ftRoboExt: Software

Nach einiger Pause gibt es mal wieder etwas neues zu meinem selbstgebauten Erweiterungsmodul „ftRoboExt“. Hardware und Gehäuse waren ja schon fertig, nun fehlte eine finale Version der Software. Inzwischen ist das ganze Projekt übrigens auf GitHub zu finden.

Das Protokoll für die Kommunikation zwischen Interface und Extension ist recht einfach, es ist im Prinzip ein SPI-Bus mit einem zusätzlichen Bestätigungssignal und einer Adresse. Über drei Adressleitungen wählt das Interface aus, mit welcher Extension es sprechen möchte. Die originalen Extensions lassen sich verketten, dabei wird das Signal aber nicht ganz unverändert durchgeschleift, sondern die Adresse wird von jedem Modul um ein verringert. Auf diese Weise ist jedes Modul adressiert, wenn es Adresse 0 sieht (das erste direkt, das zweite weil es 1-1=0 sieht). Eine sehr intelligente Lösung, denn dadurch wird die Adresse des Moduls einfach durch die Verkabelung bestimmt.

Wenn das Modul die Adresse 0 sieht, zieht es EM-ACK (die Bestätigungsleitung) auf Low. Nun beginnt das Interface 6 Bytes zu senden, die Extension gibt nach jedem Byte einen kurzen High-Puls auf der EM-ACK Leitung aus. Die originale Extension scheint recht langsam zu sein, so braucht sie etwa 700µs um die Adressierung zu bestätigen. Das Interface hat aber scheinbar auch kein Problem damit, wenn man schneller ist. Die 6 Bytes übertragenen Bytes enthalten die Nutzdaten, genaueres bei thkais.

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ftRoboExt: Gehäuse

Nachdem Hardware und Software mehr oder weniger fertig sind, kam jetzt das Gehäuse an die Reihe. Der Plan stand ja schon seit der anfänglichen Planung: Das Modul sollte in eine 60er Kassette. Die Kassette stand auch schon seit dem Baubeginn hier bereit, jetzt mussten noch die Löcher in den Deckel 🙂

Dabei gab es zwei Probleme: Zum einen ist der Deckel aus Acrylglas, bei dem ich mir nicht ganz sicher war, wie gut man das bohren kann, zum anderen sind die Bundhülsen nicht ganz gerade eingelötet, so dass sich nicht wirklich ein Raster ergibt, sondern alle Löscher ein bisschen versetzt sind. Um das Problem zu lösen habe ich einfach den Deckel auf die Hülsen gelegt und dann angezeichnet, aber es war doch recht schwierig, die Markierungen auf dem Glas zu sehen, zum die Bohrmaschine leider nicht gerade an der bestbeleuchteten Ecke unserer Werkstatt steht…

Das Bohren selber war viel einfacher als gedacht. Wichtig ist nur, sehr langsam vorzugehen, und nicht zu stark zu drücken, ansonsten reißt das Glas, was mir auch ein paar Mal passiert ist. Zum Glück sind es aber nur kleine Stellen. Ich hatte befürchtet, dass die Löcher nach unten ausfransen würden, und daher das Glas von oben gebohrt. Das war insofern unpraktisch, als ich das Glas so nicht komplett auf die Unterlage auflegen konnte, weil der Deckel ja noch kleine Ecken zum festklemmen hat. Dadurch, dass der Deckel ein bisschen in der Luft hin, wurde das Problem mit dem Reißen vermutlich noch deutlich verstärkt. Ausgefranst sind die Löcher überhaupt nicht, ich hätte also auch von unten bohren können. Wieder was gelernt 😉

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ftRoboExt: Fortschritt

Ja, die kleinen Fehler sind immer die gemeinsten. Das war ungefähr das Motto der letzten Runde Entwicklung an meinem ftRoboExt.

Wie üblich bei solchen gemeinen Problemen war der Fehler schwer einzugrenzen, ab und zu funktionierte die SPI-Verbindung zum Robo Interface ohne Probleme, in den meisten Fällen tat mein Controller aber gar nichts. Es lag natürlich an eigener Blödheit, ich hatte das Datenblatt nicht richtig gelesen, dort steht es im Abschnitt 19.3.1

When the SPI is configured as a Slave, the Slave Select (SS) pin is always input. When SS is held low, the SPI is activated, and MISO becomes an output if configured so by the user. All other pins are inputs. When SS is driven high, all pins are inputs, and the SPI is passive, which means that it will not receive incoming data. Note that the SPI logic will be reset once the SS pin is driven high.

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ftRoboExt: Entwurf

…und am Anfang war der Entwurf. Ein eigenes Erweiterungsmodul für das Robo Interface soll es also werden. (Siehe hier für mehr Infos)

Grundlage sollte natürlich ein AVR sein, weil ich die am Besten kenne, und man dann auch immer gleich die Arduino Bibliotheken mitbenutzen kann 😉 Das Protokoll ist im Wesentlichen ein SPI Bus mit einer speziellen Bestätigungsleitung, das sollte sich also auch problemlos umsetzen lassen. Da die Schnittstelle mit 3,3V betrieben wird sollte auch das gesamte Modul mit dieser Spannung laufen. Die Motoren müssen aber natürlich mit 9V betrieben werden, so dass ein Spannungsregler nötig ist. Für die Motoren sind auch Treiber nötig, da habe ich den TLE4207 eingesetzt, mit dem anderen schon gute Erfahrungen gemacht haben.

2016-03-13 21_10_03-1 Board - C__Users_Niklas_Documents_eagle_ftRoboExt_ftRoboExt.brd - EAGLE 7.5.0Die nächste spannende Frage: In was für ein Gehäuse soll das Modul eingebaut werden? Ein Gehäuse wollte ich auf jeden Fall haben, einfach damit sich das ganze gut im Modell unterbringen lässt. Nach ein wenig Suche bin ich auf die Kassetten gestoßen, die gerade dazu einladen, Dinge dort hineinzubauen. Mit 60x60mm Grundfläche ist dort aber natürlich nicht viel Platz drin, die originalen Module haben etwa die doppelte Fläche. Nach ein wenig Überlegung kam ich dann zu dem Schluss, das gesamte Modul in SMD-Technik zu bauen, auf diese Weise kann ich die Platine zweiseitig bestücken; anders ist es kaum möglich, alles in der kleinen Box unter zu bringen.

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fischertechnik Hochregallager und eine Robo Extension im Eigenbau

Vor inzwischen doch schon einiger Zeit hatte ich bei einem Besuch der Hannover ein Modell aus fischertechnik gesehen, was dort mit einer SPS gesteuert wurde. Irgendwie hat das mein Interesse an fischertechnik wieder geweckt (nachdem ich sie ja vor einiger Zeit schon mal wieder rausgekramt hatte). Geplant war ein Hochregallager, ein scheinbar ziemlich beliebtes Modell.

Nach ein wenig Gebastel war dann auch eine erste Version fertig (mit tatkräftiger Unterstützung ;)), die im Grunde auch funktionierte. Aber ich wollte mehr 👿 Äh naja, ich wollte jedenfalls gerne noch eine Version bauen, bei der sich der Hauptarm drehen konnte, und ich wollte auch gerne einen Greifer der sich öffnen und schließen konnte, statt nur von unten unter die Objekte zu fahren und sie anzuheben (ich habe leider keine Fotos von der alten Version gemacht). Da zu der Zeit Knobloch, der Einzelteilhändler gerade einen Abverkauf hatte, habe ich mich dort noch mal mit Teilen eingedeckt, speziell den Teilen für einen Greifer.

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