» » Универсальный робо-контроллер MRC28 v1.4.1
Информация к новости
  • Просмотров: 111400
  • Автор: administrator
  • Дата: 29 февраля 2008
  • 100
29 февраля 2008

Универсальный робо-контроллер MRC28 v1.4.1

Категория: Контроллер MRC28

Универсальный робо-контроллер MRC28 (MegaRoboController)

Преамбула

 

Когда в 2005 году мы с братом увлеклись робостроительством и экспериментами с микроконтроллерами AVR выбор пал на ATMEGA8-16PU, который был достаточно дешев и продавался практически во всех интернет-магазинах электронных компонентов. Так же данный МК обладает небольшими габаритами и хорошими функциональными возможностями. Начало было положено с помощью макетной платы. В процессе изучения работы МК и множестве экспериментов "макетка"  быстро пришла в негодность. Конечно очистить плату от остатков припоя и убрать ненужные для очередного проекта элементы задача не слишком сложная, но отнимающая много времени и нервных клеток. Первые попытки создать универсальное средство разработки прошли удачно, но вставало множество проблем с соединениями модулей - приходилось постоянно распаивать новые разъемы, либо опять же подпаиваться непосредственно к плате. В конечном счете первые варианты были окончательно приспособлены на роботов и решено было обратиться к готовым изделиям различных фирм и разработчиков.

 

Изучив схемотехнику и функционал предлагаемых на рынке универсальных средств разработки - на старых добрых "макетках" было обкатано множество вариантов компоновки разъемов, расположения элементов и обвязок микроконтроллера. Много времени ушло на обдумывание функционала - "а что же мы все таки хотим получить в итоге?" (спорили до хрипоты smile ) Когда окончательно утвердились во мнении, что наиболее удобным является схема - "базовая плата" + "конкретный модуль под задачу", наткнулись на открытую платформу Arduino и убедились, что движемся в верном направлении. От Ардуино были "позаимствованы" расположение портов и типы разъемов. Было проверено несколько вариантов разводки плат - мы стремились создать легко повторяемый контроллер, который сможет повторить любой начинающий в домашних условиях.  Один из "экспериментальных" образцов был обкатан на "полном чайнике" - ему была вручена плата, документация, программатор и софт. Вечером того же дня товарищ успешно освоил начальные знания работы с МК и теперь обратно его отдавать не хочет wink  Этот эпизод показал - концепция и ее решение были выбраны верно, что и побудило нас опубликовать всю информацию по нашему робо-контроллеру.
 

 

Описание и схема контроллера MRC28
 

 

Схемотехника MRC28 не представляет из себя ничего экстраординарного - все элементы включены по рекомендациям производителей. Главным достоинством этого устройства, как мы считаем - удобство в использовании. Естественно доступность компонентов и легкость повторения в домашних условиях то же являются несомненными достоинствами.

 

Габариты платы контроллера обозначились в результате экспериментов с компоновкой. Эти габариты комфортны при разведении односторонней платы с минимум перемычек, удобны при распайке деталей начинающим, визуально- понятное расположение  портов и разъемов (что минимизирует количество ошибок при соединении с модулями и внешними элементами), а так же позволяет использовать контроллер в небольших роботах типа мини-сумо, линетрейсер и т.п.

Так же концепция контроллера предусматривает наличие верхнего модуля (с такими же размерами), разрабатываемого под конкретный проект. Таким образом можно обойтись всего двумя платами для множества задач, притом нижнюю – сам робокотроллер, можно использовать для многих проектов без изменений в схеме.

 

В качестве основного микроконтроллера выступает ATMEGA8-16PU в DIP-корпусе. Так же без каких либо изменений в схеме можно использовать ATMEGA168-20PU или перспективный микроконтроллер от ATMEL - ATMEGA328P. Все эти микроконтроллеры полностью совместимы по выводам и командам. Закономерен вопрос - "почему не МК с большим количеством портов? Например ATMEGA32?" Ответ прост - во первых цена, во вторых габариты, в третьих портов и функционала 8-й хватает "за глаза" для подавляющего большинства любительских проектов - главное грамотно их распределить по задачам и писать прошивку соответствующим образом. При нехватке памяти программ ставим 168-ю (16Кб памяти) и в перспективе 328-ю (32! кб памяти). Соответственно совместимость с постоянно развивающимся открытым проектом Arduino то же не маловажна.

 

Схема обвязки MK ATMEGA8

 

Тактирование МК осуществляется от внешнего кварцевого резонатора на 16Mhz - запускаем на максимум smile (в случае использования 168 или 328-й меги, кварц можно поставить и на 20MHz). Если нет под рукой кварца необходимого номинала - ставьте 4 или 8MHz (они достаточно распространены), но не забывайте учитывать эти частоты в своих проектах.

 

Связь с персональным компьютером реализована посредством СОМ-порта, а конкретно с помощью микросхемы - преобразователя уровня TTL  MAX232CPE, так же в исполнении DIP (внимание: напрямую линии TX и RX микроконтроллера соединять с СОМ-портом компьютера нельзя!). На плате дополнительно выведен разъем для самодельного коммуникационного кабеля (раздел "Начинающим"). При отсутствии в компьютере СОМ-порта есть возможность использования конверторов USB->COM (выведен соответствующий разъем).  Так же на данные дополнительные разъемы можно подключить различные модули беспроводного канала связи с ПК.

  COM-порт MRC28

Контроллер имеет собственный стабилизированный источник питания на 5 вольт и с максимальным током на выходе до 1,5 ампер. Таким образом, можно питать достаточно много внешних модулей и устройств от самого контроллера.

В основе источника питания лежит популярный и недорогой линейный стабилизатор L7805 (иностранный аналог отечественной КРЕН5). Рекомендуемый диапазон подаваемых внешних напряжений на стабилизатор – от 7,4 до 12 вольт. Меньше нельзя, так как на нем присутствует падение от 1,5 до 2,5 вольт (зависит от производителя и конкретной модели) и стабилизатор перестает стабильно работать. При желании, и без каких либо изменений в схеме, можно использовать LOW-DROP регуляторы – они могут работать при более низком входящем напряжении (к примеру - LM2940CT) Единственным недостатком «лоу-дроп» регуляторов является их цена. 

В качестве внешнего источника питания, мы используем сборку из пальчиковых металлогидридных аккумуляторов формата АА (6 штук вполне достаточно). Так же стабильную работу показал сетевой блок питания китайского производства на 9 вольт.
источник питания на 5 вольт

 

Предлагаемое назначение и маркировка портов контроллера MRC28.

 

Все разъемы на плате имеют индивидуальную маркировку. Порты микроконтроллера пронумерованы и имеют маркировку платформы Arduino (номера PIN) и распределены по двум основным разъемам.

Назначение портов контроллера MRC28

 

Так же имеется разъем дополнительного питания для подключаемых устройств и модулей.

аспиновка разьема для внешних модулей

 

 

 

 

 

 

 

 

Печатная плата и перечень используемых компонентов.

 

Печатная плата выполнена односторонним монтажом с использованием нескольких перемычек для «лазерно-утюжного» метода (ЛУТ – об этом отдельная тема). Толщина дорожек и размеры зазоров позволяют без труда изготовить печатную плату самостоятельно любому начинающему. Сверловка платы осуществлялась на обычном сверлильном станке при помощи сверел 3-х диаметров – 0.5, 0.8 и 3 мм. 
 

Печатная плата контроллера MRC28 Универсальный робо-контроллер MRC28

Используемые компоненты в схеме контроллера:
 
  1. разъемы J1-J2 и J3 – прямые гнезда на плату PBS-18
  2. разъем J4 – прямое гнездо на плату PBS-4
  3. разъемы J1,J5 и J6 – прямая штыревая вилка серии PLS (приобретайте длинную и отламывайте от нее сколько необходимо – так дешевле)
  4. Клеммник питания V1 - клеммник винтовой, 2-контактный, 5мм, прямой.
  5. Разъем COM-порта - DRB-9F розетка 9 pin на плату.
  6. Дроссель L1 - EC24-100K, 10 мкГн (визуально похож на резистор).
  7. Кварцевый резонатор 16 MHz HC-49S – усеченный. На фото стоит обычный – в тот момент не было нужного =)
  8. Электролитические конденсаторы С1 и С4 серии К50-35 «мини» на 16 вольт.
  9. Остальные конденсаторы – керамические, импортные, серии К10-17.
  10.  Все резисторы 0,25 ватт 5-10%.
  11.  Защитный диод в цепи питания VD1 – 1N4004
  12.  Светодиод HL1 – любой с диаметром корпуса 3мм.
  13.  Кнопка RESET - TC-0103 (TS-A2PS-130) кнопка тактовая h=5мм (расстояние между ногами)
  14.  Стабилизатор VR – любой из серии L7805 в корпусе TO-220 (если есть возможность – ставьте «лоу-дроп» стабилизатор, к примеру - LM2940CT-5.0 TO-220)
  15.  Конвертер уровня TTL IC2 – MAX232CPE DIP16
  16.  Микроконтроллер IC1 – ATMEGA8-16PU DIP28 (ATMEGA168-20PU DIP28)
 
Скачать схему в формате sPlan 6.0 и печатную плату в формате Sprint-Layout 4.0 можно ниже.
 
Вы не можете скачивать файлы с нашего сервера

 

Метки к статье: робо-контроллер, rs232, COM-port, atmega8, atmega168

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
<
foxit

13 мая 2008 19:04

Информация к комментарию
  • Группа: Гости
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
не планируется ли сделать похожий контроллер на базе Mega16 или другой сороконожки?

где можно взять подобную информацию?

Спасибо
<
administrator

13 мая 2008 20:05

Информация к комментарию
  • Группа: Администраторы
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: 26.02.2008
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 65
  • Комментариев: 747
Конечно планируется smile
под камни - мега16/32/644
в остальном общий конструктив тот же будет

А вообще пока и этого за глаза хватает fellow
<
foxit

13 мая 2008 23:20

Информация к комментарию
  • Группа: Гости
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
а заготовок нет?
<
administrator

13 мая 2008 23:44

Информация к комментарию
  • Группа: Администраторы
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: 26.02.2008
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 65
  • Комментариев: 747
Чего то более менее законченного пока нет, чуток попозже (многие интересуются уже)
<
foxit

14 мая 2008 19:58

Информация к комментарию
  • Группа: Гости
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
будем ждать
<
foxit

18 мая 2008 11:19

Информация к комментарию
  • Группа: Гости
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
у меня на программаторе стоят резисторы 330 Ом перед разьемом isp
то мне резисторы r3-r5 не нужны?
<
administrator

19 мая 2008 00:02

Информация к комментарию
  • Группа: Администраторы
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: 26.02.2008
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 65
  • Комментариев: 747
можно и без них, в любом случае все будет работать smile
<
kika

20 мая 2008 18:19

Информация к комментарию
  • Группа: Гости
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
Спасибо вам парни... Очень сильно помогли мне в моих начинаниях.
Жду плату под камни - мега16/32/644
<
INOI87

25 мая 2008 18:12

Информация к комментарию
  • Группа: Гости
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
Уважаемые неподскажете маркировку кварка на 8 и 16 устал искать заранее спасибо
<
administrator

25 мая 2008 23:15

Информация к комментарию
  • Группа: Администраторы
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: 26.02.2008
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 65
  • Комментариев: 747
Плохо ищешь однако fellow
держи - http://www.chip-dip.ru/library/DOC000051109.pdf - общая инфа по корпусам
8-ка - http://www.chip-dip.ru/product0/297062262.aspx
16-ка - http://www.chip-dip.ru/product0/533649596.aspx
Назад Вперед
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.