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05.12.2018 von eb , - Aktuelle Bilder

Ein Früchtegarten fürs All (2)

Oder auch: Kleine Planänderung mit noch mehr Arbeit.

Klick macht alle Bilder größer
bild Der Witz ist ja, - je weniger Zeit man für das hat, was man gerne machen möchte, desto größer ist die Zeit, um die kleinere Zeit mit mehr Arbeit zu füllen. Zu kompliziert? Sei's drum - und keine Angst, an meinem grundlegendem Konzept zum Früchtegarten fürs All, hat sich bis auf den Umstand, dass ich mir die Fädelei spare und zu Weihnachten doch Platinen dafür schenke und dementsprechend natürlich auch die Schaltungen angleiche, - nichts verändert. Bezüglich der Motortreiber, (Holunder- und Johannisbeeren), sehe ich das mittlerweile wegen dem TMC260 leider doch für sinnvoll, - zumindest, wenn man auf der einfacher zu handbabenden sicheren Seite der Funktionalität bleiben will. Zusätzlich, haben sich privat auch noch Nachbauinteressenten aus der Sparte; Plug and Play, (und am besten lötest du es mir auch gleich), - angemeldet. Also werde ich das Ganze jetzt en Block mit Firmware, Update etc. usw. usf. behandeln. Will meinen, als Zusatz-CPU (Brombeere) zum Raspberry (Himbeere), wird gleich der Atmega324 genommen und zusammen mit Echtzeituhr, LCD-Anzeige, zwei seeriellen Schnittstellen und einer dritten die vom Raspbeery aus gesteuert wird, auf einem Board verpflanzt, welches man einfach huckepack auf den Raspberry aufstecken kann. Das im Bild vorhandene vorherig vorgesehene Brombeer-Board, wird anderweitig verwendet und alles bekommt stattdessen einen hübschen Anstrich von der elektronischen Stange, wie aus dem Laden. Das entfernt in den Schaltplänen auch gleich alle irritierenden Signale für andere Zwecke auf meinem bisherig verwendetem altem Zusatzboard, und sind nun zusätzlich frei für evtl. spätere Späße.Eine Erweiterungsmöglichkeit über eine eigene Steckerleiste, wird es deshalb auch haben. (Man weiß nie, was man später noch oben aufstecken will/kann/darf und ich selbst, hab ja auch noch die einrahmbare LCD-Anzeige im Blickwinkel.) Ebenso werden dabei die SPI-Signale vom Raspberry, mit seiner zweiten SPI-CS-Leitung, entsprechend für die 5Volt-Welt ausgelegt. Die Kommunikation zwischen Himbeere und Brombeere wird ebenfalls über SPI und drei Zusatzsignalen laufen, die alle komplett zwischen der 5- und 3.3Volt Welt gepuffert und abgesichert sind. Der im Anfangskonzept erwähnte 8Bit-Port wird nicht benötigt, da sich mit 1.9Mbit SPI-Kommunikation auf den kurzen Leitungen weder Leitungs- noch Timingprobleme für mein nötiges Handling innerhalb jedes der 2400 Interrupts pro Sekunde ergeben. Der Raspberry muss anfangs die gepufferte Kommunikation sogar erst mit einem Signal aus dem TRI-State frei schalten, - somit ist auch jede Unzulänglichkeit im Reset-Zustand, bzw. auch beim Aufpumpen des Atmegas über die SPI-Leitungen ausgeschaltet.

Geplant sind im Moment; 1 Platine Brombeere ca. 85 .. bis evtl. 100x56mm, mind. 2, wenn möglich 3 Platinen Motortreiber (Holunder Johannisbeere) ca. 30x70mm und 1 Platine ca. 30..40x100 für die bequeme externe Handtastatur (Fruchtlöffel). Alles vierlagig. Die Außenmaße, können noch schwer variieren und beruhen erst mal darauf, alles auf eine Europlatine zu bekommen, die man dann entsprechend selber auseinander sägen kann. Das hat den Vorteil, dass ich den Spaß für alle Platinen auf ca. 130 Euro reduzieren kann. Glücklicherweise, habe ich mir über die Jahre noch eine Non-Profit-Lizenz vom Eagle erhalten können, die Routing bis zur Eurokarte zulässt. Für die Freunde des Sparens von Platinenkosten, soll das aber jetzt nicht die Aussage beinhalten, dass fertige Platinen unbedingt sein müssen, bzw. man es nicht doch mit Lochrasterplatinen selbst fädeln kann. Für die Brombeere, spricht gar nichts dagegen, wenn man speziell die Clock- und SPI-Leitungen so kurz und sauber wie möglich hält. Bei den Motortreibern, muss man aber sehr überlegt vorgehen. Für die TQFP-44-Gehäuse vom TMC260, gibt es für wenige Cent entsprechende Lötadapter, die wiederum auch Möglichkeiten für Vorrichtungen einer gleichmäßigen Kühlung- wie auch vielleicht noch Metall-Abschirmungen bieten. Die Schlagworte sind hier, - so niederinduktiv und niederohmig, wie möglich. Ein unmittelbarer gemeinsamer GND-Pfad für die beiden Sense-Wiederstände, (die betreffs der Motoren gesondert kalkuliert werden müssen), sollte wegen Rückkopplungen dazwischen vermieden werden, während eine massive Grundfläche schon vorhanden sein sollte. Die Motorstromleitungen sollten so kurz wie möglich sein, was aber auf einiges andere auch zu trifft. Das beste ist, man schaut sich dazu erst mal die Beispiel-Layouts im Datenblatt an und liest sich die wichtigen Punkte dazu durch. Es gibt durchaus Möglichkeiten, ähnliches auch mit halbmechanischen Lösungen, z.B. auch mit zugeschnittenen Kupferfolien etc. zu lösen.

Für Interessierte, - vorab schon mal die Schaltpläne. Kleinere Änderungen, sind natürlich noch möglich, - besonders was die Fehler betrifft, die ich noch entdecken werde. Im Großen und Ganzen, wird es das aber werden. Die Platinen folgen, sobald vorhanden und ausgetestet. Dies wird aber wohl leider erst Anfang des neuen Jahres der Fall sein werden.

Brombeere
Keyboard in the dark.
Holunder u. Johannisbeere


P.S. Bezüglich meiner Bemerkungen im Grundkonzept, hat es sehr sensitive Debatten bezüglich hoher RS232-Geschwindigkeiten bei Verwendung von evtl. qualitativ schlechteren, aber dafür sehr flexiblen Leitungen gegeben. Ich sehe da keine Probleme. Das Anfangskonzept sah vor, dass pro 1/2400stel Interrupt ein Byte zu jedem Motortreiber gesendet und eines von jedem empfangen wird, was eine minimale Geschwindigkeit von 57,6 kBaud erfordern würde und auch bei schlechteren Leitungen keine Probleme bereiten dürfte. Genau genommen, wäre aber sogar noch die Option vorhanden, auf 38,4 kBaud herunter zu gehen. Sendet man jede 1/2400stel Sekunde ein Byte (was einfach durchs schnelle Beschreiben eines Registers automatisch parallel geschieht) und erwartet erst aber Mitte des nächsten 1/2400stel Int die Antwort, (ebenso schnelles Überprüfen und Auslesen eines Registers), was ja ein Drittel zumindest meines 24bit-Encoderwertes ist, so ist man damit auch bei Höchstgeschwindigkeit, immer noch ein Stückchen schneller wie neue Encodersignale überhaupt anfallen können. Bei 38.4kB geschieht das Senden eines Bytes ebenfalls noch weit innerhalb der 1/2400stel Sekund, ist also "in Time". Lediglich das vom Motortreiber erst nach dem Empfang zurück gesendete Byte, passt da nicht mehr rein, - aber ist bezüglich der Encodersignale doch immer noch "in Time", wenn es von der Brombere erst beim nächsten Int zum Raspberry geschickt wird. Somit wäre auf jeden Fall noch die Möglichkeit vorhanden, ohne Probleme auch noch mit wirklich schwer miserablen Leitungen zu hantieren, - wenn es denn nun unbedingt wirklich sein muss.


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