Austausch der Stromversorgungs-Buchsen, Verkabelung der PC-Stromversorgung

Heute wurden die Buchsen für die externe Stromversorgung bzw. zum Laden der Akkus gegen "Sicherheitsbuchsen" ausgetauscht. In die vorigen "normalen" Buchsen passten die Sicherheitsstecker leider nicht rein (nicht tief genug).  Das ist das Ergebnis:

 

 

Nun galt es noch die Kabel für die Stromversorgung für den fit-PC 2 zu verlegen. Bei der Gelegenheit wurden auch die Sicherungshalter neu beschriftet, den der PC bekam natürlich einen eigenen Stromkreis mit Sicherung:

 

 

Auch das zentrale Panel wurde von der Unterseite beschriftet, damit auch alles an den richtigen Platz gesteckt wird, wenn man es mal ummontiert o.ä.

 

Jetzt nur nichts vertauschen…

 

…und alles läuft (wider Erwarten einmal) auf Anhieb:

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Fertigstellung des Schaltreglers 24 auf 12 V

Nach schier endlosem Experimentieren mit dem Schaltregler LM2577-ADJ, wurde nun doch der Einfachheit halber auf den LM2576-T12 zurück gegriffen:

Erste Tests verliefen erfolgreich:

Uns es reichen tatsächlich ganze fünf Bauteile aus:

Ausserdem geht ja bekanntermaßen nichts über einen aufgeräumten, übersichtlichen Testaufbau… ;-)

Fertig aufgebaut (gelötet) sieht das Ganze dann so aus:


Die dicke Drosselspule wurde in diesem endgültigen Aufbau noch gegen eine elegantere, kompakte Version ausgetauscht.
Die seltsame, scheinbar verschwenderische Aufteilung auf der Platine rührt daher, dass am montierten Ort noch ausreichend Platz nötig ist, um den PC einzuschalten und ggf. mal eine SD-Speicherkarte einzusetzen:

Den Schaltplan dazu gibt es übrigens (als ersten) in der neuen Schaltplan und Layout-Sektion links im Hauptmenü; auch als Download im Target 3001! Format.

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Separierung der 24 V-Stromversorgung für den fit-PC 2

Zum jetzigen Zeitpunkt wurden die 24 V der Akkus nur zu den Laserscannern geschaltet. Da der fit-PC 2 aber möglichst auch ohne Einschalten der Laserscanner separat über das zentrale Schaltpanel mit Energie versorgt werden können sollte, wurde dieses als nächstes umgebaut. Als erstes das Panel gelöst…

…alle (neu beschrifteten) Stecker gelöst…

…und nach Einbau der 24 V-LED (gelb) und des neuen Schalters schon mal geprüft, ob alles noch passt:

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fit-PC 2 eingebaut

Mittlerweile wurde der fit-PC 2 im Roboter verbaut. Wie immer die Fotos der Reihe nach:

   

 

Er wurde an die gleiche Stelle verbaut, an der zuvor die NSLU saß:


 

Nun das ganze mit Strom versorgt und über ein externes CD-Laufwerk (USB) mein Betriebssystem der Wahl installiert: Debian

 

Das Messgerät zeigt übrigens den aktuellen Stromverbrauch (in mA bei 12 V) an; erst beim Booten (hohe Plattenaktivität), dann in der GUI. Hier noch einmal der Stromverbauch, ohne Bildschirm und dann noch mit angeschlossener USB-Webcam:

 

 

Debian wurde übrigens im Gegensatz zur Empfehlung des Distributors auch deshalb gewählt, da hier sämtliche Hardware erkannt wurde. Das Ubuntu wollte leider beim Partitionieren die verbaute 2,5"-Festplatte nicht erkennen. Die GUI wurde übrigens mit installiert, da hier im Autostart (nach Autologon) der Network-Manager sebstständig eine Verbindung ins Netzwerk herstellt – über WLAN oder LAN, je nach dem was gerade verfügbar ist; auch mit fester IP.

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Schaltpläne und Layouts

An dieser Stelle werden nach und nach die Schaltpläne veröffentlicht. Los geht’s mit dem Teil des Spannungswanders, der die 24 V der beiden Akkus, welche in erster Linie die beiden Laserscanner mit Energie versorgen auf 12 V runterwandelt.  Genutzt wurde hierzu der Schaltregler LM2576-T12. Die 12 V werden übrigens benötigt, um den fit-PC 2 mit Strom zu versorgen. Seine Stromversorgung sollte unabhängig von der der Motoren sein, weil stabiler. Und mit nur einer Hand von Bauteilen sieht das Ganze dann so aus:

 

Hier ein mögliches Layout:

 

Auf dem Roboter verbaut sieht das Endergebnis wie folgt aus:

 

Und hier der Schaltplan mit Platine als Download im Target 3001! Format:

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Screenshots mrs1

 

Entwicklung einer Anzeige der „Durchfahrweite“ (blaue Linie) – Scenario 2
03.02.2010

Entwicklung einer Anzeige der „Durchfahrweite“ (blaue Linie) – Scenario 1
03.02.2010

Testscreenshot des neuen Laserscanners – leider noch unter Windows. ;-)
05.10.2009

Neu hinzugekommen in diesem Screenshot: Die Messung und Anzeige der Spannungswerte für die 12 V und 24 V-Akkus.
04.08.2009
 Heute wurde die OpenGL-Darstellung des 3D-Kompasses und eine 2D-Darstellung (zum Testen) hinzugefügt.
01.05.2009
Das DIRECS remote Programm zeigt nun über das Netzwerk(!) die Daten der Laserscanner und die Stromverbrauchsdaten der Motoren an.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

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Der fit-PC 2 ist da!

Endlich ist es soweit: 

Die neue "Steuerzentrale" des Roboters wurde nach langen Verzögerungen und mehrfachen Vertröstungen des Distributors geliefert: Der fit-PC 2:

       

Ursache für die Verzögerungen sind wohl Probleme des Herstellers CompuLab.

Hier die Leistungsdaten des schnuckeligen "kleinsten Industrie-PCs der Welt":

 

Leistungsmerkmale

CPU

Intel Atom Z530 1.6GHz / Z510 1.1GHz

Chipsatz

Intel US15W SCH

RAM

1GB DDR2-533 on-board

Speicher

Internal bay for 2.5" SATA HDD

miniSD socket

Anzeige und Grafik

Intel GMA500 graphics acceleration

Full hardware video acceleration of H.264, MPEG2, VC1, and WMV9

DVI Digital output up to 1920 x 1080 through HDMI connector

Audio

High definition 2.0

Line-out, line-in, mic

Netzwerk

1000 BaseT Ethernet

802.11g WLAN

USB

6 USB 2.0 High Speed ports

Infrarot

Programmable consumer IR receiver

 

Software

BIOS

Phoenix

BIOS Bootable from HDD, USB thumb drive, USB CDROM, USB hard disk, over network

Betriebssystem

Windows XP Home SP3

Ubuntu Linux 8.04

Other operating systems can be installed by user

 

Maße, Gewicht, Umgebung

Gehäuse

100% aluminum

Die cast body

Abmessungen

101 x 115 x 27 mm (4" x 4.5" x 1.05")

Gewicht

370 grams (13 ounces) – including hard disk

Betriebstempereatur

0 – 45 deg C with hard disk

0 – 70 deg C without a hard disk

Stromversorgung

12V single supply

Energieverbrauch

6W at low CPU load

<7W at 1080p H.264 playback

8W at full CPU load

<1W at standby

 

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Sprachausgabe umgestellt auf espeak

Da die NSLU2 wegen zu geringer Rechenleistung und zu wenigen USB-Ports wohl einem "richtigen" Mainboard weichen wird, wurde an der bereits im Sourcecode integrierten Sprachausgabe weiter gefeilt. Konkret: festival wurde aufgrund ständiger Probleme mit der library entfernt und durch espeak ersetzt. Die Umstellung war in nur wenigen Schritten erledigt. Außerdem ist es nun ein eigenständiger Thread, der während des Sprechens im Hintergrund läuft und die Bedienung der GUI weiterhin möglich ist – so wie man es erwarten  sollte. :-) Auch wird bei neuen Sprachbefehlen, eine möglichweise gerade aktive Sprache sofort gestoppt und mit der neuen unmittelbar begonnen.

Ton-Beispiele gefällig? So klingt das ganze auf Englisch:

 

Und es gibt auch – was bei Open Source nicht ganz so häufig in guter Qualität anzutreffen ist – eine deutsche Sprachausgabe. Diese klingt dann so:

 

 

Die bisherige, recht schlecht zu verstehende Hardwarelösung wird demnach dann auch bald entfallen. Die Lautsprecher mit Verstärker werden natürlich weiterhin genutzt werden können.

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Anschlussmöglichkeit zum Laden und für externe Stromversorgung hinzugefügt – und einen Kurzschluss

Da das ewige An- und Abklemmen der Stromversorgung vom bzw. an den Akku immer recht umständlich ist und es auch nett wäre, wenn man die Roboter-Akkus "von außen" aufladen könnte, wurden zwei Buchsen hinzugefügt und entsprechend mit zwei Schaltern verabelt. Diese decken erst einmal die Haupt-Stromversorgungsakkus (12V) ab. Die 24V-Stromversorgung für die Laserscanner wird ggf. auch noch um Buchsen und Schalter erweitert.

 

Als erstes wurde eine praktische Stelle für die Schalter und Buchsen ausgewählt…

…dann die Schalter und Buchsen korrekt verkabelt…

…dann doch noch einmal darüber nachgedacht. Und dann noch mal ein Schaltplan skizziert…

…und noch mal alles geändert:

 

Es folgte ein erster Test. Eingeschaltet…nicht passiert…ausgeschaltet…Stecker geprüft…

…Sicherungen überprüft…

Das war also ein satter 10 Ampère-Kurzschluss. Immerhin:  Allles heil geblieben (bis auf die Sicherung). Das Sicherungskonzept hat sich also schon mal bewährt. :-)

Nach langer, wirklich langer Suche stellte sich nun heraus, dass zwei (nicht beschriftete) hier Stromstecker vertauscht waren:

Wie man in dem Bild sieht, sind zwar die Buchsen beschriftet, aber die Stecker noch nicht alle. Das wurde nach dem Foto dann nachgeholt. Und siehe da: Nun funktionierte es wie gewünscht. Als letztes wurden noch die Umschalter beschriftet, die die folgenden Zustände nun schalten:

  • Stromversorgung des Roboters über die Buchsen über eine externe Spannungsquelle (Netzteil)
  • Stromversorgung des Roboters über die eingebauten Akkus
  • Laden der Akkus über die Buchsen über eine externe Spannungsquelle (Netzteil)

Und so sieht das abschließend aus:

 

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Einbau des micromag3 Sensors (3D Kompass)

Um eine möglichst genaue Lageerkennung des Roboters zu ermöglichen, wurde auf das micromag 3-Achs-Magnetfeldstärken-Messgerät von PNI zurückgegriffen. Als von Magenetfeldern möglichst ungestörten Ort auf dem Bot wurde die Stelle zwischen den Laserscannern gewählt (möglichst weit weg von den Motoren). Weiterer Vorteil: Es ist genau die Mitte und damit der Drehpunkt des Bots. Also als erstes mal wieder raus mit einem Laserscanner…

 

…und die Platine verkabelt und mit Distanzbolzen zwischen den Scannern montiert:

 

Verbunden wurde das Modul per Flachbandkabel an den Atmel-Controller, der das Auslesen übernimmt. Angesprochen wird der Sensor übrigens via SPI. Den Sourcecode dazu gibt es – bequem per git auscheckbar – hier (direcs/direcs-avr/micromag.c und .h).

Das ist dann auch an diesem Screenshot rechts unten bereits zu erkennen:

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