Scheda BS 2 OEM autocostruita

ultimo aggiornamento 11 novembre 2009


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Il materiale che segue illustra la basetta da me autocostruita che utilizza come processore (allegato al fascicolo n°13 dell'opera "Costruisci e programma il tuo ROBOT") quello utilizzato dalla scheda madre della DeAgostini che deriva a sua volta da quella della Parallax.
La basetta realizzata è del tipo monofaccia e per questo presenta molti ponticelli, su di essa sono presenti i connettore per il collegamento di 4 gruppi sensori ad infrarossi, il collegamento di 2 servomotori e un pulsante.
Lo schema deriva in parte da quello della scheda originale DeAgostini sia da quello della scheda Parallax BS2 OEM.
In particolare per quanto riguarda la parte inerente l'interfaccia con il PC che nella scheda DeA è realizzata con componenti SMD, mentre nella presente basetta è realizzata con componenti discreti.
Nello schema è utilizzata una coppia di resistenze SIL che sono di difficile reperibilità, per cui nella basetta prototipo le ho sostituito con resistenze normali.
Anche per quanto riguarda il quarzo non ho utilizzato il risuonatore ceramico da 20MHz sostituito da un normale quarzo e una coppia di condensatori ceramici da 22pF.
A montaggio ultimato, ed eseguito il collaudo questo ha dato esito positivo.
Altre informazioni possono essere richieste

homotix

Scheda BS2 fornita dalla DeAgostini Scheda BS2 OEM fornita dalla Parallax

 

 

 

Scheda originale della DeA-Parallax

 

Nuova scheda della Parallax
Disponibile sul sito HOMOTIX

 

Per quanti volessero realizzare i progetti presentati nel sito e non possedessero la scheda possono utilizzare la nuova scheda della Parallax denominata Scheda USB BoE +chip BS2 + Kit con la possibilità di collegamento tramite USB, la potete trovare sul sito della Essegi Elettronica srl www.homotix.com codice 28803 al costo di 72 (IVA e trasporto escluso.)

  Alcune caratteristiche della scheda:
  • Prese di alimentazione per batteria a 9 V
  • Prese di alimentazione con jack da 2.1 mm per alimentatore
  • Regolatore + 5Vcc a bordo
  • Connettore USB per la programmazione del BS2-IC e comunicazione con il PC
  • Area prototipale bread borad per sperimentazione immediata
  • 16  pin di I/O P0 - P15 , su strip femmina, adiacenti all'area prototipale
  • Alimentazione Vdd e Vss sono adiacenti all'area prototipale
  • Connettore femmina per moduli applicativi opzionali App Mods (compatibile con quella DeA)
  • misure: 77mm X 102 mm
  • Fornita con BS2-IC
  • Si può utilizzare con il Boe-Bot ed anche sul Robot DeAgostini al posto della scheda originaria

 

 

 

Schema elettrico scheda completa

 

Elenco componenti

R1= 10 kohm 1/4W
R2= 4.7 kohm 1/4W
R3= 4,7 kohm 1/4W
R4,5,6,7= 220 ohm 1/4W
R8= 470 ohm 1/4W
R9,10,11,12,13,14,15,16 =10 kohm 1/4W (saldate in verticale)
C1,C2= 1000 uF 16Vl elettrolitico verticale
C3,C4= 0,1uF poliestere
C5,C6= 22pF ceramici
D1= diodo zener 8,2V
D2= diodo led
IC1=BASIC STAMP 2 (PIC16C57) (allegato al fascicolo n°13)
IC2= EEPROM 24LC16B prodotta dalla Microchip.
IC3=LM2940 prodotto dalla National Semiconductor.
J1= ponticello 30 mm
J2,3,8,11,13= ponticello 12 mm
J4,5,6,7,15,18,20,24= ponticello 10 mm
J9= ponticello 5 mm
J10,14,21,23,25,27= ponticello 7mm
J12,16,19,22,26= ponticello 15 mm
J17= ponticello 25 mm
JP1,4,5,6,7= PINHD-1X5
JP2= PINHD-1X3-90°
JP3= PINHD-1X3-90°
JP8 PINHD-1X3 1X03
P1=pulsante miniatura
Q1=Quarzo 20 MHz
SW1=interruttore a slitta
T1,T3= 2N3904
T2= 2N3906
VAL1=DCJACK
X1= connettore per seriale 232 da stampato

 

Vista della basetta lato rame  e disposizione dei componenti

 

Foto del prototipo della basetta

 

Il microcontrollore: il microcontrollore utilizzato è un chip PIC16C57C (di cui è proprietaria l'industria Microchip), che è il vero e proprio controllore, sul quale è stato integrato l'interprete del linguaggio PBASIC (ossia Parallax Basic, un'estensione dei linguaggio BASIC realizzata dalla Parallax ) chip e interprete, insieme, formano il circuito proprietario BASIC STAMP 2 di Parallax.
L'interprete opera da interfaccia tra il programma PBASIC, memorizzato nella EEPROM, e il microcontrollore.
L'interprete riceve, in ingresso, le istruzioni PBASIC e le traduce in una sequenza di istruzioni elementari da fornire, in uscita, al microcontrollore.
Ogni microcontrollore possiede infatti un insieme di istruzioni elementari, detto instruction . on set, con cui è possibile programmarlo. Il linguaggio di tali istruzioni, il cosiddetto linguaggio macchina, tuttavia, e un linguaggio di basso livello, complesso e poco intuitivo. Programmare il tuo robot fornendo direttamente al microcontrollore le istruzioni elementari, quindi, sarebbe molto difficoltoso. Grazie all'interprete, invece, potrai dialogare con Il microcontrollore In un linguaggio ad alto livello come il BASIC, che utilizza istruzioni più vicine alla logica dei linguaggio umano, in modo da ottenere programmi di più facile comprensione.
Ogni istruzione PBASIC verrà poi tradotta dall'interprete in una sequenza più o meno lunga di istruzioni elementari, comprensibili al microcontrollore.
Si può immaginare che un'istruzione ad alto livello, come 1 apri la porta, sia tradotta in una sequenza di istruzioni elementari di basso livello, quali 'Inserisci la chiave, poi girala, ora abbassa la maniglia e spingi la porta.
In realtà, il linguaggio PBASIC è un linguaggio ibrido, in quanto Parallax ha apportato al BASIC standard una serie di modifiche che riguardano principalmente una gestione a più basso livello delle porte di 1/0 (corrispondenti ad alcuni dei 28 piedini del microcontrollore), rendendo in questo modo possibile anche una gestione più efficiente di sensori e attuatori.
Generalmente all'interno di un microcontrollore si trovano una memoria volatile riservata all'esecuzione dei programmi (RAM, Random Access Memory), un'unità che realizza le operazioni aritmetiche e logiche sul dati (ALU, Aritmethic Logic Unit) e un clock orologio cioè il sequenziatore che fornisce la scansione temporale per l'esecuzione delle diverse istruzioni e che, di fatto, esprime la velocità di calcolo dei chip.
Il clock è stato posizionato all'esterno dei microcontrollore e corrisponde, sulla scheda madre, al quarzo Q1.
In particolare il microcontrollore BASIC STAMP 2 allegato ha una velocità di calcolo di 20MHz, in altre parole è in grado di eseguire operazioni matematiche, operazioni di lettura e scrittura della memoria, generazione di segnali dì comando dei dispositivi presenti sul robot alla velocità di 20 milioni di operazioni al secondo.

 

 

La memoria EEprom: La scheda monta un chip di memoria EEPROM di 2048 byte di capacità, per lo sviluppo del programma, non espandibili.
Il modello utilizzato e il 24LC16B prodotto dalla Microchip.
Il chip si presenta con un contenitore a 8 pin.

  

Numero pin Descrizione
1 A0 - Non connesso
2 A1 - Non connesso
3 A2 - Non connesso
4 Vss - Contatto di massa 
5 SDA - Serial Address/Data I/O 
6 SCL - Serial Clock 
7 WP - Write Protect Input 
8 Vcc - Contatto di alimentazione positiva

 

Connettore DB9 La scheda può comunicare con il computer grazie alla porta seriale DB9 a 9 pin, questa consente di scaricare dal PC al chip di memoria del robot i programmi che successivamente il microcontrollore eseguirà.

 

Schema collegamento con seriale tratto dalla documentazione Parallax

 

Integrato di regolazione: l'integrato utilizzato nel circuito di regolazione è un LM2940 prodotto dalla National Semiconductor.
Caratterizzato da una bassa tensione di drop-out (0,5 - 1V) l'integrato è in grado di fornire una corrente di 1A, è inoltre protetto contro l'inversione di polarità in ingresso.

 

Area Download schemi
 

Download scheda completa
formato Eagle (aggiornato)

Download scheda completa
formato PDF( aggiornato)

 

Elenco revisioni
11/11/2009 Aggiornato link distributore scheda Parallax originale
17/04/2007 Eliminata parte inerente basetta BS2 con creazione pagina apposita
27/03/2007 Aggiornato pagina in riferimento a basetta BS2 ridotta.
16/02/2007 Aggiornato schema e basetta BS2 ridotta.
08/09/2006 Inserito disegno circuito stampato e aggiornato pagina
12/10/2005 Corretto schema elettrico, mancava alimentazione +5V al collettore del transistor T2.

29/04/2004 Emissione preliminare