Neues Projekt: Das RoboterNetz-Standard-Board für Roboter

[LuK-AS]

Hallo Leute,

generell finde ich das Thema Prima, im Laufe der letzten 2 Jahre habe ich einiges mit Mikrocontrollern gemacht (hauptsächlich AVR), habe unzählige Boards gebaut und bin heute der festen Überzeugung alles Modular aufzubauen. Die Gründe die ich dafür angeben möchten sind:

ISP: Wann brauche ich einen Programmer? Jedenfalls nicht solange der Bot sich autonom bewegt. Also halte ich es für sinnlos den ISP gleich mit auf das Board zu setzen. Anstecken muss ich in jedem Fall mindestens einen Stecker, warum dann nicht ein Modul?

RS232: braucht man eigentlich nur zum debuggen der Sensoren oder bei Funkverbindungen zum PC. Aus diesem Grund habe ich ein kleines Platinchen gemacht an das JEDER µC einfach mit Rxd und Txd sowie 5V und GND angeschlossen werden kann.

Motortreiber: Beinahe jeder verwendet andere Antriebstechniken (Schrittmotoren, Servos, Getriebmotoren), auch ich
Aus diesem Grund habe ich mir ein kleines Platinchen gebaut (*g* schon wieder) auf dem ein L293D sitzt. Man kann über Klemmen, verschiedene Motor- und Versorgungsspannungen anschließen. Weiterhin sind für jeden µC Klemmen vorhanden um den Motor zu steuern (inkl. exterenes PWM Signal).

Genauso handhabe ich es mit I²C Porterweiterungen, braucht man ja nicht auf jedem Bot, der Größe wegen.

Wer läuft schon hinter seinem AUTONOMEN Bot her und schaut welche der Led´s gerade leuchtet? Ich denke keiner, also habe ich ein kleines Platinchen gebaut auf der ein paar Led´s und eine 7-Segmentanzeige drauf ist.

Naja ich könnte ewigst weitermachen Da ja doch jeder einen individuellen Bot bauen möchte, mit entsprechenden Funktionen und dabei auch Wissen und Euro eine Rollen spielen halte ich eine modular aufgebaute Elektronik für sinnvoll auch wenn es dann auf dem Bot ein wenig durcheinander gibt (wegen der vielen kleinen Platinen). Wenn das mal sehr gut durchgeplant würde, gäbe es ein feines und erschwingliches Modulsystem für jeden Geldbeutel und jeden Anspruch.

So nun hab ich Euch genug zugelabert

Liebe Grüße LuK-AS

[Frank]

Hi Luk-As,

ich kann Dir zwar in Teilbereichen zustimmen aber nicht generell. Ich glaube Du sieht das ganze schon wieder ein wenig zu stark aus der Sicht eines Bot-Experten.
Ich nehme mal an Du hast schon eine ganze Reihe von Bots gebaut. Von daher hast du natürlich erhebliche Erfahrung und baust Bots jetzt individueller und gezielter als du es am Anfang getan hast.

Im Prinzip ist es ja richtig. Je modularer ein System ist desto besser ist es in der Regel für den erfahreneren Bastler. Das modularste was am Ende möglich ist, das sind ja die "einzelnen Bauteile" selbst. Experten werden daher immer den Bot ganz individuell planen. Im Umkehrschluß heißt das, das der absolute Einsteiger, der nichts auf die Reihe bekommt (um es extrem auszudrücken), das "unmodularste", also ein Fertiggerät braucht.

Und irgendwo dazwischen sind halten die verschiedenen Bastler! Es kommt halt nun auf die Zielsetzung des Boards an. Ich denke bei der Zielsetzung mehr an die Leute die vielleicht 0 bis 4 Bots gebaut haben bzw. an die Leute die mal schnell einen Prototypen basteln wollen.

Zu den Deinen konkreten Vorschlägen Punkten würde ich deshalb folgendes sagen:

ISP: Wann brauche ich einen Programmer? Jedenfalls nicht solange der Bot sich autonom bewegt. Also halte ich es für sinnlos den ISP gleich mit auf das Board zu setzen. Anstecken muss ich in jedem Fall mindestens einen Stecker, warum dann nicht ein Modul?

Ja da stimme ich Dir zu. Allerdings, wenn ich es richtig sehe, dann braucht man doch bei einem AVR nicht viel für einen ISP-Anschluss. Das kann man ja auf der Controller Platine unterbringen. ISP hat ja eh nicht jeder Controller in gleicher Art, so das ich die Controller Platine sowieso nicht normen würde. Hier sollte nur der Stecker (Übergang) zu unserem Board vorgeschrieben werden.

RS232: braucht man eigentlich nur zum debuggen der Sensoren oder bei Funkverbindungen zum PC. Aus diesem Grund habe ich ein kleines Platinchen gemacht an das JEDER µC einfach mit Rxd und Txd sowie 5V und GND angeschlossen werden kann.

Ja, eine steckbare Funkverbindungseinheit wäre völlig ausreichend. Aber eine normale RS232 benötigt ja nicht mehr als ein MAX-IC. Das könnte man vielleicht dann doch auf dem Board vorsehen. Wie gesagt, es muss ja nicht jeder alles bestücken. Wer es nicht braucht, läßt das IC weg!

Motortreiber: Beinahe jeder verwendet andere Antriebstechniken (Schrittmotoren, Servos, Getriebmotoren), auch ich
Aus diesem Grund habe ich mir ein kleines Platinchen gebaut (*g* schon wieder) auf dem ein L293D sitzt. Man kann über Klemmen, verschiedene Motor- und Versorgungsspannungen anschließen. Weiterhin sind für jeden µC Klemmen vorhanden um den Motor zu steuern (inkl. exterenes PWM Signal).

Das finde ich zu viel des modularen. Man könnte darüber diskutieren ob nun unbedingt Schrittmotor- als auch Getriebemotortreiber vorhanden sein müssen. Aber ich finden beides sollte auf dem Grundboard schon vorhanden sein. Ich sehe gerade das als eine Basis und Erleichterung. Man könnte z.B. auch 2 Motoren für Antrieb nutzen und zwei Schrittmotoren für einen beweglichen Kopf. Oder umgekehrt. Ode rman läßt wieder etwas beim bestücken weg. Abe rwarum sollte es nicht vorgesehen werden wenn man den Platz findet?

Genauso handhabe ich es mit I²C Porterweiterungen, braucht man ja nicht auf jedem Bot, der Größe wegen.

Auch das sehe ich anders. EIn i2C-Port benötigt keinerlei Aufwand. Warum sllte man dafür nicht Steckplätze vorsehen. Zudem würde ich diesen ja schon nutzen um Ports zu sparen.

Wer läuft schon hinter seinem AUTONOMEN Bot her und schaut welche der Led´s gerade leuchtet? Ich denke keiner, also habe ich ein kleines Platinchen gebaut auf der ein paar Led´s und eine 7-Segmentanzeige drauf ist.

Ok, da hast Du recht, Display muß nicht da sein. Aber zumindest sollte ein Steckplatz dafür geeignet sein. Aber 2 oder 3 LED am Board sind manchmal zum debuggen ganz hilfreich.

Naja ich könnte ewigst weitermachen Da ja doch jeder einen individuellen Bot bauen möchte, mit entsprechenden Funktionen und dabei auch Wissen und Euro eine Rollen spielen halte ich eine modular aufgebaute Elektronik für sinnvoll auch wenn es dann auf dem Bot ein wenig durcheinander gibt (wegen der vielen kleinen Platinen). Wenn das mal sehr gut durchgeplant würde, gäbe es ein feines und erschwingliches Modulsystem für jeden Geldbeutel und jeden Anspruch.

Ein so modulares System wie Du es beschreibst hat sicher auch viele Vorzüge. Aber es ist halt dann doch mehr für den Experten.


So, nu hab ich Euch mit meiner Vorstellung zugelabert

Gruß Frank

Motortreiber: Beinahe jeder verwendet andere Antriebstechniken (Schrittmotoren, Servos, Getriebmotoren), auch ich
Aus diesem Grund habe ich mir ein kleines Platinchen gebaut (*g* schon wieder) auf dem ein L293D sitzt. Man kann über Klemmen, verschiedene Motor- und Versorgungsspannungen anschließen. Weiterhin sind für jeden µC Klemmen vorhanden um den Motor zu steuern (inkl. exterenes PWM Signal).

Das finde ich zu viel des modularen. Man könnte darüber diskutieren ob nun unbedingt Schrittmotor- als auch Getriebemotortreiber vorhanden sein müssen. Aber ich finden beides sollte auf dem Grundboard schon vorhanden sein. Ich sehe gerade das als eine Basis und Erleichterung. Man könnte z.B. auch 2 Motoren für Antrieb nutzen und zwei Schrittmotoren für einen beweglichen Kopf. Oder umgekehrt. Ode rman läßt wieder etwas beim bestücken weg. Abe rwarum sollte es nicht vorgesehen werden wenn man den Platz findet?

Da muss ich aber eher Lukas rechtgeben. Alternative wäre, das Motorcontrollermodul steckbar zu machen, so das man sein Modul nach den Bedürfnissen asuwählen kann:

L293D Board für kleine leichte Bots mit Getriebemotoren
L298 Board für grosse Bots mit Getriebemotoren
L297/L298 Board für Bots mit Schrittmotoren

Dann könnte man 2 Steckplätze für diese Boards vorsehen, so das sich jeder die Kombination wählen kann, die er für seine Zwecke braucht.

Just my 0.02 Euro,

Andre

[Kjion]

Finde ich auch ganz sinnvoll die Idee. Ansonsten hat man halt immer einen Treiber drauf den man im Normalfall nicht brauch....

MfG Kjion

Aber warum denn alles stecken, so recht bin ich noch nicht überzeugt davon? Was spricht dagegen es auf der Platine vorzusehen und nur die Bauteile zu bestücken die auch gebraucht werden?
Vorsehen kostet nur etwas Platz! Man spart aber auch Steckverbindungen, dafür benötigten Platz und Kosten!

Gruß Frank

[Frank]

Ich schlage vor ich setze nun doch mal eine Zwischendeadline auf den

7.2.2004

Dann versuche ich ein Fazit aus den Beiträgen zu ziehen und fasse das noch mal zusammen (wenn sich zwischenzeitlich noch nichts konkretes ergeben hat). Wäre dann auch noch zu klären ob man es so umsetzen kann und wer es macht. Diesbezüglich hat sich inzwischen auch schon der ein oder andere per PM gemeldet und Intresse gezeigt. Sie werden sich sicher noch in die Diskussion einklinken.
Also es scheint was zu werden. Ich würde mich freuen wenn Ihr die Diskussion bis zum 7.2. noch fleißig voran treiben würdet.

Gruß Frank

Für mich würde Board mit 7805, ATMEGA 8/16, 2xL298 und ein paar Sensor- und Servoanschlüssen sowie Stecker mit restlichen Ports schon ausreichen. Aber von mir aus können auch noch ein paar der anderen genannten Dinge vorhanden sein. Wenn Controller separat ist, dann sollte man vielleicht auch die RS232 separat auf der Controllerplatine lassen.

Stefan

[Hessibaby]

Hallo,
die Reaktion war bis jetzt wie erwartet. Meine Vorstellung ist immer noch eine µC-Platine auf der alle verfügbaren Ports herausgelegt sind und zwar auf genau definierte Pins -ähnlich PCI-Bus auf einem Mainboard- dazu dann Sensor- und Aktorplatinen die man im BOT vor Ort -also z.B. direkt am Motor- installieren kann. Natürlich kann man auch Ladeschaltungen mit integrierter Batterieüberwachung für Bleigeel und NiCd/NiMH entwickeln und zur Verfügung stellen da gibt es z.B. vom MAXIM genügend IC´s. Sicherlich sollte man auch die RS232C Schnittstelle als TTL rauslegen damit mal -eben- den µC umprogrammieren kann. Ein Display -LED oder TFT/ELD- sollte wenn über einen I²C laufen.
Als Controller einen AtMega 16 finde ich gut, wenn die Ports nicht reichen muß man halt zwei nehmen -sensor/aktor- und diese über I²C kommunizieren lassen.
Des weiteren läßt man sich mit dem I²C die Option auf einen DSP für z.B. optische Umfelderfassung via CCD offen und selbstverständlich auch auf die ganzen automotive IC´s von Infineon als System on Chip mit denen man Dinge vor Ort automatisieren kann ohne wilde programmierei im AtMega. Die Scorpion-Platine von Robotpower.com z.B. ist speziell für Roboter entwickelt und stellt ein elektronisches Differenzial für mehrmotorige BOT´s zur Verfügung -diese benötigt allerdings die genormten Fernsteuerimpulse für Fahrt und Lenkung.
Macht weiter und gebt Inputs.
Ach so ! Kritik ist zwar sinnvoll- aber Bitte erst dann wenn´s in die Hose gegangen ist. Konstruktiv o.k. aber bitte nicht um des Nörgelns willen.
Unsere Hardwareentwickler warten auf Eure Vorgaben. Und wir werden dann zumindest leere Platinen in Industriequalität anbieten können. Wenn sich einer zutraut einen vernünftigen Kernel für den letztendlich ausgewählten µC zu schreiben bitte Info.
Gruß an Alle und schönes Wochenende
Hartmut.

[Frank]

Hi,

Hartmut: Wußte garnicht das Ihr auch sowas realisieren könnt!

Bislang liegen die Ideen ja noch weit auseinander. Die meisten scheinen gleich ein sehr modulares System zu bevorzugen. Ich findes das auch nicht übel, hab da nur etwas bedenken ob das ganze im Endeffekt nicht doch zu teuer und umständlich wird.
Na schaun wir mal, vielleicht kristallisieren sich ja auch zwei Linien heraus!
Das genaue definieren der Ports halte ich auch für wichtig. Halt schon wegen der Software Kompatiblität. Ob man gleich einen Kernel braucht, das ist wieder eine andere Frage. So schnell wird sich da sicher keiner finden der so was programmieren möchte. Aber sowas würde sich später sicher noch ergeben wenn man die Hardware erst mal definiert und vorliegen hat.

Gruß Frank

[elktronic]

Hallo Forum,

Frank hatte das Thema "Roboternetz-Standard-Rob" schon mal im Nov. in einem Thread angesprochen. Ich hatte dann über die Weihnachtstage schon mal kurz mit ihm darüber diskutiert.

Damals war noch unsere Idee, die Leiterplatte gleichzeitig als Robo-Chassis zu verwenden. Das hätte dann etwa die Größe Doppel-Euro. Aber mittlerweile bin ich der Meinung, wir sollten uns auf die eigentliche Elektronik beschränken. Sperrholz ist schließlich auch billiger als FR4.

Mein Vorschlag für die Universal-Elektronik sieht wie folgt aus:
Als Power-Eingang gibt es einen 2pol Stecker für den Batterie-Anschluß. Eine Lade-Elektronik würde ich nicht vorsehen. Da gibt es doch zu viele unterschiedliche Vorstellungen. Die Batterie-Spannung wird dann mit einem Schaltregler auf 5V/1A zur Logik-Versorgung runter geregelt. Ein weiterer Schaltregler erzeugt +12V/500mA für Relais + Sensoren.

Für das Gehirn gibt es einen Steckplatz für eine C-Control. Für die AVR-Freaks gibt es dann eine weitgehend pinkompatible Steckplatte mit einem AVR Mega.

Als Ein/Ausgabe-Interface gibt es am IIC-Bus 2 PCF8574. Am ersten sind 8 Sensor-Eingänge angeschlossen. Das ist jeweils ein 4pol Pfostenstecker mit +12V, +5V, Gnd und Sensor-Eingang. Daran kann man dann von einem Mikroschalter bis zu einem industriellen Ultraschall-Sensor alles anschließen, was man will. Für die Ausgabe können am 2. PCF wahlweise bestückt werden: Highside-Schalter an Ubat oder +12V oder kurzschlußfeste OpenCollector-Treiber.

Zum Motoranschluß gibt es 2 L298 als eigentliche Treiber. Die vorgeschalteten Schrittmotor-Controller L297 kann man bei Verwendung von DC-Motoren unbestückt lassen und die CPU-Ports mit Brücken direkt auf die L298 geben.

Das alles sollte auf eine Europa-Karte passen. Eine erste Skizze findet ihr in meiner Gallery.

Bis dann, Michael