RS- Dualmotorcontrol Board V1.0 Leistungsmerkmale

RS- Dualmotorcontrol Board V1.0
Leistungsmerkmale
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2x Motortreiber VNH2SP30 (max. 30A Motorstrom und 6-16V Motorspannung)
ATMega 88 (8 Bit Mikrocontroller, 8KB Programmspeicher, 1KB SRAM, 512 Byte
EEPROM), (2x 8 Bit Timer, 1x 16 Bit Timer, 6x PWM, 8x 10Bit ADC, 23 I/O)
20 MHz Taktfrequenz
ISP Programmierschnittstelle
I2C Bus
RS232(TTL)
Betriebsspannung +5V
Platine mit 70µm Leiterbahndicke für mehr Leistung bei geringerer Wärmeentwicklung
Dieses Board ist optimal zum Steuern bzw. Regeln von zwei DC- Motoren. Durch den
integrierten ATMega Controller kann mit diesem Board durch zahlreiche freie Eingänge die
Drehzahl bzw. die Position von den Motoren mit externen Sensoren direkt erfasst und
nachgeregelt werden. Außerdem erledigt der Controller die Ansteuerung der beiden Motortreiber
VNH2SP30 und wertet den Motorstrom aus. Somit kann man dieses Board optimal in ein
größeres Projekt integrieren, denn es müssen nur noch die benötigten Geschwindigkeiten bzw.
Positionen per Busverbindung ausgetauscht werden und den Rest der Regelungsaufgabe
übernimmt der Controller. Des Weiteren besitzt das Board einen Drahtbruchsicheren NOT-AUS
Schalter Eingang, damit ist es möglich die Motoren hardwaremäßig jederzeit zu stoppen.
Die Motortreiber sind sehr leicht anzusteuern, man hat zwei Eingänge für die Drehrichtung und
ein PWM- Signal pro Treiber zu schalten.
Kurzbeschreibung
Die RS232 Schnittstelle ist über einen kodierten 5- poligen Stecker herausgeführt.
Der ISP- Anschluss zum programmieren des Controllers und das I2C Bus- Interface sind auf eine
10- polige Buchsenleiste herausgeführt.
Die Abschlusswiderstände für den I2C Bus sind über den Jumper JP1 ein- bzw. ausschaltbar.
Beide Motorcontroller verfügen über eine Hardwareabsicherung.
Die +5V Logikspannung ist entweder direkt an der Klemme POWER anschließbar, oder kann
über die Motorspannung und den integrierten Spannungsregler erzeugt werden (dazu muss der
Jumper JP2 geschlossen werden).
Beide Motorausgänge können durch einen Drahtbruchsicheren NOT- AUS spannungsfrei
geschalten werden.
Die Anschlüsse der Motoren, des NOT- AUS und der Versorgung erfolgt über Steckbare
Klemmen.
Die Stiftleisten SV1- SV6 stellen dem Anwender sechs frei programmierbare Ein- bzw.
Ausgänge zur Verfügung, mit zusätzlicher +5V und GND Versorgung.
Board- Oberseite:
Board- Unterseite:
Beschreibung der Anschlüsse:
ISP
I2C
Pin 1 MOSI (Master Out Slave In)
Pin 2 VCC 5V
Pin 3NC
Pin 4,6,8,10GND
Pin 5Reset
Pin 7SCK
Pin 9MISO (Master In Slave Out)
Pin 1 SCL
Pin 2,4,6,8 GND
Pin 3 SDA
Pin 5,7 VCC 5V
Pin 9 N.C.
Pin 10 N.C.
USART Pin 1 DE/RE/
(RS232/ Pin 2 RXD
TTL)
Pin 3 TXD
Pin 4 GND
Pin 5 VCC +5V
PD4 Sende/ Empfangsmodus bei RS485 betrieb
Der mit 1 gekennzeichnete Pin stellt die +5V Versorgung dar, dieser befindet sich am Boardrand
und ist mit +5V gekennzeichnet.
SV1
SV2
SV3
SV4
SV5
SV6
Pin 1 GND
Pin 2 VCC +5V
Pin 3 PC2 (ADC2/ PCINT10)
Pin 1 GND
Pin 2 VCC +5V
Pin 3 PC3 (ADC3/ PCINT11)
Pin 1 GND
Pin 2 VCC +5V
Pin 3 ADC6
Pin 1 GND
Pin 2 VCC +5V
Pin 3 ADC7
Pin 1 GND
Pin 2 VCC +5V
Pin 3 PD2 (INT0)
Pin 1 GND
Pin 2 VCC +5V
Pin 3 PD3 (INT1)
Jumper
JP1(I2C)
Aktivieren der I2C Abschlusswiderstände durch Aufstecken der Jumper.
JP2(Logik Supply)
Durch setzen dieses Jumpers wird die Motorversorgungsspannung an den Spannungsregler
weitergegeben und erzeugt dann die +5V Logikspannung für den Controller.
Dieser Jumper darf nur dann gesetzt werden wenn keine externe +5V Versorgung an der
Klemme POWER stattfindet !!!
Klemmen
X1(POWER)
X1-1 Anschluss der externen Motorspannung +6 bis +16V DC (Gleichspannung).
X1-2 Anschluss der Masse (GND).
X1-3 Anschluss der externen Logikspannung +5V DC (Gleichspannung).
Diese kann auch durch den Spannungsregler aus der externen Motorspannung durch setzen
des Jumpers JP2 erzeugt werden, dann ist eine externe Versorgung nicht sinnvoll!!
X2(NOT_AUS)
Mit dieser Klemme kann ein Not-Aus Schalter (muss ein Öffner Kontakt sein) angeschlossen
werden. Durch den Öffnerkontakt wird die Drahtbruchsicherheit des Stromkreises sichergestellt.
Soll die Funktion des Not-Aus nicht verwendet werden, muss dieser mit einer Drahtbrücke
überbrückt werden um die Funktion des Motortreibers herzustellen (nicht empfohlen)!!!
X3,X4(MOTOR1,MOTOR2)
Sind die Anschlussklemmen für die DC- Motoren (Gleichstrommotoren).
Aufbauhinweise
Zum Löten dieses Boards ist wegen der zahlreichen SMD Bauteile etwas Löterfahrung und
Fingerspitzengefühl gefragt. Für absolute Löteinsteiger ist das Fertigmodul zu empfehlen. Es soll
aber nicht davon abhalten den SMD Einstieg zu wagen, da dieser in der heutigen Zeit nicht mehr
wegzudenken ist und mit ein bisschen Übung und dem Richtigen Werkzeug ist das Löten von
SMD Bauteilen kein Problem mehr. Eine ausführliche Beschreibung zum SMD Löten finden sie
unter http://www.mikrocontroller.net/articles/SMD_Löten
Um einen möglichst reibungslosen Aufbau zu vollziehen, ist es nötig eine gewisse Reihenfolge
bei der Bestückung einzuhalten. Dabei gilt PI mal Daumen, die kleinsten bzw. niedrigsten
Bauteile zuerst Bestücken.
Am besten bestückt man zuerst die vielbeinigen Controller (ATMega und VNH2SP30), dabei ist
auf die richtige Lage zu achten, diese wird durch den kleinen Kreis auf dem Controller (Pin 1)
festgelegt. Die richtige Ausrichtung der Controller ist Grundvoraussetzung dafür, dass die
Schaltung später funktioniert! Danach können die restlichen SMD Bauteile vom niedrigsten
zum höchsten Bauteil (zuerst kleine Widerstände und Kondensatoren und dann erst
Spannungsregler bzw. SMD Quarz) bestückt werden.
Nachdem alle SMD Bauteile Bestückt sind sollte man die restlichen Bauteile auch in der
Reihenfolge vom niedrigsten zum höchsten Bauteil bestücken, weil man sich dadurch einfach
einigen Aufwand beim festhalten der Bauteile erspart.
Nach Fertigstellung der Lötarbeit sollte, wenn nicht schon vorher gemacht, eine Sichtkontrolle
durchgeführt werden.
Dabei ist das Hauptaugenmerk vor allem auf die SMD Controller zu richten, da bei diesen leicht
Lötbrücken entstehen können, welche den Controller bzw. die Schaltung beim anlegen an
Spannung zerstören können.
Bestückungspläne
Platinen
Oberseite
Achtung !
Die Beschriftung
+5V und GND
sind versehentlich
vertauscht
worden und
wurden deshalb
von der Platine
Entfernt.
Platinen
Unterseite
Bestückungsliste/ Bauteilliste
Bauteilbezeichnung Bauteilbeschreibung/ Bauteilwert
Reichelt
Bestellnummer
C1, C2, C5,
C8, C15
C3, C4
C6, C7
C9, C10
C11
F1, F2
SMD Kondensator 100nF /Bauform 0805
X7R-G0805 100n
SMD Kondensator 33nF /Bauform 0805
SMD Kondensator 22pF /Bauform 0805
Elektrolytkondensator 6,3x11mm 100µF
SMD- Tantal- Kondensator Typ C 22µF
Feinsicherung 5x20mm T10A +
Sicherungshalter
ATMega 8/48/88/168 Gehäuse TQFP-32
Motortreiber VNH2SP30
Low Drop Spannungsregler L4941BDT
Stiftleiste 2-reihig gerade
Stiftleiste 1-reihig gerade
SMD Induktivität 10µH /Bauform 0805
SMD Quarz 16bzw.20MHz je nach Controller
/Bauform HC49-SMD
SMD Widerstand 1,5kΩ /Bauform 0805
SMD Widerstand 10kΩ /Bauform 0805
X7R-G0805 33n
NPO-G0805 22p
RAD 100/25
SMD TA.22/20
TRÄGE 10A
PL120000
ATMEGA 88-20AU
SMD Widerstand 3,3kΩ /Bauform 0805
SMD Widerstand 1kΩ /Bauform 0805
SMD-0805 3,30k
SMD-0805 1,00k
Stiftleiste 1-reihig gerade
SL 1X36G 2,54
Wannenstecker Harting- ml
kodierte Stiftleiste
steckbare Anschlussklemme 3-pol
WSL 10G
PS 25/5G R
AKL 249-03
AKL 230-03
AKL 249-02
AKL 230-02
IC1
IC2, IC3
IC4
JP1
JP2
L1
Q1
R1, R6
R2, R3, R5,
R16, R17, R18
R4, R7, R8, R9
R10, R11, R12,
R13, R14, R15
SV1, SV2, SV3,
SV4, SV5, SV6
SV7, SV8
SV9
X1
X2, X3, X4
Steckbare Anschlussklemme 2-pol
SL 2X10G 2,54
SL 1X36G 2,54
JCI 2012 10µ
20,0000-HC49-SMD
SMD-0805 1,50k
SMD-0805 10,0k
Schaltplan
Bei weiteren Fragen oder Anregungen senden sie uns bitte eine E-mail an
[email protected] oder verwenden sie unseren Livesupport.
Livesupport:
Romaner Michael
ICQ: 305-174-552
Tel.: 08071/1403
Stubenrauch Franz
ICQ: 306-851-871
Sicherheitsvorschriften
Beim Umgang mit Produkten, die mit elektrischer Spannung in Berührung kommen, müssen die gültigen VDE-Vorschriften beachtet werden.
Besonders sei auf folgende Vorschriften hingewiesen:
VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860.
Sie erhalten VDE-Vorschriften beim vde-Verlag GmbH, Bismarckstraße 33, 10625 Berlin.
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Vor Öffnen eines Gerätes den Netzstecker ziehen oder sicherstellen, dass das Gerät stromlos ist.
Bauteile, Baugruppen oder Geräte dürfen nur in Betrieb genommen werden, wenn sie vorher in ein berührungssicheres Gehäuse
eingebaut wurden. Während des Einbaus müssen sie stromlos sein.
Werkzeuge dürfen an Geräten, Bauteilen oder Baugruppen nur benutzt werden, wenn sichergestellt ist, dass die Geräte von der
Versorgungsspannung getrennt sind und elektrische Ladungen, die in im Gerät befindlichen Bauteilen gespeichert sind, vorher
entladen wurden.
Spannungsführende Kabel oder Leitungen, mit denen das Gerät, das Bauteil oder die Baugruppe verbunden sind, müssen stets auf
Isolationsfehler oder Bruchstellen untersucht werden. Bei Feststellen eines Fehlers in der Zuleitung muss das Gerät unverzüglich aus
dem Betrieb genommen werden, bis die defekte Leitung ausgewechselt worden ist.
Bei Einsatz von Bauelementen oder Baugruppen muss stets auf die strikte Einhaltung der in der zugehörigen Beschreibung genannten
Kenndaten für elektrische Größen hingewiesen werden.
Wenn aus den vorgelegten Beschreibungen für den nicht gewerblichen Endverbraucher nicht eindeutig hervorgeht, welche elektrischen
Kennwerte für ein Bauteil gelten, so muss stets ein Fachmann um Auskunft ersucht werden.
Im Übrigen unterliegt die Einhaltung von Bau- und Sicherheitsvorschriften aller Art (VDE, TÜV, Berufsgenossenschaften usw.) dem
Anwender/Käufer.
Bitte beachten Sie, dass Bedien- und Anschlussfehler außerhalb unseres Einflussbereiches liegen. Verständlicherweise können wir für
Schäden, die daraus entstehen, keinerlei Haftung übernehmen.
Derjenige, der einen Bausatz fertig stellt oder eine Baugruppe durch Erweiterung bzw. Gehäuseeinbau betriebsbereit macht, gilt
nach DIN VDE 0869 als Hersteller und ist verpflichtet, bei der Weitergabe des Gerätes alle Begleitpapiere mitzuliefern und auch
seinen Namen und Anschrift anzugeben. Geräte, die aus Bausätzen selbst zusammengestellt werden, sind sicherheitstechnisch wie
ein industrielles Produkt zu betrachten.
Betriebsbedingungen
Der Betrieb der Baugruppe darf nur an der dafür vorgeschriebenen
Spannung erfolgen.
Bei Geräten mit einer Betriebsspannung 35 Volt darf die Endmontage nur vom Fachmann unter Einhaltung der VDE-Bestimmungen
vorgenommen werden.
Die Betriebslage des Gerätes ist beliebig.
Bei der Installation des Gerätes ist auf ausreichenden Kabelquerschnitt der Anschlussleitungen zu achten!
Die angeschlossenen Verbraucher sind entsprechend den VDE-Vorschriften
mit dem Schutzleiter zu verbinden bzw. zu erden.
Die zulässige Umgebungstemperatur (Raumtemperatur) darf während des Betriebes 0°C und 40°C nicht unter-, bzw. überschreiten.
Das Gerät ist für den Gebrauch in trockenen und sauberen Räumen bestimmt.
Bei Bildung von Kondenswasser muss eine Akklimatisierungszeit von bis zu 2 Stunden abgewartet werden.
In gewerblichen Einrichtungen sind die Unfallverhütungsvorschriften des Verbandes der gewerblichen Berufsgenossenschaften für
elektrische Anlagen und Betriebsmittel zu beachten.
In Schulen, Ausbildungseinrichtungen, Hobby- und Selbsthilfewerkstätten ist das Betreiben von Baugruppen durch geschultes Personal
verantwortlich zu überwachen.
Betreiben Sie die Baugruppe nicht in einer Umgebung in welcher brennbare Gase, Dämpfe oder Stäube vorhanden sind oder vorhanden sein
können.
Falls das Gerät einmal repariert werden muss, dürfen nur original Ersatzteile verwendet werden! Die Verwendung abweichender Ersatzteile
kann zu ernsthaften Sach- und Personenschäden
führen!
Dringt irgendeine Flüssigkeit in das Gerät ein, so könnte es dadurch beschädigt werden.
Wenn nicht anders angegeben handelt es sich generell bei allen Bausätzen, Modulen und Boards um "nicht CE-geprüfte" Komponenten
und sind konzipiert für den Einbau in Geräte oder Gehäuse. Bei der Anwendung müssen die CE-Normen eingehalten werden. Hierfür ist
der Käufer verantwortlich.
Für Schäden die durch fehlerhaften Aufbau entstanden sind, direkt oder indirekt, ist die Haftung generell ausgeschlossen.
Schadensersatzansprüche, gleich aus welchem Rechtsgrund, sind ausgeschlossen, soweit nicht vorsätzliches oder grob fahrlässiges
Handeln vorliegt. Sofern wir haften, umfasst unsere Haftung nicht solche Schäden, die nicht typischerweise erwartet werden konnten.
Haftung und Schadenersatzansprüche sind auf den Auftragswert / Bauteilwert beschränkt. Bei der Lieferung von Fremdprodukten als
auch Software gelten über diese Bedingungen hinaus die besonderen Lizenz- oder sonstigen Bedingungen des Herstellers.
Letzte Aktualisierung am 27.12.08