Sistema de Desarrollo GP_Bot Manual de Usuario
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1. 2 J12 a J15 Conectores de los motores vistos de frente entre par ntesis se indica a qu pin est conectada cada salida NOTA en algunas placas este conector tiene la solapa de polarizaci n en la parte inferior la distribuci n de pines es la misma que se muestra aqu MID Mil M2D M2l M3D M3I M4D MA PTC2 PTC1 PTC4 PTC3 PTA2 PTA1 PTA4 PTA3 J12 J13 J14 J15 Figura 19 Conectores de los Motores 3 5 Conexi n con la tarjeta GP_Bot La conexi n mec nica entre las dos tarjetas se realizar mediante separadores atornillados en cada un de los agujeros de cada esquina La conexi n el ctrica se realiza a trav s de los conectores J1 J2 y J3 de ambas tarjetas No es necesario conectar los tres s lo los que se utilicen Para ello se necesita un cable de cinta plana terminado con los conectores correspondientes Prestar atenci n a la colocaci n de dicho conector de forma que se unan los pines con id ntica numeraci n Recordar que la alimentaci n de los motores se puede tomar de la tarjeta GP_Bot o bien de una bater a externa Guillermo Glez de Rivera Fundamentos de Rob tica Aut noma ETS de Inform tica UAM Pg 17 18 Sistema de Desarrollo GP_Bot Manual de Usuario 4 Fotograf as del sistema 144 iiel f ss T ERRAN T g ETS IMF Oe UAM 00000000600l 4 alt e A Lor al rice gt m S aa ITAN i E AE uan Esara 2991 BS El HEAR AA i i 0 i o o LS SIB y AROS2. n GP_Bot_Ifaz 14 Figura 12 Esquema de la Fuente de Alimentaci n 14 Figura 13 Conexiones de los drivers de los motores sss 14 Figura 14 Conexiones de los sensores de infrarrojos ococococinnmmmmmmnmmrrrararanananananens 14 Figura 15 Distribuci n de Componentes GP_Bot_lIfaz Figura 16 Conector de Alimentaci n GP_Bot_lfWZ cooonnciinninnnonnmmmmmmrrrrrrrrrrnrrrrrrrnr rra rra Figura 17 Puertos de Entrada Salida GP_BoOt_lflZ coooconinicininnocnmmmmrrrrrrrrrrrrrnrrr arnes Figura 18 Conectores de sensores de infrarrojos Figura 19 Conectores de los MOTOT8S ococicicicionnnnnommmrceranenenacanana nana EEE EE E Guillermo Glez de Rivera Fundamentos de Rob tica Aut noma ETS de Inform tica UAM Pg 3 18 Sistema de Desarrollo GP_Bot Manual de Usuario Notas de las revisiones Revisi n Modificaciones Marzo de 2001 Se incluyeron algunos diagramas y m s explicaciones Abril de 2001 Correcci n algunos errores a adieron fotograf as Marzo de 2002 Se incluye la documentaci n de la nueva versi n de la placa GP_Bot v 1 1 Se muestran detalles del esquema el ctrico del sistema Guillermo Glez de Rivera Fundamentos de Rob tica Aut noma ETS de Inform tica UAM Pg 4 18 Sistema de Desarrollo GP_Bot Manual de Usuario Introducci n Este sistema de desarrollo surge de la necesidad de contar con un sistema flexible de prop sito general y de cierta potencia para el desarrollo de
3. sa UA mL J Ao ic Placa GP_Mon Conjunto conectado al PC Guillermo Glez de Rivera Fundamentos de Rob tica Aut noma ETS de Inform tica UAM Pg 18 18
4. GP_Bot Manual de Usuario 3 4 Distribuci n de se ales en los conectores externos La asignaci n de se ales de cada conector es la siguiente 2 J1 J2 y J3 Son id nticos a los de la tarjeta GP_Bot mostrados en la Figura 6 2 J4 Visto de frente el pin de la derecha es el positivo y el de la izquierda el negativo de la bater a auxiliar Negativo de la Positivo de la Bateria a Bateria Figura 16 Conector de Alimentaci n GP_Bot_lfaz 2 J7 Visto de frente NOTA en algunas placas este conector tiene la solapa de polarizaci n en la parte inferior la distribuci n de pines es la misma que se muestra aqu 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 PTA7 GND VCC PTCO PTE1 PTEO PTB7 PTB6 PTB5 PTB4 PTB3 PTB2 PTB1 PTBO J7 Figura 17 Puertos de Entrada Salida GP_Bot_lfaz 2 J8 a J11 Sensores de infrarrojos vistos de frente NOTA en algunas placas este conector tiene la solapa de polarizaci n en la parte inferior la distribuci n de pines es la misma que se muestra aqu Entrada i anal gica VCC a traves colector de R 220 Anodo Entrada GND digital C todo y colector emisor 4 3 2 1 43 2 1f A 2 1 43 2 1 PTBOPTC5 GND VccR PTB1PTC6 GND VccR PTB2PTA5 GND VccR PTB3PTA6 GND VccR J8 J9 J10 J11 Figura 18 Conectores de los sensores de infrarrojos Guillermo Glez de Rivera Fundamentos de Rob tica Aut noma ETS de Inform tica UAM Pg 16 18 Sistema de Desarrollo GP_Bot Manual de Usuario
5. Tarjeta GP_Bot_lfaz 3 1 Caracter sticas de la tarjeta Esta tarjeta ha sido dise ada para actuar como interface entre la tarjeta GP_Bot y ciertos tipos de actuadores como motores sensores de infrarrojos y pulsadores Tambi n dispone de una serie de pines de entrada salida que pueden ser utilizados a voluntad del dise ador Las caracter sticas principales son 2 Manejo de hasta 4 motores de corriente continua o dos motores paso a paso 2 Conexi n directa para 4 sensores de infrarrojos incluyendo su polarizaci n con posibilidad de lectura tanto anal gica como digital 2 8 entradas anal gicas que tambi n pueden ser entrada salidas digitales 2 4 se ales de entrada salida digital 2 Permite un sistema de alimentaci n de los motores diferente al de la l gica mayor potencia inmunidad al ruido etc 2 Fuente de alimentaci n regulada con filtro LC El tama o de esta tarjeta es id ntico al de la GP_Bot as como la colocaci n de los conectores que la unen a esta lo que permite crear un conjunto bastante peque o y compacto La conexi n se realiza uniendo los conectores J1 J2 y J3 de ambas tarjetas mediante cintas de cable plano y su conector correspondiente 3 2 Diagrama de bloques Fuente de Alimentaci n Driver de Motores Conectores s para los Conexi n L293D x 2 Motores con la Tarjeta GP_Bot Conectores para los Infrarrojos Driver Infrarrojos Entradas Entradas Salidas Anal gicas Digitales F
6. las pr cticas de la asignatura de Rob tica Aut noma impartida en la ETS de Inform tica de la Universidad Aut noma de Madrid Un buen sistema de desarrollo debe contar por un lado con los recursos suficientes para el control de los elementos b sicos que puede necesitar lo que denominar amos como un robot b sico tales como motores sensores de infrarrojos pulsadores etc Y por otro lado debe tener una gran potencia de c lculo as como gran cantidad de memoria para poder gestionar con xito toda clase de complicados algoritmos de inteligencia artificial creaci n de mapas de entorno etc Lo primero es sencillo de conseguir pero lo segundo no tanto se complica el dise o y se encarece bastante con lo que ser a dif cil dotar a cada puesto de laboratorio de un sistema completo La soluci n que se ha adoptado finalmente cumple el primer objetivo claramente como se ver a continuaci n con la utilizaci n de un moderno microcontrolador de Motorola con bastantes herramientas de apoyo y completa documentaci n Esto ser suficiente para la mayor a de las aplicaciones El problema de la necesidad de mayor potencia se ha solucionado incluyendo un m dulo de radio que permite una comunicaci n bidireccional con una estaci n base que podr ser un PC De esta forma toda la potencia necesaria la pondr el PC y se limitar a dar rdenes sencillas de movimiento y peticiones de lecturas del entorno al robot 1 Tarjeta GP_Bot
7. n del pin 20 en el conector DB25 del puerto serie DTR DTR Regulador Ycee UC de 5y WLED rojo Regulador Wec UC de 5y Tensi n de V entrada LED rojo Tensi n de entrada Versi n 1 0 Versi n 1 1 Figura 2 Control de la fuente de alimentaci n por la se al DTR Seg n los esquemas de la figura anterior en la versi n 1 0 el led puede no estar encendido aunque la placa est correctamente alimentada basta con que la se al DTR no est activa Esto puede inducir a error por lo que se ha corregido en la versi n 1 1 En esta versi n cuando la alimentaci n est conectada siempre luce el led verde Si adem s la se al DTR esta activa tambi n lucir el led rojo Ambos leds se han integrado en un led bicolor La iluminaci n de los led verde y rojo est bien en una primera fase de depuraci n pero es posible que en ciertas circunstancias interese reducir el consumo del sistema para lo cual se puede desconectar la iluminaci n de los leds Esto se consigue eliminando el puente JP4 versi n 1 1 Circuito de Reloj Oscilador t pico basado en un cristal de 9 8304 MHz lo que permite al microcontrolador generar las se ales internas necesarias para su correcto funcionamiento Acceso al Modo Monitor Permite la conexi n del Cable Monitor Incluye el hardware necesario para configurar la tarjeta como Clase l seg n las clasificaciones de acceso indicadas por los dise adores del software de
8. 1 1 Caracter sticas de la tarjeta La tarjeta GP_Bot es una tarjeta de desarrollo de prop sito general para el dise o e implementaci n de sistemas basados en microcontrolador Est basada en el microcontrolador de 8 bits MC68HC908GP32 de Motorola cuyas principales caracter sticas son Arquitectura de alto rendimiento M68HCO08 optimizada para compiladores C z Frecuencia interna del bus de hasta 8 MHz z s C digo de seguridad para la lectura y programaci n de la memoria FLASH z s Firmware para la programaci n desde PC on chip gz Sistemas de protecci n Watch Dog detecci n de baja tensi n de direccionamiento ilegal y de c digo ilegal todos con reset opcional gz Dise o de bajo consumo completamente est tico y varios modos de operaci n z 32 Kbytes de memoria FLASH programable en circuito gz 512 bytes de memoria RAM M dulo de interfaz serie as ncrono SPI gz M dulo de interfaz serie s ncrono SCI z Dos temporizadores de 2 canales de 16 bits TIM1 y TIM2 con captura de entrada seleccionable comparadores y capacidad de PWM en cada canal z 8 canales de 8 bits para conversi n AD por aproximaciones sucesivas Hasta 33 pines de entradas salidas de prop sito general z Puerto de 8 bits para manejo de teclado z s 16 modos de direccionamiento g Instrucciones optimizadas de multiplicaci n 8x8 y divisi n 16x8 gz Optimizaci n para aplicaciones de control Soporte eficiente del lengua
9. LAN UNIVERSIDAD AUTONOMA DE MADRID ETS de Inform tica Sistema de Desarrollo GP_Bot Manual de Usuario REVISI N 1 3 Marzo 2002 Sistema de Desarrollo GP_Bot Manual de Usuario Hoja en blanco Guillermo Glez de Rivera Fundamentos de Rob tica Aut noma ETS de Inform tica UAM Pg 2 18 Sistema de Desarrollo GP_Bot Manual de Usuario NDICE 1 LACA GP Bot a A a isa 5 1 1 Caracter sticas de la tarjeta soccoecscssssosooccscsesoososccccesssssesoccceesssosssscocesessssssoseee 5 1 2 Diagrama de bloques de la tarjeta ooooocoooononononononananananacanananacanananarorarororo coco cononono 6 1 3 Distribuci n de componentes en la tarjeta sosoosossesesssoscoesesesssoscosessesesssoseeese 9 1 4 Distribuci n de se ales en los conectores externoS sesesssesessseoesssoossssoosssssseee 10 1 5 Conexi n de la tarjeta al PC esesosososesosososssosososososososososssssososososssssososssssssossoo 11 2 Tarjeta GP_Mon y Cable Monitor ocoomooommmmsmmmmmmmmmm9mm 12 3 Tarjeta GP BA ES Aa 13 3 1 Caracter sticas de la tarjeta ooomomomomsmsmsmomononononononononononononononononononononononeneness 13 3 2 Diagrama de bloques occccccccncncnoncncnonononononononononononononononononononononecononoconeneneness 13 3 3 Distribuci n de componentes en la tarjeta ocoomommossmo 15 3 4 Distribuci n de se ales en los conectores externos sessssseoesssecessseoesssooesssss
10. PTD2 PTD4 PTD6 DTR PTC3 PTAO IRQ O GND J4 PUERTO D J8 MONITOR A Y IRQ PTEO V_BAT VCC PTCO PTC2 PTC4 PTC6 RESET PTE1 V_BAT GND GND PTC1 PTC3 PTC5 GND RxD TxD J3 PUERTOS C Y E PUERTO SERIE Figura 6 Conectores de Expansi n GP_Bot NOTA Los puertos A C y D disponen internamente de una resistencia de pull up programable bit a bit Seg n las especificaciones de entrada del modo monitor el pin PTA7 debe tener un nivel bajo por lo que se ha conectado una resistencia externa de pull down de 10K Por ello este pin no debe tener nunca activada la resistencia de pull up interna Igualmente d pin PTAO es utilizado por el programa monitor como entrada salida de datos por lo que se recomienda que se evite su uso como mucho se podr utilizar como salida para que no interfiera en la comunicaci n con el monitor Guillermo Glez de Rivera Fundamentos de Rob tica Aut noma ETS de Inform tica UAM Pg 10 18 Sistema de Desarrollo GP_Bot Manual de Usuario Al Puerto Al Puerto Serie de Serie del PC GP_Bot CONECTOR MOLEX 3 VIAS CONECTOR DB9 HEMBRA Figura 7 Cable para la conexi n serie entre GP_Bot y un PC NOTA este cable no es el utilizado para la programaci n y depurado 1 5 Conexi n de la tarjeta al PC El sistema de desarrollo est dise ado para que funcione de forma aut noma pero para la programaci n y depuraci n del c digo es necesario que se conecte a un PC entrando en el modo monitor del microco
11. asignatura http www uam es gdrivera robotica inicio htm Guillermo Glez de Rivera Fundamentos de Rob tica Aut noma ETS de Inform tica UAM Pg 8 18 Sistema de Desarrollo GP_Bot Manual de Usuario 1 3 Distribuci n de componentes en la tarjeta A continuaci n se muestra la distribuci n de componentes en la tarjeta GP_Bot resaltando los componentes m s importantes como son el microcontrolador los conectores de expansi n los jumpers de configuraci n el m dulo de radio y los pulsadores de Reset y Power On M crocontrulador MCODHCIDLGPI2 Versi n 1 0 Versi n 1 1 Figura 4 Distribuci n de Componentes GP_Bot En la tarjeta hay dos pulsadores etiquetados como RESET y POWER ON La funci n de cada uno se detalla a continuaci n RESET Pone a nivel bajo la entrada de Reset del microcontrolador produci ndose un reset externo Se actualizan ciertos registros y el programa almacenado se ejecuta a partir de una direcci n inicial conocida POWER ON Desconecta la alimentaci n del microcontrolador con lo que al liberarlo entra en una secuencia de inicializaci n determinada ejecutando ciertos procesos que sit an el microcontrolador en un estado inicial conocido entre otros determina si debe entrar en modo monitor o no Para m s detalle consultar el punto 19 4 Reset and System Initialization de la hoja de datos del microcontrolador En cuanto a la configuraci n de l
12. desarrollo Microcontrolador MC68HC908GP32 Descrito anteriormente El encapsulado empleado en este dise o es QFP quad flat pack de 44 pines La elecci n de este encapsulado viene Sistema de Desarrollo ICS de Pemicro Incluye ensamblador programador depurador y simulador Se puede descargar en http www pemicro com Guillermo Glez de Rivera Fundamentos de Rob tica Aut noma ETS de Inform tica UAM Pg 7 18 Sistema de Desarrollo GP_Bot Manual de Usuario motivada por dos factores en primer lugar es el m s peque o disponible Esto ha permitido que el tama o final de la tarjeta tenga unas reducidas dimensiones 70 x 65 mm En segundo lugar es el que m s pines tiene con lo que se aumenta el n mero de bits de entrada salida En otros encapsulados hay ciertos pines que no est n disponibles ver la hoja de datos del microcontrolador Puertos de Entrada Salida Acceso a todos los puertos de entrada salida del microcontrolador as como a ciertas se ales de control y a la tensi n de alimentaci n tanto regulada 5v como sin regular tensi n de entrada Puerto Serie RS 232 Conexi n serie normalizada basada en el popular driver MAX232 Las l neas que controlan la comunicaci n serie son PTEO y PTE1 Si se utiliza este puerto se deben insertar puentes en los jumpers de configuraci n etiquetados como JP1 y JP2 para la versi n 1 0 o bien colocar ambos en la posici n 1 2 para la versi n 1 1 En caso de no utilizarse n
13. es para la entrada de alimentaci n con id ntica funcionalidad uno es una clema permite la conexi n de cable mediante tornillos y otro es tipo jack La tensi n de entrada deber estar entre 7 voltios y 13 5 voltios para las placas de la versi n 1 0 pues la fuente dispone de un regulador interno de 5v que lo necesita Para la versi n 1 1 esta tensi n de entrada puede ser a partir de 5 5 voltios y se recomienda que como m ximo sea de 15 voltios Esta tensi n puede venir de una bater a o bien de un transformador conectado a la red La corriente que necesitar suministrar ser funci n de los dispositivos que se conecten pero se aconseja un m nimo de 250 mA Para que el microcontrolador entre en modo monitor debe producirse un arranque en fr o es decir la tensi n de alimentaci n debe bajar de 0 1 voltios La fuente de alimentaci n dispone de un mecanismo que permite ese arranque en fr o a trav s de la se al DTR del puerto serie del PC controlado por el software de desarrollo Si dicho software no soporta esa funci n o en el puerto serie no aparece la se al DTR es el caso de algunos port tiles el arranque en fr o se puede conseguir desconectando la alimentaci n o bien pulsando el bot n de Power Up cuando as lo solicite el sistema de desarrollo En este caso se debe desconectar esta se al del puerto serie en la versi n 1 1 Para ello bastar con quitar el puente JP3 En la versi n 1 0 se debe eliminar la conexi
14. essee 16 3 5 Conexi n con la tarjeta GP_Bot cooomoonoonoccccconnonananconcccnncnnncccncanocccccococonnaonocoos 17 4 Fotografias del sistema oossessssssseesseesseossoosssoessseesseessoossooessoessseesseesseosssoessseesseee 18 Tabla de Ilustraciones Figura 1 Diagrama de Bloques GP B la reia a REEE AAE AAE a rana Ea aE aS aaaea ea E 6 Figura 2 Control de la fuente de alimentaci n por la se al DTR oonnniininnnnnnnnnnnommmeeerrrrrrrrrrrrrrrrrrnrnrnos 7 Figura 3 Diagrama de conexiones para el puerto RS AB occccccccicocononiconononnnnnononnnnnnnon nn on on on nn rn on on nn on on on rn on ononnnnno 8 Figura 4 Distribuci n de Componentes GP_BOft ooocicnncncicinnconnnncnnnnoncncnnnoncnnncnon rn nn nn nn on nn nana on on on on on rn on on carr onononrnnno 9 Figura 5 Interpretaci n de los conectores GP_BOt ciocicicicococooionnnnnnninnnanininacananinanananananananananananananananaananananananns 10 Figura 6 Conectores de Expansi n GP_Bot K Figura 7 Cable para la conexi n serie entre GP_Bot y un PC sssssssessssssesssrssrsirsresressrrressessessessesresressesse 11 Figura 8 Diagrama de conexi n PC GP_Mon GP_Bot s sssensssssesnesssesessssessssesrssessrsesesseseeseserseseseesesesseseee 11 Figura 9 Cable Serie Clas tl ii 12 Figura 10 Diagrama de Bloques GP_Bot_lfaZ ocococicocacoonnnnonnnnnnnninininnnananinananananananananananananananananananananananananananns 13 Figura 11 Diagrama de Bloques Fuente de Alimentaci
15. gramas de desarrollo utilizan esta l nea para enviar esta se al de inicializaci n al micro PTC3 Determina la divisi n de frecuencia del reloj externo consultar la tabla 15 1 Monitor Mode Signal Requirements and Options de la hoja de datos del microcontrolador ON PTC3 0 Divide por 2 OFF PTC3 1 Divide por 4 posici n para la tarjeta GP_Bot La alimentaci n de la tarjeta se toma a trav s del cable que la une con la placa GP_Bot ste es un cable de cinta plana de 10 hilos Dispone de dos diodos LED el rojo indica que est conectada la alimentaci n y el verde que se est produciendo una transferencia de datos serie ATENCI N En las tarjetas Clase l el software puede generar un Power On es decir desconecta la alimentaci n del microcontrolador y la vuelve a conectar En el dise o realizado en la versi n 1 0 se puede cortar la alimentaci n de toda la tarjeta por lo que es posible que est correctamente conectada la bater a y no se encienda el LED siempre que est conectado el Cable Serie Clase Esto es debido a que en la se al DTR no est al nivel adecuado Cuando se ejecute el software ste lo pondr en el nivel que corresponda Al Puerto Serie del PC A la Tarjeta GP_Mon CONECTOR DB9 HEMBRA CONECTOR DB25 MACHO Figura 9 Cable Serie Clase Guillermo Glez de Rivera Fundamentos de Rob tica Aut noma ETS de Inform tica UAM Pg 12 18 Sistema de Desarrollo GP_Bot Manual de Usuario 3
16. igura 10 Diagrama de Bloques GP_Bot_lfaz Fuente de Alimentaci n Esta tarjeta dispone de una fuente de alimentaci n exclusivamente para alimentar a los drivers de motor los integrados L293D Est basada en el regulador lineal LM78xx donde xx es la tensi n de alimentaci n regulada que se quiere obtener La Figura 11 muestra un diagrama de bloques con indicaci n de dos jumpers que permiten su configuraci n Jumper J6 Selecciona la tensi n de entrada a la fuente 2 Pines 1 y 2 conectados seleccionada una fuente externa Se conectar al conector J4 2 Pines 2 y 3 conectados seleccionada la entrada de la bater a conectada a la tarjeta GP_Bot En este caso no se debe conectar nada en J4 Los motores se alimentar con la misma tensi n que entregue dicha bater a Guillermo Glez de Rivera Fundamentos de Rob tica Aut noma ETS de Inform tica UAM Pg 13 18 Sistema de Desarrollo GP_Bot Manual de Usuario Jumper J7 Selecciona tensi n regulada o no 2 Pines 1 y 2 conectados seleccionada tensi n regulada hay que insertar el regulador necesario de la familia 78xx 2 Pines 2 y 3 conectados seleccionada tensi n sin regular Tensi n sin V_Bat de la regular tarjeta GP_Bot Tensi n 2 VCC L293D regulada Filtro LC Regulador Tensi n Externa o 1 JumperJ6 JumperJ7 Figura 11 Diagrama de Bloques Fuente de Alimentaci n GP_Bot_lfaz V_Bat Placa GP_Bot ii Bobina J4 V_Exte
17. je C Guillermo Glez de Rivera Fundamentos de Rob tica Aut noma ETS de Inform tica UAM Pg 5 18 Sistema de Desarrollo GP_Bot Manual de Usuario Este microcontrolador dispone de un modo especial de trabajo denominado Modo Monitor a trav s del cual se puede acceder desde un PC a todos los recursos internos acceso a los registros a los contenidos de la memoria tanto ROM flash como RAM se puede programar la FLASH interna permite la ejecuci n pasa a paso del programa almacenado etc Actualmente hay dos versiones la 1 0 de enero de 2001y la 1 1 de enero de 2002 Si no se especifica nada se entender que lo explicado en el presente documento se refiere a ambas versiones Las caracter sticas de la tarjeta son z s Microcontrolador MC68HC908GP32 z s Acceso externo a todos los pines del microcontrolador lo que incluye Puerto A 8 bits de entrada salida digital u 8 bits para la conexi n de un teclado s Puerto B 8 bits de entrada salida digital u 8 canales al conversor Anal gico Digital s Puerto C 7 bits de entrada salida digital Puerto D 8 bits de entrada salida digital o acceso a temporizadores y puerto serie s ncrono Puerto E 2 bits de entrada salida digital o puerto serie as ncrono Se ales de reset y entrada de interrupci n z Pulsadores de Reset y Power On arranque en fr o z s Driver serie tipo RS 232 z s M dulo para transmisi n recepci n por radio en la banda de los 433 MHz gz Siste
18. ma de reloj con cristal de 9 8304 MHz z Fuente de alimentaci n regulada de 5v z Entrada de cable monitor para la conexi n desde PC con hardware compatible con Clase control de la alimentaci n a trav s de la se al DTR del puerto serie z s Driver serie tipo RS 485 full duplex opcional s lo en la versi n 1 1 Para entrar en el Modo Monitor se deben conectar ciertas l neas del microcontrolador a ciertos niveles tensi n seg n se especifica en la hoja de datos del microcontrolador lo que se consigue mediante el uso del denominado Cable Monitor que incluye un circuito de adaptaci n de se ales y cuyo uso ser explicado m s adelante 1 2 Diagrama de bloques de la tarjeta Fuente de Circuito de Reloj Alimentaci n 9 8304 MHz Puertos de Acceso Modo Entrada Salida Monitor MC68HC908GP32 Puerto Serie RS 232 WN RS 485 v 1 1 Figura 1 Diagrama de Bloques GP_Bot Guillermo Glez de Rivera Fundamentos de Rob tica Aut noma ETS de Inform tica UAM Pg 6 18 Sistema de Desarrollo GP_Bot Manual de Usuario Como se puede observar en el diagrama de bloques anterior el sistema de desarrollo contiene lo m nimo indispensable para que el microcontrolador pueda funcionar pues se trata de un dise o de prop sito general B sicamente se trata del microcontrolador con todos sus puertos al exterior y sistemas de comunicaci n para su conexi n con otros equipos Fuente de Alimentaci n El sistema dispone de dos conector
19. ntrolador Esta conexi n se realiza a trav s del puerto serie del PC y es necesario una tarjeta de adaptaci n y conversi n de se ales denominada GP_Mon dise ada y desarrollada tambi n en la ETS de Inform tica El diagrama de conexi n se muestra a continuaci n Puerto Serie Conector SubD 9 pines Tarjeta GR Bot Conector SubD 25 pines Cinta plana 10 hilos Figura 8 Diagrama de conexi n PC GP_Mon GP_Bot Guillermo Glez de Rivera Fundamentos de Rob tica Aut noma ETS de Inform tica UAM Pg 11 18 Sistema de Desarrollo GP_Bot Manual de Usuario 2 Tarjeta GP_Mon y Cable Monitor El Cable Monitor permite la conexi n del PC con la tarjeta de desarrollo GP_Bot como un perif rico de Clase con control del Power On a trav s de la l nea DTR del puerto serie Est compuesto de los siguientes elementos Cable Serie Cable de 5 hilos que une el PC con el circuito de adaptaci n de niveles GP_Mon En el lado del PC tiene un conector tipo SubD hembra de 9 pines y en el otro lado un SubD macho de 25 pines El esquema de montaje se muestra en la Figura 9 Tarjeta GP_Mon Contiene los circuitos necesarios para la adaptaci n de niveles del puerto serie as como para forzar la entrada del microcontrolador en modo monitor Tiene dos microinterruptores nombrados como RTS y PTC3 cuyo uso es RTS Cuando est en ON conecta la l nea RTS del puerto serie con b entrada de Reset del microcontrolador Algunos pro
20. o se conectar n con lo que el driver no consume nada Hay que tener precauci n con estas l neas pues en cualquier caso siguen presentes en el bus de expansi n Puerto serie RS 485 s lo en la versi n 1 1 En esta caso se cambia el driver anterior RS 232 por otro que maneja las se ales el ctricas de este protocolo Para utilizarlo hay que soldar el Cl MAX3081 o equivalente en U6 y colocar los jumpers JP1 y JP2 en la posici n 23 Se utilizar el conector J15 que tambi n se deber soldar PTEO X Z PTEI A Driver RS 485 J15 Figura 3 Diagrama de conexiones para el puerto RS 485 M dulo de Radio Circuito h brido para transmisi n y recepci n de datos digitales con antena nica Permite una comunicaci n half duplex Utiliza el rango de frecuencia para radiomandos y radiocontrol de 433 92 MHz La antena est formada por un hilo de cable conductor de 17 cm aproximadamente lo que proporciona un alcance de unos 200m sin obst culos Utiliza los pines PTD4 y PTD5 del microcontrolador En caso de utilizar este m dulo conviene desconectar estos pines del conector de expansi n lo que se consigue extrayendo los contactos ente los pines 2 y 3 4 del jumper J5 de forma que no haya posibles interferencias provenientes del exterior 2 MC68HC908GP32 HCMOS Microcontroller Unit Technical Data Hoja de datos del microcontrolador disponible en la web de Motorola http www mot sps com Existe una copia en la p gina web de la
21. os jumpers su funci n de describi en los apartados Puerto Serie RS 232 puerto serie RS 485 y M dulo de Radio del punto anterior El conector J7 es el utilizado para la comunicaci n serie RS 232 El cable necesario se describe en la Figura 7 El conector J15 se usa para la comunicaci n serie a trav s del protocolo RS 485 Guillermo Glez de Rivera Fundamentos de Rob tica Aut noma ETS de Inform tica UAM Pg 9 18 Sistema de Desarrollo GP_Bot Manual de Usuario 1 4 Distribuci n de se ales en los conectores externos La figura 3a muestra la forma en la que se distribuyen los pines en los conectores J1 a J4 y J8 que son tiras de pines paralelas en los que se insertar un conector para cinta plana de 10 o 16 hilos seg n corresponda Las figuras 3b y 3c muestran los conectores J10 y J9 respectivamente que se utilizan para la entrada de alimentaci n Positivo de la Bateria odel Transformador 9m mam 53m 10E gm Mm 4 E2 E NUMERACI N DEL CONECTOR Negativo de la Bateria o del Transformador a b J10 c J9 Figura 5 Interpretaci n de los conectores GP_Bot La distribuci n de se ales en los pines de los conectores de expansi n vistos de frente son los mostrados a continuaci n El conector del puerto serie est visto desde arriba PTA1 PTA3 PTA5 PTA7 VCC PTB1 PTB3 PTB5 PTB7 PTAO PTA2 PTA4 PTAG6 GND PTBO PTB2 PTB4 PTB6 J1 PUERTO A J2 PUERTO B PTD1 PTD3 PTD5 PTD7 RESET PTC1 PTCO IRQ VCC PTDO
22. rna Figura 12 Esquema de la Fuente de Alimentaci n Driver de Motores Este bloque est formado por dos integrados del tipo L293D con los diodos de protecci n integrados J12 1Y 2y Motor 1 3Y 4Y J14 iY 2y Motor 3 3Y 313 4Y J15 1 Motor 2 1 Motor 4 E 12E Lo 12E VCC 12 3 4E VCC2 34E voca 20 L293 L293D L293D Figura 13 Conexiones de los drivers de los motores Driver Infrarrojos Dise ado para conectar los sensores CNY70 o cualquier otro equivalente Incluye las resistencias de excitaci n de los emisores de infrarrojos y las de pull up internas al microcontrolador Cada sensor se puede leer desde un puerto digital o desde uno anal gico 5v 5v 5v 5v 5v 5v 5v 5v R de Pull Up interna al micro 220R R de Pull Up R de Pull Up interna al micro 220R R de Pull Up interna al micro 220R interna al micro 220R J8 pin3 J9 pin3 J10 pin3 BoA PTC5 a PTC6 T PTAS S PTAG PTBO PTB1 PTB2 PTB3 CNY70 CNY70 CNY70 CNY70 Conectar en J8 Conectar en J9 Conectar en J10 Conectar en J11 Figura 14 Conexiones de los sensores de infrarrojos Guillermo Glez de Rivera Fundamentos de Rob tica Aut noma ETS de Inform tica UAM Pg 14 18 Sistema de Desarrollo GP_Bot Manual de Usuario Entradas anal gicas Conectados directamente al puerto B del microcontrolador permite la entrada de 8 canales anal gicos En caso de usar estas entradas se puede conectar el array de resis
23. tencias marcado como R1 con un valor de 10K Conexi n con la tarjeta GP_Bot Conectores de iguales caracter sticas y posicionado que en la tarjeta GP_Bot que permiten el intercambio de se ales entre ambas Conectan los puertos A B C y E y las tensiones de alimentaci n Vcc 5v y la tensi n de la bater a PUERTO B EII PUERTO A Figura 15 Distribuci n de Componentes GP_Bot_lfaz 3 3 Distribuci n de componentes en la tarjeta En la Figura 15 se muestra la distribuci n de los componentes de la tarjeta GP_Bot_lfaz Cabe destacar la funci n y la posici n de los conectores J1 J2 y J3 Conexi n con la tarjeta GP_Bot gz J4 Entrada de tensi n auxiliar para los motores s J5 y J6 Jumpers de configuraci n de la fuente de alimentaci n explicados anteriormente J7 Puertos de entrada salida del microcontrolador ze J8 a J11 Conexi n con los sensores de infrarrojos CNY7O o cualquier otro equivalente z s J12 a J15 Conexi n de los motores El lugar que ocupa el regulador opcional de la fuente est marcado como U1 S lo se conectar si se desea una tensi n regulada para los motores El regulador ser del tipo 78xx o equivalente El array de resistencias de pull up del puerto B est etiquetado como R1 S lo se conectar si se usa el puerto como entrada anal gica o digital Guillermo Glez de Rivera Fundamentos de Rob tica Aut noma ETS de Inform tica UAM Pg 15 18 Sistema de Desarrollo
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