PRESENTAZIONE
OPERA

ultimo aggiornamento 11 giugno 2007


 

 

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PORTE D'ESPANSIONE
I circuiti realizzati sulla breadboard possono interfacciarsi al robot tramite un connettore posto sul lato sinistro del marsupio; sul connettore sono presenti alcuni socket che rappresentano le porte d'espansione. Le porte sono messe a disposizione e gestite dalla scheda ARMS. Il collegamento tra marsupio e scheda arms avviene tramite un connettore posto sul retro.


Per commenti, e ulteriori informazioni

 

Descrizione delle porte:
  • GND - Massa alimentazione.
  • I2C-SCL, I2C-SDA - Porte per interfacciare I-D01 con una scheda che richieda comunicazione I2C.
  • Digital I/O (GPIO). Le quattro porte digitali possono leggere e scrivere valori logici alto (3V) e basso (0V).   Per default sono impostate in output (come uscite) a valore logico basso.    Le porte possono essere settate in c-like con l’istruzione Single Output del blocco istruzioni Output, specificando l’indice dell’uscita digitale che si vuol impostare e il valore, agendo sulle proprietà Pin e Value. La proprietà Pin specifica il GPIO che viene impostato, mentre la proprietà Value specifica il valore impostato che può essere basso 0V (Low) o alto 3V (High). I quattro GPIO digitali possono essere riconfigurati come ingressi tramite l’istruzione Digital I/O del gruppo istruzioni Configuration. Questa istruzione permette di configurare ciascun GPIO separatamente come ingresso o uscita agendo sulle proprietà Pin e Direction. La proprietà Pin specifica il GPIO che viene configurato, mentre la proprietà Direction specifica come viene impostato, ovvero come ingresso (Input) o uscita (Output).
    Nota1: Il valore di una uscita digitale può essere modificato anche tramite i comandi vocali del wordset 1 “Accendi” o “Spegni” seguiti da una delle parole “uscita1”, “uscita2”, “uscita3”, “uscita4”. Accendi corrisponde ad impostare il valore ad alto, mentre Spegni a basso.
    Nota2: Se un GPIO è configurato come ingresso digitale e su di esso viene eseguita una istruzione Single Output l’istruzione non ha effetto.
  • Analog IN 1 - Analog IN 2. I due ingressi analogici convertono tensioni analogiche comprese tra 0V e 3V in un valore digitale compreso tra 0 e 255 che può essere letto e testato tramite le istruzioni c-like del gruppo Language e Test.
  • Vdd - Alimentazione (3V).

 

Caratteristiche elettriche delle porte:

Valore di output
VOL = 0V -- 0.4V; Iout = 4mA (entra nella porta)
VOH = 2.6V -- 3V; Iout =-4mA (esce dalla porta)

Valori di input
VIL = 0V -- 0.9V
VIH = 2.1 -- 3V
 

Mentre per l'output i valori di corrente e tensioni sono impostati dall'elettronica, in input i valori dipendono dal carico applicato. Per assicurarsi che tutto funzioni correttamente, le tensioni applicate devono appartenere al range [0V, 3V], mentre le correnti al range [-4mA, +4mA]. L'elettronica è protetta fino a valori di I=[-25mA, +25mA] e V = [-0,3V --- 3.3V] ma in tal caso non viene assicurato il corretto funzionamento.

 

Gestione da tastierino e display:
Tramite il tastierino si può accedere a questa funzione:
 

Test --> GPIO: il display mostra una sequenza di cifre: le prime quattro sono relative alle informazioni provenienti dai GPIO digitali (possono perciò essere pari a 0 nel caso di valore ‘basso’ o pari a 1 in caso di valore ‘alto’); il resto della sequenza, invece, si riferisce agli ingressi analogici e mostra due numeri (uno per l’input 1 e l’altro per l’input 2).
Essi possono variare da 0 a 255 e rappresentano il valore fornito dagli ingressi analogici.

 

Sensori di luce

Per il  montaggio dei sensore di luce  sono necessari i componenti allegati ai fascicoli n° 66 e 67 (Fase 7 del montaggio del robot) che vanno montati sulla basetta breadboard allegata al fascicolo n° 65.


Basetta breadboard allegata al
 fascicolo n°65

Resistenze e fotodiodi allegati al
 fascicolo n° 66

Cavetti colorati allegati al
fascicolo n°67

Istruzioni di montaggio

Istruzioni di montaggio

Istruzioni di montaggio

il circuito è mostrato nel fascicolo n°67 (vedere figura sotto) ed è da montare sulla breadboard.   Il suo schema, (riportato in basso) è costituito da due parti simmetriche, ognuna con un fotodiodo e una resistenza da 10Kohm.


Foto del montaggio del sensore ad infrarosso montato sulla
scheda breadboard riportata sul fascicolo 67.

Istruzioni di montaggio

 

Elenco componenti

R1, R2 10 kΏ 1/4W
D1, D2 Fotodiodo

 


Il fotodiodo è un componente sensibile alla luce; la corrente che lo attraversa aumenta all'aumentare della luce incidente; con l'aumentare della corrente aumenta anche la caduta di tensione sulla resistenza
l materiale con cui è prodotto il fotodiodo è di importanza critica per il suo funzionamento. Da essi dipende infatti l'energia minima che il fotone dovrà possedere per poter generare la fotocorrente.
I materiali più comunemente utilizzati per produrre fotodiodi sono:
 

Materiale

Lunghezza d'onda (nm)

Silicio

190–1100

Germanio

800–1700

Arseniuro di Indio Gallio

800–2600

Solfuro di Piombo

<1000-3500

Le tensioni delle resistenze dei due semi-circuiti rappresentano i segnali letti dalla porte Analog 1 e Analog 2.  Facendo il test GPIO sul display è possibile osservare come variano i due segnali al variare della luce incidente.
Circuiti di questo tipo possono essere sfruttati in vari modi; ad esempio per inseguire una sorgente luminosa o per assumere un determinato comportamento in funzione della luce o del buio.


Alcuni modelli di fotodiodi

 

Programma di gestione sensore di luce:
Per testare il funzionamento dei sensori di luce è possibile utilizzare il programma realizzato in (c-like): Insegui luce realizzato da Robotech.
Il robot I-D01 segue una sorgente luminosa come una torcia in un ambiente piuttosto buio, sfruttando il circuito descritto sopra


scarica
programma

Nota. Per far funzionare il programma correttamente la Robotech fornisce questi consigli: i sensori sono molto sensibili, per cui esibiscono un buon comportamento in ambienti bui e con luci localizzate (come quelle delle torce). Quando li testerai, poni il robot sul piedistallo temporaneo, così che le ruote non tocchino terra, e poi indirizza il fascio di luce sui sensori. Per limitare la loro sensibilità puoi anche ricoprirli con del nastro adesivo, oppure inserire dei cappucci di plastica come visibile nella figura sotto.

 wh1sp3 ha realizzato un'apposito programma realizzato in visual c-like denominato: Paura del buio


scarica
programma


Per verificare le funzioni del programma dovete, una volta avviato, il programma  spegnete la luce e osservate il comportamento di I-D01, poi riaccendete la luce, spegnetela ancora, riaccendetela e andate avanti finché vi divertite.
Nota: e' sufficiente solo la parte sinistra del circuito, quella che utilizza il segnale Analog 1.


Sensori infrarosso

Basandosi sul circuito riportato sui fascicoli n° 81-82 e 83 Figura Questo è il circuito proposto nel fascicolo n°83 di I-droid01 da montare sulla breadboard; serve per rilevare ostacoli laterali utilizzando sensori ad infrarossi. I componenti principali di un sensore a raggi infrarossi sono il trasmettitore e ricevitore.


Basetta breadboard allegata al
 fascicolo n°65

Cavetti colorati allegati al
fascicolo n°67

Istruzioni di montaggio

Istruzioni di montaggio

resistenze, condensatori e minuteria
 fascicolo n°81

Diodi emettitori infrarosso
 fascicolo n°82

Ricevitori nel campo infrarosso
fascicolo n°83

Istruzioni di montaggio

Istruzioni di montaggio

Istruzioni di montaggio

 


 Foto del montaggio del sensore ad infrarosso montato sulla scheda breadboard riportata sul fascicolo 83.


Istruzioni di montaggio

 

 


 

Elenco componenti

R1, R2 390Ώ 1/4W
R3, R4 100Ώ 1/4W
C1,C2 4,7 µF elettrolitico verticale
D1, D2 Diodo led emettitore infrarosso
IC1, IC2 Ricevitore infrarossi TSOP 32238

 

Datasheet

Piedinatura del sensore infrarosso utilizzato

Il trasmettitore è un diodo che genera luce infrarossa quando viene sollecitato da un segnale oscillante (uscite breadboard GPIO3 e GPIO4); se la luce infrarossa colpisce un oggetto abbastanza vicino, rimbalza, torna indietro e viene rilevato dal ricevitore. Il ricevitore (TSOP32238) è un circuito integrato sensibile solo alla luce infrarossa (altrimenti sarebbe influenzato da qualunque tipo di luce); in stato di riposo genera un segnale alto che diventa basso solo quando viene colpito da un raggio infrarosso. I segnali prodotti dai ricevitori vengono acquisiti dalle porte GPIO1 e GPIO2 della breadboard.

Il circuito è costituito complessivamente da due parti uguali e simmetriche; guardando la breadboard frontalmente, sul lato sinistro (rispetto a chi guarda) si monta il circuito destro, e sul lato destro quello sinistro.

 

Programma di gestione sensore infrarosso:

Per testare il funzionamento dei sensori infrarossi è possibile utilizzare il programma realizzato in (c-like): Infrarossi realizzato da Robotech.
Il robot I-D01 dirà 'destra' o 'sinistra' a seconda che percepisca un ostacolo a destra o sinistra.


scarica
programma


Scheda per sensori di luce

Elenco componenti

R1, R2

10 kΏ 1/4W

D1, D2

Fotodiodo

X1 Connettore vedi testo

Per non dover ogni volta rifare il circuito sulla breadboard, ottenendo un sistema più affidabile e "pulito", è possibile realizzare il circuito proposto sui fascicoli realizzando un'apposito circuito stampato.
Per il collegamento del connettore presente nel marsupio e quello della scheda si utilizzerà il sistema visibile nelle foto sotto: questo è formato da un connettore 10 pin maschio e uno femmina che andrà saldato allo stampato.
Per il collaudo del circuito si utilizzeranno gli stessi programmi del circuito realizzato sulla breadboard.

CIRCUITO STAMPATO E DISPOSIZIONE DEI COMPONENTI

 

 

 

Connettore per schede sensori
Componenti necessari per la realizzazione del collegamento della scheda con il connettore sul marsupio:

1) Basetta circuito stampato
2) connettore 10 pin maschi
3) connettore 10 pin femmina da saldare allo stampato.

componenti_scheda.JPG

 

montaggio_connettore1.JPG
Installazione connettore tipo 2
montaggio_connettore2.JPG
Installazione connettore tipo 3
montaggio_connettore3.JPG montaggio_connettore4.JPG
Vista dei connettori connessi alla basetta millefori utilizzata per la costruzione del prototipo

Scheda per sensori infrarossi


RAPPRESENTAZIONE DELLA SCHEDA MONTATA


SCHEMA ELETTRICO DELLA SCHEDA

Elenco componenti

R1, R2 390Ώ 1/4W
R3, R4 100Ώ 1/4W
C1,C2 4,7 µF elettrolitico verticale
D1, D2 Diodo led emettitore infrarosso
IC1, IC2 Ricevitore infrarossi TSOP 32238
X1 Connettore vedi testo

 

CIRCUITO STAMPATO E DISPOSIZIONE DEI COMPONENTI


Scheda per sensori infrarossi e luce

scheda in via di test attendere conferma per utilizzo

Nella figura sotto è visibile la scheda che permette di avere sempre connessi sia i sensori di luce che quelli ad infrarossi.   La presenza di connettori femmina permette di riutilizzare eventualmente i componenti su altri circuiti.   Il connettore X2 permette di realizzare altri circuiti sulla basetta breadboard.

sensori-I_Droid-01.jpg

Elenco componenti

R1, R2 10KΏ 1/4W
R3, R4 390Ώ 1/4W
R5, R6 100Ώ 1/4W
C1,C2 4,7 µF elettrolitico verticale
D1, D2 Fotodiodo
D3, D4 Diodo led emettitore infrarosso
IC1, IC2 Ricevitore infrarossi TSOP 32238
X1 Connettore vedi testo
X2 Connettore femmina 10 pin
X3,X4,X5,X6 Connettore femmina 2 pin
X7,X8 Connettore femmina 3 pin

 

blister_sensori.JPG componenti_sensori.jpg


RAPPRESENTAZIONE DELLA SCHEDA MONTATA

circuito_montato.jpg
SCHEMA ELETTRICO DELLA SCHEDA

DISPOSIZIONE DEI COMPONENTI

 

 

 

Elenco revisioni
11/06/2007 Inserito preliminare scheda completa
28/05/2007 Inserito foto prototipo
25/05/2007 Modificata scheda sensori
23/05/2007 Emissione preliminare
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