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Carte afficheur graphique – Description

L’écran graphique utilisé est un écran LCD de 240×128 WG240128B de chez Winstar.

ecran-Dessus-600x445Ecran-Dessous-600x443-2
Il utilise un contrôleur graphique Toshiba T6963.

2 connecteurs permettent de le relier à MyBot:

  • Le connecteur principal K1 regroupe le bus de données, les signaux de contrôle et les alimentations.
  • Le connecteur K2 qui fourni l’alimentation du backlight.
BrocheNomFonctionAffectationBroche
1VssPower supply (GND)Carte Alimentation
2VddPower supply (+5V)Carte Alimentation
3VoPower supply for LCD drivingCarte Alimentation
4C/DCommand/Data Read/WriteCarte CPUDN9_1
5/RDData readCarte CPUCN8_4
6/WRData writeCarte CPUCN8_5
7DB0Data bus lineCarte CPUCN8_7
8DB1Data bus lineCarte CPUCN8_8
9DB2Data bus lineCarte CPUCN8_9
10DB3Data bus lineCarte CPUCN8_10
11DB4Data bus lineCarte CPUCN8_11
12DB5Data bus lineCarte CPUCN8_12
13DB6Data bus lineCarte CPUCN8_13
14DB7Data bus lineCarte CPUCN8_14
15/CEChip selectCarte CPUCN8_6
16/ResetReset signalCarte Alimentation
17VeeNegative voltageCarte Alimentation
18MD2Control signalCarte Alimentation
19FS1Font selectionCarte Alimentation
20NCNo connection

WG240128B - Liste des broches du connecteur principal K1

La carte Face Avant – Description

Cette carte a permet le dialogue entre MyBot et un utilisateur, à l’aide de :

La Face Avant – Description générale

C’est une carte que j’ai récupéré sur un modem satellite. Elle est composée principalement d’un CPLD qui interprète les commandes reçues par le port SPI venant de la carte CPU. Ce CPLD récupère aussi les appuis touches des 6 boutons poussoirs et commande les 4 LEDs.

Schema - Carte face avant

Carte Face Avant.sch

Voici la carte dans son état actuel, telle que est intégrée dans MyBot.

FaceAvant-DessusFaceAvant-Dessous

La Face Avant – Les connecteurs

{{Broche}}{{Nom}}{{Fonction}}{{Affectation}}{{Broche}}
1GndGnd
2..9
10GndGnd
11GndGnd
12+6V+6V
13..24
25GndGnd
26

Face avant - Liste des broches du connecteur J10

 

BrocheNomFonction
1TCKTCK
2GndGnd
3TDOTDO
4+3.3V+3.3V
5TMSTMS
6
7
8
9TDITDI
10GndGnd

Face avant - Liste des broches du connecteur Jtag J2

 

{{Broche}}{{Nom}}{{Fonction}}{{Affectation}}{{Broche}}
1..12
13SPICLKSPICLKCarte CPUDIO 14
14GndGnd
15SPIINSPIINCarte CPUDIO 10
16GndGnd
17CS_CPLDCS_CPLDCarte CPUDIO 11
18GndGnd
19SPIOUTSPIOUTCarte CPUDIO 12
20GndGnd
21..26

Face avant - Liste des broches du connecteur J3

 

{{Broche}}{{Nom}}{{Fonction}}
1GndVss
2+5VVdd
3+4.5VContrast Adjust
4RSRS
5R/WR/W
6EN_LCDEN_LCD
7DB0DB0
8DB1DB1
9DB2DB2
10DB3DB3
11DB4DB4
12DB5DB5
13DB6DB6
14DB7DB7
15+6VA/Vee
16LED5K

Face avant - Liste des broches du connecteur LCD J1

 

L’afficheur Alphanumérique 24×2

AfficheurAlpha-Dessus

AfficheurAlpha-Dessous

Aparté sur le logiciel de CAO – Kicad

J’ai réalisé les schémas de cette carte à l’aide de KiCad, c’est est une suite logicielle sous licence GPL de CAO électronique ({Conception Assistée par Ordinateur}). Elle regroupe un ensemble de quatre logiciels et un gestionnaire de projets destinés à la réalisation de cartes électroniques: :

  • kicad – Gestionnaire de projets.

Kicad-Projet

  • eeschema – Editeur de schéma. Il existe un grand nombre de composants déjà inclus mais on peut aussi utiliser l’éditeur de composant intégré Libedit. On peut aussi récupérer les composants mis à disposition par la communauté, par exemple ici.

Kicad-eeschema

Kicad-libedit

  • cvpcb – Utilitaire de sélection des empreintes physiques des composants électroniques utilisés dans le schéma.
  • pcbnew – Logiciel de réalisation de circuits imprimés.
  • gerbview – Visualisation des documents générés au format GERBER.

La carte CPU – TS7800 – Les connecteurs

Les connecteurs

Alimentation

La carte TS-7800  a besoin d’une alimentation continue 5VDC à 1A quand la fréquence du CPU est à  500 MHz. Le connecteur à vis ({{CN3}}) a 2 bornes + et -.

Ethernet

Une interface Ethernet (10/100/1000) est disponible sur un connecteur RJ45 (T1). Ce connecteur possède aussi 2 LEDs (LINK/ACTIVITY et 10/100/1000 SPEED) intégrées.

La LED verte LINK (côté droit du connecteur) est active quand un lien Ethernet valide est détecté. Elle est allumée lorsque le TS-7800 est alimenté et correctement connecté à un réseau Ethernet 10/100/1000. La même LED ACTIVITY indique aussi l’activité pour indiquer l’émission ou la réception de données. La LED SPEED (côté gauche du connecteur) est allumée quand le lien est à 1000M et éteinte sur un lien 10/100. Ces deux LEDs sont contrôlées directement par le switch Marvell 88E1118 et ne charge pas le processeur.

USB

Le connecteur USB ({{J6}}) sur la carte TS-7800 offrent deux interfaces USB haute vitesse. Elles sont directement reliées au processeur {{MV88F5182}}, qui intègre un double port USB Open Host Controller Interface (OHCI), offrant des ports de communication série d’une vitesse de transmission de 480 Mbits/s. Jusqu’à 127 périphériques USB (imprimante, souris, appareil photo, clavier, etc) et de concentrateurs USB peuvent être connectés à l’hôte USB. Cela inclut les caractéristiques suivantes:

  • USB 2.0 compatible OHCI Rev 1.0 Low Speed (1,5 Mbps), Full Speed (12 Mbps)  Hi Speed (480 Mbps)
  • Hub intégré avec 2 ports USB avec Transceiver intégrés
  • Protection contre les surintensit et prise en charge de la gestion d’énergie en tant que maître du bus.

SATA

Il y a deux connecteurs SATA 2.0 (CN6 et CN12) PHY intégrés et connectés directement au processeur MV88F5182. Ces connecteurs sont compatibles SATA 2.0 Phase 1 et ce sont 2 connecteurs verticaux standards SATA. La carte TS-7800 n’a pas de connecteurs d’alimentation SATA.

SD Card

La carte est équipée de 2 connecteurs SD. Le premier SD (CN4) de type ALPS est à l’arrière de la carte et le second Micro-SD (CN7) sur le dessus de la carte. La partie principale d’accès aux SD est implémenté par le FPGA embarqué. Systems Technologic a écrit un driver Linux (tssdcard.ko). Par contre, pour l’instant seuls des sources pour un kernel 2.6.21 sont disponibles. Les deux prises sont SD bootable et sont compatibles avec des cartes SDHC.

PC 104

Le connecteur PC 104, composé de CN5 et CN11, permet d’avoir soit un port ISA, soit des Entrées/Sorties numériques. Pour l’instant, je ne vais utiliser que les Entrées/Sorties. Sur les 2 connecteurs, elles sont affectées de la manière suivante.

PC104 – Liste des broches des connecteurs A et B

BrocheNomFonctionAffectationBrocheBrocheNomFonctionAffectationBroche
A1A[0]B1GNDGND
A2A[1]B2B[1]
A3A[2]B3+5V+5V
A4A[3]B4B[3]
A5A[4]B53.3V3.3V
A6A[5]B6B[5]
A7A[6]B7B[6]
A8A[7]B8B[7]
A9A[8]B98V_30V
A10A[9]B10GNDGND
A11A[10]B11B[10]
A12A[11]B12B[11]
A13A[12]B13B[12]
A14A[13]B14B[13]
A15A[14]B15B[14]
A16A[15]B16B[15]
A17A[16]B17B[16]
A18A[17]B18B[17]
A19A[18]B19B[18]
A20A[19]B20B[19]
A21A[20]B21B[20]
A22A[21]B22B[21]
A23A[22]B23B[22]
A24A[23]B24B[23]
A25A[24]B25B[24]
A26A[25]B26B[25]
A27A[26]B27B[26]
A28A[27]B28B[27]
A29A[28]B29+5V+5V
A30A[29]B30B[29]
A31A[30]B31GNDGND
A32GNDGNDB32B[31]

PC104 – Liste des broches des connecteurs C et D

BrocheNomFonctionAffectationBrocheBrocheNomFonctionAffectationBroche
C0GNDGNDD0GND
C1C[1]D1D[1]
C2C[2]D2D[2]
C3C[3]D3D[3]
C4C[4]D4D[4]
C5C[5]D5D[5]
C6C[6]D6D[6]
C7C[7]D7D[7]
C8C[8]D83.3V3.3V
C9C[9]D9D[9]
C10C[10]D10D[10]
C11C[11]D11D[11]
C12C[12]D12D[12]
C13C[13]D13D[13]
C14C[14]Tx Uart 9 (TTL)D14D[14]
C15C[15]Rx Uart 9 (TTL)D15D[15]
C16C[16]D16+5V+5V
C17C[17]Tx Uart 8 (TTL)Tx - Carte CMUCam2TTL - 2D17D[17]
C18C[18]Rx Uart 8 (TTL)Rx - Carte CMUCam2TTL - 4D18GNDGND
C19GNDGNDD19GNDGND

DIO

Ce connecteur (DN9) fournit plusieurs entrées/sorties numériques. Ces broches peuvent mises à l’état bas, sinon elles sont entrées avec résistances pull-up. Le pull-ups sont par 2.2k Ohms sur les broches impaires 1-15. Pin 10 a une 4.7K pull-up. Le reste est tiré vers le haut par le CPLD par la résistance nominale 20k-150k.

DIO – Liste des broches du connecteur DB9

BrocheNomFonctionAffectationBroche
1DIO_1Command/Data Read/WriteCarte Afficheur graphiqueK1-4
2GndGnd
3DIO_3
4DIO_4
5DIO_5
6SPI_FRAME
7DIO_7
8DIO_8
9DIO_9
10SPI_MISOSPI_MISOIHM Face AvantJ3 - 15
11DIO_11CS_CPLDIHM Face AvantJ3 - 17
12SPI_MOSISPI_MOSIIHM Face AvantJ3 - 19
13DIO_13Tx Uart 6 (TTL)Contrôle moteursJP8 - 2
14SPI_CLKSPI_CLKIHM Face AvantJ3 - 13
15DIO_15Rx Uart 6 (TTL)Contrôle moteursJP8 - 3
163.3V3.3V

LCD

Ce connecteur ({{CN8}}) permet de brancher un écran LCD. Comme sur le connecteur DIO, les broches 7-14 peuvent être mises à l’état bas, sinon ils sont en tri-état avec une résistance de 2.2k en pull-up. Les broches 4 et 5 sont connectées en série avec, respectivement, des résistances de 470 Ohm et 51 Ohm.

Sur MyBot, j’utilise un écran LCD WINSTAR WG240128B.

LCD – Liste des broches du connecteur CN8

BrocheNomFonctionAffectationBroche
15V5V
2GndGnd
3BIAS
4RSData readCarte Afficheur graphiqueK1-5
5RWData writeCarte Afficheur graphiqueK1-6
6ENChip EnableCarte Afficheur graphiqueK1-15
7DB0Data bus line 0Carte Afficheur graphiqueK1-7
8DB1Data bus line 1Carte Afficheur graphiqueK1-8
9DB2Data bus line 2Carte Afficheur graphiqueK1-9
10DB3Data bus line 3Carte Afficheur graphiqueK1-10
11DB4Data bus line 4Carte Afficheur graphiqueK1-11
12DB5Data bus line 5Carte Afficheur graphiqueK1-12
13DB6Data bus line 6Carte Afficheur graphiqueK1-13
14DB7Data bus line 7Carte Afficheur graphiqueK1-14

DB9

Le connecteur DB9 ({{J1}})permet d’accéder au port COM1 (/dev/ttyS0, par défaut, la console Linux).  Tous les signaux sont au niveaux RS-232.

DB9 – Liste des broches du connecteur DB9

BrocheFonctionAffectationBroche
1DCD
2RD
3TD
4DTR
5Gnd
6DSR
7RTS
8CTS
9RI

COM2

Le connecteur COM2 (CN1)permet d’accéder au port COM2 (/dev/ttyS1).  Tous les signaux sont au niveaux RS-232. Avec l’option RS-422 et les composants MAX485 U18 et U17 (non soudés sur ma carte) on peut avoir des signaux au niveau RS-422.

COM2 – Liste des broches du connecteur CN1

BrocheFonctionAffectationBroche
1NC
2RxD
3TxD
4NC
5Gnd
6NC
7NC
8NC
9NC
10NC

COM3

Le connecteur COM3 ({{CN10}})permet d’accéder au port COM3 (/dev/ttyS2).  Tous les signaux sont au niveaux RS-232.

COM3 – Liste des broches du connecteur CN10

BrocheFonctionAffectationBroche
1NC
2RxD
3TxD
4NC
5Gnd
6NC
7RTS
8CTS
9NC
10NC

A/D

Au moyen d’un microcontroler AVR, on dispose de 6 canaux de conversion Analogique/Numérique 10bits. Les entrées doivent être comprises entre  0 et 3.3V et sont échantillonnées à 2 kHz. Cinq de ces six canaux sont connectés au connecteur {{HD7}}.

A/D – Liste des broches du connecteur HD7

BrocheFonctionAffectationBroche
1Canal 0
2Gnd
3Canal 1
4Gnd
5Canal 3
6Gnd
7Canal 2
8Gnd
9Canal 7
10Gnd

Le canal restant (canal 6) est relié à Vcc de l’option régulateur de tension (8-30V). Un diviseur de tension est utilisé pour diviser Vcc / 9 afin de s’assurer que la tension ne dépassera pas 3,3V.

Jtag

Ce connecteur JTAG (J2) est utilisé en usine pour la programmation du FPGA et du CPLD. Il n’est pas disponible pour le débogage JTAG sur le CPU. L’utilisation du JTAG (broches 1-10) n’est pas recommandée.

Les broches 11-16 de ce connecteur sont utilisées pour les signaux COM du connecteur DB9 (COM1).

Jtag – Liste des broches du connecteur J2

BrocheFonctionAffectationBroche
1Jtag DINCanal 0
2NC
3Jtag_TMS_CPU
43.3V
5Jtag_Clk
6CPU_Reset #
7Jtag_CPU_DOUT
8Gnd
9Jtag_TMS
10Jtag_DOUT
11COM1 CTS
12COM1 RTS
13COM1 RxD
14COM1 TxD
15COM1_DCD
16COM1_DTR

La Base de recharge

MyBot, équipé de ses 2 batteries de 12V de 7Ah pourra venir se recharger sur cette base.

Ce chargeur, utilisable seulement sur des batteries au plomb, a deux fonctions :

  • La limitation de courant: Le courant de charge est limité par l’intermédiaire de la résistance R.
  • La limitation en tension : Elles est réglée à l’aide du potentiomètre R7. Le potentiomètre doit permettre un réglage fin. La valeur fixée correspond pour les 2 batteries en parallèle est comprise entre 13.6V et 13.8V.

La charge commence par une phase ou le chargeur fonctionne avec sa limitation de courant. Le courant maxi admissible sera de 1 A, le LM317 n’en supportant pas d’avantage. Vers la fin de la charge, la tension de la batterie atteint progressivement la tension de sortie que l’on a réglée avec R7. Le courant de charge va alors progressivement diminuer, jusqu’à devenir très faible, pratiquement nul. Comme on le voit, ce chargeur, très simple, est automatique. On peut le laisser indéfiniment branché sur la batterie sans risque de surcharge, pourvu que la tension de sortie à vide de ce chargeur soit correctement réglée (Une valeur de 13.8V semble correcte)

Comment régler les courants maxi :

Le choix du courant de charge se fait en fonction de la capacité de la batterie. Souvent, on fait le choix du 1/10e de la capacité de la batterie en ampères-heure. Comme on peut le voir, il est possible de choisir deux valeurs de courant, une pour R2 et l’autre pour R3, un commutateur sélectionnant alors la valeur désirée. Pour le montage actuel, les valeurs de courant sont :

  • 1A pour R3

Pour définir une autre valeur de courant (donc une autre valeur pour R2 ou R3), il suffit d’appliquer la formule : R=0.6/Imax. La puissance maximale dissipée par la résistance est : P = 0.36/R. Cette valeur, dans les limites du montage, c’est à dire courant maxi de 1 A ne dépassera pas 0.6W. Donc une résistance de puissance de 1W conviendra. Vérifiez par le calcul la puissance dissipée par la résistance.

A l’entrée, on connectera un transfo 220V / 15V, 18VA. On protégera le primaire par un fusible de 200mA retardé.

Schema - ChargeurFichier Kicad

 

La carte de contrôle des moteurs – ROB-09571

Au départ, je devais faire cette carte moi-même pour la commande des 2 moteurs. j’ai besoin de commander 2 moteurs et d’une interface série pour les commandes venant de la carte CPU. En cherchant un schéma applicatif sur le L298, je suis tombé sur cette carte Serial Controlled Motor Driver de chez SparkFun.

Carte_moteur-ROB-09571

La carte de contrôle moteur permet de commander 2 moteurs à courant continu en utilisant une interface de commande de série. L’interface série est facile à utiliser et il permet à l’utilisateur de sélectionner individuellement un moteur, la direction et la vitesse (jusqu’à 10 vitesses différentes, du stop à pleine vitesse). La carte est basée sur le double pont en H L298 de ST Micro. Il peut fournir 4A pour les 2 moteurs, soit 2A par moteur.

La carte peut-être alimenté entre 6V et 12V, la partie logique fonctionne en 5V mais les 2 moteurs sont alimentés par la tension d’entrée.

Une sur-intensité (>2A par moteur) est signalée par 2 LEDs (Stat1 pour le moteur 1 et Stat 2 pour le moteur 2)

L’interface de commande série utilisée pour le contrôle des moteurs est très simple. La commande est composée de 4 caractères: le numéro du moteur ({{1}} ou {{2}}), l’indicateur de direction ({{f}} ou {{r}}) , la vitesse ({{0-9}})et un retour chariot ({{/r}}). La vitesse de transmission de la liaison série est fixée à 115200 bauds (8-N-1).

Le schéma de la carte est disponible, ainsi que le guide utilisateur sont disponibles sur le site du constructeur.

Les connecteurs

ROB-09571-Connecteurs

  • JP12 et JP13 : Alimentation entre 6v et 12V.

BrocheFonctionConnecté àBrocheFonction
1GndCarte AlimentationGnd
2VccCarte Alimentation12V

ROB-09571 - Liste des broches du connecteur JP12


BrocheFonctionConnecté àBrocheFonction
1GndCarte AlimentationGnd
2VccCarte Alimentation12V

ROB-09571 - Liste des broches du connecteur JP13

  • JP8 : Interface série de contrôle (niveau TTL)
{{Broche}}{{Fonction}}{{Connecté à}}{{Broche}}{{Fonction}}
15V
2Rx-ICarte CPUDN9-13Tx Uart 6 (TTL)
3Tx-OCarte CPUDN9-15Rx Uart 6 (TTL)
4Gnd

ROB-09571 - Liste des broches du connecteur JP8

JP9 et JP10 : Respectivement pour les moteurs M1 et M2
JP3 :  Broches supplémentaires non utilisées

{{Broche}}{{Fonction}}{{Affectation}}{{Broche}}
1PC4
2PC5
3ADC6
4ADC7
55V
6Gnd

ROB-09571 - Liste des broches du connecteur JP3

 

{{Broche}}{{Fonction}}
1MISO
25V
3SCK
4MOSI
5RESET
6Gnd

ROB-09571 - Liste des broches du connecteur J1

  • S2 : Interrupteur de mise sous tension
  • LED 1 : Sous tension
  • LED 2 : Indication de sur-Intensité du moteur M1 (Le moteur droit de MyBot)
  • LED 3 : Indication de sur-Intensité du moteur M2 (Le moteur gauche de MyBot)