boxtec Forum
Electronics => PCB Design => : MathiasW September 29, 2013, 07:04:39 PM
-
Salut,
Dominik und ich haben uns mal zusammen ein Design zum Miniroboter überlegt (siehe Anhang). Die beiden verschiedenen Raddurchmesser sind beide in der Zeichnung, das größere Rad als halb-transparenter Kreis. Das Design ist für beide baubar. Als Alternativen habe ich einmal den Lipo zwischen die Ober- und Unterseite gelegt und einmal oben auf mit dem Arduino Mini. Letztere ist unsere bevorzugte Version.
Als nächstes setzten wir und an das Eagle-Design
Ciao, Dominik und Mathias
-
Salut,
als ich anfing die Platine zu entwerfen, habe ich gesehen, dass es noch kompakter geht, wenn ich die Motoren von unten an die obere Platine anbaue und die untere Platine weg lasse. Dann muss ich nur die Sensoren spiegeln und nach unten hängend einbauen. Da eine Through-Hole Montierung dann aber mit den direkt an der Platine anliegenden Motoren kollidiert, werde ich die Header und die Widerstände als SMD (M805) ausführen.
Ciao, Mathias
-
Salut,
hier der erste Board Designentwurf. Das Raster ist 5mm, die Bohrlöcher sind für die kleinen Motoren.
Ciao, Mathias
-
Hallo Mathias, sieht sehr gut aus, nur zwei Fragen,
a) welchen Mini verwendest Du?
Es gibt bei Boxtec die folgenden Varianten:
Arduino Mini 05 CHF 25.85
Arduino Mini 05 Light CHF 20.50
Arduino Pro Mini 328 (3.3V/8MHz) CHF 15.60
Arduino Pro Mini 328 (5V/16MHz) CHF 14.80
Für mich ist eigentlich der letzte (Arduino Pro Mini 328 5V) der auch nur 18x33x0.8mm gross ist der am besten geeignetste. Bezüglich Grösse und Preis/Leistung.
b) Wäre nicht noch ein FTDI Anschluss sinnvoll?
Gruss Dinoi
-
Salut Dinoi,
ich habe am Freaky Friday einen Arduino Mini 05 light mitgenommen und das Board darauf ausgelegt. Wenn ich die Hardwarebeschreibung richtig gelesen habe, sind Mini 05 und Pro Mini für die verwendeten Pins baugleich und das Board ist darauf ausgelegt, dass man den Arduino aufsteckt.
Da die Motoren so klein sind, möchte ich die Last so gering wie möglich halten. Beide Arduinos haben die Anschlüsse an der Stirnseite für einen FOCA, so dass ich hier keinen Bedarf sehe. Das Board ist übrigens bei OSH in der Produktion (3 Stück) und kommt vielleicht noch vor dem nächsten Freaky Friday
Ciao, Mathias
-
Hallo Mathias,
oh ja stimmt, das passt ja alles bestens zusammen, genau und über den FOCA kann direkt geladen werden.
Toll dann hoffen wir mal dass die Produktion gut läuft.
Du bestellst bei oshpark.com oder?
Bis bald und Gruss
Dinoi
-
Salut Dinoi,
ja, die Platine wird gerade bei oshpark.com (http://oshpark.com/orders/RaN9b7Ca (http://oshpark.com/orders/RaN9b7Ca)) gebaut. Bin mal gespannt, wie die Rundung gefräst wird.
Ciao, Mathias
-
Hallo Zusammen,
hier ein erstes Bild vom FreakyBot, einzig die SMD Widerstände waren eine Herausforderung. Der Rest passte bestens. Danke Mathias super Arbeit. Hier seht Ihr den FreakyBot von vorne. Einzig der Lipo und der Step Up Wandler fehlen noch dann kann er alleine fahren. Die Sensoren und Leds funktionieren bestens.
Gruss Reto
-
Salut Reto,
ja, bei Bauteilen, die kleiner sind als Fruchtfliegen habe ich auch so meine Mühe. Ich habe mir die Lötübungen von www.ehajo.de (http://www.ehajo.de) gekauft und komme seither damit gut klar. Auch habe ich mir eine Lupenpinzette (http://heikowild.de/xtcshop/Pinzetten/Lupenpinzetten/Lupenpinzette--90--gerade.html)besorgt, da Gleitsichtbrillen beim SMD-löten eine Herausforderung sind.
Wie hast Du die Motoren befestigt? Mittels der M1 Schrauben die beim Radsatz mitgeliefert werden?
Ich habe folgende Änderungen an der Platine vor:
- Montagelöcher für Gleiter vorne und hinten zur Lagestabilisierung
- Umstieg auf SMD Buchsenleisten. Dabei Wechsel von 1x12 auf 1x10:
- sinnvolle Ausnutzung der erhältlichen 1x20 Buchsenleisten (Conrad (http://www.conrad.de/ce/de/product/409080/SMD-Buchsenleiste-RM-254-mm-Low-Profile-BL-LP-5-SMD-20Z-Fischer-Elektronik-Inhalt-1-St))
- am Arduino Mini hängen dann die pin TX/RX und GND/9V frei, so dass man da einfacher Kabel anschließen kann
- Verschiebung des Mini so weit wie möglich nach vorne, so dass hinten Platz für den Lipo entsteht
- Hinzufügen des LED Senders/Empfängers für die Fluoreszenzspur
Wie ist es mit der Größe? Ist der Bot so ok oder soll er kleiner/größer gemacht werden?
Bei den Sonsoren: Muss man die Sensoren abschatten?
Ciao, Mathias
-
Hallo Mathias,
oh ja so eine Lupenpinzette muss ich auch haben. Die Motoren habe ich mit dieser M1 Schrauben befestigt, die lassen sich mit etwas Druck in die in der Plastik Halterung vorhandenen Löcher Einschrauben.
Deine Änderungen finde ich alle sinnvoll. Die Header verbrauchen im Moment in der Höhe schon relative viel Platz und
es ist nur Luft dazwischen. Jedoch bin nicht sicher ob Du den Mini genug weit nach vorn verschieben
kannst damit noch Platz für den Lipo entsteht. Rechnest Du mit der Crazyflie LiPo?
Die Grösse finde ich Ideal, nicht zu klein und nicht zu gross. Die Sensoren habe ich gestern nur kurz ausgemessen. Einfach die
LED voll eingeschaltet und dann mit der Hand Hindernisse simuliert. Die Erkennung von Hindernissen scheint gut zu funktionieren. Ich denke abschatten ist nicht nötig. Ich möchte dann auch mal versuchen einen Abgrund zu erkennen. Die Übertragung von Informationen via LED/Sensor habe ich noch nicht versucht.
Gruss Reto
-
Salut,
ich habe die Platine auf SMD umgestellt und eine LED für die Lichtspur und einen Sensor (http://www.watterott.com/de/Light-to-Frequency-Converter-TSL235R) eingebaut. Was haltet Ihr von dem Lichtsensor, der weitaus empfindlicher ist als ein einfacher Widerstand (und der auch keinen analog Port braucht, welche alle benutzt sind)?
Ciao, Mathias
-
Hallo Mathias,
ja das sieht toll aus, der Sensor hat gute Eigenschaften, er müsste somit der Spur folgen können.
Wie sieht es bezüglich Step/Up Wandler aus, wo bringst Du Ihn unter? Ich habe ihn jetzt auf der Seite montiert,
aber es gefällt mir irgendwie nicht.
Gruss Reto
-
Hallo Zusammen, hier der fertige FreakyBot. Hier sieht man den Karton zwischen der IR Led und dem IR Sensor. Und wie der Step-Down Wandler hochkant und wie der LiPo unter den Motoren montiert sind.
Gruss Reto
-
Salut,
ich habe inzwischen auch meinen Bot gebaut. Da ich die kleinen Räder gewählt habe, bekomme ich etwas Probleme mit dem Bodenkontakt und werde diese bei nächster Gelegenheit gegen die größeren tauschen.
Derzeit bin ich dabei, auf der Basis des Helvetino den ATMega direkt auf die Paltine zu setzen. Das ist zwar dann ein TQFP Gehäuse, aber das sollte man löten können. Itead und Seed bieten auch Bestückungsservices an, so dass man den ATMega maschinell setzen lassen könnte. Die nächsten Tage werde ich das optimale Routing ergründen (bin auf Dienstreise in London)
Die Plazierung der Brotkrumen-LED und des Sensors macht mir noch Probleme, da diese in einen Motor hineinragen. Mal schauen, was ich noch drehen kann...
Ciao, Mathias
-
Hallo Zusammen, hier der fertige FreakyBot.
Der Bot sieht super aus. Gratulation :)
Was hast du als 3.Rad verwendet? Ich sehe aus dem Photo nicht wie der Bot vorne aufliegt.
Gruss
Thomas
-
Derzeit bin ich dabei, auf der Basis des Helvetino den ATMega direkt auf die Paltine zu setzen. Das ist zwar dann ein TQFP Gehäuse
Welche Gründe hast du um eine andere Bauform des ATmega einzusetzen?
Willst du daraus eine Helvetino Mini realisieren?
Mit dem FreakBot zusammen wäre das dann eine günstige Roboterlösung die man auch mit Kindern/Schülern verwenden könnte.
Grüsse
Thomas
-
Hallo Thomas,
danke,
Was hast du als 3.Rad verwendet? Ich sehe aus dem Photo nicht wie der Bot vorne aufliegt.
Da der LiPo schon selber sehr tief liegt habe ich an dem Lipo nur ein dicke gebogene Unterlagsscheibe angeklebt, die gleitet schön über die Oberfläche. Der Druck ist sowieso sehr klein weil ich das Gewicht mit dem schweren Lipo sehr gut ausbalancieren kann. Den Rand dieser eckigen gebogenen Unterlagsscheibe sieht man auf dem Bild unter dem blauen LiPo.
Gruss Reto
-
Ich habe versucht, den Freakybot mit dem DIL Gehäuse aufzubauen, aber dann wird es zu eng auf der Platine. Ich werde es wahrscheinlich nochmals genau anschauen, aber ein TQFP Gehäuse kann man mit etwas Übung löten. Und die Übung bekommt man mit den anderen SMD Bauteilen ;)
Des weiteren kann ich mit dem TQFP ATmega auf 3.3 V gehen und somit den Step-Up einsparen.
Die Idee, den Roboter mit dem Helvetino zusammen einzusetzen finde ich super. Da beide sich nur durch die Bauform unterscheiden, kann man zur Roboterprogrammierung die Erfahrungen des Helvetino verwenden.
Ciao, Mathias
-
Salut,
ich habe den Freakybot mit DIL Gehäuse fertig gestellt. Wurde schon sehr eng auf der Platine ... Im Anhang auch die 3D Ansicht für SketchUp.
Parallel werde ich die SMD Version bauen. Aufgrund des Platzes versuche ich noch einen Spannungsregler unterzubringen.
Ciao, Mathias
-
Hallo Mathias,
ja sieht toll aus. Wie wäre es direkt dieses Step-Up/Down Modul einzubauen? http://shop.boxtec.ch/mc34063ap-step-updown-inverting-switching-regulator-p-40569.html (http://shop.boxtec.ch/mc34063ap-step-updown-inverting-switching-regulator-p-40569.html)
Dann wäre die Strom Versorgung sehr flexibel. Nur mit 3.3V zu fahren finde ich etwas unsicher. Drehen die Motoren noch sauber? Bei mir ist bei einem Motor bei der Ansteuerung von 50 auf 255 nicht mehr viel Bewegung.
Gruss Reto
-
Salut Reto.
ich sehe keinen Platz mehr auf der Platine, um das Modul einzubauen. Gibt es ein vergleichbares Bauteil in SMD, damit ich versuchen kann, es auf der SMD Variante unterzubringen?
Ciao, Mathias
-
Hallo Mathias,
ja kann mir vorstellen, das es eng wird. Das hier habe ich schon mal angeschaut aber nie in den Händen gehabt. Scheint aber genau das zu bieten:
http://de.farnell.com/on-semiconductor/ncp3063dr2g/schalter-reg-step-up-down-1-5a/dp/1460677 (http://de.farnell.com/on-semiconductor/ncp3063dr2g/schalter-reg-step-up-down-1-5a/dp/1460677)
Braucht, dann aber auch noch einige Bauteile zur Beschaltung. Siehe Beispiel:
Alternativ könnten wir ja Bohrlöcher vorsehen um so ein Step Up/Down Modul richtig unterzubringen.
Gruss Reto
-
Salut Reto,
ich muss gestehen, dass ich aus dem Datenblatt nicht ganz schlau werde. Für mich sieht es so aus, dass ich eine feste Schaltung aufbauen muss für eine gegeben Batteriespannung. Da finde ich das Pololu Step-up/down Modul interessanter und bei den gegeben Maßen und dem Preis (ca 5 Euro) tendiere ich dazu, auf der Platine Platz für das Modul zu schaffen.
Ich habe noch einige kleine Fehler in der Platine gefunden, welche ich bei der Gelegenheit korrigieren kann.
Ciao, Mathias
-
Hallo Mathias,
ja da hast Du recht, das sehe ich auch als gute Lösung das Modul fix fertig so zu verwenden.
Gruss Reto
-
Hoi Mathias
Was meinst zu folgenden PCB-Vorschlägen:
a) integrieren eines Schalters "USB 5V - AUS - Batterie 5V" - für eine einfachere Handhabung während dem Programmieren.
b) IR-Sender auf der oberen Seite und IR-Empfänger auf der unteren PCB-Seite - damit entfällt das Trennpapier zwischen Sender und Empfänger.
Gruss Rainer
-
ich muss gestehen, dass ich aus dem Datenblatt nicht ganz schlau werde. Für mich sieht es so aus, dass ich eine feste Schaltung aufbauen muss für eine gegeben Batteriespannung.
Die von Reto dargestellte Schaltung mit dem NCP3063 zeigt wie man den IC beschalten muss. Die Bauteile R1, R2, Rs, Cin, Cout, CT, D und L müssen dabei extern auf einer Leiterplatte montiert werden. Ohne die externen Bauteile kann der NCP3063 nicht betrieben werden.
Im Datenblatt des NCP3063 findet man noch weitere Schaltungsbeispiele.
Da finde ich das Pololu Step-up/down Modul interessanter und bei den gegeben Maßen und dem Preis
Vermutlich ist diese fertige Lösung die bessere Lösung.
Gruss
Thomas
-
Salut Thomas,
das Pololu Modul macht aus einer Spannung von 2.7V-11.8V stabil 5 Volt. Diese Beschaltung habe ich im Datenblatt nicht finden können. Das Verhältnis von Vin zu Vout war immer fix durch das Verhältnis R1/R2 gegeben. Daher habe ich jetzt auf der Platine Platz und Anschlüsse bereit gestellt. Das Modul kostet bei Watterott 5.50 Euro, was wir im Eigenbau kaum unterbieten können.
Ciao, Mathias
-
Hallo Mathias, Hallo Rainer,
zu den Vorschlägen von Rainer:
a) integrieren eines Schalters "USB 5V - AUS - Batterie 5V" - für eine einfachere Handhabung während dem Programmieren.
Das finde ich eine gute Idee, aber würde nicht einfach "Batterie 5 V - AUS" reichen,
weil ich das USB Kabel sowieso abziehe wenn ich mit der Batterie herum fahren möchte.
Was haltet Ihr von einem Schalter für Motoren "EIN - AUS" weil das Ding fährt mir immer mit dem USB Kabel davon :-)
b) IR-Sender auf der oberen Seite und IR-Empfänger auf der unteren PCB-Seite - damit entfällt das Trennpapier zwischen Sender und Empfänger.
Das finde ich auch eine gute Idee. Es könnte höchstens das Problem sein, wenn 2 Bot's sehr nahe nebeneinander stehen erreichen die Sender/Empfänger einander nicht.
Gruss Reto
-
Salut,
im Moment habe ich eine 1x3 Pinleiste für den Step-up/dn Regler. Ich könnte in dessen V(out) einen Schalter setzen um die Batterie abzuklemmen. Dann entlädt sich die Batterie im ausgeschalteten Zustand nur durch den Eigenverbrauch des Reglers (<0.1 mA).
Die Motoren müsste ich direkt am ANschluss trennen, was etwas trickreich wird, da es dort sehr eng zugeht.
Ich werde die LED nach oben nehmen uns soweit es geht direkt über den Empfänger setzen. Vielleicht gibt das mir genug Platz für den Schalter für die Motoren ...
Ciao, Mathias
-
Salut,
hier das Ergebnis meiner Kaffeepause.
Ciao, Mathias
-
Hallo Mathias,
toll, dank dem 3D Bild ist schon sehr gut vorstellbar.
Ich könnte in dessen V(out) einen Schalter setzen um die Batterie abzuklemmen. Dann entlädt sich die Batterie im ausgeschalteten Zustand nur durch den Eigenverbrauch des Reglers (<0.1 mA).
Ja das finde ich eine gute Idee.
Ich werde die LED nach oben nehmen uns soweit es geht direkt über den Empfänger setzen. Vielleicht gibt das mir genug Platz für den Schalter für die Motoren
Alternativ habe ich mir noch überlegt dass über einen Schalter an einem Digital Anschluss des Arduinos zu steuern und dann per Software die Motoren auszuschalten. Hast Du Platz um die Arduino Anschlüsse noch nach aussen zu führen?
Gruss Reto
-
Salut Reto,
in der aktuellen Version habe ich nun folgende Elemente untergebracht:
- Schalter, der die Batteriespannung trennt
- Schalter, die der Motoren einzeln trennt
- D12 (ungenutzt) mit 10k pull-up herausgführt auf pinhead nach Masse. D12 ist somit definiert HIGH sofern man nicht den Pinhead brückt. Alternativ kann man hier auch einen Neopixel LED-Strip anhängen (1-wire) :o ;D
Damit ist die Platine langsam ausgereizt ...
Ciao, Mathias
-
Hallo Mathias,
das tönt ja ganz gut, da fällt mir kein Wunsch mehr ein. (nicht mal zur Vorweihnachtszeit :-)
Gruss Reto
-
Salut,
ich habe 6 Platinen geordert. Hier die Stückliste:
EAGLE Version 6.5.0 Copyright (c) 1988-2013 CadSoft
Part Value Device Package Library Sheet
BAT ON SW_DIP-1 EDG-01 special 1
C1 100 nF C-EUC0805 C0805 rcl 1
C2 22p C-EUC0805 C0805 rcl 1
C3 22p C-EUC0805 C0805 rcl 1
C4 22p C-EUC0805 C0805 rcl 1
D12 ACT PINHD-1X2 1X02 pinhead 1
JP1 FOCA PINHD-1X6 1X06 pinhead 1
LED1 LEDIRL80A IRL80A led 1
LED2 LEDIRL80A IRL80A led 1
LED3 LEDIRL80A IRL80A led 1
LED4 LEDIRL80A IRL80A led 1
M1 PINHD-1X2 1X02 pinhead 1
M2 PINHD-1X2 1X02 pinhead 1
R1 270 R-EU_M0805 M0805 rcl 1
R2 270 R-EU_M0805 M0805 rcl 1
R3 270 R-EU_M0805 M0805 rcl 1
R4 270 R-EU_M0805 M0805 rcl 1
R5 68 R-EU_M0805 M0805 rcl 1
R6 68 R-EU_M0805 M0805 rcl 1
R7 68 R-EU_M0805 M0805 rcl 1
R8 68 R-EU_M0805 M0805 rcl 1
R9 270 R-EU_M0805 M0805 rcl 1
R10 10k R-EU_M0805 M0805 rcl 1
R11 10k R-EU_M0805 M0805 rcl 1
SW1 SPST_TACT-EVQQ2 SPST_TACT-EVQQ2 EVQ-Q2 adafruit 1
SW3 SW_DIP-2 EDG-02 special 1
T1 LPT80A LPT80A LPT80A opto-trans-siemens 1
T2 LPT80A LPT80A LPT80A opto-trans-siemens 1
T3 LPT80A LPT80A LPT80A opto-trans-siemens 1
T4 LPT80A LPT80A LPT80A opto-trans-siemens 1
TLED LED5MM LED5MM adafruit 1
TSL1 PINHD-1X3 1X03 pinhead 1
TSL235 PINHD-1X3 1X03 pinhead 1
U1 ATMEGA328P_PDIP ATMEGA328P_PDIP DIL28-3 SparkFun-DigitalIC 1
Y1 16 MHz CRYSTALSMD HC49UP SparkFun-FreqCtrl 1
Mal schauen, was wir davon bei Boxtec im Sortiment finden ... ;)
[Update] C1 ist 100 nF (nicht uF), C4 ist 22 pF
Ciao, Mathias
-
Hallo Zusammen,
so sieht er doch sehr lebendig aus :-)
Gruss Reto
-
Hallo Zusammen,
auch der FreakyBot V5 lebt, nur die Dekoration fehlt noch. ;)
Video: FreakyBot V5 (http://www.youtube.com/watch?v=rZmChFk7ojY#)
Gruessli Reto