Шлюз-контроллер GATE-A8D8M2

Шлюз-контроллер GATE-A8D8M2 версии 0.9 - Применение

Внешний вид шлюз-контроллера

Назначение

Взаимодействие ПК с низкоуровневыми устройствами (двигателями постоянного тока, модельными сервоприводами, ИК-дальномерами, бамперами, сонарами, компасом и т.п.). Подключение шлюз-контроллера к ПК выполняется через стандартный последовательный COM-порт (скорость 9600Кбит).

Возможности

• 8 цифровых входов-выходов (доступны 3 режима работы - цифровой вход, цифровой выход, управление сервоприводом);
• 8 аналоговых входов / цифровых выходов (доступны 4 режима работы - аналоговый вход, цифровой вход, цифровой выход, управление сервоприводом);
• 2 выхода для управления двигателями с обратной связью по сдвоенным энкодерам;
• i2c шина (взаимодействие с любыми i2c устройствами с ПК);

Формат обмена данными

При обмене данными ПК и шлюз-контроллера ПК считается управляющим, а шлюз-контроллер управляемым устройством. Единственное сообщение отсылаемое по инициативе шлюз-контроллера - сообщение "Ready!\n" о готовности выполнять команды при включении, все остальные сообщения шлюз-контроллера являются ответами на команды ПК.

Команды, отдаваемые ПК все имеют одну и ту же форму "Q{AA}{RR}[{WW}][{WW}][{WW}]", в которой {AA} - адрес, {RR} - сколько байт хотим получить обратно, {WW} - отсылаемые нами байты. Подробнее использование этой универсальной команды расписано ниже:

Команда	Формат	Входные параметры
Отправить по i2c несколько байт и получить несколько байт в ответ	Qaarr{w}	aa - адрес 00h..7Fh устройства на шине i2c rr - сколько байт получить от устройства ww - байты которые нужно передать устройству
Установить режим работы порта ввода-вывода	QFF00ppmm	pp - номер порта 00h..17h увеличенный на 20h (например, для порта 0Fh это будет 2Fh) mm - режим работы (0 - цифровой вход, 1 - цифровой выход, 2 - управление сервоприводом, 3 - аналоговый вход - последний режим будет работать только для портов в которых есть эта возможность)
Установить значение на выходе порта	QFF00ppvv	pp - номер порта 00h..17h vv - значение (для цифровых выходов - 0/1, для управления сервоприводом - 17h..85h
Получить значение со входа порта	QFF01pp	pp - номер порта 00h..17h увеличенный на 80h (например, для порта 0Ch это будет 8Ch) обратно получим 1 байт - 0/1, если цифровой вход, либо 00h..FFh - если аналоговый (00h соответствует 0V, FFh соответствует 5V), либо если тип порта - выход - получим то, что туда отправляли.

Шлюз-контроллер GATE-A8D8M2 версии 0.9 - Внутреннее устройство

Недостатки модуля

К основным недостаткам можно отнести:

• Допущенная ошибка при разработке печатной платы - пропущена дорожка, поэтому при пайке требуется на обратной стороне платы припаивать перемычку длиной 5мм. Абсолютно некритичная ошибка, в следующей версии будет исправлено.
• На плате не предусмотрены подтягивающие резисторы для шины i2c. Так же некритичная ошибка, в следующей версии будет исправлено.
• Не сделана кнопка сброса. Для планируемых целей не критично, теоретически можно вывести кнопку припаяв пару проводков в соответствующие места платы, в следующей версии будет исправлено.

Принципиальная схема и печатная плата

Доступны к скачке схема и разведенная печатная плата в формате EAGLE (включая подготовленные файлы Gerber и Excellon для производства печатной платы): [Скачать].

Принципиальная схема (25Кб)

Файл:Gate-A8D8M2-v0.9-board.jpg Разводка печатной платы (76Кб)

Готовая печатная плата (104Кб)

;

Прошивка шлюз-контроллера

Файл прошивки реализующий указанные выше функции работы с портами ввода-вывода и шлюза i2c: (в разработке).

Используемые компоненты

• Контроллер ATMEGA16/32/644 в DIP-корпусе - 1 шт;
• Драйвер двигателей L293D в DIP-корпусе - 1 шт;
• Кварц 16МГц - 1 шт (для ATMEGA644 можно 20МГц);
• Диоды шоттки {марка} - 16 шт;
• ЧИП-Конденсаторы размера 1206 керамические 27пФ - 2 шт;
• Конденсаторы 25V, 100мкФ - 2 шт;
• ЧИП-Резисторы размера 1206 на 5.1кОм - 2 шт;
• Разъемы штырьковые сдвоенные - общей длиной 20 контактов;
• Разъемы штырьковые одинарные - общей длиной 34 контактов;
• Разъем IDC10 - 1шт;