine Auflösung von 16 Punkten pro Zeile (= 52 / 3,25 µs) kommen.

Bevor wir die Fragen beantworten: Überlegen wir erst einmal weiter ...

Mit dem Einlesen der Punkte ist es noch nicht getan. Wir brauchen auch Zeit, um den gewandelten Wert in einer Byte-Variable zu speichern. Dafür stehen die jeweils 13 µs zur Verfügung, während der der ADC-Wandler mit der nächsten Wandlung beschäftigt ist. Bei 8 MHz Takt der RP6 Base sind das 104 Zyklen, in denen man das in GCC gut auch ohne Optimierung durch Assembler-Teile hinkriegt.
Wenn eine ADC-Wandlung nur 3,25 µs braucht, hat man bei der RP6 Base noch 26 Taktzyklen zur Verfügung. Auch das reicht noch aus, um in einer Schleife einen Byte-Wert nach jeder Wandlung zu speichern.
Wie groß kann denn ein Bild sein, mit dem der ATMega32 nicht überfordert ist? Er hat 2024 Byte SRAM, den Speicherplatz braucht er für Variablen und den Stack (Stapel). Wenn man kein sehr umfangreiches Programm mit vielen Variablen und Unterprogrammen hat, kann man vielleicht die Hälfte (1024 Byte) für ein Bild verwenden. Das wäre eine Auflösung bei 8 Bit Helligkeitswerten von 32 x 32 Punkten. Reduziert man die Helligkeitswerte auf 4 Bit (16 Graustufen), kann man 45 x 45 Bildpunkte darstellen.
Auf ein Seitenverhältnis von 4 : 3 des Fernsehbildes bezogen wären in 1024 Byte RAM Bilder von 36 x 28 (8 Bit) oder 52 x 39 (4 Bit) Punkten zu speichern.
16 Graustufen sind für die Aufgabe einer Kamera an einem µC gut ausreichend. Man kann damit Linien folgen und sogar eine einfache Orientierung im Raum erreichen.

Jetzt ist wohl eine Entscheidung fällig:

Ich entscheide mich dafür, eine Bildgröße von 52 x 39 Punkten mit 16 Graustufen zu erreichen.

Kann das klappen? Die 39 Zeilen mache ich dann aus ca. 230 sichtbaren Zeilen der Kamera (Zeilen 15..245). Ich würde also jede 6. Zeile (= 230 / 39) lesen. Jede Zeile dauert 64 µs, also beträgt der Abstand vom Ende der 1. bis zum Anfang der 6. Zeile 256 µs. Das ist genügend Zeit, um die Werte jeder Zeile zu verarbeiten (z.B. in eine Tabelle zu speichern).
Kritischer ist die Zeile selbst. Ich will 52 Punkte pro Zeile darstellen. Damit müßte ich jede µs einen Punkt einlesen. Selbst mit der hohen Übertaktung des ADC (4 MHz), die radbruch verwendet hat, komme ich nur auf 16 Punkte pro Zeile. Was tun? Ich könnte das 2. Halbbild benutzen. Bei meiner geringen Auflösung von 52 x 39 Pixeln kann ich ruhig wenige aufeinanderfolgende Zeilen als EINE Zeile betrachten. Wenn ich z.B. Zeilen 5 und 7 eines Halbbildes und Zeile 6 des anderen Halbbildes lesen würde, dann käme ich auf 16 x 3 = 48 Punkte. Natürlich müßte ich nach der Zeile 5 die Zeilen 6 und 7 um je 1,08 µs (= 3,25 / 3) versetzt lesen, damit ich in meiner "dicken Zeile" (besteht aus 3 echten Zeilen!) 48 Punkte (= 16 x 3) lesen kann. Das kommt dem Ziel von 52 Punkten pro Zeile schon nahe.

Bevor ich das als Methode feststampfe, noch eine letzte Überlegung:

Wie wäre es, wenn ich das zeitkritische Lesen einer Zeile vermeide und nur Spalten lese? Das hat radbruch auch in seiner Software gemacht und klingt erfolgversprechend.
Ich würde also wie beim 1. Ansatz jede 6. Zeile lesen, um meine vertikale Zeilenauflösung von 39 Zeilen zu erreichen. Das mache ich dann 52 mal, indem ich in jedem Halbbild das Lesen der Zeilenpunkte um 1 µs verzögere. Ich lese also mein Bild spaltenweise ein. Eindeutiger Vorteil: Ich komme nicht in Zeitdruck beim Einlesen, weil ich nur alle 64 µs einen Punkt lesen muss. Nachteil: Ich brauche 52 Halbbilder Zeit, um mein Bild mit allen Zeilenpunkten komplett eingelesen zu haben. Das ist über eine Sekunde.

Schlimm ist das nicht: Ein Bild pro Sekunde ist besser als Nichts. Beim 1. Ansatz wäre das komplette Bild in 60 ms "im Kasten", also 17x schneller.

Hier braucht's wohl wieder eine Entscheidung:

Ich entscheide mich für den 1. Ansatz, der nach 3 Halbbildern fertig ist. Grund: Ich will ja z.B. einer Linie folgen, da kann eine Abtastrate von 1 Sekunde schon zu wenig sein. Sicher könnte man das auch mit der 2. Methode des Spaltenlesens schaffen, wenn man nur wenige Spalten liest und die Kamera um 90° dreht. Ich möchte aber nicht die Kameraposition ändern, sondern immer mein ganzes Bild lesen und verarbeiten. Das ermöglicht mir, im selben Programm einer Linie zu folgen, aber auch einen hellen Gegenstand in der Ferne zu "sehen". Ist sicher Geschmackssache ...

... Baustelle! Hier wird noch weiter gedacht! ..........

== Software-Projekte ==

Hier schlage ich einfach 'mal erste Software-Projekte vor. Wer hat Lust, mitzumachen?

=== Ist die 1. Zeile des Bildes wirklich an Zeilenposition 18 im 1. Halbbild zu finden? ===

Wo finde ich genau die 1. Zeile? Ist ja wichtig, wenn ich eine bestimmte Zeile lesen will.
Wo ist die 1. Zeile im 2. Halbbild zu finden?

Wer schreibt ein Programm, das die 1. Zeile mit Bildinformationen findet?

=== Wie viele Zeilen gibt unsere Kamera aus? ===

Wer schreibt ein Programm (egal für die PP6Base, M32 oder M128 und egal ab welcher Phase des Aufbaus), das anzeigt, wie viele Zeilen unsere Kamera wirklich ausgibt? Sind es wirklich 260 wie das Datenblatt sagt bzw. auf jeder Halbseite 130?

Eine Anregung dazu: [http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=54190 RP6Control M32: Video Zeilenzähler 1]

=== Wie kann ein "Graukeil" auf dem Terminal aussehen? ===

Wenn man ein Bild mit z.B. 16 Graustufen mit dem vorhandenen Zeichensatz darstellen will, muss man 16 Zeichen definieren, die die "Graustufen" wiedergeben. Was klar ist: Das Leerzeichen ist Schwarz. Ein sehr dunkler Bildpunkt ist z.B. der Punkt selbst ...
und welches Zeichen ist das hellste?

Wer schreibt ein Programm, das einen "Graukeil" auf dem Terminal ausgibt?

=== Wer stellt einen Video-Grabber vor? ===

Ein Video-Grabber holt den Inhalt eines Videobildes aus dem Video Stream und stellt ihn irgendwie dar.

Eine Anregung für die RP6Base: [http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=54071 RP6Base: Video Grabber 1]

... und für die RP6Control M32: [http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=54044 RP6Control M32: Video Grabber 1]

=== Erkennung des Syncs mit dem internen Analogkomparator ===

Zusätzlich benötigte Hardware: Ein Poti zum Einstellen des Sync-Pegels

[http://www.roboternetz.de/community/threads/29906-Minimall%F6sung-Kamera-f%FCr-den-RP6/page10?p=520992&viewfull=1#post520992 Umsetzung in Bascom]

Es geht sicher noch viel besser!

= Quellen =
;Quelle1: [http://de.wikipedia.org/wiki/Fernsehsignal Wikipedia Fernsehsignal]
;Quelle2: [http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=33228 Minimallösung: Kamera für den RP6]
;Quelle3: [http://all-electronics.de/ai/resources/4cf06c93e8d.pdf Maxim: AC-Kopplung, Vorspannung und Clamp]
;Quelle4: [http://www.intersilsemi.com/data/tb/tb462.pdf Intersil: Technical Brief TB462.1]
;Quelle5: [http://www.national.com/ds/LM/LM1881.pdf LM1881N Datasheet]
;Quelle6: [http://www.datasheetcatalog.org/datasheet2/d/0kq9ua20u27ka13c66efh960khpy.pdf BC 547C Datasheet]
;Quelle7: [http://www.datasheetcatalog.org/datasheet2/5/0qsl0963l7i0pw6dwpsgdj3890wy.pdf BC 556B Datasheet]
;Quelle8: [http://www.soselectronic.com/a_info/resource/pdf/king/l-53f3bt.pdf IR-LED L-53F3BT Datasheet]

--[[Benutzer:Dirk|Dirk]] 21:39, 27. Apr 2010 (CET)

[[Kategorie:Elektronik]]
[[Kategorie:Projekte]]

RP6 Kamera - Mitmach-Projekt

2011-10-03T12:04:55Z

Radbruch: Analogen Komperator eingefügt

= RP6 Kamera - Mitmach-Projekt: Hardware =

[[:Kategorie:Projekte]]

In diesem "Mitmach-Projekt" soll in den nächsten Monaten eine Experimentierplatine (CONRAD 191537) für den RP6 "gebaut" werden, mit der eine CMOS-Kamera an den RP6 angeschlossen werden kann. '''Die Teile, die man für das ganze Projekt braucht, kosten beim großen C ca. 62,- €. Natürlich gibt es auch andere Versender, bei denen es evtl. günstiger wird.'''

Wer mitmachen will, kann zu jeder Zeit selbst entscheiden, wann er aus dem Projekt aussteigen möchte, weil es in 4 Abschnitten ("Phasen") vorgestellt wird. Jede Phase ist ohne die nachfolgenden Abschnitte funktionsfähig.

Im RN-Forum hat radbruch mit der [http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=33228 Minimallösung: Kamera für den RP6] schon eine einfache und tolle Lösung vorgestellt, mit der der RP6 "sehen" kann. Radbruch hat das eine "Minimallösung" genannt, weil keine weitere Hardware zum Anschluß der Kamera benutzt wurde. Dennoch war das wegen der gut beschriebenen Software-Entwicklung durchaus keine Minimallösung!

In diesem Projekt soll auf der Experimentierplatine (Exp) eine Schaltung "zum Mitmachen" in 4 Schritten aufgebaut werden. Man könnte das dann (wenn es 'mal fertig ist ...) als "Midi-Lösung" für eine Kamera für den RP6 bezeichnen.

So werden die 4 Phasen aussehen:
* Phase 1 -> Anschluß der CMOS-Kamera an den RP6 mit CINCH-Buchse zum Anschluß eines Video-Monitors
* Phase 2 -> Aufbau eines zweifach Video-Verstärkers zur Verbesserung der Qualität
* Phase 3 -> Aufbau eines Sync-Separators zur Abtrennung der Synchronisations-Signale
* Phase 4 -> Anbau von schaltbaren IR-LEDs

Der Aufbau wird so universell wie möglich sein, d.h. eine Auswertung der Kamera kann sowohl mit der Software von radbruch mit dem RP6 erfolgen (schon in Phase 1!), als auch mit der RP6Control M32. Auch an die CCPro M128 wurde hardwaremäßig gedacht,- ob man mit ihr auch eine Video-Auswertung hinbekommt, habe ich nicht probiert.

Was braucht man allgemein für den Aufbau einer Schaltung auf der Exp:
* Seitenschneider, Schere, Zange
* Kleinbohrer 1,5 ... 2,5 mm (zur Platinenbearbeitung)
* 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)
* Isolierte Kupferlitze in verschiedenen Farben (z.B. CONRAD 605808, rot)

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. Die Lage der Verbindungen zeige ich im Bestückungsplan jeder Phase. Man muss sich nicht an die genaue Lage der Verbindungen halten.

'''Wenn man die Drähte und Bauteile an anderen Positionen einlötet, kann es aber sein, dass man die nächste Phase nicht mehr so aufbauen kann, wie ich das hier zeige! Möglicherweise sind die weiteren Teile dann nur noch mit einer "wilden" Freiverdrahtung machbar!'''

== Phase 1 ==
In der Phase 1 werden Steckkontakte auf die Exp gelötet, an die die Kamera mit einem kurzen Kabel angeschlossen wird. An einer CINCH-Buchse kann das Videosignal abgenommen werden, um zu sehen, was der RP6 sehen sollte.
Mit dieser Ausbaustufe kann man eine Auswertung des Bildes genau wie radbruch per Software machen. Für den RP6 existiert dafür die Software im RN-Forum, für die M32 müßte man sie noch etwas anpassen.

Man braucht folgende Bauteile (43,01€ inkl. Versand CONRAD) für die 1. Phase:
{| {{Blauetabelle}}
|-
| Anzahl || Bestell-Nr. || Bauteil-Bezeichnung:
|-
| 1 || 191537 || RP6 Experimentierplatine
|-
| 1 || 150001 || CMOS-Kameramodul 1
|-
| 1 || 738699 || CINCH Einbaukupplung gelb
|-
| 1 || 741119 || 1-reihige Stiftleiste RM 2,54mm (36-polig)
|-
| 1 || 742902 || Zwei Codierbrücken (aus Set)
|-
| 1 || 500812 || Keramik Kondensator 100 nF
|-
| 1 || 472360 || Elektrolyt Kondensator 100 uF/16 V
|}

Hier erst einmal der Schaltplan:

[[bild:RP6_CMOSCamera_SP_1.jpg]]

Und dann der Bestückungsplan:

[[bild:RP6_Exp_CMOSCamera_Step1_Bruecken.jpg]]

Die Schaltung wird in der rechten oberen Ecke der Exp aufgebaut (keine Angst: Der übrige Platz wird noch gebraucht!). Für die CINCH-Buchse muss man drei Löcher 1,6 mm für Haltestifte bohren (Kreise auf dem Plan!). Die 2 Kontakte der Buchse haben eine Breite von ebenfalls 1,6 mm,- man sollte aber mit vielleicht 2 mm bohren und die Kontaktzungen auf der Lötseite umbiegen. Es ist gut, die Buchse vor dem Verlöten noch festzukleben.

[[bild:CINCH_B.jpg]]
[[bild:CINCH_L.jpg]]

Wenn man die Platine nicht bearbeiten kann oder will, sollte man anstelle der Einbaubuchse eine gelbe CINCH-Kupplung (731080) bestellen, die mit kurzen Kabeln (am besten einem kurzen abgeschirmten Kabel von einem alten CINCH-Kabel) angeschlossen wird.

Wenn die CINCH-Einbaukupplung fest sitzt, geht es an den weiteren Aufbau:
* Die dicken schwarzen Verbindungen werden auf der Lötseite (unten) mit blankem Draht 0,6 mm hergestellt. Man lötet sie an wenigen Punkten an, aber nicht dort, wo noch ein Bauteil oder eine Drahtbrücke von oben durchgesteckt werden soll!
* Die dünneren schwarzen Verbindungen befinden sich auch auf der Lötseite der Platine. Sie werden hauptsächlich mit den Drähten der von oben eingesteckten Bauteile und der Drahtbrücken hergestellt.
* Die rechteckigen Felder sind die Stiftleisten (1x 5-polig und 5x 2-polig), die man ebenfalls (von oben) aufsetzt.
* Die zwei rot eingezeichneten Drahtbrücken entstehen aus isoliertem Draht und verlaufen auf der Oberseite der Platine. An dem Loch, wo sie enden, werden sie nach unten auf die Lötseite geführt. Man isoliert sie so weit ab, dass man auf der Unterseite das nächstgelegene Bauteil erreicht.
* Jetzt werden die beiden Kondensatoren eingelötet. Der Elektrolyt Kondensator (Elko) muss richtig herum eingesetzt werden (im Plan ist ein Plus + zu sehen, auf dem Elko ist aber meist der Minuspol markiert).
* Das CMOS-Kameramodul schließt man jetzt an die 5-polige Stiftleiste an. Die Kontakte auf der Exp haben die gleiche Anordnung wie die Stifte an der Kamera. Die Verbindung sollte nicht länger als 10 cm sein. Die Verbindung kann man löten, aber auch mit 5-poligen Stiftbuchsen steckbar machen. Die Kontakte "V out" und "GND" stellt man am besten mit einem abgeschirmten Kabel (von einem alten CINCH-Kabel) her,- die Abschirmung ist dann GND.

Hier noch ein Bild von den beiden Video-Kabeln, die man sich anfertigen kann:

[[bild:Videokabel.jpg]]
[[bild:Videokabel_SP.jpg]]

Ein Kabel dient zum Anschluß der Kamera (5-polig mit Abschirmung für das Video-Signal). Das andere abgeschirmte Kabel verbindet einen der ADC-Video-Ausgänge (PG3, PG5, PG6) mit einem ADC-Eingang der RP6Base (PG4) oder der M32 oder M128 (ADC-Wannenstecker). Ein 2-adriges Kabel wird zusätzlich für die IR-LEDs benötigt. Alle Kabel sind steckbar. ''Hinweis: Es geht bei den kurzen Kabeln auch ohne die Abschirmung. Man sollte die Kabel dann aber verdrillen.''

So weit dieser erste Abschnitt. Testen, ob alles funktioniert, kann man mit der Software von radbruch (Link siehe oben!)

Viel Erfolg!

Was bleibt noch:
* Es gibt 2 Codierstecker JP1 und JP2. Zunächst braucht man auf die 2-poligen Stiftleisten keine Codierbrücken (= Jumper) zu setzen. Steckt man bei JP1 einen Jumper auf, wird der Pin "Gamma" der Kamera auf GND gelegt. Laut Anleitung der Kamera ist damit Gamma = 1 gesetzt (sonst 0,45). Setzt man auf JP2 einen Jumper, wird die "Gain" (= Verstärkung) reduziert.
* Die Stiftleisten mit dem Namen PGx sind Plugs (= Stecker). Da darf man auf keinen Fall Jumper aufstecken! Hier wird ein Signal ausgegeben oder eingespeist. An PG1 wird die Kamera angeschlossen, PG2 soll einmal in Phase 4 für IR-LEDs dienen. An PG3 kann man das Videosignal abnehmen und an PG4 über eine lose Drahtverbindung (am besten abgeschirmt!) wieder einspeisen. PG4 ist an IT1 des XBUS angeschlossen, das ist der ADC-Eingang 4 (PA4) der RP6 Base (E_INT1). Dieser ADC-Eingang soll die Helligkeit der Bildpunkte auswerten.
* Wenn man keinen Monitor an die CINCH-Buchse angeschlossen hat und das Videosignal mit IT1 verbindet, sollte man einen 75 Ohm Widerstand statt dem Monitor an die CINCH-Buchse anschließen, damit der RP6 das Videosignal mit der Software von radbruch auswerten kann.
* Alternativen zu ADC4 der RP6 Base: Man kann auch ADC0 oder ADC1 nehmen (verfügbar auf dem RP6 Mainboard). Auch die M32 kann schon arbeiten: ADC2..7 sind frei und freuen sich auf diese Aufgabe!

So könnte das Ergebnis der Phase 1 bei euch aussehen:

[[bild:Phase1_B.jpg]]
[[bild:Phase1_L.jpg]]

== Phase 2 ==

Hier die Stückliste!
Man braucht folgende Bauteile (3,33€ ohne Versand CONRAD) für die 2. Phase:
{| {{Blauetabelle}}
|-
| Anzahl || Bestell-Nr. || Bauteil-Bezeichnung:
|-
| 1 || 154989 || Transistor BC 547C
|-
| 1 || 155080 || Transistor BC 556B
|-
| 1 || 162280 || Diode 1N4148
|-
| 1 || 425052 || Spindel-Trimmpoti 200 Ohm
|-
| 1 || 420603 || Widerstand Metall 1% 75 Ohm
|-
| 2 || 418137 || Widerstand Metall 1% 100 Ohm
|-
| 1 || 418196 || Widerstand Metall 1% 330 Ohm
|-
| 1 || 418218 || Widerstand Metall 1% 470 Ohm
|-
| 1 || 418293 || Widerstand Metall 1% 2,2 kOhm
|-
| 1 || 418331 || Widerstand Metall 1% 4,7 kOhm
|-
| 1 || 411019 || Widerstand Metall 1% 4,99 kOhm
|-
| 1 || 418374 || Widerstand Metall 1% 10 kOhm
|-
| 1 || 500812 || Keramik Kondensator 100 nF
|-
| 1 || 455393 || MKS 2 Folien-Kondensator 100 nF
|-
| 1 || 472352 || Elektrolyt Kondensator 47 uF/16 V
|}

Schaltplan der Phase 2:

[[bild:RP6_CMOSCamera_SP_2.jpg]]

Jetzt funktioniert der Videoverstärker bei mir wie er soll. Es soll ein einfacher Verstärker sein, der das Video-Signal von 1V p-p auf 2V p-p bringt.

Warum die 2-fache Verstärkung:
* 1. Die Dynamik der Graustufen wird höher (damit wird der Wertebereich des ADC besser ausgenutzt)
* 2. Eine einfache "Dioden-Klemme" wird möglich (dazu später)

An das Video-Signal der Kamera wird der Verstärker mit einem Abschlußwiderstand von 75 Ohm und mit einem Elko 47µF angekoppelt. Die beiden Transistoren verstärken das Signal. Der Ausgang liegt am Collector vom BC556B, das ist die 2-polige Ausgangsstiftleiste PG5. Diesen Ausgang habe ich "DC-ADC-Video" genannt, weil hier das Signal für den ADC mit einem Gleichspannungsanteil (DC) aus dem Verstärker ausgekoppelt wird. Das Video-Signal "reitet" also auf einer Gleichspannung. Dieses Signal darf ich nur an eine hochohmige Schaltung anschließen, aber der Analog-Digitalwandler unseres ATMega32 ist ja mit 100 MOhm sehr hochohmig, wenn er nicht (wie bei der RP6 Base der Eingang ADC4) mit einem Pulldown-Widerstand (liegt zwischen dem Eingang und GND) beschaltet ist (RP6 Base: 10 kOhm, R34).

DC-ADC-Video (PG5):

[[bild:Video_PG5.jpg]]

Mit dem roten MKS 2 Kondensator 100 nF wird das Ausgangssignal als Wechselspannung (AC) ausgekoppelt. Das ist die 2-polige Ausgangsstiftleiste PG6. Dieser Ausgang heißt "AC-ADC-Video".

AC-ADC-Video (PG6):

[[bild:Video_PG6_ohneKlemme.jpg]]

Über die Codierstecker JP3, JP4 und JP5 können dort noch 3 Bauteile (2 Widerstände und 1 Diode) angeschlossen werden. Das sind die Bauteile der "passiven Klemme" mit Abschlusswiderständen.

Was ist das?
Wenn man sich das AC-ADC-Video ansieht, dann fällt auf, dass der Null-Volt-Pegel mitten im Video-Signal, also in den Helligkeitsinformationen liegt. Da der ADC nur positive Spannungen (über 0 Volt) messen kann, würden die unteren (dunkleren) Werte abgeschnitten. Ideal wäre, wenn der Schwarzwert (Black Level) immer auf 0 Volt (GND) liegen würde und die Helligkeitsinformationen darüber. Man müßte das Signal also "anklemmen" können, daher der Name "Klemmschaltung" für Schaltungen, die eine Spannung auf einem festen Wert halten. Wenn es dabei um Video-Signale geht, dann braucht man eine "Schwarzwert-Klemme". Wenn ihr im Netz suchen wollt, werdet ihr bei den englischen Begriffen "Black Level Clamp", "Black Level Restauration" fündig. Da gibt es unendlich viele Schaltungen seit es die Fernsehtechnik gibt.
Da kann man auch lesen, dass es eine "passive Klemme" eigentlich für das Video-Signal nicht gibt, sondern man braucht dafür aktive Bauteile (Transistoren, ICs).
Die einfachste (passive) Klemme ist eine Diode (1N4148), die man hinter den Folien-Koppelkondensator 100 nF nach GND schaltet (Jumper auf JP4 stecken und als Lastwiderstand den 4,99 kOhm einschalten, d.h. Jumper auch auf JP3 stecken!).

''In unserem weiteren Projekt werden wir IMMER einen Lastwiderstand von 5 kOhm für AC-ADC-Video verwenden. Daher schalte ich für die ADC-Kanäle der M32 oder M128 und für die Kanäle ADC0/1 der RP6 Base immer den 4,99 kOhm Widerstand mit JP3 ein. Ausnahme ist der Eingang ADC4 der RP6 Base (an PG4). Da dort auf dem RP6 Mainboard ein Lastwiderstand von 10 kOhm (R34) schon vorhanden ist, brauche ich für diesen ADC-Eingang nur noch einen 10 kOhm Widerstand (Jumper JP5 aufgesteckt, JP3 frei!). Damit errechnet sich wieder ein 5 kOhm Abschlusswiderstand (= 10 * 10 / (10 + 10) kOhm).''

AC-ADC-Video MIT Dioden-Klemme (PG6):

[[bild:Video_PG6_mitKlemme.jpg]]

Jetzt ist das Video-Signal so "festgeklemmt", dass der HSync-Impuls zwar noch unterhalb von 0 Volt liegt, aber der Schwarzwert fast bei 0 Volt. So kann man das schon gut auswerten. Die 0,6 V, die hier geklemmt werden, sind die Durchlaßspannung der Diode. Jetzt wird auch klar, warum ich das Video-Signal der Kamera 2-fach verstärke:

Bei 1 V p-p stehen ca. 0,7 V für die Helligkeitsinformationen zur Verfügung und ca. 0,3 V für den HSync-Impuls. Verstärke ich das 2-fach, ist der HSync-Impuls 0,6 V (= 2 x 0,3 V) hoch. Das paßt gut zur Durchlaßspannung einer Silizium-Diode, damit diese den HSync-Impuls klemmen kann.

Ich kann mit der Dioden-Klemmschaltung jetzt auch meinen Verstärker abstimmen, wenn ich ein Oszi habe: In meinem Bild oben liegt der Schwarzwert noch etwas unter dem 0 Volt Pegel, d.h. ich kann die Verstärkung des Video-Verstärkers noch etwas erhöhen, damit der Schwarzwert genau auf die Nulllinie fällt. Dazu dient der Trimmer 200 Ohm im Video-Verstärker. Rechts herum gedreht wird die Verstärkung größer. Der Regelbereich geht ca. von 1,8-fach bis 3,3-fach. Das sollte ausreichen.
Wenn man kein Oszi, aber ein Widerstandsmessgerät hat, kann man VOR dem Einlöten den Trimmer so einstellen, dass das Messgerät ca. 140 Ohm zwischen den beiden enger zusammen liegenden Pins des Spindeltrimmers zeigt. Das ist dann eine Verstärkung von ca. 2-fach.

Wie sieht es eigentlich mit der Software-Auswertung aus, wenn ich ein "geklemmtes" Video-Signal verwende? Da ich ja die HSync-Impulse abschneide, kann ich die Software von radbruch nicht mehr zur Auswertung verwenden. Ich kann ja die Zeilensynchronisation nicht mehr erkennen. Sinn macht das "Klemmen" also nur, wenn ich die Synchron-Impulse auf andere Weise zur Verfügung stellen kann. Das geschieht in der 3. Phase mit dem "Sync-Separator". ''In dieser 2. Bauphase muß also JP4 offen bleiben!''

Jetzt kann es auch an den Aufbau der Phase 2 gehen:

[[bild:RP6_Exp_CMOSCamera_Step2_Bruecken_H.jpg]]

Ich habe wieder die Drahtbrücken (diesmal sind's 5) dick rot eingezeichnet. Ein paar Bauteile sind farbig, um zu zeigen, wie man die Drähte z.B. der Widerstände noch auf der Unterseite der Platine weiter führen kann. Dadurch braucht man fast keinen zusätzlichen blanken Draht auf der Unterseite (man kann das so eng auch nicht mit zusätzlichem blanken Draht verlöten!).

Nehmen wir z.B. den hellgrünen Widerstand 100 Ohm: Nachdem sein Draht am oberen Platinenrand nach unten durchgesteckt wurde, wird er nach links (von oben gesehen!) umgebogen, dann 2 Löcher nach unten geführt, 2 Löcher wieder nach links und 1 Loch nach unten. Er landet dann unter dem Spindeltrimmer 200 Ohm an dessen einem Kontakt und kann dort und an den 3 Stellen, wo er um 90° gebogen wurde, verlötet werden. Auf diese Weise können die Drähte aller Bauteile benutzt werden, wie ich es mit den Farben angedeutet habe. Natürlich kann man das auch gaaanz anders machen.

Der 100 nF MKS 2 Folien-Kondensator sitzt direkt rechts vom USRBUS, ich habe ihn hier 'mal als lila Kasten mit Rastermaß 5 mm eingezeichnet. Seine kurzen Drähte gehen rechts von Y1 und Y5 nach unten.

Die Diode 1N4148 überbrückt rechts von JP4 zwei Löcher, ihr schwarzer Strich (Kathode) schaut zum USRBUS.

Die beiden Transistoren sind gekennzeichnet. "E" ist jeweils der Emitter. Wenn man den Transistor so vor sich hält, dass man auf die abgeflachte Seite schaut (Beinchen nach unten), dann ist der Emitter das rechte "Bein".

So kann die Phase 2 aufgebaut aussehen:

[[bild:Phase2neu_B.jpg]]
[[bild:Phase2neu_L.jpg]]

Radbruch hat vorgeschlagen, den 75 Ohm Widerstand jumperbar zu machen. Man müßte den Widerstand dann stehend einlöten. So könnte das aussehen:

[[bild:JP_75_Ohm.jpg]]

Viel Erfolg beim Löten!

== Phase 3 ==

Hier die Stückliste!
Man braucht folgende Bauteile (9,41€ ohne Versand CONRAD) für die 3. Phase:
{| {{Blauetabelle}}
|-
| Anzahl || Bestell-Nr. || Bauteil-Bezeichnung:
|-
| 1 || 154989 || Transistor BC 547C
|-
| 1 || 155080 || Transistor BC 556B
|-
| 1 || 175951 || IC LM 1881N *
|-
| 1 || 189502 || IC Fassung 8-pol
|-
| 1 || 420719 || Widerstand Metall 1% 620 Ohm
|-
| 1 || 418315 || Widerstand Metall 1% 3,3 kOhm
|-
| 1 || 418331 || Widerstand Metall 1% 4,7 kOhm
|-
| 1 || 418595 || Widerstand Metall 1% 680 kOhm
|-
| 1 || 457191 || Keramischer Kondensator 39 pF
|-
| 1 || 457302 || Keramischer Kondensator 470 pF
|-
| 2 || 455393 || MKS 2 Folien-Kondensator 100 nF
|-
| 1 || 741119 || 1-reihige Stiftleiste RM 2,54mm (36-polig)
|}

'''Zu *)''' Beim großen C scheint der LM 1881N nur noch in begrenzter Stückzahl vorrätig zu sein.
Es gibt Vergleichstypen, die pin-kompatibel sind:

* '''EL 1881CN (Digi-Key: 2,59 €):''' Es gibt nichts zu beachten. Der Ausgang Burst gibt einen negativen Impuls von 3,5 µs (anstelle von 4 µs beim LM 1881N) aus.

* '''EL 1882CN (z.B. Farnell):''' Auch dieser Typ kann anstelle des LM 1881N eingesetzt werden. Der Ausgang Burst gibt einen negativen Impuls von 3,5 µs (anstelle von 4 µs beim LM 1881N) aus. Der Ausgang VSync gibt einen negativen Impuls von 270 µs (anstelle von 230 µs beim LM 1881N) aus.

* '''EL 4581CN (Digi-Key: 6,23 €):''' Bei diesem Typ sind die Bauteile Widerstand 620 Ohm, keram. Kondensatoren 470 pF und 39 pF nicht einzubauen. Der 620 Ohm Widerstand wird durch eine Drahtbrücke ersetzt. Der Ausgang Burst gibt einen negativen Impuls von 3,5 µs (anstelle von 4 µs beim LM 1881N) aus.

''Alle Vergleichstypen funktionieren mit dem Rset Widerstand von 680 kOhm wie der LM 1881N. In den Datenblättern von intersil wird jeweils ein Widerstand von 681 kOhm als Rset angegeben. Das liegt gut in der Toleranz von 1% des 680 kOhm Widerstands. Wer es ganz genau nehmen will, mißt einige 680 kOhm Widerstände aus und baut den ein, der 681 kOhm am nächsten kommt, oder nimmt 2 ausgemessene Widerstände in Reihe, die zusammen 681 kOhm erreichen.''

Falls gewünscht, kann man zum sicheren Anschluß der Sync-Signale an die I/O-Wannen-Stecker der RP6Control M32 oder CCPro M128 noch folgende Teile bei Fa. Reichelt bestellen:
{| {{Blauetabelle}}
|-
| Anzahl || Bestell-Nr. || Bauteil-Bezeichnung:
|-
| 1 || WSL 10G || Wannenstecker 10-polig gerade RM 2,54
|-
| 2 || PFL 10 || Pfostensteckverbinder 10-polig f. Flachbandkabel
|-
| 1 || AWG 28-10G 3M || Flachbandkabel grau 10-polig
|}

''Bei Reichelt bekommt man übrigens auch einreihige Stiftleisten (SL 1X36G 2,54), die beim großen C offenbar z.Zt. knapp sind, und passende einreihige Buchsenleisten (BL 1X20G 2,54), mit denen man die Kamera, ADC-Videoverbindungen und die IR-LEDs steckbar anschließen kann.''

Jetzt gibt es auch den Schaltplan der Phase 3:

[[bild:RP6_CMOSCamera_SP_3.jpg]]

Der Sync-Separator ("Abtrenner der Synchronisierungs-Signale") besteht nur aus dem IC LM 1881N. Zu seinem Pin 2 wird das Video-Signal der Kamera über einen Folienkondensator 100 nF geführt. Die Bauteile 620 Ohm, 39 pF, 470 pF stellen einen Tiefpaß dar und halten die Frequenzen der Bildinformationen vom IC fern. Der Sync-Separator erzeugt die vier Ausgangssignale CSync, VSync, Burst/Back Porch und Odd/Even. Sie werden im Absatz "2.1 Die Synchronisations-Signale" genauer erklärt.

Mit dem Jumper JP8 wird ausgewählt, ob man CSync (Stellung C) oder Burst (Stellung B) für die horizontale Synchronisation (HSync) verwenden möchte. JP9 bestimmt, ob an den 10-poligen I/O-Wannenstecker (I/O M32/M128) eine RP6Control M32 (Stellung 32, 1 Jumper!) oder eine CCPro M128 Karte (Stellung 128, 2 Jumper!) zur Auswertung der Signale angeschlossen wird. Über JP10 (Stellung H) kann HSync mit SDA (für die RP6Base) verbunden werden. Wird JP11 geschlossen (Stellung OE), können die M32 oder M128 das Signal Odd/Even über XBUS IT3 auswerten. JP12 verbindet VSync entweder mit SCL (Stellung 6 für die RP6Base) oder mit XBUS IT2 (Stellung 32 für die M32). Eine Tabelle, die die Verbindungen der Sync-Signale zeigt, findet ihr unter "1.5.3 Verteilung der Sync-Signale".

Bleibt noch die Erklärung der "Aktiven Klemme", die aus den beiden Transistoren besteht. Werden JP6 und JP7 geschlossen (JP4: Offen!), dann steuert der Sync-Separator mit dem CSync-Signal den BC 556B so an, dass er während der horizontalen Sync-Impulse durchschaltet. Damit wird auch der BC 547C durchgeschaltet. Er liegt mit seinem Emitter an GND und mit dem Collector über JP6 am AC-ADC-Video-Signal und schließt das Video-Signal für die Dauer des HSync-Impulses kurz. Dadurch wird der HSync-Impuls gekappt und das Signal annähernd auf den Schwarzwert geklemmt. Dies funktioniert sehr gut, Nachteil dieser (einfachen) Lösung ist aber der hohe Abschaltimpuls am Ende der hinteren Schwarzschulter, der zu einem geringen Verlust von Bildinformationen an den Zeilenanfängen führt (2 µs oder knapp 14 Bildpunkte, die in der Regel sowieso nicht sichtbar sind).
Und so sieht's aus:

AC-ADC-Video MIT Schwarzwert-Klemme (PG6):

[[bild:Video_PG6_mitKlemme_CSync.jpg]]

Abschließend der Bestückungsplan der Phase 3:

[[bild:RP6_Exp_CMOSCamera_Step3_Bruecken.jpg]]

Der LM 1881N wird nicht direkt eingelötet, sondern auf einen Sockel gesetzt. Die Kerbe des Sockels kommt nach oben (in Richtung JP1,2). Es gibt wieder einige Drahtbrücken (14). Die graue Fläche ist eine größere Massefläche, die man mit Drähten und etwas Lötzinn herstellen kann, wenn alle Bauteile, die da dran sitzen, eingelötet sind. Der 4k7 Widerstand wird stehend eingesetzt. Der Stecker I/O M32/M128 ist ein 10-poliger Wannenstecker. Man kann ihn aber auch als 2-reihige Stiftleiste aufbauen. Hier wird auf einfache Weise mit Flachbandkabel eine Verbindung zum I/O-Stecker der Control M32 oder CCPro M128, die die Sync-Signale auswertet, hergestellt.

Viel Erfolg beim Aufbau!

'''Erster Funktionstest des Sync-Separators mit der RP6Control M32:'''

* Jumper in die Standard-Stellung für die M32 bringen (Siehe Absatz "1.7.2 Jumper"!)
* I/O-Stecker der Exp mit dem der M32 verbinden (falls kein 10-poliges Flachkabel vorhanden ist, reicht es, nur Pin 8 zu verbinden!)
* Das [http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=53021 RP6Control M32: Impulslängen-Meßgerät] in die M32 laden, vor dem Kompilieren in der Zeile "//#define FREQUENCY" die "//" entfernen, um die Frequenz zu messen.
* Jetzt wird die '''HSync-Frequenz''' gemessen. Anzeige:
CNT 1024
FRQ 15625.002
Wenn das so aussieht, ist der Sync-Separator erst einmal intakt.

Wie wäre es, zur Kontrolle noch die '''VSync-Frequenz''' zu messen?

Die Anzeige sollte sein:
CNT 320110
FRQ 49.983

Wie habe ich das auf der Exp gemessen?

Antwort: JP 9 nach ganz Rechts rücken

=== Alternativer Aufbau ===

Der Anschluß der Sync-Signale erfolgt beim normalen Aufbau (siehe oben!) über den XBUS und den I/O-Stecker an die RP6Base, RP6Control M32 oder RP6 CCPro M128, wobei Jumper eingesetzt werden, um die Signale zu verteilen.

Das mag nicht jedermanns Sache sein. Vielleicht möchten einige von euch nichts mit dem XBUS, I/O-Stecker oder mit vielen Jumpern zu tun haben, sondern die Sync-Signale lieber an einem einfachen Stecker zusammengeführt haben, von dem aus man sie dann mit Kabeln selbst zu Portpins eines Prozessors führen kann.

Dafür zeige ich hier den Schaltplan dieses alternativen Aufbaus der Phase 3:

[[bild:RP6_CMOSCamera_SP_3_S.jpg]]

An PG8 sind alle Sync-Signale und auch das ADC-Video-Signal zusammen gefasst. PG8 ist 2x 7-polig und kann als 2-reihige Stiftleiste oder als 14-poliger Wannenstecker (das sind die, die auch mit der Exp mitgeliefert werden!) ausgeführt werden. An PG7 kann man das ADC-Video-Signal einspeisen (genau wie an PG4). Es kann dann über PG8 Pin 13 weiter zu einem ADC-Eingang geführt werden.
Ich werde hier auch noch den Bestückungsplan einstellen, sonst aber nicht auf diese Art des Aufbaus weiter eingehen.

Alternativer Bestückungsplan der Phase 3:

[[bild:RP6_Exp_CMOSCamera_Step3_Bruecken_S.jpg]]

== Phase 4 ==

Hier die Stückliste!
Man braucht folgende Bauteile (4,65..6,21€ ohne Versand CONRAD) für die 4. Phase:
{| {{Blauetabelle}}
|-
| Anzahl || Bestell-Nr. || Bauteil-Bezeichnung:
|-
| 1 || 155080 || Transistor BC 556B
|-
| 2 || 406996 || Widerstand Metall 1% 60,4 Ohm
|-
| 2 || 418145 || Widerstand Metall 1% 120 Ohm
|-
| 1 || 418331 || Widerstand Metall 1% 4,7 kOhm
|-
| 2..6 || 154434 || IR-LEDs 5 mm, Typ L-53F3BT
|-
| 1 || 529593 || Lötpunktrasterplatte 160 x 100
|}

'''Gesamtkosten des Projekts: Ca. 62€'''

Schaltplan der Phase 4:

[[bild:RP6_Exp_CMOSCamera_SP_4.jpg]]

Beim Jumper JP10 gibt es jetzt 2 neue Stellungen (S/IO). In Stellung S können die IR-LEDs mit SDA geschaltet werden, wobei SDA dann bei der RP6Base nicht mehr für HSync zur Verfügung steht. In Stellung IO werden die IR-LEDs durch die M32 oder M128 über den I/O-Stecker geschaltet. Dafür muss JP13 in Stellung SIO gebracht werden.

Neu in Phase 4 ist JP13. Er schaltet die Ansteuerung der IR-LEDs zwischen dem USRBUS (Stellung U) und dem I/O-Stecker (Stellung SIO) um. Wenn Y11 des USRBUS auf dem RP6 Mainboard mit SL1 (IO1) verbunden ist, können die IR-LEDs in Stellung U durch SL1 angesteuert werden. '''Wenn die SL1-LED des RP6 leuchtet, sind die IR-LEDs AUSgeschaltet!''' In Stellung SIO von JP13 erfolgt die Auswahl der IR-LED Ansteuerung durch JP10 (siehe oben!).

Bestückungsplan der Phase 4:

[[bild:RP6_Exp_CMOSCamera_Step4_Bruecken.jpg]]

So, jetzt sind wir am Ende unseres Hardware-Projekts angelangt. Für die Phase 4 müssen noch 5 Drahtbrücken eingesetzt werden. Der Transistor BC 556B schaltet die IR-LEDs gegen VCC über PG2. Maximal kann er 100 mA schalten, so dass wir mit den max. 40 mA für die IR-LEDs im sicheren Bereich liegen. '''Bitte aufpassen, dass PG2 nicht aus Versehen kurzgeschlossen wird, weil der Transistor dann u.U. zerstört wird.'''

So sieht die Endversion unseres Projekts bei mir aus:

[[bild:Phase4_B.JPG]]
[[bild:Phase4_L.JPG]]

'''Erster Funktionstest der IR-LED-Ansteuerung mit der RP6Control M32:'''

* Jumper in die Standard-Stellung für die M32 bringen (Siehe Absatz "1.7.2 Jumper"!)
* I/O-Stecker der Exp mit dem der M32 verbinden (falls kein 10-poliges Flachkabel vorhanden ist, reicht es, nur Pin 4 zu verbinden!)
* Falls die Kamera-Platine mit den IR-LEDs noch nicht aufgebaut ist, kann man an PG2 eine LED mit passendem Vorwiderstand anschließen.
* Jetzt ein Programm für die M32 schreiben, das den Pin IO_PC6 auf Ausgang umschaltet und dann in einer Endlosschleife toggelt. Die LED an PG2 muss dann im Rhythmus blinken.

=== Alternativer Aufbau ===

Auch hier gibt es für die Phase 4 einen alternativen Aufbau, den man nehmen muss, wenn man die Phase 3 schon in der alternativen Form aufgebaut hat.

Schaltplan des alternativen Aufbaus der Phase 4:

[[bild:RP6_Exp_CMOSCamera_SP_4_S.jpg]]

Bestückungsplan des alternativen Aufbaus der Phase 4:

[[bild:RP6_Exp_CMOSCamera_Step4_Bruecken_S.jpg]]

== Kamera-Platine ==

[[bild:RP6_Exp_CMOSCamera_IR-LEDs_SP.jpg]]

Es können 2 bis 6 IR-LEDs eingebaut werden:
* Stromsparende Variante (20 mA) mit 2 oder 3 LEDs
* Variante mit höherer Leistung (40 mA) mit 4 bis 6 LEDs

Wer von euch könnte hier seine Kamera-Platine als "Bauanleitung" vorstellen?

== Letzte Arbeiten ==

Was bleibt noch?
* Wenn die Platinen komplett aufgebaut sind, kann man sie mit Plastik 70 Spray auf der Lötseite gegen Korrosion schützen
* Eine Halterung für die Kamera bauen
* Sich Anwendungen überlegen
* Anwendungen programmieren
* ...

== Allgemeine Daten und Tabellen ==

=== Stecker ===

{| {{Blauetabelle}}
|-
| Stecker || Signal(e) || Pins || Bedeutung
|-
| PG1 || Video-in, GND, VCC, Gamma, Gain || 5 || Anschluß CMOS Kamera
|-
| PG2 || IR-LEDs+, GND || 2 || Ausgang für IR-LEDs
|-
| PG3 || Video-out, GND || 2 || Ausgang Video 1V p-p
|-
| PG4 || ADC-Video-in, GND || 2 || Eingang ADC4 der RP6Base
|-
| PG5 || DC-ADC-Video-out, GND || 2 || Ausgang DC-ADC-Video
|-
| PG6 || AC-ADC-Video-out, GND || 2 || Ausgang AC-ADC-Video
|}

=== Jumper ===

Zeichenerklärung:
* Stellung ON = Jumper aufgesteckt (Kontakt geschlossen)
* Stellung OFF = Jumper abgezogen (Kontakt offen)

{| {{Blauetabelle}}
|-
| Jumper || Stellung || Bedeutung
|-
| JP1 || ON || Kamera: Gamma = 1
|-
| JP1 || OFF || Kamera: Gamma = 0,45
|-
| JP2 || ON || Kamera: Gain low
|-
| JP2 || OFF || Kamera: Gain high
|-
| JP3 || ON || AC-ADC-Video: Lastwiderstand 5 kOhm (JP5: OFF!)
|-
| JP4 || ON || AC-ADC-Video: Level Clamp Diode (JP6,7: OFF!)
|-
| JP5 || ON || AC-ADC-Video: Lastwiderstand 10 kOhm (JP3: OFF!)
|-
| JP6,7 || ON || AC-ADC-Video: Black Level Clamp (JP4: OFF!)
|-
| JP8 || C ON || HSync = CSync
|-
| JP8 || B ON || HSync = Burst
|-
| JP9 || 32 ON || I/O-Stecker der RP6Control M32
|-
| JP9 || 128 ON (2x) || I/O-Stecker der RP6 CCPro M128 (2 Jumper!)
|-
| JP10 || H ON || SDA = HSync
|-
| JP10 || S ON || IR-LEDs durch SDA geschaltet (JP13: SIO!)
|-
| JP10 || IO ON || IR-LEDs durch M32/M128 geschaltet (JP13: SIO!)
|-
| JP11 || OE ON || M32/M128: IT3 = Odd/Even
|-
| JP12 || 6 ON || SCL = VSync
|-
| JP12 || 32 ON || M32: IT2 = VSync
|-
| JP13 || U ON || IR-LEDs durch SL1/IO1 (USRBUS Y11 *) geschaltet
|-
| JP13 || SIO ON || IR-LEDs NICHT durch SL1 geschaltet (JP10: S/IO!)
|}

'''Zu *)''' Falls SL1/IO1 auf dem RP6 Mainboard mit USRBUS Y11 verbunden wurde!

Wie aus der Tabelle oben ersichtlich gibt es also eine '''"Standard-Stellung der Jumper"''' im Vollausbau (Phase 4) der Exp. Diese Stellung kann man auf einen Blick aus diesem Bild erkennen:

[[bild:Jumper_Standardstellung_4.jpg]]

Dieses Bild zeigt die Jumper-Stellungen für die RP6Base, M32 und M128. Bei der RP6Base wird vorausgesetzt, dass man den ADC4 (an PG4) zur Auswertung des ADC-Video-Signals verwendet. Nimmt man stattdessen ADC0 oder ADC1 der RP6Base, müssen die Jumper JP3 und JP5 so wie bei der M32 oder M128 gesetzt werden. ''Bei der RP6Base bitte noch beachten: Der Jumper JP10 (Stellung H) darf erst aufgesteckt werden, wenn das Programm läuft! Nach dem Programmende oder nach einem Reset startet es evtl. wieder neu, wenn JP10 aufgesteckt bleibt. Daher sollte JP10 nach einem Programmabbruch immer wieder abgezogen werden! ''
'''Die Jumper 1, 2, 4, 6 und 7 sind in dieser Abbildung NICHT berücksichtigt (als offen eingezeichnet!), weil sie abhängig von der gewünschten Kamera-Einstellung (Gamma: JP1, Gain: JP2) oder vom Software-Konzept (Level Clamp Diode: JP4 ODER Black Level Clamp: JP6 und JP7) gesetzt werden!'''

=== Verteilung der Sync-Signale und IR-LED Ansteuerung ===

In dieser Tabelle habe ich aufgelistet, mit welchem Portpin das jeweilige Sync-Signal ab der Phase 3 und die Ansteuerung der IR-LEDs ab der Phase 4 verbunden wird.
Dabei habe ich möglichst interruptfähige Pins genommen (auf der RP6Base waren aber keine mehr frei!). Für die horizontale Synchronisation habe ich den ICP-Pin genommen, weil man damit gut Timer starten/stoppen kann, was für das Einlesen der Zeile nützlich sein kann.

{| {{Blauetabelle}}
|-
| System || Signal || Port || Name || XBUS || USRBUS || I/O-Stecker || RP6-Name
|-
| RP6Base || VSync || PC0 || SCL || SCL || - || - || SCL
|-
| || HSync || PC1 || SDA || SDA || - || - || SDA
|-
| || Odd/Even || - || - || - || - || - || -
|-
| || IR || PC4 || TDO || - || Y11 * || - || SL1 (IO1)
|-
| RP6Control M32 || VSync || PD3 || INT1 || IT2 || - || - || EINT2
|-
| || HSync || PD6 || ICP1 || - || - || Pin 8 || IO_PD6
|-
| || Odd/Even || PB2 || INT2 || IT3 || - || - || EINT3
|-
| || IR || PC6 || TOSC1 || - || - || Pin 4 || IO_PC6
|-
| RP6 CCPro M128 || VSync || PD2 || INT2 || - || - || Pin 8 || PORT_RXD1
|-
| || HSync || PD4 || ICP1 || - || - || Pin 6 || PD4 (A16)
|-
| || Odd/Even || PE6 || INT6 || IT3 || - || - || PORT_PE6_INT
|-
| || IR || PD6 || T1 || - || - || Pin 4 || PD6
|}

'''Zu *)''' Falls SL1/IO1 auf dem RP6 Mainboard mit USRBUS Y11 verbunden wurde!

=== ADC-Video ===

Während die Sync-Signale fest verdrahtet sind und nur durch Jumper in ihrer Verteilung verändert werden können, gibt es für die ADC-Video-Ausgänge (PG3, PG5, PG6) nur drei 2-polige Stiftleisten.

In der Praxis stellt man einfach eine abgeschirmte Verbindung zwischen einem der ADC-Video-Ausgänge (PG3, PG5, PG6) und einem ADC-Eingang her. Die Masseverbindung (GND) braucht dabei nicht am ADC-Eingangsstecker verbunden zu werden, d.h. die Abschirmung des Kabels wird nur am ADC-Video-Ausgang an GND angeschlossen.

Die drei '''ADC-Video-Ausgänge''' noch einmal kurz zusammengefaßt:
* '''PG3 (Video 1V p-p) ->''' Dies ist das BAS-Videosignal der CMOS-Kamera. Das selbe Signal kann an der CINCH-Buchse für einen Monitor abgenommen werden. An einem Widerstand von 75 Ohm beträgt die Amplitude des Signals nominal 1V. Die Amplitude ändert sich, wenn z.B. ein Monitor angeschlossen oder wieder entfernt wird, daher kann eine Software, die die Sync-Signale im Videosignal mit einem festen Schwellenwert auswertet, u.U. nicht sicher funktionieren. Die CSync-Impulse liegen im BAS-Signal zwischen 0 V und 0,3 V. Oberhalb von 0,3 V bis 1 V findet sich der Bildinhalt (Helligkeit der Bildpunkte).
* '''PG5 (DC-ADC-Video) ->''' Dies ist das 2-fach verstärkte BAS-Videosignal. PG5 ist galvanisch (d.h. direkt leitend) mit dem Ausgang des Video-Verstärkers verbunden. Die Amplitude des verstärkten Videosignals ist natürlich abhängig vom Eingangs-Signal (= PG3), also auch in gewisser Weise vom dortigen Abschlußwiderstand bzw. angeschlossenen Monitor. Der Vorteil des DC-ADC-Video besteht in der höheren Spannung, die sowohl für die Sync-Impulse, als auch für den Bildinhalt besser auszuwerten ist.
* '''PG6 (AC-ADC-Video) ->''' Dies ist das 2-fach verstärkte BAS-Videosignal '''ohne Gleichspannungsanteil (d.h. reine Wechselspannung)'''. PG6 ist über einen Folien-Kondensator 100 nF mit dem Ausgang des Video-Verstärkers (= PG5) verbunden. Eine direkte Auswertung dieses Signals mit einem ADC ist nicht sinnvoll, weil nur Teile des Bildinhalts (die helleren Bereiche) eine positive Spannung aufweisen, die aber auch noch abhängig von der Gesamthelligkeit stark schwankt. '''Sinnvoll kann der Ausgang PG6 mit einem ADC nur ausgewertet werden, wenn das Signal "geklemmt" wird. Dafür gibt es zwei Möglichkeiten: Die Dioden-Klemme (Level Clamp Diode: JP4) ODER die Schwarzwert-Klemme (Black Level Clamp: JP6 und JP7).''' Dadurch wird das Video-Signal auf einen festen Spannungswert "geklemmt". Der Sinn besteht darin, die Bildinformationen optimal auswerten zu können, wobei idealerweise Schwarz immer gleich Null Volt ist. '''Das "geklemmte" Video-Signal enthält keine Sync-Impulse mehr, also ist man darauf angewiesen, zur Auswertung die Sync-Impulse vom Sync-Separator (LM 1881N) zu beziehen.'''

Ein paar Meßwerte der '''Signal-Amplitude [V p-p]''':
{| {{Blauetabelle}}
|-
| Stecker || Wert || Hell || Dunkel
|-
| PG3 || HSync || 0,25 || 0,12
|-
| || Vpp || 0,8 || 0,4
|-
| PG5 || DC || 0,6 || 1,1
|-
| || HSync || 1,1 || 1,35
|-
| || Vpp || 2,2 || 1,9
|-
| PG6 * || HSync || 0,4 || 0,2
|-
| || Vpp || 1,4 || 0,7
|}

'''Zu *)''' JP3: ON; JP4..7: OFF (Lastwiderstand 5 kOhm, keine Klemme)!

Die '''ADC-Eingänge''', die benutzt werden können, sind:
* RP6Base: ADC4 (PG4)
* RP6Base: ADC0 oder ADC1 (gleichnamige Anschlüsse auf dem RP6 Mainboard,- man muss da ggf. eine 3-polige Stiftleiste einlöten)
* RP6Control M32: ADC2..ADC7 (am ADC-Wannenstecker auf der M32)
* RP6 CCPro M128: ADC0..ADC7 (am ADC-Wannenstecker auf der M128)

=== Video-Klemme ===

[[bild:Jumper_Videoklemme_3.jpg]]

Dieses Bild zeigt, welche Jumper (4, 6, 7) für die Auswahl der Video-Klemme gesetzt werden müssen. '''Die Jumper 1..3, 5, 8..13 sind in dieser Abbildung NICHT berücksichtigt (als offen eingezeichnet!).''' Wenn keine Video-Klemme eingesetzt werden soll, wird kein Jumper gesetzt (linkes Bild). Wenn die Dioden-Klemme (Level Clamp Diode) verwendet werden soll (mittleres Bild), muß JP4 geschlossen und JP6, JP7 offen sein. Für die Schwarzwert-Klemme (Black Level Clamp) muß JP4 offen sein und JP6 und JP7 geschlossen (rechtes Bild).

'''Das "geklemmte" ADC-Video-Signal kann am Stecker PG6 abgenommen werden!'''

==== Dioden-Klemme ====

Mit dieser Methode wird das ADC-Video-Signal durch eine Diode auf einen festen Wert "geklemmt". Die Abbildung "AC-ADC-Video MIT Dioden-Klemme (PG6)" im Absatz "1.2 Phase 2" zeigt ein Oszillogramm dieses Signals. Es hat einen negativen Anteil von ca. 0,6 V, so daß der CSync-Impuls abgeschnitten wird. Der Schwarzwert der Bildinformationen liegt etwa auf GND-Pegel (0 V). Durch dieses feste Bezugspotential kann man die Bildinformationen gut mit einem ADC auswerten: Je höher die Meßspannung in einer Zeile, umso heller ist das Bild an der Stelle.

==== Schwarzwert-Klemme ====

Mit dieser Methode wird das ADC-Video-Signal durch eine aktive Klemme bestehend aus 2 Transistoren auf einen festen Wert "geklemmt". Das Oszillogramm "AC-ADC-Video MIT Schwarzwert-Klemme (PG6)" im Absatz "1.3 Phase 3" zeigt dieses Signal. Auch hier wird der Schwarzwert annähernd auf GND-Pegel (0 V) festgehalten, indem der CSync-Impuls abgeschnitten wird. Einige Bildpunkte am linken Bildrand gehen verloren. Auch dieses "geklemmte" ADC-Video-Signal kann man gut mit einem ADC auswerten.

= RP6 Kamera - Mitmach-Projekt: Software =

Da dies ein "Mitmach-Projekt" sein soll, hoffe ich für die Programmierung einer Software für die RP6 Kamera, dass sich viele beteiligen und hier fleißig mitschreiben/bearbeiten!

== Die Synchronisations-Signale ==

Die Darstellung jeder Zeile wird durch die '''horizontale Synchronisation''' ermöglicht.

[[bild:BAS-Zeilensynchronisation.jpg]]

Oben erkennt man das Videosignal, das hier mit fast 2 Zeilen dargestellt ist. HSync ist 4,7 µs lang und wird gefolgt von der hinteren Schwarzschulter (5,8 µs). Danach werden 52 µs lang die Bildinformationen der Zeile gesendet. Es folgt die vordere Schwarzschulter (1,5 µs) vor dem HSync der nächsten Zeile. In der Mitte ist das Signal CSync des Sync-Separators zu sehen. Es führt normalerweise High-Pegel und wird nur Low (0 V), solange der HSync-Impuls dauert. Ein weiteres Signal, das der Sync-Separator ausgibt, heißt Burst (Back Porch). Es führt für 4 µs Low-Pegel, nachdem der CSync-Impuls beendet ist. Hier liegt beim FBAS-Videosignal (Farb-BAS) der Burst, der die Farbinformationen enthält. Bei unserer S/W-Kamera gibt es keinen Burst.

Man kann jetzt ein paar Zahlen angeben, die man braucht, um die Punkte einer Zeile anzusteuern:
Von der fallenden (HI -> LO) Flanke des HSync-Impulses dauert es 10,5 µs bis zum Zeilenanfang (linker Bildrand). Bis zur Zeilenmitte sind es 36,5 µs und bis zum Zeilenende (rechter Bildrand) 62,5 µs. Bei unseren 352 horizontalen Bildpunkten kann man einen beliebigen Punkt [1..352] mit der Formel:

Verzögerung [µs] = 0,14773 * (Bildpunkt - 1) + 10,5

... ansteuern.

In diesem Bild zeige ich einen Teil der '''vertikalen Synchronisation''', und zwar ab der fallenden Flanke von VSync des Sync-Separators. Könnt ihr sie in der Grafik unten (Zeile Video oder CSync) wiederfinden?

Vertikale Synchronimpulse ab VSync:

[[bild:Video_PG6_VSync.jpg]]

[[bild:BAS-Bildsynchronisation.jpg]]

Dieses Bild zeigt die vertikale Bildsynchronisation. Das ist die Abfolge von Signalen, die zwischen den einzelnen Halbbildern oder Seiten gesendet werden. Auch unsere Kamera sendet diese Halbbilder/Seiten (Datenblatt: "2:1 Interlace").

'''ANMERKUNG:''' In diesem Abschnitt werden die Begriffe ''Halbbild'' und ''Seite'' synonym gebraucht.
Das BAS-Signal unserer Kamera kann auf einem klassischen (analogen) Monitor als zwei Halbbilder
dargestellt werden, wobei die Zeilen des einen in die des anderen Halbbildes verschachtelt
gezeigt werden. Auf einem modernen digitalen Monitor können auch stattdessen zwei vollständige
Seiten nacheinander zu sehen sein.

In der oberen Bildhälfte ist die vertikale Synchronisation zwischen den geraden (even, field 2) und ungeraden (odd, field 1) Halbbildern dargestellt, in der unteren Bildhälfte die vertikale Synchronisation zwischen den ungeraden (odd) und geraden (even) Halbbildern.

Für die Auswertungs-Software ist natürlich wichtig, wie man mit den vertikalen Sync-Signalen Halbbilder und Zeilen ansteuern kann:

Die Frage, ob es sich aktuell um ein ungerades oder gerades Halbbild handelt, beantwortet Odd/Even des Sync-Separators: Ist Odd/Even HI, liegt ein ungerades Halbbild vor, sonst ein gerades Halbbild. Bei der RP6Base, die in der jetzigen Planung Odd/Even nicht auswerten kann (nicht angeschlossen!), kann man sich helfen, indem man eine Variable immer dann toggelt (1-2-1-2...), wenn ein VSync-Impuls kommt. Dadurch weiß man zwar nicht, ob man aktuell wirklich ein gerades oder ungerades Halbbild liest, aber letztlich ist das auch nicht so wichtig: Zwei Folgebilder werden sich nicht so dramatisch unterscheiden.

Wenn man aber ohne das Odd/Even-Signal doch wissen will, auf welcher Seite man gerade ist, dann geht das mit der Felderkennung.

[[bild:BAS-Felderkennung.jpg]]

Hier ist ein Ausschnitt der vertikalen Austastlücke gezeigt. Unten erkennt man wieder den VSync-Impuls. Sieht man sich das Video-Signal des 1. Halbbildes (odd, oben!) an, dann folgt 256 µs (oder 9 steigende CSync-Flanken) nach der fallenden VSync-Flanke ein Intervall von ca. 32 µs bis zum folgenden CSync-Impuls.
Beim 2. Halbbild (even, unten!) folgt an dieser Stelle ein Intervall von ca. 64 µs bis zum folgenden CSync-Impuls. Damit kann man die Seiten eindeutig auseinander halten.

Schwieriger wird es, wenn man eine bestimmte Zeile eines Bildes ansteuern will. Im Datenblatt des LM 1881N, S. 8, findet sich dazu ein interessanter Satz:
''Since the vertical output pulse from the LM1881 coincides with the leading edge of the first vertical serration, sixteen positive or negative transitions later will be the start of line 14 in either field.''

Das heißt in unserer Landessprache: '''16 positive oder negative Flanken nach dem VSync-Signal des LM 1881N (nach dessen fallender Flanke!) findet sich der Anfang der Zeile 14 jedes Halbbildes.'''

Abgesehen davon, dass diese Angabe auch nur auf NTSC zutrifft: Warum gerade die Zeile 14? Die Zeilen bis 13 werden nicht benutzt, danach kommt der Datenbereich (Untertitel, Videotext ...) ab Zeile 14 bis Zeile 21. Erst ab Zeile 22,5 sind im PAL-System Bildinformationen zu erwarten.

Wie ist das denn bei unserer Kamera?

Leider ist bei unserer Kamera einiges anders als beim Standard-PAL, wie der Blick auf den Oszi-Bildschirm zeigt. Im Datenblatt der Kamera sind 260 TV-Zeilen angegeben, tatsächlich sind es 288.
Hier das Ganze 'mal als Grafik:

[[bild:BAS-Vertikalaustastung_C-Cam-A.jpg]]

Die erste Zeile mit Bildinhalt findet sich im 1. Halbbild an Zeilen-Position 18. Zählt man die fallenden oder steigenden Flanken nach dem VSync-Signal, dann befindet man sich nach 22 Flanken an der 18. Zeilen-Position. Die letzte Zeile dieser 1. Seite (288) findet man nach 309 Flanken.

Im 2. Halbbild findet sich die 1. Zeile an Zeilen-Position 17 (Gerber-Zählung: 330). Zählt man die Flanken nach dem VSync-Signal, dann befindet man sich nach 21 Flanken an dieser Zeilen-Position. Die letzte Zeile (288) dieser 2. Seite findet man nach 308 Flanken.

Man braucht also nur direkt nach der fallenden Flanke von VSync die CSync-Flanken zu zählen, um eine beliebige Zeile zu wählen.
Eine beliebige Zeile [1..288] kann man mit der Formel:

1. Halbbild: Zeile = Flankenzahl - 21
2. Halbbild: Zeile = Flankenzahl - 20

... ansteuern, wobei der Bereich von Flankenzahl auf der 1. Seite zwischen 22 und 309, auf der 2. Seite zwischen 21 und 308 liegt.

== Grundlagen und erste Überlegungen ==

Auf Wikipedia (siehe Quelle1!) findet man gute Informationen zum Aufbau des BAS Signals, das auch unsere Kamera ausspuckt.
Sie ist zwar nicht sehr hochwertig, das Bildelement kann aber laut Datenblatt 352 x 288 Punkte darstellen, was für unsere Zwecke völlig ausreicht. Von den 260 TV-Zeilen, die ausgegeben werden, sind nur ca. 230 Zeilen auf einem Video-Monitor sichtbar.

Jede Zeile wird in 64 µs übertragen, davon sind nur 52 µs für den Bildinhalt vorgesehen. Für einen µC wie den ATMega32 ist das schon eine Herausforderung: Wollte er jeden der 352 Punkte der Zeile lesen, dann hätte er dafür rechnerisch knapp 0,15 µs Zeit. Beim RP6 dauert ein Taktzyklus 0,125 µs (bei 8 MHz Takt), bei der RP6Control M32 0,0625 µs (bei 16 MHz Takt). Mit der M32 hätte man also 2,4 Taktzyklen Zeit für jeden Punkt.

Man sieht schon, dass das nichts werden kann!
Es ist unmöglich, jeden Punkt der Zeile "live" einzulesen. Es stellt sich die Frage, wie viele Punkte man denn nun einlesen kann. Ich brauche dazu ja den Analog-Digitalwandler Eingang (ADC) des ATMega32, weil ich die Helligkeit jedes Punktes (also eine Spannung) lesen möchte.

Das Datenblatt zum ATMega32 sagt dazu:
Im "free running modus" (auf jede Messung folgt sofort die nächste) braucht jede Analog-Digitalwandlung 13 ADC-Taktzyklen. Das Ergebnis steht dann nach weiteren 0,5 ADC-Taktzyklen zur Verfügung. Was ist eigentlich der "ADC-Takt"? Man muss den Haupttakt des µC für den Analog-Digitalwandler teilen. Das Ergebnis ist dann der ADC-Takt. Der Maximalwert liegt laut Datenblatt bei 1 MHz für den ATMega32. Bei 13 ADC-Taktzyklen pro ADC-Wandlung dauert also jede Wandlung 13 µs.

Das heißt, dass man max. nur 4 Punkte pro Zeile (= 52 / 13) lesen kann. Das ist ja sehr schade! Man hätte dann kaum Auflösung.

Diese Feststellungen sind auch nicht vereinbar mit den Ergebnissen von radbruch (siehe Quelle2!), der viel mehr Punkte pro Zeile einlesen kann. Er verwendet als ADC-Takt 4 MHz, was weit außerhalb der Spezifikationen für den ATMega32 ist. Geht das überhaupt? Kann man mit einer Wandlungszeit von 3,25 µs (= 1 / 4 * 13 µs) realistische 8-Bit-Werte ermitteln? Immerhin würde man so rechnerisch auf eine Auflösung von 16 Punkten pro Zeile (= 52 / 3,25 µs) kommen.

Bevor wir die Fragen beantworten: Überlegen wir erst einmal weiter ...

Mit dem Einlesen der Punkte ist es noch nicht getan. Wir brauchen auch Zeit, um den gewandelten Wert in einer Byte-Variable zu speichern. Dafür stehen die jeweils 13 µs zur Verfügung, während der der ADC-Wandler mit der nächsten Wandlung beschäftigt ist. Bei 8 MHz Takt der RP6 Base sind das 104 Zyklen, in denen man das in GCC gut auch ohne Optimierung durch Assembler-Teile hinkriegt.
Wenn eine ADC-Wandlung nur 3,25 µs braucht, hat man bei der RP6 Base noch 26 Taktzyklen zur Verfügung. Auch das reicht noch aus, um in einer Schleife einen Byte-Wert nach jeder Wandlung zu speichern.
Wie groß kann denn ein Bild sein, mit dem der ATMega32 nicht überfordert ist? Er hat 2024 Byte SRAM, den Speicherplatz braucht er für Variablen und den Stack (Stapel). Wenn man kein sehr umfangreiches Programm mit vielen Variablen und Unterprogrammen hat, kann man vielleicht die Hälfte (1024 Byte) für ein Bild verwenden. Das wäre eine Auflösung bei 8 Bit Helligkeitswerten von 32 x 32 Punkten. Reduziert man die Helligkeitswerte auf 4 Bit (16 Graustufen), kann man 45 x 45 Bildpunkte darstellen.
Auf ein Seitenverhältnis von 4 : 3 des Fernsehbildes bezogen wären in 1024 Byte RAM Bilder von 36 x 28 (8 Bit) oder 52 x 39 (4 Bit) Punkten zu speichern.
16 Graustufen sind für die Aufgabe einer Kamera an einem µC gut ausreichend. Man kann damit Linien folgen und sogar eine einfache Orientierung im Raum erreichen.

Jetzt ist wohl eine Entscheidung fällig:

Ich entscheide mich dafür, eine Bildgröße von 52 x 39 Punkten mit 16 Graustufen zu erreichen.

Kann das klappen? Die 39 Zeilen mache ich dann aus ca. 230 sichtbaren Zeilen der Kamera (Zeilen 15..245). Ich würde also jede 6. Zeile (= 230 / 39) lesen. Jede Zeile dauert 64 µs, also beträgt der Abstand vom Ende der 1. bis zum Anfang der 6. Zeile 256 µs. Das ist genügend Zeit, um die Werte jeder Zeile zu verarbeiten (z.B. in eine Tabelle zu speichern).
Kritischer ist die Zeile selbst. Ich will 52 Punkte pro Zeile darstellen. Damit müßte ich jede µs einen Punkt einlesen. Selbst mit der hohen Übertaktung des ADC (4 MHz), die radbruch verwendet hat, komme ich nur auf 16 Punkte pro Zeile. Was tun? Ich könnte das 2. Halbbild benutzen. Bei meiner geringen Auflösung von 52 x 39 Pixeln kann ich ruhig wenige aufeinanderfolgende Zeilen als EINE Zeile betrachten. Wenn ich z.B. Zeilen 5 und 7 eines Halbbildes und Zeile 6 des anderen Halbbildes lesen würde, dann käme ich auf 16 x 3 = 48 Punkte. Natürlich müßte ich nach der Zeile 5 die Zeilen 6 und 7 um je 1,08 µs (= 3,25 / 3) versetzt lesen, damit ich in meiner "dicken Zeile" (besteht aus 3 echten Zeilen!) 48 Punkte (= 16 x 3) lesen kann. Das kommt dem Ziel von 52 Punkten pro Zeile schon nahe.

Bevor ich das als Methode feststampfe, noch eine letzte Überlegung:

Wie wäre es, wenn ich das zeitkritische Lesen einer Zeile vermeide und nur Spalten lese? Das hat radbruch auch in seiner Software gemacht und klingt erfolgversprechend.
Ich würde also wie beim 1. Ansatz jede 6. Zeile lesen, um meine vertikale Zeilenauflösung von 39 Zeilen zu erreichen. Das mache ich dann 52 mal, indem ich in jedem Halbbild das Lesen der Zeilenpunkte um 1 µs verzögere. Ich lese also mein Bild spaltenweise ein. Eindeutiger Vorteil: Ich komme nicht in Zeitdruck beim Einlesen, weil ich nur alle 64 µs einen Punkt lesen muss. Nachteil: Ich brauche 52 Halbbilder Zeit, um mein Bild mit allen Zeilenpunkten komplett eingelesen zu haben. Das ist über eine Sekunde.

Schlimm ist das nicht: Ein Bild pro Sekunde ist besser als Nichts. Beim 1. Ansatz wäre das komplette Bild in 60 ms "im Kasten", also 17x schneller.

Hier braucht's wohl wieder eine Entscheidung:

Ich entscheide mich für den 1. Ansatz, der nach 3 Halbbildern fertig ist. Grund: Ich will ja z.B. einer Linie folgen, da kann eine Abtastrate von 1 Sekunde schon zu wenig sein. Sicher könnte man das auch mit der 2. Methode des Spaltenlesens schaffen, wenn man nur wenige Spalten liest und die Kamera um 90° dreht. Ich möchte aber nicht die Kameraposition ändern, sondern immer mein ganzes Bild lesen und verarbeiten. Das ermöglicht mir, im selben Programm einer Linie zu folgen, aber auch einen hellen Gegenstand in der Ferne zu "sehen". Ist sicher Geschmackssache ...

... Baustelle! Hier wird noch weiter gedacht! ..........

== Software-Projekte ==

Hier schlage ich einfach 'mal erste Software-Projekte vor. Wer hat Lust, mitzumachen?

=== Ist die 1. Zeile des Bildes wirklich an Zeilenposition 18 im 1. Halbbild zu finden? ===

Wo finde ich genau die 1. Zeile? Ist ja wichtig, wenn ich eine bestimmte Zeile lesen will.
Wo ist die 1. Zeile im 2. Halbbild zu finden?

Wer schreibt ein Programm, das die 1. Zeile mit Bildinformationen findet?

=== Wie viele Zeilen gibt unsere Kamera aus? ===

Wer schreibt ein Programm (egal für die PP6Base, M32 oder M128 und egal ab welcher Phase des Aufbaus), das anzeigt, wie viele Zeilen unsere Kamera wirklich ausgibt? Sind es wirklich 260 wie das Datenblatt sagt bzw. auf jeder Halbseite 130?

Eine Anregung dazu: [http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=54190 RP6Control M32: Video Zeilenzähler 1]

=== Wie kann ein "Graukeil" auf dem Terminal aussehen? ===

Wenn man ein Bild mit z.B. 16 Graustufen mit dem vorhandenen Zeichensatz darstellen will, muss man 16 Zeichen definieren, die die "Graustufen" wiedergeben. Was klar ist: Das Leerzeichen ist Schwarz. Ein sehr dunkler Bildpunkt ist z.B. der Punkt selbst ...
und welches Zeichen ist das hellste?

Wer schreibt ein Programm, das einen "Graukeil" auf dem Terminal ausgibt?

=== Wer stellt einen Video-Grabber vor? ===

Ein Video-Grabber holt den Inhalt eines Videobildes aus dem Video Stream und stellt ihn irgendwie dar.

Eine Anregung für die RP6Base: [http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=54071 RP6Base: Video Grabber 1]

... und für die RP6Control M32: [http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=54044 RP6Control M32: Video Grabber 1]

=== Erkennung des Syncs mit dem internen Analogkomperator ===

Zusätzlich benötigte Hardware: Ein Poti zum Einstellen des Sync-Pegels

[http://www.roboternetz.de/community/threads/29906-Minimall%F6sung-Kamera-f%FCr-den-RP6/page10?p=520992&viewfull=1#post520992 Umsetzung in Bascom]

Es geht sicher noch viel besser!

= Quellen =
;Quelle1: [http://de.wikipedia.org/wiki/Fernsehsignal Wikipedia Fernsehsignal]
;Quelle2: [http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=33228 Minimallösung: Kamera für den RP6]
;Quelle3: [http://all-electronics.de/ai/resources/4cf06c93e8d.pdf Maxim: AC-Kopplung, Vorspannung und Clamp]
;Quelle4: [http://www.intersilsemi.com/data/tb/tb462.pdf Intersil: Technical Brief TB462.1]
;Quelle5: [http://www.national.com/ds/LM/LM1881.pdf LM1881N Datasheet]
;Quelle6: [http://www.datasheetcatalog.org/datasheet2/d/0kq9ua20u27ka13c66efh960khpy.pdf BC 547C Datasheet]
;Quelle7: [http://www.datasheetcatalog.org/datasheet2/5/0qsl0963l7i0pw6dwpsgdj3890wy.pdf BC 556B Datasheet]
;Quelle8: [http://www.soselectronic.com/a_info/resource/pdf/king/l-53f3bt.pdf IR-LED L-53F3BT Datasheet]

--[[Benutzer:Dirk|Dirk]] 21:39, 27. Apr 2010 (CET)

[[Kategorie:Elektronik]]
[[Kategorie:Projekte]]

Servos

2011-02-06T09:53:55Z

Radbruch: /* Unterschied zwischen Digital- und Analogservos */

Servos (Servomotoren) sind kleine [[Getriebemotoren]], die häufig im Modellbau eingesetzt werden, doch auch in der Industrie sind sie anzutreffen.
Mithilfe eines Potentiometers, das an der Drehachse befestigt ist, wird intern die aktuelle Position bestimmt. Wegen ihrer einfachen Ansteuerung und Präzision eigenen sie sich hervorragend für mehr oder weniger kraftaufwändige Aufgaben in der Robotik.

==Anschlussbelegung==
Handelsübliche Servomotoren besitzen 3 Anschlüsse:
# GND
# [[PWM]]
# +5V

Wobei sich die Steckerbelegung von Hersteller zu Hersteller unterscheidet.

[[Bild:servosteckerbelegung.gif|center]]

==Ansteuerung==
An die PWM-Leitung wird ein pulsweitenmoduliertes Signal angeschlossen. Die Repetition-Period (Periode) entspricht bei den meisten Modellen 20ms. Innerhalb/zu Beginn dieser 20ms wird ein Puls erwartet, der sich zwischen 1ms und 2ms bewegt, wobei diese Werte jeweils den Endlagen des Servos entsprechen. D.h. 1ms ist ganz links und 2ms ist ganz rechts (Einige Servos haben in diesem Wertebereich jedoch nicht die volle Bewegungsfreiheit ausgenutzt, die Werte, bei denen der Servo ganz links/rechts ist können auch unter 1ms/über 2ms liegen). 1,5ms würde demnach die Mittelstellung bedeuten.
Aufgrund der Pulslänge lässt sich also eine direkte Aussage über die Position des Servos treffen.
Der Motor sorgt dann intern mithilfe des Potis dafür, dass die Position gehalten wird.

[[Bild:Servo_pwm.gif|center]]

==Unterschied zwischen Digital- und Analogservos==
Der hauptsächliche Unterschied besteht darin, dass digitale Servos schneller und genauer sind und ihre Position besser halten können. Analoge Servos geben ihrem Motor alle 20ms ein Signal. Wirkt eine Kraft auf das Servo, braucht die Steuerelektronik bis zu 20ms, um dem Motor einen neuen Spannungsimpuls zu senden. Bei Digitalservos sendet die Steuerelektronik alle 400us einen Impuls an den Motor. Der Motor bekommt die Spannungsimpulse viel schneller. Um so öfter ein Motor Spannung bekommt, um so mehr Leistung kann er verrichten. Man sollte aber auch bedenken, dass dies unweigerlich einen höheren Stromverbrauch zur Folge hat, der besonders bei Modellfliegern nicht tolerierbar ist, da die Betriebszeit stark verkürzt wird.

Die einfachste Art, einen Servo mit [[Bascom]] anzusteuern, ist folgender Befehl:

<pre>
Config Servos = 2 , Servo1 = Portb.0 , Servo2 = Portb.1 , Reload = 10

Config Portb = Output

Enable Interrupts

Servo(1) = 100
Servo(2) = 100
waitms 1000
</pre>

'Wobei 100 die Mitte ist. 50 ist der linke bzw. rechte Anschlag und 150 der entsprechend andere. Es gibt aber auch elegantere Möglichkeiten die sich besonders empfehlen wenn z.B. eine höhere Auflösung gewünscht ist: [[Servoansteuerung]]

Und in C sieht das ganze so aus:
<pre>
#define SERVOPIN 7
#define SERVOPORT PORTD
#define DDRSERVO DDRD

volatile unsigned char servopos;

void servo_init()
{
TIMSK|=(1<<OCIE2);
TCCR2 |= (1<<WGM21) | (1<<CS20); //Prescale=1, CTC mode
OCR2 = F_CPU/100000; //alle 10µS ein IRQ
DDRSERVO|=(1<<SERVOPIN);
};

ISR(TIMER2_COMP_vect)
{
static int count;
if(count>servopos)SERVOPORT&=~(1<<SERVOPIN);
else SERVOPORT|=(1<<SERVOPIN);
if(count<2000)count++; // Die Impulse sollten alle 20ms gesendet werden! 6.2.11 mic
else count=0;
};

</pre>

Man muss zuvor DDRSERVO, SERVOPIN und SERVOPORT entsprechend definieren. Mit der Funktion "servo_init()" wird Timer2 initialisiert und der Servo-Pin als Ausgang gesetzt. "servopos" beinhaltet die aktuelle Dauer des Signals in 1/100ms. Vergessen Sie nicht, globale Interrupts vor dem Betrieb zu aktivieren!

Letzter Beitrag von "stochri" ist eine super Lösung in avr-gcc mit bis zu 10 Servos

[[http://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=14220&highlight=servo "Servo / avr-gcc" ]]

==Servos hacken==
Häufig entledigt man sich auch des Potis und der Endlagenanschläge, um so einen Motor mit hohem Drehmoment und ohne Begrenzung des Drehwinkels zu erlangen. Das Poti wird dann durch einen 1:1-Spannungsteiler ersetzt. Dieser Vorgang wird auch als Servo-Hacking bezeichnet. Durch die Pulslänge kann die Winkelgeschwindigkeit des Servos beeinflusst werden.

[[Bild:servo.jpg|center]]

Diese erste Methode des Servohackings nutzt die im Servo eingebaute Elektronik zur Motoransteuerung. Sie ist am Weitesten verbreitet.

Bei der zweiten Methode wird die vorhandene Elektronik komplett entfernt und der Motor z.B. direkt mit Gleichstrom versorgt oder durch eine externe Elektronik angesteuert. Die beiden Varianten des Servohackings sowie ihre Vor- und Nachteile sind im folgenden Link beschrieben. [[http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=516553#516553 "Servohacking. Technik, Vor- und Nachteile"]] Bei fast allen Servos muss zum Hacken ein mechanischer Anschlag entfernt werden. Er besteht aus einem Nocken an der Abtriebswelle und dem Gegenstück im Getriebegehäuse.

Die wesentlichen elektrischen und elektronischen Teile und Baugruppen eines einfachen Servos:

[[Bild:Servo-hack2_mini.jpg|center]]

Beim Servohacking nach der Methode "zwei" wird die Elektronik komplett entfernt. Üblicherweise wird dabei das Poti ebenfalls entfernt oder von der Abtriebsachse abgekoppelt. Der Motor wird dann direkt an die Versorgung angeschlossen. [[Getriebemotoren_Ansteuerung#Und_nie_vergessen_Motoren_zu_entst.C3.B6ren|Bitte Entstörung nicht vergessen!]] Gleichwertig wie das Entfernen der kompletten Elektronik ist es, sie einfach zu umgehen und die Motorzuleitung direkt anzulöten.

Der nach Methode 2 gehackte Servo wird dadurch zu einem Getriebemotor mit einem sehr kleinen, sehr schnell drehenden Motor und einem hoch übersetzten Getriebe.

==Siehe auch==
*[[Getriebemotoren]]
*[[RC-Empfänger_auswerten]]
*[[Servoansteuerung]]

[[Category:Robotikeinstieg]]
[[Category:Praxis]]
[[Category:Grundlagen]]
[[Category:Motoren]]

Diskussion:Servos

2011-02-06T09:51:39Z

Radbruch:

Servos

2011-02-06T09:49:15Z

Radbruch: /* Unterschied zwischen Digital- und Analogservos */

Servos (Servomotoren) sind kleine [[Getriebemotoren]], die häufig im Modellbau eingesetzt werden, doch auch in der Industrie sind sie anzutreffen.
Mithilfe eines Potentiometers, das an der Drehachse befestigt ist, wird intern die aktuelle Position bestimmt. Wegen ihrer einfachen Ansteuerung und Präzision eigenen sie sich hervorragend für mehr oder weniger kraftaufwändige Aufgaben in der Robotik.

==Anschlussbelegung==
Handelsübliche Servomotoren besitzen 3 Anschlüsse:
# GND
# [[PWM]]
# +5V

Wobei sich die Steckerbelegung von Hersteller zu Hersteller unterscheidet.

[[Bild:servosteckerbelegung.gif|center]]

==Ansteuerung==
An die PWM-Leitung wird ein pulsweitenmoduliertes Signal angeschlossen. Die Repetition-Period (Periode) entspricht bei den meisten Modellen 20ms. Innerhalb/zu Beginn dieser 20ms wird ein Puls erwartet, der sich zwischen 1ms und 2ms bewegt, wobei diese Werte jeweils den Endlagen des Servos entsprechen. D.h. 1ms ist ganz links und 2ms ist ganz rechts (Einige Servos haben in diesem Wertebereich jedoch nicht die volle Bewegungsfreiheit ausgenutzt, die Werte, bei denen der Servo ganz links/rechts ist können auch unter 1ms/über 2ms liegen). 1,5ms würde demnach die Mittelstellung bedeuten.
Aufgrund der Pulslänge lässt sich also eine direkte Aussage über die Position des Servos treffen.
Der Motor sorgt dann intern mithilfe des Potis dafür, dass die Position gehalten wird.

[[Bild:Servo_pwm.gif|center]]

==Unterschied zwischen Digital- und Analogservos==
Der hauptsächliche Unterschied besteht darin, dass digitale Servos schneller und genauer sind und ihre Position besser halten können. Analoge Servos geben ihrem Motor alle 20ms ein Signal. Wirkt eine Kraft auf das Servo, braucht die Steuerelektronik bis zu 20ms, um dem Motor einen neuen Spannungsimpuls zu senden. Bei Digitalservos sendet die Steuerelektronik alle 400us einen Impuls an den Motor. Der Motor bekommt die Spannungsimpulse viel schneller. Um so öfter ein Motor Spannung bekommt, um so mehr Leistung kann er verrichten. Man sollte aber auch bedenken, dass dies unweigerlich einen höheren Stromverbrauch zur Folge hat, der besonders bei Modellfliegern nicht tolerierbar ist, da die Betriebszeit stark verkürzt wird.

Die einfachste Art, einen Servo mit [[Bascom]] anzusteuern, ist folgender Befehl:

<pre>
Config Servos = 2 , Servo1 = Portb.0 , Servo2 = Portb.1 , Reload = 10

Config Portb = Output

Enable Interrupts

Servo(1) = 100
Servo(2) = 100
waitms 1000
</pre>

'Wobei 100 die Mitte ist. 50 ist der linke bzw. rechte Anschlag und 150 der entsprechend andere. Es gibt aber auch elegantere Möglichkeiten die sich besonders empfehlen wenn z.B. eine höhere Auflösung gewünscht ist: [[Servoansteuerung]]

Und in C sieht das ganze so aus:
<pre>
#define SERVOPIN 7
#define SERVOPORT PORTD
#define DDRSERVO DDRD

volatile unsigned char servopos;

void servo_init()
{
TIMSK|=(1<<OCIE2);
TCCR2 |= (1<<WGM21) | (1<<CS20); //Prescale=1, CTC mode
OCR2 = F_CPU/100000; //alle 10µS ein IRQ
DDRSERVO|=(1<<SERVOPIN);
};

ISR(TIMER2_COMP_vect)
{
static int count;
if(count>servopos)SERVOPORT&=~(1<<SERVOPIN);
else SERVOPORT|=(1<<SERVOPIN);
if(count<2000-servopos)count++; // 2000-servopos, weil die Impulse alle 20ms gesendet werden sollten! 6.2.11 mic
else count=0;
};

</pre>

Man muss zuvor DDRSERVO, SERVOPIN und SERVOPORT entsprechend definieren. Mit der Funktion "servo_init()" wird Timer2 initialisiert und der Servo-Pin als Ausgang gesetzt. "servopos" beinhaltet die aktuelle Dauer des Signals in 1/100ms. Vergessen Sie nicht, globale Interrupts vor dem Betrieb zu aktivieren!

Letzter Beitrag von "stochri" ist eine super Lösung in avr-gcc mit bis zu 10 Servos

[[http://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=14220&highlight=servo "Servo / avr-gcc" ]]

==Servos hacken==
Häufig entledigt man sich auch des Potis und der Endlagenanschläge, um so einen Motor mit hohem Drehmoment und ohne Begrenzung des Drehwinkels zu erlangen. Das Poti wird dann durch einen 1:1-Spannungsteiler ersetzt. Dieser Vorgang wird auch als Servo-Hacking bezeichnet. Durch die Pulslänge kann die Winkelgeschwindigkeit des Servos beeinflusst werden.

[[Bild:servo.jpg|center]]

Diese erste Methode des Servohackings nutzt die im Servo eingebaute Elektronik zur Motoransteuerung. Sie ist am Weitesten verbreitet.

Bei der zweiten Methode wird die vorhandene Elektronik komplett entfernt und der Motor z.B. direkt mit Gleichstrom versorgt oder durch eine externe Elektronik angesteuert. Die beiden Varianten des Servohackings sowie ihre Vor- und Nachteile sind im folgenden Link beschrieben. [[http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=516553#516553 "Servohacking. Technik, Vor- und Nachteile"]] Bei fast allen Servos muss zum Hacken ein mechanischer Anschlag entfernt werden. Er besteht aus einem Nocken an der Abtriebswelle und dem Gegenstück im Getriebegehäuse.

Die wesentlichen elektrischen und elektronischen Teile und Baugruppen eines einfachen Servos:

[[Bild:Servo-hack2_mini.jpg|center]]

Beim Servohacking nach der Methode "zwei" wird die Elektronik komplett entfernt. Üblicherweise wird dabei das Poti ebenfalls entfernt oder von der Abtriebsachse abgekoppelt. Der Motor wird dann direkt an die Versorgung angeschlossen. [[Getriebemotoren_Ansteuerung#Und_nie_vergessen_Motoren_zu_entst.C3.B6ren|Bitte Entstörung nicht vergessen!]] Gleichwertig wie das Entfernen der kompletten Elektronik ist es, sie einfach zu umgehen und die Motorzuleitung direkt anzulöten.

Der nach Methode 2 gehackte Servo wird dadurch zu einem Getriebemotor mit einem sehr kleinen, sehr schnell drehenden Motor und einem hoch übersetzten Getriebe.

==Siehe auch==
*[[Getriebemotoren]]
*[[RC-Empfänger_auswerten]]
*[[Servoansteuerung]]

[[Category:Robotikeinstieg]]
[[Category:Praxis]]
[[Category:Grundlagen]]
[[Category:Motoren]]

Diskussion:Servos

2008-05-01T12:33:12Z

Radbruch: Berechnung der Impulspausen

Hallo

Warum wird im C-Beispiel zur Ansteuerung die Servoposition von den 20ms abgezogen?

if(count<2000+servopos)...

So wird doch der Abstand der Impulse von der Position abhängig. Sie sollten aber alle 20ms wiederholt werden, also müsste der Code schlicht so lauten:

if(count<2000)...

Gruß

mic