LOFI Brain 2.0

Szczegóły techniczne funkcjonowania drugiej wersji sterownika LOFI Brain

Płytka LOFI Brain to tzw. adapter lub shield dla mikrokontrolera Arduino, która rozszerza jego funkcje i ułatwia podłączanie kolejnych modułów elektronicznych.

LOFI Brain 2.0 - opisy złącz

W zestawie otrzymujesz Mikrokontroler zgodny z Arduino UNO i nasz Adapter:

Brain 2.0_start_01

Montaż osłony

Przed rozpoczęciem pracy ze sterownikiem bardzo ważne jest zamontowanie na nim drewnianej osłony. Zabezpieczy ona gniazda do podłączania modułów i umożliwi mocowanie sterownika do konstrukcji robotów.

Przygotuj części drewnianej osłony.

1. Pierwszym krokiem będzie rozdzielenie tych dwóch płytek, tak jak na rysunku poniżej:

Brain 2.0_start_02

2. Niebieską płytkę Arduino na razie odłóż w bezpieczne miejsce.

Brain 2.0_start_03

3. Umieszczamy dwa elementy wypełniające wewnątrz adaptera tak, jak na rysunkach:

Najpierw jeden:

Brain 2.0_01_2

Następnie drugi:

Brain 2.0_02_2

4. Następnie zamocuj główną osłonę tak, aby były widoczne nadrukowane cyfry wejść i wyjść oraz inne opisy. Całość skręć używając śrubek 12 mm i nakrętek. Pamiętaj, że każdą śrubkę trzeba skręcić z taką samą siłą, aby nie przekrzywić osłonki. Jeśli wykonanie tego zadania jest zbyt trudne, możesz użyć w tym celu trzech śrubek 20 mm i jednej 12 mm (otwór przy napisie INPUT):

Brain 2.0_03

Brain 2.0_start_05

5. Na koniec umieść adapter wraz z przykręconą osłona w płytce Arduino UNO. Zwróć szczególną uwagę, aby każdy z pinów adaptera znalazł swój odpowiednik w płytce Arduino UNO.

Brain 2.0_05

Brain 2.0_04

Tak skręcony Brain 2.0 jest gotowy do pracy.

Podłączenie do komputera

Sterownik LOFI Brain 2.0 podłączamy do komputera przy pomocy kabla USB typu A-B – identycznego jak do drukarki komputerowej. W celu komunikacji z komputerem kabel USB-AB podłączamy do gniazda na płytce ARDUINO UNO.

Złącze micro USB znajdujące się na płytce LOFI Brain służy tylko do zasilania sterownika.
LOFI Brain podłączenie Arduino

Zasilanie

Jeśli sterownik podłączony jest do komputera przy pomocy kabla USB, nie potrzebuje dodatkowego zasilania – w taki sposób realizujemy większość ćwiczeń z zestawu CODEBOX. Jeśli natomiast chcesz, aby Twój robot miał samodzielne zasilanie, możesz zasilić go przy pomocy powerbanku podłączając go do gniazda micro USB na płytce LOFI Brain.

lofi brain zasilanie powerbank

Powerbank

Czujnik odległości

Czujnik odległości podłączamy do sterownika przy pomocy 4-żyłowego przewodu z ŻEŃSKO – ŻEŃSKIMI gniazdami.
UWAGA – zwróć uwagę na oznaczenia kolorów. Od strony czujnika odległości podłączamy przewód w taki sposób, aby żyła niebieska podłączona była do piny oznaczonego GND, a czerwona do pinu oznaczonego Vcc.
Od strony sterownika wtyczka przewodu czujnika odległości powinna być wpięta w taki sposób, aby żyła niebieska skierowana była w stronę włącznika, a czerwona w stronę gniazda USB.

Bluetooth

Podłączenie modułu bluetooth 2.0 (HC-06) – zwróć uwagę na kierunek podłączenia modułu – podłączony odwrotnie nie będzie działać. Poprawne podłączenie modułu bluetooth sygnalizuje miganie czerwonej diody.

UWAGA – wpięcie modułu bluetooth blokuje możliwość komunikacji przez kabel USB, inaczej niż w przypadku pierwszej wersji LOFI Brain, gdzie nie występowało tego typu ograniczenie. Wynika to z faktu, że Arduino UNO ma tylko jeden port Serial i podłączony moduł bluetooth zakłóca komunikację przez kabel USB. Nie jest wówczas możliwe wgrywanie skryptów, ani komunikacja z LOFI Blocks.

Nowości w LOFI Brain 2.0

  • Dostosowany do najpopularniejszej wersji Arduino UNO i wszystkich pochodnych – głównym czynnikiem, dla którego w nowej wersji zdecydowaliśmy się na ARduino UNO jest trwałe gniazdo USB typu B (jak w drukarkach) odporne na uszkodzenia mechaniczne, w przeciwieństwie do delikatnego gniazda micro USB
  • Dodanie złącza I2C umożliwiającego podłączanie bardziej zaawansowanych rozszerzeń elektronicznych, np. odtwarzacza audio, czujnika dotyku, akcelerometru, żyroskopu, itp.
  • Dodanie gniazda zasilającego 2.1 mm ułatwiającego zasilanie robota, np. przy pomocy czterech paluszków AA

INFORMACJE ZAAWANSOWANE

INPUT/OUTPUT

Złącza INPUT/OUTPUT połączone są z odpowiednimi pinami Arduino:

INPUT1 – A0
INPUT2 – A1
INPUT3 – A2
INPUT4 – A3

OUTPUT1 – D10
OUTPUT2 – D9
OUTPUT3 – D6
OUTPUT4 – D5

Każde z trój-pinowych złącz INPUT/OUTPUT posiada następujące połączenia (od lewej)
– sygnał – np. INPUT1 -> A0
– VCC – połączone z zasilaniem 5V
– GND – połączone z masą zasilania

Sterownik silników

Silniki DC kontrolowane są przez mostek H – L293D
M1 – kierunek (D2 i D4) moc (D3)
M2 – kierunek (D7 i D8) moc (D5)

Sterowanie silnikiem polega na ustawieniu pinów sterujących kierunkiem na przeciwne wartości, przykładowo:
Silnik M1 kręci się do przodu: D2 -> HIGH, D4 -> LOW
Silnik M1 kręci się do tyłu: D2 -> LOW, D4 -> HIGH
Prędkość silnika M1 niezależnie od kierunku kontroluje pin D3

Analogicznie dla silnika M2

UWAGA – pin D5 jest współdzielony między złączem OUTPUT4 i sterowaniem mocy silnika M2 (jeśli używasz silnika M2, nie będzie możliwe niezależne sterowanie wyjściem OUTPUT4), wynika to z ograniczonej ilości pinów PWM, którymi dysponuje Arduino.

Czujnik odległości

Czujnik odległości HC-SR04 jest podłączony do pinów:
TRIGGER – D12
ECHO – D11

Buzzer

Buzzer podłączony jest do pinu D13 – tego samego, do którego podłączona jest dioda led wbudowana w Arduino UNO.

Bluetooth

Moduł bluetooth HC-06 podłączony jest do pinów:
TX bluetooth -> RX Arduino
RX bluetooth -> TX Arduino

UWAGA – wpięcie modułu bluetooth blokuje możliwość komunikacji przez kabel USB, inaczej niż w przypadku pierwszej wersji LOFI Brain, gdzie nie występowało tego typu ograniczenie. Wynika to z faktu, że Arduino UNO ma tylko jeden port Serial i podłączony moduł bluetooth zakłóca komunikację przez kabel USB, nie jest wówczas możliwe wgrywanie skryptów ani komunikacja z LOFI Blocks.