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MRAI-999HB & MRAS-999
© 2003 AREXX - DIE NIEDERLANDE
BAUANLEITUNG & BESCHREIBUNG
EDUKATIVE ROBOTER HARDWARE & SOFTWARE
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Movit und Elekit sind registrierte Warenzeichen von EK Japan Co., Ltd.
© Deutsche Übersetzung/German translation (August 2002): AREXX Engineering (NL).Diese Beschreibung ist urheberrechtlich geschützt. Der Inhalt darf auch nicht teilweise kopiert oder über-nommen werden ohne schriftlicher Zustimmung des Fabrikant: AREXX Engineering - Zwolle (NL).
Hersteller und Vertreiber sind nicht haftbar oder verantwortlich für die Folgen unsachgemäßer Behandlung, Einbaufehler und oder Bedienung dieses Produkts durch Mißachtung der Bauanleitung.
Technische Unterstützung beim Bauen des Roboters:
www.arexx.nl
© 2003 AREXX - Die Niederlande
1. Produktbeschreibung 3 2. Die Elektronikschaltung 5 3. Montage MRAI 7 4. Montage MRAi und Roboter Arm 85. Software 9 4.1 Installation und Software Information 9 4.2 Roboter Arm Program 106. Interaktion mit der Umwelt 20
Inhaltsverzeichnis
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1. Produktbeschreibung
Steuere den Roboter Arm mit dem Computer!
Mit dem MRAI-999HB (Movit Robot Arm Interface HOBBY) und mit der MRAS-999 (Movit Robot Arm Software) ist ein normaler PC in der Lage, den MOVIT Roboterarm zu lenken.
Der MRAI-999HB ist ein Controller, womit Sie rechnergesteuert zehn transistorschalter ein- bzw. ausschalten können. Außerdem enthält der MRAI ein Eingäng, womit der Controller auf den Signalen mehreren externen Sensoren reagieren kann.
Spezifikation:Spannung : 4,5 VoltStromverbrauch : 100 mA Höhe : 40 mmLänge : 100 mmBreite : 70 mm
Warnung
• Mit dem Öffnen der Plastikbeutel mit Komponenten und Teilen erlischt das Rückgaberecht.• Lese vor dem Bauen zuerst die Gebrauchsanleitung aufmerksam durch.• Sei vorsichtig beim Hantieren der Werkzeuge.• Baue nicht im Beisein kleiner Kinder. Die Kinder können sich verletzen an den Werkzeugen oder kleine Komponenten und Teile in den Mund stecken. • Achte auf die Polung der Batterien.• Sorge dafür, daß die Batterien und die Batteriehalter trocken bleiben. Falls der Roboter naß wird, entferne dann die Batterien und trockne alle Teile, so gut es geht.• Entferne die Batterien und spannungen, wenn der Roboter mehr als eine Woche ruht.
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Das Interface ist nür komplett aufgebaut lieferbar. Nur den Füßen sind noch nicht aufgebaut
Wenn Sie die Anleitung genau folgen, wird es keine Probleme geben.
Verwenden Sie bitte geeignete Werkzeuge und ein passendes Kreuzschraubendreher für die montage der Füßen.
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Der Einsatzbereich für diesen MRAI Controller ist nur die Steuerung des Roboterarms im Verbund mit der mitgelieferten Software.
Das Konzept dieses Bausatzes ist einfach und gradlinig. Das Herz dieses Systems ist IC1 (16F628) ein PIC Mikroprozessor.
Wir haben diesen Prozessor gewählt auf Basis der verfüg-baren Ein- und Ausgänge. Die Anzahl der Ein- und Ausgänge ist für unseren Zweck geeignet und außerdem ist eine serielle Schnittstelle verfügbar.
Wir haben das IC vorprogrammiert, so dass dieser alle Kommandos verarbeiten kann, die wir ihm über die serielenSchnittstelle zuschicken. Zudem kann der Prozessor die Schaltransistors steuern und die Eingäng überwachen.IC2 (MAX232) versorgt die Pegelumsetzung der TTL und RS232-Signale.
Die Optokoppler IC 3 (4N25) trent die Eingäng vom empfindlichen Teil der Baugruppe.
Die interne Software des PIC Prozessors schaltet alle transis-toren aus beim Hochfahren des Systems. Sie können dieses Zurücksetzen jederzeit auch mit dem Reset-Schalter auslösen.
2. Die Elektronikschaltung
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SCHALTBILD
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Verbinden Sie den 24-poligen nul modem kabel mit der PC und mit den Kabelanschlüssen des Controllers MRAI-999HB.
Zum Abschluss müssen wir noch die Batterien in der Controller setzen und in den Roboterarm.
3. Montage MRAI
Schließen Sie das Flatkabel an den Verbinder des Roboterarms an . Dann schließen Sie das Flatkabel an die MRAI-999HB Controller an.
Befestige die 4 Füßen auf die Platine mit; mutter, Buchse, Füß und schraube
1.
5.
4.
3.
2.
Anfangen mit der Software Installation
Schraube
Mutter
Füß
Buchse
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4. Montage MRAI und Roboter Arm Das Movit Robot Arm Interface HOBBY wird bereits komplett zusammengebaut geliefert.
Es handelt sich dabei um einen Stand-alone Controller der komplett mit Batterien betrieben wird. Ebenso wird der Roboter Arm bei diesem Controller mit Batterien versorgt und eine externe Stromversorgung ist nicht möglich! Ansonsten wird das MRAI Hobby genauso wie auf das Bild mit dem Roboter Arm und einem Computer verbunden.
Das MRAI HOBBY arbeitet NICHT mit derselben Software wie SAM! Aber mit das “Software Program MRAS” !
Das MRAS “Roboter Arm Program” funktioniert 100% identisch wie das SAM “Roboter Arm Program”
MRAI
RS232 Kabel
Flachbandkabel
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5. Software5.1 Software Installation und Konfiguration
Vor Beginn der Installation ist es sinnvoll zuerst alle anderen aktiven Programme zu beenden.
Sollten Sie den CD-Autostart aktiviert haben, wird Ihr Standard Webbrowsermit dem CD Menü erscheinen sobald Sie die CD einlegen. Sollte dies nicht passieren können Sie das Menü auch mit demWindows Explorer starten. (<CD-ROM> - “start.htm“)
Sie können die MRAS Software Installation nun aus dem CD Menü ausführen oder - wenn Ihnen das lieber ist - auch direkt mit dem Windows Explorer.
(Verzeichnis <CD-ROM> - “software\control\MRAS“, evtl. müssen Sie vorher alle Dateien aus diesem Verzeichnis in einen Ordner auf der Festplatte kopieren!)
Das Setup Programm wird nun die Software installieren – folgen Sie einfach den Anweisungen auf dem Bildschirm. Anschließend fi nden Sie eine Verknüpfung zu diesem Programm im Startmenü unter „Programme“ – „MRAS“ (oder natürlich unter einem anderen Menüpunkt, sofern Sie dies im Setup angepasst haben).
Wenn Sie die Hardware nicht mit dem PC Verbunden haben, wird nachdem Start der Software eine Mitteilung erscheinen, die Sie einfach mit [OK]Bestätigen können.
WARNUNG !Der MRAS Software “Roboter Arm Program” ist NICHT identisch
an der SAM Software “Roboter Arm Program” !Der MRAI controller hat seine eigene Software !
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5.3 Programm-Modus
Das Programm Modul unterscheidet zwischen zwei Arbeitsmodi: Einem „direkten Kontroll Modus“ mit dem Sie den Roboter Arm direkt über die Buttons in der Software steuern können und einem Programmiermodus
(einfach oder fortgeschritten) mit dem Sie den Roboter Arm mit Text Kommandos ( BASIC ) programmieren können. Hier ist es für Einsteiger auch möglich die Kommandos mit Buttons einfach zu erzeugen.
Danach können Sie dann das Roboter Arm Programm Modul mit einemMausklick auf den entsprechenden Button starten.
Bitte starten Sie nun das Roboter Arm Programm (link im start menü) Und wählen Sie dann als erstes Ihre Sprache.
5.2 Roboter Arm Program
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Direkter Steuerungs-Modus
In diesem Modus können Sie den Robot Arm direkt mit den Steuerungs-Schaltfl ächen in der Software bedienen. Folgende Schaltfl ächen stehen Ihnen zur Verfügung:* BASIS* SCHULTER* ELLBOGEN* HANDGELENK* GREIFER
Ausgangsposition
Beim Programmstart werden alle Zähler auf Null gesetzt.Die Ausgangsposition des Roboters ist nun:• Basis in der Mittelposition im Bezug auf die Anschlagpositionen• Schulter in der höchsten Position• Ellbogen in der höchsten Position• Handgelenk in der Mittelposition im Bezug auf die Anschlagpositionen• Greifer geschlossen
Sie müssen den Roboterarm ggf. manuell in die Ausgangsposition fahren.
In diesem Modus können Sie die Arbeitsweise des Roboters einfach testen und komplexe Bewegungen ausprobieren, ehe Sie den Arm mit dem Basic Dialekt programmieren.
Die Schaltfl ächen zeigen Ihnen mit zwei kleinen Feldern farblich an, welche Bewegung Sie derzeitig ausführen.Sie steuern den Roboterarm mit der linken und der rechten Maustaste. Beachten Sie bitte, dass der Arm sich immer in die Pfeilrichtung bewegen sollte, die bei Betätigung einer Schaltfl äche in der Hintergrundgrafi k erscheint. Falls sich der Arm entgegengesetzt bewegt, ist die Polarität der Spannung falsch gewählt worden. Sie müssen in diesem Fall die positiven und negativen Anschlüsse der Motorantriebsspannung austauschen.
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Der Programmiermodus verfügt über zwei zwei Modi:* EINFACHER MODUS* FORTGESCHRITTENER MODUS
EINFACHDieser Modus ist eine bequeme Methode für Anfänger, die das Programmieren noch nicht beherrschen. In diesem Modus lernen Sie die elementare Kommandos richtig kennen. Die Programmzeilen wer-den nach einem festen Muster über vordefi nierte Buttons generiert, so dass Sie fehlerfrei programmieren können.
FORTGESCHRITTENIn diesem Modus editieren Sie Programmzeilen direkt. Entweder können Sie das Programm im internen Programmeditor erstellen oder per Copy&Paste ([Strg]+C, [Strg]+V) aus einen externen Texteditor einfügen.
Die Zähler zählen die Zeit, für die die Schaltfl ächen gedrückt werden. (Hinweis: Die Zähler zählen nicht in Sekunden).Beim Zählerstand Null befi ndet sich der Arm in der Ausgangsposition.
Sie können den Roboterarm folgendermaßen auf eine bestimmte Startposition einstellen:• Bringen Sie den Roboterarm mit den Steuerungs-Schaltfl ächen in die gewünschte Ausgangsposition.• Klicken Sie nun bitte auf die Schaltfl äche OFFSET• Nach der Bewegung des Roboterarms können Sie mit einem Klick auf ZURÜCK wieder in die Ausgangsposition zurück fahren.
1 AKTION, BS(RECHTS=5), ELB(AUF=2)2 AKTION, BS(LNKS=5), ELB(AB=2)3 AKTION, SCH(AUF=5), HG(LNKS=2)4 AKTION, GR(AUF=9)
PROGRAMMIERMODUS
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5.4 PROGRAMMIEREN:
Zuerst werden wir die wichtigsten Kommandos beschreiben:
ZEILENNUMMERAlle Kommandos beginnen mit einer Zeilennummer. Diese Nummern werden mit jeder neuen Zeile automatisch um 1 erhöht. Das spätere Einfügen von Zeilen ist möglich.
AKTIONDieses Kommando signalisiert den Anfang einer Bewegungsaufgabe für den Roboterarm. Danach folgt das zu bewegende Element (Ellbogen, Basis, Greifer etc.).
) Diese runde Klammer schließt die aktuelle Aufgabe, während „(“ die Aufgabe eröffnet. Das heißt: Aufgaben werden stets in runde Klammern „( ... )“ eingeschlossen.
IFIF bedeutet „Falls” oder „Wenn“. Auf den IF-Befehl folgt immer ein THEN-Befehl (THEN bedeutet „dann”).Dieser Befehl verwenden die Sensorsignale. Eine typische Programmzeile ist damit zum Beispiel folgendermaßen aufge≠baut:
IF (Sensor 1-4 ist ein oder aus) THEN … „Befehl“
Nach der IF-THEN – Struktur können Sie eine ELSE-Aufgabe folgen lassen. Das bedeutet, dass Ihr Programm mit der ELSE-Aufgabe weitermacht, falls die IF-Bedingung nicht erfüllt worden ist. ELSE bedeutet „andernfalls” oder „sonst“.
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DATEIProgramm auf Festplatte speichern Programm von Festplatte einlesenProgramm beenden und zum Hauptmenü zurückkehren.
Beispiel:1 IF (SSR1=AUS) THEN 2 ELSE 3
Diese Bedingung trifft zu, falls SSR1 (Sensor 1) nicht aktiv ist. In diesem Fall wird das Programm in Zeile 2 springen und andern-falls in Zeile 3.
Falls Sie die ELSE-Aufgabe weglassen und die Bedingung nicht zutrifft, wird das Programm solange in dieser Zeile stehen bleiben, bis sie erfüllt wird.
GOTOGOTO ... bedeutet „Springe zu Zeile ...”. Mit diesem Befehl springen Sie zum Anfang einer bestimmten Programmzeile.
Beispiel: GOTO 1 (Springe zu Zeile 1).
NEUE ZEILENeue Programmzeile schreiben
ZEILE LÖSCHENProgrammzeile entfernen
ZEILE HINZUFÜGENProgrammierzeile hinzufügen
START Programm starten
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EINFACHER MODUS:
In diesem Abschnitt beschreiben wir, wie Sie Programme im einfachen Modus Schreiben können.
Die Programmierung im einfachen Modus beginnt immer mit NEUE ZEILE. Nachdem Sie diese Schaltfläche gedrückt haben, können Sie aus folgenden Kommandos wählen: AKTION, IF und GOTO.
Sie können nun wählen, welches Teil sich in welche Richtung bewegen soll und wie lange diese Bewegung anzudauern hat.Sie können die Zeitdauer in zehntel “Sekunden” hinter dem Punkt angeben, zum Beispiel 3.2 “Sekunden”. Sie schließen die Kommandozeile mit einem ). Anschließend können Sie die Zeile dem Programm hinzufügen mit ZEILE HINZUFÜGEN.
Falls Sie AKTION wählen, erscheint folgender Bildschirm:
BEISPIEL Programmierung in einfachen Modus:
NEUE ZEILE AKTION ELLBOGEN ABWÄRTS 2 ) ZEILE HINZUFÜGEN
Diese Eingabefolge erzeugt folgende Programmzeile:1 AKTION, ELB(AB=2)Bei Ausführung dieses Programms (START anklicken!) wird der Ellbogen sich 2 Sekunden abwärts bewegen.Mit einer neuen Zeile fügen Sie eine weitere Kommandozeile in das Programm ein.
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IF - THEN - ELSE und GOTODer IF – THEN – ELSE Befehl verarbeitet immer Eingangssignale (der Sensoren).
Im Programmiermodus können Sie diese Eingangssignale der Sensoren von Ihrem Programm auswerten lassen. Die Eingangssignale können mit roten Schalterelementen auf der oberen Bildschirmleiste simuliert werden. Das ist zum Testen der Programme sehr hilfreich. Aktivieren Sie die kleine weiße Schaltfläche rechts oben neben den vier roten, rechteckigen Anzeigeflächen an. Dann erscheinen vier Schalter, mit denen Sie die Eingangssignale ein- oder ausschalten können.
Wir beginnen nun wieder mit einer neue Zeile, aber anstatt AKTION wählen wir diesmal den IF-Befehl:
Die Bildschirmdarstellung wechselt dabei in folgenden Modus. Dabei fallen uns die hinzugekommenen Sensorfl ächen 1 bis 4 auf. Diese Sensoren können dem Robotersystem Informationen über seineUmwelt geben – dabei könnte es sich z.B. um Lichtschranken handeln. Die Eingangssignale können jedoch zum Testen auch mit den Schaltern im Programm simuliert werden.
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Der Fortgeschrittene MODUS ist die Programmiermethode für diejenigen, die bereits Erfahrung mit der BASIC Programmierung haben. Sie können das Programm im Texteditor schreiben und ins Programmzeilenfeld kopieren. Selbstverständlich können Sie die Zeilen auch direkt mit ins Programmzeilenfeld eingeben.
FORTGESCHRITTENER MODUS:
Die befehle und Anweisungen sind in folgender Übersicht zusammengefasst:
1 IF (SSR1=EIN) THEN 22 AKTION, BS(RCHTS=5), SCH(HG=5), ELB(AUF=5), HG(RCHTS=5), GR(AUF=4)3 IF (SSR1=EIN) THEN 44 AKTION, BS(LNKS=5), SCH(AB=5), ELB(AB=5), HG(LNKS=5), GR(ZU=4)5 GOTO 1
Aktivität Type
AKTION KommandoIF THEN/ELSE EntscheidungGOTO Sprung
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Die Syntax der Anweisung AKTION lautet:
Die Syntax der IF - THEN - ELSE konstrukte lautet:
Die Syntax des Sprunganweisung GOTO lautet:
* Der Stern (*) in dieser Spalte steht für eine Ziffer 0 .. 9.** das ELSE (mit Zeilennr.) bei IF - THEN- ELSE kann weggelassen werden.
Aktivität,(Kürzel) Element Richtung Dauer *
AKTION, (AKTION) BASIS (BS) LNKS/RECHTS, (LNKS/RCHTS) -*.*, *.* AKTION, (AKTION) SCHULTER (SCH) AUF/AB, (AUF/AB) -*.*, *.* AKTION, (AKTION) ELLBOGEN (ELB) AUF/AB, (AUF/AB) -*.*, *.* AKTION, (AKTION) HANDGELENK (HG) LNKS/RCHTS, (LNKS/RCHTS) -*.*, *.*
AKTION, (AKTION) GREIFER (GR) AUF/ZU, (AUF,ZU) -*.*, *.*
Aktivität Zeilennr.*GOTO ****
Entscheidung Element (Kürzel) Feststellung Zeilennr.* Entscheidung ** Zeilennr.*
IF THEN SENSOR1, (SSR1) EIN/AUS **** ELSE ****IF THEN SENSOR2, (SSR2) EIN/AUS **** ELSE ****IF THEN SENSOR3, (SSR3) EIN/AUS **** ELSE ****IF THEN SENSOR4, (SSR4) EIN/AUS **** ELSE ****
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Innerhalb einer Programmzeile können Sie auch mehrere Aktionen/Abläufe zusammenfassen Beispiel:
1 AKTION, BS(RCHTS=5), ELB(AUF=2)2 AKTION, BS(LNKS=5), ELB(AB=2)3 AKTION, SCH(AUF=5), HG(LNKS=2)4 AKTION, GR(AUF=9)
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Eingänge Benutzen
6. Interaktion mit der Umwelt
Sie können den Roboterarm mit den geeigneten Sensoren mit seiner Umgebung interagieren lassen. (z.B. Lichtschranken, Druckschalter o.ä.)
Die Sensoren werden an den Controllereingang angeschlossen. Die Eingang des Controllers enthalt ein Optokoppler, die alle sensiblen Schaltungsteile schütz.
Die Optokoppler und damit auch die Eingang werd erst ab einem Spannungspegel von etwa 2 bis 5 Volt aktivi≠ert (logisch 1). Falls keine oder eine zu niedrige Spannung am Eingang anliegt, ist dieser Eingang nicht aktiv (0).
1 IF (SSR1=EIN) THEN 22 AKTION, BS(RCHTS=5), SCH(HG=5), ELB(AUF=5), HG(RCHTS=5), GR(AUF=4)3 IF (SSR1=EIN) THEN 44 AKTION, BS(LNKS=5), SCH(AB=5), ELB(AB=5), HG(LNKS=5), GR(ZU=4)5 GOTO 1
Beispiel: ROBOTERSYSTEM MIT SENSOREINGANG
Eingang
© 2004 AREXX - DIE NIEDERLANDEJAMA - TAIWAN
SAM-01Bauanleitung und Beschreibung
Serielle Input/Output Controller
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© Deutsche Übersetzung (Oktober 2004): AREXX Engineering (NL).© Deutsche Übersetzung (Oktober 2004): AREXX Engineering (NL).Diese Beschreibung ist urheberrechtlich geschützt. Der Inhalt darf ohne vorherige schriftliche Zustimmung des Urhebers auch nicht teilweise kopiert oder übernommen werden.
Hersteller und Vertreiber dieses Produktes haften nicht für eventuell entstandene Schäden jeglicher Art, die durch unsachgemäße Behandlung und Bedienung und/oder fehlerhaftem Aufbau durch Missachtung der Bauanleitung hervorgerufen worden sind.
Movit und Elekit sind eingetragene Warenzeichnen von EK Japan Co., Ltd.Windows sind eingetragene Warenzeichnen von Microsoft
Technische Unterstützung während der Konstruktion erhalten Sie bei:
www.arexx.com
© 2004 AREXX - Die Niederlande JAMA - TAIWAN
1. Produktbeschreibung 3 2. SAM-01 Bauanleitung 4 3. Beschreibung der Elektronik 84. SAM Funktionsbeschreibung 9 5. Software Installation 14 5.1. Universelles Kontrollprogramm 156. MOVIT Roboter Arm interface IK108 197. Roboter Arm und SAM 208. MRAI HOBBY 219. Roboter Arm Software 2210. Interaktion mit der Umwelt 32 Anhang 33 A. Modifikation Roboter Arm 34 B. IK108 Interface 36 C. Der Schaltplan IK108 Interface 37 D. Der Schaltplan von SAM-01 38 E. Teilliste 39
Inhaltsverzeichnis
Sofern Sie einen bereits fertig aufgebauten Controller haben, können Sie den ersten Teil bis Kapitel 2, Seite 8 überspringen!
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1. Produktbeschreibung
Warnung• Mit dem Öffnen der Plastikbeutel mit den Bauteilen erlischt das Rückgaberecht.• Lesen Sie vor dem Bauen zuerst die Gebrauchsanleitung aufmerksam durch.• Seien Sie vorsichtig beim Benutzen der Werkzeuge.• Bauen Sie nicht im Beisein kleiner Kinder. Die Kinder könnten sich an den Werkzeugen verletzen oder kleine Komponenten und Teile verschlucken.
SAM ist ein Input/Output Controller mit serieller Schnittstelle, der über die mitgelieferte Windows Software von einem PC aus gesteuert werden kann. Es ist ebenfalls möglich, SAM direkt über ein beliebiges Terminal Programm wie z.B. Windows Hyper Terminal oder Linux Minicom zu steuern, da der Controller über einen sehr einfachen Befehlssatz verfügt.
SAM verfügt über 8 Relais mit Umschaltkontakten (3 Pol., C („Common“), NO („Normally Open“) und NC ( „Normally Closed“)) , 4 optisch isolierte Eingänge und 5 digitale I/Os. Die 5 I/Os können als Ein- oder Ausgänge konfi guriert werden.
SAM ist nicht auf eine bestimmte Aufgabe zugeschnitten, sondern kann Multifunktional eingesetzt werden.
SAM’s primäre Aufgabe ist es, mithilfe der PC Software auf Statusänderungen zu reagieren (sog. „Events“ , zu deutsch: „Ereignisse“). Dies könnten zum Beispiel Knöpfe und Schalter, Lichtschranken, etc. sein, aber z.B. auch die zahlreichen Timer, die die Software zur Verfügung stellt. (um Beispielsweise eine Lampe zu einer bestimmten Zeit, an einem bestimmten Tag für 2 Stunden anzuschalten…) Weiterhin ist es möglich die Ereignisse mit einfachen logischen Funktionen zu verknüpfen.
Die sekundäre Aufgabe von SAM ist die Kontrolle des MOVIT Roboter Arms. Hierzu muss das optional erhältliche Interface IK 108 an SAM angeschlossen werden. Die Software verfügt über eine spezielle Oberfl äche zum Steuern des Roboter Arms, mit der der Roboterarm entweder direkt, oder mit eigenen Basic Programmen gesteuert werden kann. Der Basic Dialekt verfügt über die üblichen IF/THEN/ELSE und GOTO Befehle, und natürlich kann man die optischen Sensoreingänge abfragen.
Neben ein paar Beispielprogrammen, ist auch ein Trainingsmodus verfügbar, der Sie Schritt für Schritt mit der Basic Programmierung vertraut macht.
SAM ist sowohl als Bausatz als auch als Fertiggerät verfügbar. Wenn Sie den bereits aufgebauten SAM gekauft haben sollten, können Sie Kapitel 2 (Bauanleitung) überspringen.
Technische Spezifi kation:Stromversorgung: 9 – 12V DC, ca. 500 mA
Dimensionen (LxBxH): 220x165x45 mm
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2. SAM-01 Bauanleitung
2.1.1 Zusammenbau
Bevor Sie mit dem Aufbau beginnen, sollten Sie noch anhand der Teileliste prüfen ob der Bausatz komplett ist.Der Aufdruck auf der Platine zeigt Ihnen wo alle Komponenten platziert werden müssen. Einige dieser Komponenten sind nicht in diesem Bausatz enthalten und bleiben unbestückt (s. Fig. 2.1) . Diese sind nur für spätere Erweiterungen dieses Bausatzes gedacht. Beachten Sie also zum Überprüfen nur die Teileliste und nicht den Aufdruck auf der Platine!
Wenn Sie sich anstelle des fertig aufgebauten Gerätes für den Bausatz des SAM entschieden haben, fi nden Sie in diesem Kapitel eine detaillierte Bauanleitung dazu. Dieser Bausatz ist nicht für absolute Einsteiger geeignet und erfordert etwas Erfahrung mit dem Aufbau von Elektronik Bausätzen. Sollten Sie kaum oder gar keine Erfahrung auf diesem Gebiet haben, empfehlen wir Ihnen diesen Bausatz mit der Hilfe einer erfahrenen Person aufzubauen!
Sofern Sie sich genau an die Instruktionen in dieser Bauanleitung halten, wird der Aufbau jedoch kaum große Probleme bereiten. Ein Hinweis gleich zu Beginn: Nutzen Sie immer geeignete Elektronik Werkzeuge wie einen Lötkolben mit Bleistiftspitze, 25 bis 35W und dazu 1mm Lötzinn.
Fig.2.1.SAM-01
ACHTUNG !Beachten Sie unbedingt die Polarität von einigen Komponenten wie Elektrolyt Kondensatoren, Dioden, LEDs und ICs! Die ICs dürfen Sie nicht sofort einbauen! Vorher müssen noch ein paar Funktionstests durchgeführt werden und nur wenn diese positiv verlaufen sind, können Sie die ICs einbauen!
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SAM besteht aus zwei Platinen: Auf der großen Hauptplatine befi nden sich alle wichtigen Komponenten wie z.B. der Mikroprozessor oder die Relais und auf der kleineren Platine sind die Bedienelemente wie LEDs und ein Reset Taster zu fi nden. Bei der Konstruktion von Elektronik Bausätzen ist es immer besser mit den niedrigsten Bauelementen zu beginnen. Außerdem sollten stets die passiven Bauelemente (Widerstände und Kondensatoren) vor den aktiven Bauelementen (Halbleiter wie Dioden und Transistoren) eingebaut werden. Die letzten zu verlötenden Bauteile sind Relais, Steckverbinder und der Spannungsregler mit dem Kühlkörper. Beim Zusammenbau können Sie sich an den Fotos in dieser Anleitung und am Platinenaufdruck orientieren.
(!) BITTE BEACHTEN: Die ICs werden erst nach dem ersten Test eingebaut! Vergessen Sie jedoch nicht vor dem Einbauen der Hauptplatine in das Gehäuse, die IC Sockel zu verlöten damit später die ICs noch eingebaut werden können!
Sobald Sie alle Komponenten korrekt verbaut haben, können Sie mit der Verkabelung beginnen. Bitte nutzen Sie hierbei genau die gleiche Farbsequenz wie in Fig.2.2. Die anderen Enden der Kabel werden in einem späteren Schritt verlötet.
Die Hauptplatine wird nun über ein Flachbandkabel mit der kleineren Platine verbunden. Da die Pinabstände des Kabels an einer Seite kleiner als diejenigen auf der Platine sind, müssen Sie zunächst nach drei bis vier Adern des Flachkabels einen kleinen Schnitt in den Verbindungen zwischen den Adern einfügen damit es trotzdem gut passt (s. Fig.2.3). (Achtung: Dabei nicht versehentlich die Drähte durchtrennen!)
Auf dem Boden des SAM Gehäuses fi nden Sie einige kleine, runde Plastik Abstandshalter für die Montage der Platine. Einer dieser Abstandshalter befi ndet sich genau an der Stelle wo sich später auch die DB9 Buchse für die serielle Schnittstelle befi nden wird und muss - z.B. mit einem Seitenschneider - entfernt werden.
ACHTUNG: Das Gehäuse ist NICHT symmetrisch aufgebaut! Eine Seite hat eine Erhöhung und die andere eine Vertiefung. Sie müssen den Abstandshalter auf der Seite mit der Erhöhung entfernen! (s. Fig. 2.4)
Fig. 2.2
Fig. 2.3
Erhöhung
Fig. 2.4
76
Nach dieser kleinen Modifi zierung des Gehäuses können Sie die Hauptplatine einbauen. Dazu werden insgesamt 4 Schrauben und Muttern, sowie zusätzlich 4 selbstschneidende Schrauben (Parker Schrauben) benutzt. Die Schrauben mit den Muttern haben eigentlich nur die Funktion von Abstandshaltern. Sie können diese Schrauben in Fig. 2.5 sehen: unten links, oben links, oben rechts und in der Mitte der Platine. Sie müssen hier einfach die Schrauben durch die Platine stecken und die Muttern von der anderen Seite festschrauben.Wenn Sie dies erledigt haben, schieben Sie die Rückwand des Gehäuses über die Klemmverbinder die Sie auf die Platine gelötet haben (X1, X3, X4). Nun können Sie alles im Gehäuse platzieren indem Sie die Rückwand vorsichtig in die dafür vorgesehenen Schlitze des Gehäuses schieben. Im letzten Schritt fi xieren Sie die Hauptplatine mit den vier Parker Schrauben über den Steckverbindern X3, X4. (s. Fig. 2.5)
Die Bohrungen für die Parker Schrauben sind auf der Platine mit einem P markiert.
Nun müssen Sie die kleine Platine mit 3 Schrauben an der Frontplatte des Gehäuses befestigen und vorne in die dafür vorgesehenen Schlitze stecken (s. Fig. 2.6).
Fig. 2.6
Fig. 2.5
P PP
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Jetzt fehlen nur noch der Stromanschluss und der Power Schalter. Montieren Sie die DC-Buchse an der Rückwand mit der mitgelieferten Mutter und löten Sie die beiden ersten Kabel von der Hauptplatine an die Kontakte an (Auf die korrekte Polarität achten! 1 = orange (+) mittlerer Pin der Buchse, 2 = weiß (-); s. Fig. 2.7).
Der Power Schalter wird an der Frontplatte montiert und anschließend mit 4 Kabeln von der Hauptplatine verbunden. Diese sind für den eigentlichen Schalter und die im Schalter befi ndliche LED. (s. Fig. 2.8)
Fig. 2.7
Fig. 2.8 2.1.2 Erster Test
Verbinden Sie nun das Netzteil mit der DC-Buchse von SAM (mittlerer Pin ist der Pluspol!). Wenn Sie nun den Schalter auf „ON“ stellen müsste die Lampe im Schalter leuchten!.
Tut Sie das nicht, trennen Sie die Verbindung zum Netzteil wieder und überprüfen folgende Dinge:
- Verbindung zur DC-Buchse (Polarität!)- Power Schalter- Verbindung zur Lampe im Power Schalter- Polarität der Dioden und Elkos- Lötstellen- Kurzschlüsse (z.B. im Flachbandkabel!)
Wenn Die Lampe und der Power Schalter ordnungsgemäß funktionieren, müssen Sie die Stromversorgung wieder trennen und anschließend alle ICs in die Sockel einsetzten. ACHTEN SIE SORGFÄLTIG AUF DIE POLARITÄT! SITZT EIN IC FALSCH ACHTEN SIE SORGFÄLTIG AUF DIE POLARITÄT! SITZT EIN IC FALSCH HERUM IM SOCKEL KANN ES BEIM ANLEGEN DER VERSORGUNGSSPANNUNG ANSONSTEN SOFORT ZERSTÖRT WERDEN!
2.2.2 Endmontage
Zuletzt müssen Sie noch das Oberteil des Gehäuses vorsichtig aufsetzten und einrasten Zuletzt müssen Sie noch das Oberteil des Gehäuses vorsichtig aufsetzten und einrasten lassen. Dann können Sie noch die 4 längeren Schrauben in die Verbindungen auf dem Boden des Gehäuses einsetzten. Dem Bausatz liegen 4 Gummifüße bei, die Sie direkt über diese Schrauben kleben können. Wir empfehlen Ihnen jedoch dies erst nachdem Sie alles getestet haben zu tun.
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Das Konzept dieses Bausatzes ist relativ einfach und geradlinig. Das Herzstück des Systems ist ein PIC16F870 (IC3) Mikrocontroller der Firma Microchip. Dieser Mikrocontroller wurde ausgewählt, da er genau über die benötigten Ressourcen (I/Os, Speicher und RS232 Interface) verfügt.
Der Chip wird mit dem SAM Bausatz natürlich vorprogrammiert geliefert.
Die Software im Chip dekodiert die über die serielle Schnittstelle gesendeten Befehle und schaltet dementsprechend die Relais an oder aus. Weiterhin kann der Zustand der 4 Optokoppler Eingänge, der 5 I/Os und der aktuelle Zustand aller Relais über die serielle Schnittstelle ausgelesen werden.
Der MAX232 (IC2) ist hierbei für die Pegelanpassung zwischen RS232 Schnittstelle (+12/-12) und dem Mikrocontroller (5V) zuständig.
Der ULN2803A (IC8) ist ein Darlington Transistor Array mit 8 Treiberstufen für die Relais. Diese sind notwendig da die I/Os des Mikrocontrollers selbst nicht genügend Strom für die Relais liefern könnten.
Die Optokoppler (IC4–7) sind für die galvanische Trennung der empfi ndlichen Elektronik von den Eingängen erforderlich. Somit könnte auch eine Überspannung an diesen Eingängen die Elektronik normalerweise nicht beschädigen. Höchstens die Optokoppler könnten dabei Schaden nehmen.
Die Software des PICs schaltet bei der ersten Aktivierung alle Relais aus. Nach einem unvorhergesehenen Stromausfall oder einem einfachen Reset wird SAM die Relais jedoch in ihren letzten Zustand zurückschalten. (Dieses Verhalten kann mit einem speziellen Befehl deaktiviert werden, s. Kapitel 4.3)
Sie können das System mit dem Reset Taster komplett zurücksetzten. (s. 4.2 „Hard Reset”)
3. Beschreibung der Elektronik Da SAM als universeller, Computer gesteuerter Relais/Optokoppler Controller entwickelt wurde, kann er in vielen verschiedenen Bereichen wie der Haus Automatisierung und Klimatechnik, der industriellen Automatisierungstechnik oder auch in Modelleinsenbahnen eingesetzt werden.
Wie Eingangs bereits erwähnt, ist es natürlich ebenfalls möglich den MOVIT Roboter Arm über das optionale IK 108 Interface und die mitgelieferte Software zu steuern.
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4. SAM Funktionsbeschreibung Alle Änderungen die der Benutzer an der Konfi guration von SAM vornimmt werden direkt im internen Speicher von SAM festgehalten und nach dem Aus- und Wiedereinschalten oder bei einem einfachen Reset automatisch wiederhergestellt.
4.1 Start Phase
SAMs Boot Phase dauert eine Sekunde. Währenddessen leuchtet die Daten LED kurz auf und anschließend ist SAM sofort Betriebsbereit. Beim ersten Start wird SAM eine standard Konfi guration laden und alle Relais bleiben ausgeschaltet.
4.2 (Hard) reset
Mit einem spitzen Gegenstand wie einem Kugelschreiber können Sie SAM mit dem Reset Taster an der Frontplatte zurücksetzten. Nach einem Reset wird die wird die Konfi guration von SAM nicht geändert und SAM startet komplett mit den letzten Einstellungen (also auch mit dem vorherigen Status der Relais).Mit einem sog. „Hard Reset“ kann SAM komplett zurückgesetzt werden und alle Einstellungen entsprechen danach wieder der standard Konfi guration (alle Relais aus, etc.). Einen Hard Reset führt man durch, indem man 3 mal während der Start Phase auf etc.). Einen Hard Reset führt man durch, indem man 3 mal während der Start Phase auf den Reset Taster drückt. Wenn der Hard Reset erfolgreich war, wird SAM noch einmal neu starten und die Daten LED wird wieder kurz aufl euchten.
4.3 SAM per Terminal kontrollieren
Mit einem Terminal Programm auf dem PC können Sie SAM direkt mit einfachen Text Kommandos steuern. Beispielsweise wird HyperTerminal mit Microsoft Windows (95 oder höher) mitgeliefert, und ist für diese Aufgabe geeignet.Bevor Sie mit dem Terminal Programm Ihrer Wahl mit SAM kommunizieren können, müssen Sie einige Einstellungen wie Name der Verbindung, Comport und Einstellungen müssen Sie einige Einstellungen wie Name der Verbindung, Comport und Einstellungen des Comports vornehmen. Die Einstellungen für SAM lauten wie folgt:
- Baudrate: 57600 Baud, es sind auch andere Geschwindigkeiten möglich. (s. Kapitel „Serielles Interface“)
- Datenbits: 8- Stopbit: 1- Parity: None- Fluss Kontrolle (Flow Control): None- Anschluss: COM X, X ist eine Nummer und abhängig davon an welchem
Comport SAM angeschlossen ist.
Wenn Sie auf dem Bildschirm Ihres Terminal Programms [ENTER] drücken, werden Sie das Zeichen „#“ sehen. Das bedeutet dass die Kommunikation mit SAM funktioniert. Sollten Sie dieses Zeichen nicht sehen und die Baudrate nicht mehr dem Standard entsprechen oder Sie sich darüber nicht sicher sein, müssen Sie SAM mit einem Hard Reset zurücksetzten (s. Kapitel 4.2).Reset zurücksetzten (s. Kapitel 4.2).
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Vergessen Sie nicht die Baudrate im Terminal Programm auf 57K6 Baud einzustellen! Wenn es dann noch immer nicht funktioniert müssen Sie Ihren Aufbau wie in Kapitel 2.1.2 nochmals überprüfen!Aufbau wie in Kapitel 2.1.2 nochmals überprüfen!
4.3.1 Konfi guration der seriellen Schnittstelle
Die Standarteinstellung von SAMs serieller Schnittstelle ist 57K6 Baud. Es ist jedoch möglich dies über ein einfaches Kommando zu verändern:
Px – setzt die Baudrate auf einen vordefi nierten Wert, x = 1…7 (s. Tabelle)
x Baudrate1 24002 48003 96004 19k65 38k46 57k67 115k2
WICHTIGER HINWEIS:Vergessen Sie nicht, die Baudrate auch in Ihrem Terminal Programm zu ändern! Sonst werden die Daten nicht korrekt empfangen. Mit einem Hard Reset können Sie die ursprüngliche Baudrate wiederherstellen!
4.3.2 Steuern der RelaisNx – aktiviert ein Relais (x = Nummer des Relais)
Beispiel, “N2” – aktiviert Relais 2 “N0” – aktiviert alle Relais
Fx – deaktiviert ein Relais (x = Nummer des Relais)Beispiel, “F2” – deaktiviert Relais 2
“F0” – deaktiviert alle RelaisTx – Umschalten eines Relais (x = Nummer des Relais)
Beispiel, “T2” – umschalten von Relais 2 “T0” – umschalten aller Relais
SI – Gibt den aktuellen Zustand aller Relais zurück. Beispiel des Rückgabewerts:
10000000 Nur Relais 8 ist aktiv
0 Kein Relais ist aktiv
110001 Relais 1, 5 und 6 sind aktiv
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Dx – Mit diesem Befehl können Sie die Relais mit zwei Buchstaben kontrollieren (x = Wert aus der ASCII Tabelle, dezimal 0 bis 255)
Das „x“ ist ein Buchstabe der durch ein Byte repräsentiert wird – ein Byte besteht aus 8 Bits. Jedes dieser Bits korrespondiert mit einem der 8 Relais von SAM. Das Bit mit der höchsten Wertigkeit („MSB“ – „Most Signifi cant Bit“) steht für Relais Nummer 8 und das mit der geringsten Wertigkeit („LSB“ – „Least Signifi cant Bit“) für Relais Nummer 1.
Mehr Informationen zum ASCII Zeichensatz fi nden Sie unterhttp://www.asciitable.com/ !http://www.asciitable.com/ !http://www.asciitable.com/
Beispiel:
Befehl Beschreibung R8..R1 (1 = an, 0 = aus)
De “e” steht dezimal für 101 was binär ‘1100101’ entspricht
‘01100101’
DE “E” steht dezimal für 69 was binär ‘1000101’ entspricht
‘01000101’
DA “A” steht dezimal für 65 was binär ‘1000001’ entspricht
‘01000001’
Nicht alle ASCII Zeichen sind direkt auf der Tastatur verfügbar, somit wäre es etwas kompliziert diesen Befehl mit einem Terminal Programm zu nutzen. Eigentlich könnte man diesen also nur mit eigenen Programmen sinnvoll einsetzten.
Es gibt jedoch die Möglichkeit, beliebige ASCII Codes direkt über die TastaturEinzugeben: Aktivieren Sie dazu den Ziffernblock ihrer Tastatur (die „Num Lock“ LED muss an sein), drücken und halten Sie [ALT] und geben Sie die Nummer eines ASCII Zeichens mit dem Ziffernblock ein, z.B. „65“. Wenn Sie dann [ALT] loslassen erscheint der Buchstabe „A“ in Ihrem Terminal Programm! Mit diesem kleinen Trick können Sie dann doch mehr Werte eingeben!
M0 - Alle Relais werden nach einem Reset ausgeschaltet bleiben.M1 - Alle Relais nehmen nach einem Reset den letzten Zustand vor dem
Reset an.
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4.3.3 Nutzung der Optischen Eingänge4.3.3 Nutzung der Optischen Eingänge
Den aktuellen Status der 4 optisch getrennten Eingänge können Sie mit folgendemBefehl auslesen:
SO – Gibt den aktuellen Zustand der 4 Eingänge zurück.
Beispiele des Rückgabewerts:
1000 Eingang 4 ist aktiv
0000 kein Eingang 4 ist aktiv
1111 Alle Eingänge sind aktiv
4.3.4 Nutzung der 5 digitalen I/Os
Neben den 4 Optisch getrennten Eingängen und den 8 Relais stehen noch 5 zusätzliche I/O Ports (=Input/Output Port) des Mikrocontrollers zur Verfügung.
Diese lassen sich einzeln als Ein- oder Ausgang konfi gurieren und sind auf der Hauptplatine über eine 7 polige Stiftleiste erreichbar. An der Stiftleiste liegen noch +5V und Masse. (s. Fig. 4.2.)
Anschlussbelegung von links nach rechts: Anschlussbelegung von links nach rechts: Masse (GND), I/O1, …, I/O5, +5V. Sie können Ihre eigenen Schaltungen mit diesem Anschluss Verbinden. Anschluss Verbinden.
Wir empfehlen Ihnen jedoch dies nur zu tun, wenn Sie schon Erfahrung mit Elektronik dieser art haben und sich der Gefahren bewusst sind. (Der Mikrocontroller könnte zerstört werden, wenn Sie zu hohe Spannungen anlegen, Kurzschlüsse verursachen etc.)
Um dem Mikrocontroller zu schützen sind bereits 1K Ohm Widerstände auf der Hauptplatine vorgesehen, die zwischen jedem der I/O Ports und den Anschlüssen der Stiftleiste platziert wurden.ACHTUNG!ACHTUNG!Ein Eingang eines Mikrocontrollers sollte niemals unbeschaltet bleiben! Ein freier Eingang kann sonst undefi nierbare Zustände einnehmen und wird NICHT immer wie es vielleicht zu erwarten wäre 0 zurückgeben! Verbinden Sie mindestens einen Pullup oder Pulldown Widerstand von ca. 10K Ohm nach +5V oder GND mit einem offenen Eingang! Oder belassen Sie unbenutzte Eingänge in Ihrer Standard Konfi guration als Ausgang! (Dann kann der Widerstand weggelassen werden!) „Offen“ ist ein Eingang Ausgang! (Dann kann der Widerstand weggelassen werden!) „Offen“ ist ein Eingang übrigens auch dann, wenn z.B. ein Taster an den Eingang angeschlossen ist! Auch in diesem Fall ist ein Pullup oder Pulldown Widerstand notwendig! (Je nachdem ob der Taster selbst mit GND oder Masse verbunden ist, muss der Widerstand mit dem jeweils anderen Pol verbunden werden!)
Fig. 4.2. Digitalen I/Os
Fig. 4.1. Eingänge
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4.3.4.1 Konfi guration der I/Os4.3.4.1 Konfi guration der I/Os
CExy – Konfi guration eines Ports als Eingang oder Ausgang (x = Nummer des Ports, y = 0 für Ausgang, y = 1 für Eingang)
Beispiel:
CE10, I/O1 wird als Ausgang konfi guriert. CE51, I/O5 wird als Eingang konfi guriert.
CE0 – Abfragen der aktuellen I/O Konfi gurationDer Binäre Rückgabewert repräsentiert die aktuelle I/O Konfi guration
Beispiel:
11001 Die I/Os 1,4 und 5 sind Eingänge, 2 und 3 sind Ausgänge (1 = input, 0 = output)
0 Alle I/Os sind Ausgänge
11111 Alle I/Os sind Eingänge
4.3.4.2 Kontrolle der I/O Ports
NEx – Aktiviert Ausgang Nummer “x“. Hinweis: Dies funktioniert nur, wenn I/O Port x auch als Ausgang defi niert wurde!
Beispiel:NE1, Aktiviert I/O Port Nummer 1.
FEx – Deaktiviert Ausgang Nummer “x”; Hinweis: Dies funktioniert nur, wenn I/O Port x auch als Ausgang defi niert wurde!
Beispiel:FE1, Deaktiviert I/O Port Nummer 1.
SE – Abfragen des aktuellen I/O Status Der Binäre Rückgabewert repräsentiert den aktuellen I/O Status
Beispiel:11001 Die I/O Ports 1,4 und 5 sind aktiv.
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5.1 Software Installation und Konfi guration
Vor Beginn der Installation ist es sinnvoll zuerst alle anderen aktiven Programme zu beenden.
Sollten Sie den CD-Autostart aktiviert haben, wird Ihr Standard Webbrowsermit dem CD Menü erscheinen sobald Sie die CD einlegen. Sollte dies nicht passieren können Sie das Menü auch mit demWindows Explorer starten. (<CD-ROM> - “start.htm“)
Sie können die Software Installation nun aus dem CD Menü ausführen oder - wenn Ihnen das lieber ist - auch direkt mit dem Windows Explorer.(Verzeichnis <CD-ROM> - “software\control\“, evtl. müssen Sie vorher alle Dateien aus diesem Verzeichnis in einen Ordner auf der Festplatte kopieren!)
Das Setup Programm wird nun die Software installieren – folgen Sie einfach den Anweisungen auf dem Bildschirm. Anschließend fi nden Sie eine Verknüpfung zu diesem Programm im Startmenü unter „Programme“ – „Interface“ (oder natürlich unter einem anderen Menüpunkt, sofern Sie dies im Setup angepasst haben).
Wenn Sie die Hardware nicht mit dem PC Verbunden haben, wird nachdem Start der Software eine Mitteilung erscheinen, die Sie einfach mit [OK]Bestätigen können.
Nun sollte das Hauptmenü erscheinen (s. Fig. 5.1)
Fig. 5.1. Hauptmenü
5. Software Installation
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Als erstes sollten Sie nun Ihre Sprache mit dem Drop Down Menü selektieren.
Wenn die Hardware angeschlossen ist und korrekt detektiert wurde, wird deren Status oben in der Titelleiste des Programms angezeigt. Dort müsste dann etwas wie „COM X - SAM“ zu sehen sein. Das „X“ steht dabei für den Comport an dem SAM angeschlossen ist. Sollten Sie die Hardware erst später mit dem PC verbinden (ACHTUNG: SCHALTEN SIE SAM IMMER AUS BEVOR SIE IHN MIT (ACHTUNG: SCHALTEN SIE SAM IMMER AUS BEVOR SIE IHN MIT (DEM PC VERBINDEN ODER DAVON TRENNEN! ANDERNFALLS KÖNNTEN PC UND SAM SCHADEN NEHMEN! Normalerweise ist dies kein Problem, aber ! Normalerweise ist dies kein Problem, aber !sicherheitshalber sollten Sie dies immer beachten!), können Sie diese auch ohne einen Neustart der Software detektieren lassen indem Sie auf den kleinen roten Punkt unten rechts im Hauptmenü klicken.
5.2 Universelles Kontrollprogramm
Die Funktion des „Steuergerät“ Programms ist es, auf Ereignisse zu reagieren und dementsprechend die Relais zu schalten.
Fig. 5.2 zeigt einen Screenshot dieses Software Moduls.
Fig. 5.2. SAM Kontroll Programm
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5.2.1 Ereignisse (Status Änderungen)Ereignisse (Status Änderungen)
Ereignisse sind Änderungen des Status von:1. 4 Sensor Eingängen (S1 bis S4)2. 11 Software-Schaltern (S5 bis S15)3. 8 Timern (T1 bis T8, einmalig/täglich/wöchentlich)4. 8 Relais (R1 bis R8 – diese können auch als Ereignis für andere Relais benutzt werden!)
5.2.2 Sensoren
SAMs 4 optische Eingänge (s. Fig. 5.3) werden in der Software direkt dargestellt (S1 bis S4).
Wenn eine Spannung von 2 bis 5V an den Eingängen anliegt, wird dies als logische 1 gewertet und von der Software farblich dargestellt (S1 bis S4 wechseln dann ihre Farbe von dunkelrot nach hellrot).
5.2.3 Software Schalter
Die Software enthält 11 zusätzliche Schalter (S5 bis S15), mit denen Sie z.B. manuell in eine vordefi nierte Ereignisbehandlung eingreifen können
Fig 5.3. Sensor Eingänge
Fig.5.4. Schalter
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5.2.4 Timer
Das Programm enthält 8 Timer. Sie können zwischen folgenden Timer-Arten wählen:
1) Einmalige AN/AUS Timer – diese schalten nur einmal zu einer bestimmten Uhrzeit an einem bestimmten Datum.
2) Wiederholende AN/AUS Timer – diese schalten beliebig oft, immer zu einer bestimmten Uhrzeit und optional nur an bestimmten Wochentagen.
Jeder der Timer lässt sich über die Checkbox am Ende der Timer Zeile aktivieren oder deaktivieren.
5.2.5 Relais
Die Software zeigt Ihnen auch den aktuellen Zustand der Relais über Symbole an. Ein solches Symbol sehen Sie auf dem Bild weiter unten.Unter dem Schaltersymbol sehen Sie 3 Rechtecke. Wenn Sie eines dieser Rechtecke anklicken wird das Relais an- oder abgeschaltet.
Beispiel: Ein Mausklick auf das
1) linke Rechteck aktiviert das Relais. 2) mittlere Rechteck schaltet das Relais um.3) rechte Rechteck deaktiviert das Relais.
5.2.6 Benutzen der Ereignisse
Um die Relais zu schalten, können Ereignisse benutzt werden. Wie und auf welche Ereignisse ein Relais reagieren soll, muss für jedes Relais einzeln eingestellt werden. Weiter unten fi nden Sie einige Beispiele dazu.
Die Einstellungen können für jedes Relais in einem eigenen Menü verändert werden (s. Fig. 5.6). Dieses Menü können sie durch einen einfachen Mausklick auf das jeweilige Relais Symbol aufrufen. Im Menü befi nden sich drei logische Gatter mit denen Sie die Ereignisse auf die ein Relais reagieren soll kombinieren können. Die beiden Eingangs-Gatter sind ein UND sowie ein ODER Gatter. Beide Gatter haben 4 Eingänge (an diese können Sie die Ereignisse koppeln) und einen Ausgang. Sind alle Eingänge des ODER Gatters Ereignisse koppeln) und einen Ausgang. Sind alle Eingänge des ODER Gatters logisch 1, ist auch der Ausgang logisch 1; sonst ist er 0.
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Das ODER Gatter funktioniert analog dazu: Hier genügt es wenn mindestenseiner der Eingänge logisch 1 ist, um auch den Ausgang auf logisch 1 zu schalten. Beide Blöcke werden durch das dritte Gatter, ein weiteres ODER Gatter kombiniert. Sind also alle Eingänge des UND Gatter logisch 1, odermindestens einer der Eingänge des ODER Gatters logisch 1, wird das zugehörige Relais angeschaltet.
Als Formel könnte man dies z.B. für Relais 1 folgendermaßen zusammenfassen: Als Formel könnte man dies z.B. für Relais 1 folgendermaßen zusammenfassen: R1 = (A * B * C * D) + (E + F + G + H) ; (die Rechenzeichen haben hier etwas andere Bedeutungen… ) Wobei „A“-„H“ die Eingänge der beiden UND und ODER Gatter von oben nach unten darstellen.
Beispiel 1: Wenn gilt: A= „1“ und B= „1“ und C-H = „0“ dann ist R1 = (1*1*0*0)+(0+0+0+0) = „0“; à also ist R1 ausgeschaltet!
Beispiel 2: Wenn gilt H= „1“ und A-G = „0“dann istR1 = (0*0*0*0)+(0+0+0+1) = „1“; à also ist R1 angeschaltet!
Das Relais reagiert nur auf die in diesem Menü eingestellten Ereignisse, wenn Sie die jeweilige Checkbox im Hauptmenü neben dem Relais aktivieren (s. Fig.5.5).Dann können Sie das Relais allerdings nicht mehr manuell kontrollieren! Das Relaisreagiert dann nur noch automatisch auf die voreingestellten Ereignisse!
5.2.3 Konfi guration speichern
Im Menü „Datei“ können Sie die aktuelle Konfi guration umbenennen und speichern. Natürlich können Sie auch die gespeicherten Konfi gurationen wieder laden! In diesem Menü können Sie das Kontrollprogramm auch verlassen, jedoch wird damit nicht die gesamte Applikation beendet! Sie kommen so nur zurück zum Hauptmenü und können das Programm dort beenden oder auch das Roboter Arm Interface starten!
Fig.5.6. Das Menü für Ereigniseinstellungen
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6. MOVIT Roboter Arm Interface (IK 108)Für SAM ist ein optionales Interface (IK 108) erhältlich, mit dem Sie den MOVIT Roboter Arm mit der PC Software steuern können.
Es ist sehr einfach das Interface mit SAM zu verbinden: Sie müssen es einfach hinten an SAMs Relais Ausgängen Festschrauben.
Das Interface ermöglicht es Ihnen ebenfalls den Roboter Arm mit einer externen Stromversorgung zu verbinden und diese anstelle der Batterien zu verwenden. Allerdings ist es dazu VORHER erforderlich den Roboter Arm etwas zu modifi zieren. Dies ist ebenfalls sehr einfach und im Anhang D beschrieben
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Verbinden Sie den 24-poligen Steckverbinder des IK 108 Interface mit den Schraubklemmen des SAM-01. Danach verbinden Sie den Roboterarm über das Flachbandkabel mit dem IK 108 Interface (Stecker J1), wie auf dem Foto dargestellt.
ACHTUNG: DAS INTERFACE HAT EINEN 4,7 V ÜBERSPANNUNGSSCHUTZ!
Falls Sie also eine symmetrische 5V Stromversorgung benutzten möchten, müssen Sie eine Diode (z.B. 1N4001) in Serie mit BEIDEN Stromversorgungen schalten! (+ und –5V).Die 0,7V Spannungsschwelle der Dioden reduziert die Betriebsspannung auf 4,3V, so dass der Überspannungsschutz nicht aktiviert wird.
Zum Abschluss können Sie noch eine externe Stromversorgung an das Interface anschließen. Dazu ist eine dreifache Stromversorgung ideal, d.h. +4,5 V, -4,5 V für den Roboterarm und 12 V für den SAM-01 Controller.
Der Roboterarm kann aber auch mit den Batterien im Batteriefach des Roboters arbeiten. In diesem Fall werden nur 12 V für den SAM-01
Controller als externe Stromversorgung benötigt!Controller als externe Stromversorgung benötigt!
Bei einer zweifachen 4,5 Volt Stromversorgung werden zwei Anschlüsse als gemeinsamer Masse-Anschluss verbunden (à also je einen Plus und einen Masse Anschluss miteinander verbinden – dies bildet dann die neue Masse; die beiden übrigen Anschlüsse sind + und – 4,5V !).
Diese Arbeitsweise setzt voraus, dass die Stromversorgungen galvanisch getrennt arbeiten.
SAM
RS232 KabelRS232 Kabelinterface
MOVIT Robot ArmMOVIT Robot Arm
Flachbandkabel
7. MOVIT Roboter Arm und SAM
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8. MRAI HOBBY Anstatt des SAM-01 mit dem IK 108 Interface, können Sie auch den MRAI Hobby Controller verwenden. Dies ist die „Low-Cost“ Alternative zu SAM+IK 108 die mit DERSELBEN Roboter Arm Software (MRAS) arbeitet!
Das Movit Robot Arm Interface HOBBY wird bereits komplett zusammengebaut geliefert.
Es handelt sich dabei um einen Stand-alone Controller der komplett mit Batterien betrieben wird. Ebenso wird der Roboter Arm bei diesem Controller mit Batterien versorgt und eine externe Stromversorgung ist nicht möglich! Ansonsten wird das MRAI Hobby genauso wie SAM+IK108 mit dem Roboter Arm und einem Computer verbunden.
Das MRAI HOBBY arbeitet mit derselben Software wie SAM (aber mit einem anderen [MRAS] Program!) (s. Kapitel 8)
MRAI
RS232 Kabel
Flachbandkabel
2322
9. Roboter Arm SoftwareDie Software kann mit folgenden Hardwarekomponenten zusammenarbeiten:
- SAM-01 Controller in Kombination mit dem IK 108 Interface.- MRAI Hobby Controller (mit MRAS Roboter Arm Program)- Keine (Demo Modus)
7.1 Programm-Modus
Das Programm Modul unterscheidet zwischen zwei Arbeitsmodi: Einem „direkten Kontroll Modus“ mit dem Sie den Roboter Arm direkt über die Buttons in der Software steuern können und einem Programmiermodus
(einfach oder fortgeschritten) mit dem Sie den Roboter Arm mit Text Kommandos ( BASIC ) programmieren können. Hier ist es für Einsteiger auch möglich die Kommandos mit Buttons einfach zu erzeugen.
Danach können Sie dann das Roboter Arm Programm Modul mit einemMausklick auf den entsprechenden Button starten.
Bitte starten Sie nun das Interface Programm (link im start menü) Und wählen Sie dann als erstes Ihre Sprache.
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Direkter Steuerungs-Modus
In diesem Modus können Sie den Robot Arm direkt mit den Steuerungs-Schaltfl ächen in der Software bedienen. Folgende Schaltfl ächen stehen Ihnen zur Verfügung:* BASIS* SCHULTER* ELLBOGEN* HANDGELENK* GREIFER
Ausgangsposition
Beim Programmstart werden alle Zähler auf Null gesetzt.Die Ausgangsposition des Roboters ist nun:• Basis in der Mittelposition im Bezug auf die Anschlagpositionen• Schulter in der höchsten Position• Ellbogen in der höchsten Position• Handgelenk in der Mittelposition im Bezug auf die Anschlagpositionen• Greifer geschlossen
Sie müssen den Roboterarm ggf. manuell in die Ausgangsposition fahren.
In diesem Modus können Sie die Arbeitsweise des Roboters einfach testen und komplexe Bewegungen ausprobieren, ehe Sie den Arm mit dem Basic Dialekt programmieren.
Die Schaltfl ächen zeigen Ihnen mit zwei kleinen Feldern farblich an, welche Bewegung Sie derzeitig ausführen.Sie steuern den Roboterarm mit der linken und der rechten Maustaste. Beachten Sie bitte, dass der Arm sich immer in die Pfeilrichtung bewegen sollte, die bei Betätigung einer Schaltfl äche in der Hintergrundgrafi k erscheint. Falls sich der Arm entgegengesetzt bewegt, ist die Polarität der Spannung falsch gewählt worden. Sie müssen in diesem Fall die positiven und negativen Anschlüsse der Motorantriebsspannung austauschen.
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Der Programmiermodus verfügt über zwei zwei Modi:* EINFACHER MODUS* FORTGESCHRITTENER MODUS
EINFACHDieser Modus ist eine bequeme Methode für Anfänger, die das Programmieren noch nicht beherrschen. In diesem Modus lernen Sie die elementare Kommandos richtig kennen. Die Programmzeilen werden nach einem festen Muster über vordefi nierte Buttons generiert, so dass Sie fehlerfrei programmieren können.
FORTGESCHRITTENIn diesem Modus editieren Sie Programmzeilen direkt. Entweder können Sie das Programm im internen Programmeditor erstellen oder per Copy&Paste ([Strg]+C, [Strg]+V) aus einen externen Texteditor einfügen.
Die Zähler zählen die Zeit, für die die Schaltfl ächen gedrückt werden. (Hinweis: Die Zähler zählen nicht in Sekunden).Beim Zählerstand Null befi ndet sich der Arm in der Ausgangsposition.
Sie können den Roboterarm folgendermaßen auf eine bestimmte Startposition einstellen:• Bringen Sie den Roboterarm mit den Steuerungs-Schaltfl ächen in die gewünschte Ausgangsposition.• Klicken Sie nun bitte auf die Schaltfl äche OFFSET• Nach der Bewegung des Roboterarms können Sie mit einem Klick auf ZURÜCK wieder in die Ausgangsposition zurück fahren.
1 AKTION, BS(RECHTS=5), ELB(AUF=2)2 AKTION, BS(LNKS=5), ELB(AB=2)3 AKTION, SCH(AUF=5), HG(LNKS=2)4 AKTION, GR(AUF=9)
PROGRAMMIERMODUS
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7.2 PROGRAMMIEREN:
Zuerst werden wir die wichtigsten Kommandos beschreiben:
ZEILENNUMMERAlle Kommandos beginnen mit einer Zeilennummer. Diese Nummern werden mit jeder neuen Zeile automatisch um 1 erhöht. Das spätere Einfügen von Zeilen ist möglich.
AKTIONDieses Kommando signalisiert den Anfang einer Bewegungsaufgabe für den Roboterarm. Danach folgt das zu bewegende Element (Ellbogen, Basis, Greifer etc.).
) Diese runde Klammer schließt die aktuelle Aufgabe, während „(“ die Aufgabe eröffnet. Das heißt: Aufgaben werden stets in runde Klammern „( ... )“ eingeschlossen.
IFIF bedeutet „Falls” oder „Wenn“. Auf den IF-Befehl folgt immer ein THEN-Befehl (THEN bedeutet „dann”).Dieser Befehl verwenden die Sensorsignale. Eine typische Programmzeile ist damit zum Beispiel folgendermaßen aufge≠baut:
IF (Sensor 1-4 ist ein oder aus) THEN … „Befehl“
Nach der IF-THEN – Struktur können Sie eine ELSE-Aufgabe folgen lassen. Das bedeutet, dass Ihr Programm mit der ELSE-Aufgabe weitermacht, falls die IF-Bedingung nicht erfüllt worden ist. ELSE bedeutet „andernfalls” oder „sonst“.
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DATEIProgramm auf Festplatte speichern Programm von Festplatte einlesenProgramm beenden und zum Hauptmenü zurückkehren.
Beispiel:1 IF (SSR1=AUS) THEN 2 ELSE 3
Diese Bedingung trifft zu, falls SSR1 (Sensor 1) nicht aktiv ist. In diesem Fall wird das Programm in Zeile 2 springen und andern-falls in Zeile 3.
Falls Sie die ELSE-Aufgabe weglassen und die Bedingung nicht zutrifft, wird das Programm solange in dieser Zeile stehen bleiben, bis sie erfüllt wird.
GOTOGOTO ... bedeutet „Springe zu Zeile ...”. Mit diesem Befehl springen Sie zum Anfang einer bestimmten Programmzeile.
Beispiel: GOTO 1 (Springe zu Zeile 1).
NEUE ZEILENeue Programmzeile schreiben
ZEILE LÖSCHENProgrammzeile entfernen
ZEILE HINZUFÜGENProgrammierzeile hinzufügen
START Programm starten
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EINFACHER MODUS:
In diesem Abschnitt beschreiben wir, wie Sie Programme im einfachen Modus Schreiben können.
Die Programmierung im einfachen Modus beginnt immer mit NEUE ZEILE. Nachdem Sie diese Schaltfläche gedrückt haben, können Sie aus folgenden Kommandos wählen: AKTION, IF und GOTO.
Sie können nun wählen, welches Teil sich in welche Richtung bewegen soll und wie lange diese Bewegung anzudauern hat.Sie können die Zeitdauer in zehntel “Sekunden” hinter dem Punkt angeben, zum Beispiel 3.2 “Sekunden”. Sie schließen die Kommandozeile mit einem ). Anschließend können Sie die Zeile dem Programm hinzufügen mit ZEILE HINZUFÜGEN.
Falls Sie AKTION wählen, erscheint folgender Bildschirm:
BEISPIEL Programmierung in einfachen Modus:
NEUE ZEILE AKTION ELLBOGEN ABWÄRTS 2 ) ZEILE HINZUFÜGEN
Diese Eingabefolge erzeugt folgende Programmzeile:1 AKTION, ELB(AB=2)Bei Ausführung dieses Programms (START anklicken!) wird der Ellbogen sich 2 Sekunden abwärts bewegen.Mit einer neuen Zeile fügen Sie eine weitere Kommandozeile in das Programm ein.
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IF - THEN - ELSE und GOTODer IF – THEN – ELSE Befehl verarbeitet immer Eingangssignale (der Sensoren).
Im Programmiermodus können Sie diese Eingangssignale der Sensoren von Ihrem Programm auswerten lassen. Die Eingangssignale können mit roten Schalterelementen auf der oberen Bildschirmleiste simuliert werden. Das ist zum Testen der Programme sehr hilfreich. Aktivieren Sie die kleine weiße Schaltfläche rechts oben neben den vier roten, rechteckigen Anzeigeflächen an. Dann erscheinen vier Schalter, mit denen Sie die Eingangssignale ein- oder ausschalten kön-nen.
Wir beginnen nun wieder mit einer neue Zeile, aber anstatt AKTION wählen wir diesmal den IF-Befehl:
Die Bildschirmdarstellung wechselt dabei in folgenden Modus. Dabei fallen uns die hinzugekommenen Sensorfl ächen 1 bis 4 auf. Diese Sensoren können dem Robotersystem Informationen über seineUmwelt geben – dabei könnte es sich z.B. um Lichtschranken handeln. Die Eingangssignale können jedoch zum Testen auch mit den Schaltern im Programm simuliert werden.
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Der Fortgeschrittene MODUS ist die Programmiermethode für diejenigen, die bereits Erfahrung mit der BASIC Programmierung haben. Sie können das Programm im Texteditor schreiben und ins Programmzeilenfeld kopieren. Selbstverständlich können Sie die Zeilen auch direkt mit ins Programmzeilenfeld eingeben.
FORTGESCHRITTENER MODUS:
Die befehle und Anweisungen sind in folgender Übersicht zusammengefasst:
1 IF (SSR1=EIN) THEN 22 AKTION, BS(RCHTS=5), SCH(HG=5), ELB(AUF=5), HG(RCHTS=5), GR(AUF=4)3 IF (SSR1=EIN) THEN 44 AKTION, BS(LNKS=5), SCH(AB=5), ELB(AB=5), HG(LNKS=5), GR(ZU=4)5 GOTO 1
Aktivität Type
AKTION KommandoIF THEN/ELSE EntscheidungGOTO Sprung
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Die Syntax der Anweisung AKTION lautet:
Die Syntax der IF - THEN - ELSE konstrukte lautet:
Die Syntax des Sprunganweisung GOTO lautet:
* Der Stern (*) in dieser Spalte steht für eine Ziffer 0 .. 9.** das ELSE (mit Zeilennr.) bei IF - THEN- ELSE kann weggelassen werden.
Aktivität,(Kürzel) Element Richtung Dauer *
AKTION, (AKTION) BASIS (BS) LNKS/RECHTS, (LNKS/RCHTS) -*.*, *.* AKTION, (AKTION) SCHULTER (SCH) AUF/AB, (AUF/AB) -*.*, *.* AKTION, (AKTION) ELLBOGEN (ELB) AUF/AB, (AUF/AB) -*.*, *.* AKTION, (AKTION) HANDGELENK (HG) LNKS/RCHTS, (LNKS/RCHTS) -*.*, *.*
AKTION, (AKTION) GREIFER (GR) AUF/ZU, (AUF,ZU) -*.*, *.*
Aktivität Zeilennr.*GOTO ****
Entscheidung Element (Kürzel) Feststellung Zeilennr.* Entscheidung ** Zeilennr.*
IF THEN SENSOR1, (SSR1) EIN/AUS **** ELSE ****IF THEN SENSOR2, (SSR2) EIN/AUS **** ELSE ****IF THEN SENSOR3, (SSR3) EIN/AUS **** ELSE ****IF THEN SENSOR4, (SSR4) EIN/AUS **** ELSE ****
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WICHTIG:
Da der Controller zur Ansteuerung der fünf Motoren des Roboterarms nur über acht Relais verfügt, haben wir einen Trick angewandt. Normalerweise würden wir 10 Relais zur Ansteuerung der fünf Motoren vorsehen und die Motoren mit 4,5 Volt positiv oder negativ versorgen (Alle Motoren verwenden einen gemeinsamen Masse-Pol).
Als Folge dieses Schaltungstricks können die Motoren sich nicht alle gleichzeitig drehen. Einige Relais steuern zwei Motoren gleichzeitig und diese Motoren können dann bei gleichzeitiger Ansteuerung sich auch nur in die gleiche Richtung bewegen.
Die Software stellt sicher, dass die Motoren in Konfliktsituationen nacheinander angesteuert werden.
Innerhalb einer Programmzeile können Sie auch mehrere Aktionen/Abläufe zusammenfassen Beispiel:
1 AKTION, BS(RCHTS=5), ELB(AUF=2)2 AKTION, BS(LNKS=5), ELB(AB=2)3 AKTION, SCH(AUF=5), HG(LNKS=2)4 AKTION, GR(AUF=9)
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Eingänge Benutzen
10. Interaktion mit der Umwelt
Sie können den Roboterarm mit den geeigneten Sensoren mit seiner Umgebung interagieren lassen. (z.B. Lichtschranken, Druckschalter o.ä.)
Die Sensoren werden an den Controllereingängen angeschlossen. Die Eingänge des Controllers enthalten Optokoppler, die alle sensiblen Schaltungsteile schützen.
Die Optokoppler und damit auch die Eingänge werden erst ab einem Spannungspegel von etwa 2 bis 5 Volt aktivi≠ert (logisch 1). Falls keine oder eine zu niedrige Spannung am Eingang anliegt, ist dieser Eingang nicht aktiv (0).
1 IF (SSR1=EIN) THEN 22 AKTION, BS(RCHTS=5), SCH(HG=5), ELB(AUF=5), HG(RCHTS=5), GR(AUF=4)3 IF (SSR1=EIN) THEN 44 AKTION, BS(LNKS=5), SCH(AB=5), ELB(AB=5), HG(LNKS=5), GR(ZU=4)5 GOTO 1
Beispiel: ROBOTERSYSTEM MIT SENSOREINGANG
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ANHANG
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WICHTIGE INFORMATION:
Der Roboterarm bezieht seine Energie in der Standardausführung aus 1,5 V Batterien. Über den Robot Arm Controller können Sie den Roboter jedoch auch mit einer externen Stromquelle speisen. Dazu werden zwei Stromversorgungen von maximal +4,5 beziehungsweise –4,5 V benötigt. Diese werden an der Interface Platine angeschlossen. Beide Stromversorgungen müssen allerdings galvanisch voneinander getrennt sein.
Wir empfehlen Ihnen, die externe Stromversorgung nur bei ausreichenden Elektronikkenntnissen zu verwenden.
Die beiden 4,5 V Spannungsversorgungen müssen ausreichend dimensioniertsein, d.h. sie sollten kurzschlussfest sein und etwa 3 Ampere liefern können.
Als 12 V Spannungsquelle für den Controller ist ein Standard Adapter für 500 mA geeignet.
Das Interface enthält einen Überspannungsschutz, der ab 4,7 V aktiviert wird. Sollte die Spannung diesen Pegel überschreiten, zündet eine Zenerdiode einen Thyristor. Dadurch wird die Stromversorgung kurzgeschlossen und brennt der Faden in der Schmelzsicherung durch.
Der Roboterarm kann auch mit den Batterien im Batteriefach des Roboters arbeiten. In diesem Fall wird nur die 12 V Versorgung für den Controller als externe Quelle benötigt!
Entfernen Sie bei Verwendung der externen 4,5 V Quellen die vier Batterien aus dem Roboterarm.
FALLS SIE DEN ROBOTER MIT BATTERIEN BETREIBEN, IST DIE BESCHRIEBENE MODIFIKATION NICHT ERFORDERLICH !!!
A. Modifikation des Roboter Arms
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Beschreibung Modifikation:
Bevor Sie die Hardware zusammenschalten, müssen Sie noch eine kleine Änderung am Robot Arm durchführen. Dabei gehen Sie bitte folgendermaßen vor:
Entfernen Sie den Batteriedeckel des Roboterarmes und schiebe die Verbindungsleiterplatte heraus. Sie sehen auf der Lötseite eine unter-brochene Leiterbahn, die in zwei Lötinseln endet.
Löten Sie bitte diese Lötinseln zusammen, sodass die Leiterbahnenden verbunden werden. Diese Leiterbahn verbindet den Masse-Anschluss der Motoren mit dem Steckverbinder.
MODIFIKATION:
1) Suchen Sie die unterbrochene Leiterbahn
2) Entfernen Sie die grüne Farbe von der Leiterbahn
3) Löten Sie die unterbrochene Leiterbahn wieder zusammen
Unterbrochene
Leiterbahn
Löten
36
Zum Controller SAM-01 wird noch ein Interface MRAI-PRO (KIT, wird auch als IK 108 bezeichnet) verwendet, womit der Roboter problemlos an den Controller angeschlossen werden kann. Außerdem kann der Roboterarm über dieses Interface einfach mit einer externen Stromquelle betrieben werden.
Das Interface enthält nur wenigen Bauteile und der Aufbau sollte normalerweise keine Probleme bereiten.
Widerstände 0,25 Watt; 5%4K7 R14K7 R2
Kondensatoren (Elkos):100 µF/10V C1100 µF/10V C2
Halbleiter:Zener Diode 3V9 D1Zener Diode 3V9 D2Thyristor X0403MF Q1Thyristor X0403MF Q2
VerschiedenesPlatineSicherungshalter F1,F2Sicherungen 400 mA F1,F28 pins PCB Stiftleiste J124 pins Stiftleiste J2
TEILELISTE:
B. Das IK108 Interface
+
+
36 37
100 µF/10V
100 µF/10V
-
-
+
0-4,5V+4,5V
- + - +
- 4,5V +4,5V 40
0mA
C. Der Schaltplan des IK108 Interface
+
39
X1
(Fem
ail)
16
1314
+ -+ -
5 4+-
1 3
8/10
/15
6
IC2
+-
5V
16 2
1314 5 4 13
IC3, PIC16F870 (DIP)
16
1211
1817
8 67 211 10 912
15 24 25 282721 2322 2719 20
+5V
R2
5V
Sta
nd
ard
cir
cuit
wit
h P
IC a
nd
MA
X23
2
Inp
ut
circ
uit
wit
h t
he
op
toco
up
lers
Q1
C15
C
16
C13
C14
C11 C12
13 12
9
11
IC8, ULN2803
16 1415 10
4 5 861 32 7
18 17
+12V
PIC
(28
)
PIC
(27
)
PIC
(26
)
PIC
(25
)
PIC
(24
)
PIC
(23
)
PIC
(21
)
PIC
(20
)
Ou
tpu
t ci
rcu
it w
ith
rel
ays
+5V
+5V
+5V
+5V
+5V
+5V
+5V
+5V
X4
LE
D's
PIC (21)
Rel
ay 8
D1
+ -C
1C
3/C
4+ -
C2
C5/
C6/
C7/
C8/
C9/
C10
+5V
R1
Po
wer
IC1,
780
5
Po
wer
su
pp
ly
LED
RE
L1
4561 32
X3
R3
PIC
(2)
+5V
4561 32
R4
PIC
(3)
+5V
4561 32
R5
PIC
(4)
+5V
4561 32
R6
PIC
(5)
+5V
4N25 4N25 4N25 4N25
1 2 5 63 4 7 8
123456789101112131415161718192021222324
RE
L2
R16
R17
R18
RE
L3R
EL4
RE
L5
R19
R20
R21
RE
L6R
EL7
R22
R23
RE
L8S
enso
r1S
enso
r2
R24
R25
R26
Sen
sor3
Sen
sor4
R27
R28
RS
232
Vdd
Vdd
Vdd
Vdd
Vdd
Vss
Vss
Vss
Vss
Vss
Vss
Vss
Vss
PIC (22)
PIC (23)
PIC (24)
PIC (25)
PIC (26)
PIC (27)
PIC (28)
PIC (2)
PIC (3)
PIC (4)
PIC (5)
PIC (6)
Vss
Vdd
IO1
IO2
IO3
IO4
IO5
PIC
(16
)
PIC
(13
)
PIC
(12
)
PIC
(11
)
PIC
(7)
IO c
on
nec
tor
on
bo
ard
IC4 IC5 IC6 IC7
D2
D3
D4
D5
R7
R8
R9
R10
Rel
ay 7 R
elay
6
Rel
ay 5
Rel
ay 4
Rel
ay 3
Rel
ay 2
Rel
ay 1
R15
R14
R13
R12
R11
D. Der Schaltplan von SAM-01
39
SAM-01
Widerstande
1KΩ - 0,25W, 5% R1, R11 bis R28 19
1KΩ - 0,5W, 5% R3 bis R6 4
10KΩ,5% R2, R7 bis R10 5
Keramische Kondensatoren
27pF C15, C16 2
100nF C3, C4, C5, C6, C8, C9, C10 7
10uF C1, C11 t/m C14 (polarität) 5
1000uF C2 (polarität) 1
Halbleiter
1N4004 D1 bis D5 5
4N25 IC4 bis IC7 (mit IC fassung) 4
PIC16F870 IC3 (mit IC fassung) 1
MAX232CPE IC2 (mit IC fassung) 1
ULN2803 IC8 (mit IC fassung) 1
UA7805C IC1 (mit Kühlkörper) 1
Verschiedenes
20MHz crystal Q1 1
DB9 Konnector X1 1
8 pins PCB Konnector 1x für X3, 3 x für X4 4
Terminal schroef connector, 3 weg Fast in X4 8
Terminal schroef connector, 2 weg Fast in X3 4
Relais, SRD-12VDC-SL-C K1 bis K8 8
Platine 1 Hauptplatine 1
Platine 2 für LEDs und reset schalter 1
Stiftleiste (Pohlzahl - 7) JP4 1
Montage
Parker Schrauben Für Hauptplatine 4
Schrauben Für kleine platine 3
Schrauben und mutern Abstandshaltern 4
Schraub und mutter Für Kühlkörper montage 1
D. SAM-01 Teilliste
40
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