Kleinserie: hardware für die M256 WIFI

[fabqu]

Hi ihr zwei, guten Morgen erst mal!
jaja, ich bin mir auch noch nicht sicher, was wir genau anstreben sollen. Einerseits wäre es schön, ein Board zu haben, das der Anschlüsse wegen eben recht schön zur M256 passt - einfach, weil ich diese momentan als einzige nutzen möchte (und base eben). Das trifft aber eben auch nur auf mich und ein paar andere zu.
Somit hat auch Rolf recht, es wäre schön, ein Board zu haben, das mehr kann.

Ich versuche das jetzt einfach mal unter einen hut zu bringen, z.B. (das ist nur EIN Beispiel) dadurch, dass ich mich jetzt entschieden habe, die vier von mir geplanten vier Taster mit Widerständen zu versehen, damit sie mit nur einem ADC-Pin funzen. Dabei steckt man das kleine Button-Brett (10x28mm groß) auf drei Pins (+, -, ADC). Das Button-Brett steht dann also an der vorderen linken Kante der Platine aufrecht, die Buttons zeigen also nach vorne. Kann man mir da folgen??? Somit kann man dieses Button-Brett auch einfach abziehen, und jede beliebige Tastatur anbringen.

Ich versuche also momentan, Dirks Fragen 5, 6, 7, 8 und 10 mit einem JA zu beantworten

Natürlich wird uns dann irgendwann einmal der Platz ausgehen. Gestern habe ich den Kompass aus Platzgründen senkrecht stehend am Rand der Platine angebracht - wird bestimmt technisch nicht die beste Idee gewesen sein, die ich bisher hatte ich gehe mal davon aus, dass der Kompass parallel zum Boden ausgerichtet sein soll.

Dennoch gibts Lösungen, sowas zu designen. Einige Module (GPS z.B.) werden ja ohnehin möglichst weit oben angebracht und nur mit einem Kabel mit der Platine verbunden. Andere kann man über anderen Objekten anordnen, an die man nachträglich nicht mehr hin muss (z.B. über Leitungen... )
Ich tüftle da noch einiges rum, mal sehen, wie wir das hinbekommen.

Um euch mal das Choas vor Augen zu halten, hier ein Bild



Links ist die fertige Bumper-Platine (stehend), oben ist das Button-Brett.
Auf der Platine sind schon Stromversorgung (fraglich, ob die bleibt), Servos für M256, TCN75, NE555 ( ) und ULN2803.
Ein kleines, dreifaches CNY70-Board passt gerade in den Ausschnitt vorne rein, aber das kommt evtl wieder raus.


EDIT:
Noch ne Frage: Stört es jemanden, wenn ich auf die vier Schraublöcher (siehe Foto) verzichte???

[RolfD]

Guten Morgen

Noch ne Frage: Stört es jemanden, wenn ich auf die vier Schraublöcher (siehe Foto) verzichte???

Gegenfrage... spricht eigentlich was dagegen, eine Platine zu entwickeln, die über die ganze Länge des Baseboards geht - falls es zu Platzproblemen kommt? Ich meine... wo steht, das Zusatzboards nur halbe Kartenlänge haben dürfen? Ich denke, dann wären auch alle Schraublöcher und Sonderwünsche unter zu bringen. Das aber nur so als Idee nebenbei.

Das Bord sieht doch schon mal gut aus... und da ist noch Platz satt.
LG Rolf

[fabqu]

Nun ja, dagegen spricht höchstens der Preis, denn Platinenhersteller richten die Preise nach:
- Layer (wir haben zwei, mehr wird sau teuer und mit Eagle nicht mehr zu realisieren)
- Größe (wir haben hier, mit Bumperplatine und dem oberen Brett 100x124mm) -> Größe ist bei uns der preisbestimmende Part
- Durchkontaktierungen, Material, Genauigkeit, ... das liegt bei uns alles im unteren Kostenbereich, da brauchen wir nicht viel.

Ich designe jetzt mal einen Servoverteiler mit dem I2C-Chip, mal sehen, wie viel Platz der braucht.
Übrigens: Der TCN75 passt auch wunderbar direkt unter den ULN2803 wieder was gespart

[RolfD]

Über welche Kosten reden wir denn nun? "dagegen spricht höchstens der Preis" .. welcher? Gegen welchen als kurzes Board?
Das 4 Lagen Multilayer wenig bringt ist klar aber Strom fließt durchaus um Ecken und Durchkontaktierungen. Also da kann schon noch einiges zusammen geschoben werden. Bis auf die Hauptbefestigungen braucht man eigentlich keine Schraublöcher, die sind mal für 1602 Displays vorgesehen gewesen aber da die Dinger auch alle unterschiedliche Löcher bzw. die M-Platinen sogar Langlöcher zum anpassen haben.... man befestigt am besten oben drauf eine Kunststoffplatte wo man sich letzlich dann eigene Bohrlöcher für Displays, Servos und was weis ich noch rein setzt. So meine Erfahrung. Eigentlich reicht eine 3-Bolzen Halterung aus (die zwei vorne und das eine in der Mitte). Ich weis aber nicht ob die M256 genau so gebohrt ist wie die anderen M-Platinen. Na jedenfalls hast du da erst eine Packungsdichte von max. 30-40 %... da geht noch was.
Da scheint nun auch ein Netzteil oder externe Spannungsversorgung geplant zu sein, wenn man tatsächlich vor hat, 8 oder 16 Servos gleichzeitig zu betreiben ist das auch sinnvoll, nur ist der Bot dann nicht mehr autark. Unter Last stehende Servos ziehen locker mal als Blockierstrom 2,5 A und selbst im Arbeitsbereich haben die 1-2 A ... 8*2,5 A sind aber schon 20 Ampere.. ich würd da also eher ein 500W Computernetzteil vorsehen... das dünne Leiterbahn Drähtchen da brennt schon bei 2 Servos unter last durch...

LG Rolf

[fabqu]

Für die normale Platine, also nennen wir sie mal "halbe RP6-Norm" (112x90mm), ohne viel Blabla, zwei Layern, und Dukos, kostete bei 5 produzierten Platinen eine etwa 20-25 Euro. natürlich ohne Teile!!!
Was es für größere kostet und vor allem für eine doppelt so große, muss ich erst erfragen. Das geht von meiner arbeit aus leider ned.
Aber das kann jeder gerne selbst mal machen:
Googlen nach "Platine herstellen lassen", ein paar Ergebnisse anklicken und eingebe: Maße, zwei Layer, fertig mit Durchkontaktierungen.
Grüße

[Dirk]

@Rolf & @Fabian:
Ich kann eure Argumente alle gut nachvollziehen. Ich hätte auch gern eine Platine, die "alles" kann und würde die sofort kaufen.
Somit ist es für mich bei diesem Planungsstand fast egal, was noch weg oder dazu kommt: Ich bin eh dabei.

Insofern: Bitte meinen Fragenkatalog nicht falsch verstehen. Er soll keine Kritik sein.

Aber: Wenn ich eine Platine für einen fahrenden Roboter baue, will ich da drauf vor allem die Dinge haben, die thematisch z.B. zur Orientierung hilfreich sind. Das ist eine Einengung des Möglichen, erfüllt dann aber einen konkreten Einsatzzweck. Dazu kann man dann optimieren: Sensoren abschaltbar machen, die nicht gebraucht werden, auf niedrigen Stromverbrauch achten (relevant bei Akkubetrieb). Solch eine Platine würde ich mir wünschen, weil sie passend zu einer Aufgabe zugeschnitten ist.
Rolfs Argument, dass man ja mit der RP6-Plattform auch ganz andere Dinge tun kann, als immer nur herumzufahren, teile ich und mache das auch zu 90%. Für diesen Zweck wünsche ich mir natürlich auch die eierlegende Wollmilchsau-Platine, wenns geht über die ganze RP6-Länge.

Bei unseren Statements merke ich, dass wir (also ich auch) zwischen diesen Polen schwanken.
Mein Statement war nur, dass wir uns entscheiden sollten/könnten. Du, Rolf, hast ja geschrieben, dass wir uns doch quasi gar nicht entscheiden müssen, weil ja noch Platz genug auf der Platine ist.
Aber ist das alles? Für einen fahrenden Bot brauchen wir manches nicht (auch weil es unbenutzt ggf. Strom verbraucht), für einen stehenden RP6 als Experimentier-Plattform für Eingabemedien, Sensoren, Kommunikation und Aktoren können wir von allem nicht genug haben und könnten - überspitzt - auch ein 230V-Netzteil draufsetzen und/oder eine separate Servo-Stromversorgung.

Also: Ich schwanke auch, lasse mich aber gern überraschen, was rauskommt: Ich bin mittlerweile sicher: Es wird was Gutes!

@Fabian: Die nicht genutzten Befestigungslöcher (7 insg.) können wir auf jeden Fall weglassen. Das Kompass-/Beschleunigungssensorboard kann auch senkrecht stehen bleiben: Die Achsen kann man softwaremäßig tauschen. Allerdings dürfen in der Nähe keine magnetisch aktiven Teile sein.
Zum Thema Gyro fällt mir gerade noch ein: Teuer und für einen Raupenbot nicht zwingend notwendig. Richtig! Der sollte steckbar sein, wenn wir ihn als Option wollen, dann gibt es allerdings auch für einen Raupenbot eine Anwendung: Eine kleine Plattform auf dem RP6 bei voller Fahrt mit Hilfe von 2 Servos waagerecht zu halten, ist eine große Herausforderung (Anmerkung: Bei Panzern geschieht das ähnlich so mit der Kanone, die trotz Pitch des Panzers immer auf ein Ziel/Horizont gerichtet bleibt...). Da sehe ich schon einen Wettbewerb mit einem Schnapsglas mit Wasser auf der Plattform!

[fabqu]

@Dirk:
Danke für die CNY-Sache!
Und ich kann den Kompass wirklich auch hochkant verwenden??? Leuchtet mir irgendwie noch nicht ein, denn dann müsste man sich schwer tun, magnetische Felder der Erde zu messen!?!?!? ODER???

Ich habe heute leider nicht viel geschafft, aber mal sehen wies weiter geht.

An Löchern lasse ich auf jeden Fall die vier üblichen Löcher stehen und auch das unten in der Mitte, solange nicht unbedingt anders nötig.

Grüße


EDIT: Wer das Board für den Kompass (HIER) kauft, der hat ja eigentlich schon 1,8V sowie 3V durch das Board...
Wollte wissen, ob man das für den 3,3V-I2C nutzen kann, oder ob der wirklich nur 3,3V-Pegel annimmt?

[RolfD]

@Fabqu
Das genannte Kompass Board wird durch das hier ersetzt...

Clearance: This board is being replaced by the newer, pin-compatible LSM303DLHC carrier.

Da steht aber auch:

The carrier board includes a low-dropout linear voltage regulator that provides the 3.3 V required by the LSM303, which allows the sensor to be powered from a 2.5–5.5 V supply. The regulator output is available on the VDD pin and can supply almost 150 mA to external devices.

Ich lese daraus, das man an diesem Board 3,3V bei 150mA am VDD Pin abzapfen kann. Eine recht ungewöhnliche Lösung an 3,3V zu kommen aber ok.. warum nicht
Zur Lageberechnung des Kompass, es ist einem 3d Kompas absolut egal aus welcher Richtung ein Magnetfeld kommt... es funktioniert ja auch in allen Lagen. Der Punkt ist, richtet man den RP6 nach Norden aus (mit einem anderen Kompass), müsste der Sensor auch Norden feststellen. Ändert man seine Montagelage in irgend eine Richtung, muss man dieses mit einberechnen. Sprich ... sagt der Kompas 45° weil er eben 45° schräg montiert ist, muss man von dem Messwert eben 45° abziehen... damit 0° rauskommt. Mit der Abweichung aus magnetischem und geophysischem Norden macht man es ja quasi genau so. Es ist halt nur blöd bei jeden Messwert erst eine Korrekturberechnung anstellen zu müssen aber meine Güte... so tragisch wär das auch nicht zumal da eh rumgerechnet werden muss.

@Dirk .. hm hm.. da ist schon was dran... Aber eine eierlegende Wollmilchsau wollen und können wir garnicht bauen.
Die Frage ist, wo zieht man da Grenzen? Ich habe oben versucht Grenzen auszuleuchten.. Wie gesagt, als reines M256 IO Board sind ne menge Interessenten aussen vor und gucken in die Röhre. Würde man da ne Forenabstimmung machen, kann ich mir an 3 Fingern abzählen wie die ausgeht.
Ich frage mich eben, ob es wirklich technisch notwendig ist, das nur auf die M256 zu beschneiden - was ich nicht glaube - und was dann sonst der Grund ist, warum es trotzdem geschehen soll. Die Servos bzw. PWMs können es wohl allein nicht sein. Wie ich aufgezeigt habe ist ein RP6 mit 8 Servos energiemäßig recht schnell überfordert und als Montagehilfe für Servosstecker allein braucht man kein "IO Board" für 25 Euronen... sowas lötet man sich aus ein paar Pfostenstecken und Pertinaxresten im nu selbst.
Ich hab es schon mal gesagt... das Board sollte für 25 Euro auch was können... ein Exboard plus paar Pfostenstecker kostet nur 20 euro.... und da passt immer noch ein ne555 und sogar ein Kompass drauf.
LG Rolf

[fabqu]

Cool, danke!!!

[Dirk]

@Rolf & @Fabian:

Ich denke auch, dass man die 3,3V (oder 3,0V?) von der Kompass-Platine gut nehmen kann, um die I2C-Pullups auf der 3,3V-Seite zu versorgen. Auch die Gyro-Platine kommt damit gut aus (braucht nur 6,5mA). Wenn man die INT-Anschlüsse des Moduls nutzen will, müßte man an denen doch noch Pegelwandler einbauen.

Beim Kompass ist die Lage wirklich unwichtig. Sie sollte aber mit ihren Achsen genau parallel zu den Roboterachsen sein, damit man sich nicht dumm und dämlich rechnet. Da man das Modul ja aber z.B. etwas höher auf eine Stiftleiste setzen kann, könnte man es ja vielleicht doch waagerecht montieren, weil man auch nicht-magnetische Teile und nicht stark stromführende Leitungen darunter legen kann. Aber: Hochkant geht auch ...

@Fabian:
2 Fragen:
a) Sollten wir schon eine RN-Wissen-Seite aufmachen?
b) Hast du schon so etwas wie einen Schaltplan oder handschriftliches als Entwurf? Wenn ja, könnte ich vielleicht schon mit dem Schaltplan anfangen...