Combo module III

Combo board is designed to connect external devices to the Robotic Homelab Kit. External devices are conditionally divided into three groups: sensors, motors and communication interfaces. Each group of devices has its own set of connectors, which are separated from each other. For example, connectors for sensors are located in the right part of the module, motors plugs are located on the left and communication interface plugs on top of the module.The plugs for sensors and communication interfaces are connected directly to the controller’s corresponding signal pins, but the connectors of motors are connected to the controller’s pins through the drivers. This allows Combo module to drive more powerful motors which are not drivable to the direct microcontroller pins.

Combo board is able to drive following motors:

• 4 x DC motors
• 1 x unipolar stepper motor
• 4 x servomotor

Connect following sensors:

• 11 x analog
• 8 x digital
• 4 x coder

Use the following communication interfaces:

• UART (3,3 V supply)
• Bluetooth / ZigBee / RFID / WiFi / GPS wireless communication modules

The default is installed Bluetooth BTBee Pro wireless communication module.

Combo board with BTBee module

Kombomooduli pistikud on jagatud kolme suuremasse gruppi. Andurite ühenduspistikud on mooduli paremal küljel, mootorite ühenduspistikud mooduli vasakul küljel ja kommunikatsiooniliideste pistikud mooduli peal paremas ülaservas. Mootorite pistikud on omakorda jagatud veel kolme gruppi, milleks on alalisvoolumootorite pistikud, servomootori pistikud ja samm-mootori pistik. Alalisvoolu- ja samm-mootori toited tulevad Kontrolleriplaadi toitepistikust, servomootori toide tuleb samuti Kontrollerplaadi toitepistikust, kuid on reguleeritud pingeregulaatori abil 5 V tasemel. Servomootori pistik on omakorda multifunktsionaalne, kuhu saab soovi korral ühendada ka koodri sisendi, mis on tihti kasutusel koos alalisvoolumootoriga. Iga pistiku viik on ühendatud kontrolleri mingisse kindlasse porti, toitesse või maa ühendusse. Alljärgnevad skeemid illustreerivad,​ konkreetse pistikute grupi viikude asetust ja ühendusi Kontrollermooduliga.

Andurite pistikute grupp

Kombomoodulile saab ühendada kuni 11 analoogsignaali väljastavat andurit. Andurite sisendid on jaotatud anduri pistiku vasakusse ossa, kus igale andurile on eraldi maa, +3,3 V toite ja signaali viik. Maa ühendus on alumine.

Kombomooduliga saab ühendada kuni 8 digitaalse väljundiga andurit. Digitaalsed sisendid on jaotatud sisendpistiku paremasse otsa.

Lisaks on võimalik Kombomooduli toitepinget mõõta. Selleks tuleb sillata Kombomoodulil asuv sildühendus (inglise keeles jumper) VBat. ADC0 viik on sellisel juhul ühendatud plaadil oleva pingejaguriga. Seda võimalust võib näiteks kasutada roboti akupinge monitoorimiseks sõidu ajal.

DC_REF skeem

Kooder jagab viike Servo väljundiga, et oleks võimalik kasutada, kas nelja servomootorit või saada tagasisidet neljalt koodrilt või jagada pistik pooleks. Kooder ühendatakse Servo - Encoder pistikusse.

Koodri ühendamise skeem

Alalisvoolumootorid ühendatakse DC viikude gruppi. Iga paar suudab hakkama saada ühe mootoriga - kokku 4 alalisvoolumootorit. Mootorite juhtimiseks kasutatakse DRV8801 H-silda. Mootoreid on võimalik asendada ka mõne muu seadmega, mida on võimalik digitaalselt juhtida ning mille poolt tarbitav vool ei ületa 1,5 A ja pinge 16 V (piesogeneraator, relee vms).

Alalisvoolumootorite ühenduste skeem

Samm-mootorid jagatakse üldjuhul kaheks: unipolaarsed- ja bipolaarsed samm-mootorid. Unipolaarse samm-mootori saab ühendada viikude gruppi Unipolar Stepper, kus toitekaabel peab olema ühendatud Vbat viiku. Ülejäänud 4 viiku on samm-mootori mähiste juhtviigud. Bipolaarset samm-mootorit saab juhtida alalisvoolumootori viikudega, kus ühe bipolaar samm-mootori jaoks on vaja kahe alalisvoolumootori juhtviike.

Unipolaarse samm-mootori ühenduse skeem

Servomootorid ühendatakse Servo - Encoder viikudesse. Maa kaabel (tavaliselt must või pruun) ühendatakse GND viiguga (alumine viik). Korraga on võimalik kasutada nelja servomootorit. Signaali viigud on ühendatud otse mikrokontrolleri taimeri väljunditega.

Servomootorite ühenduste skeem

Kombomooduliga on võimalik ühendada väliseid UART või SPI seadmeid.

Välise UART seadme ühenduse skeem

Kombomoodulile on võimalik paigaldada üks järgnevatest moodulitest:

• XBee/ZigBee moodul
• Bluetooth
• GPS moodul
• RFID moodul
• Wifi moodul

Kõik loetletud moodulid suhtlevad mikrokontrolleriga üle UART liidese. Vaikimisi on Kombomoodulile paigaldatud bluetooth moodul BluetoothBee Pro.

Juhtmevaba mooduli ühendamise skeem

Kombomoodulil on ühendused juhtmevaba mooduli 4 sisend-väljundviigu jaoks, lisaks on XBee DIO4 viiguga ühendatud test LED ning XBee viiku AD5 on ühendatud pingejagur toitepinge mõõtmiseks üle XBee raadiovõrgu.

BluetoothBee Pro moodul

XBee moodul