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概要 anchor.png

DXHUBはPCのUSBポートを介してDynamixelシリーズ向けのRS-485とTTL I/Fを増設し、複数備えたDynamixel用のコネクタに電源を分配する機能を持つ製品です。
また、USBポートとTTL及びRS-485 I/F間は電気的に絶縁されているため、Dynamixel側で発生したサージ電流がUSBポート側に影響するのを軽減できます。

他に汎用のRS-485 I/FやDXHUBに装備されたI/Fで通信できるDynamixel以外のアクチュエータにも適用できます。

なお、BTE068Bの後継機となりますが、USBコネクタ形状・取り付け寸法・Dynamixel用のコネクタ形状に互換性がありません。

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仕様 anchor.png

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同梱内容 anchor.png

型式数量備考
本体1-
コネクタキット1式ハウジング JST VHR-2N x1
コンタクト JST SVH-21T-P1.1 x2
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基本仕様 anchor.png

商品番号BTE068C
PCBリビジョンE148
動作温度範囲-40~70℃ 結露なきこと
寸法52x33x15mm
取り付け穴:47x28mm 4-φ2.2
重量
電源RS-485及びTTL I/F:USBバスパワー (5V 最大130mA)
Dynamixel:外部電源 (6~24V 最大60A)
コネクタ等USB-C x1
JST B2P-VH x1
JST S4B-EH x6
JST S3B-EH x6
各I/F仕様USBUSB 2.0 HS
ESD保護 CDM=±1500V, HBM=±2500V
RS-485複信 半二重
最大通信速度 12Mbps
最大端末数 32台
ESD保護 MM=±15kV, HBM=±15kV
絶対最大定格 -9~14V
TTL複信 半二重
最大通信速度 12Mbps
最大端末数 32台
ESD保護 ±2kV
絶対最大定格 -0.5~6V
絶縁電圧5kV rms 1min
絶縁型電源容量650mW
環境配慮RoHS準拠, 鉛フリー半田

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外観・レイアウト anchor.png

top
bottom
E148_top.png
E148_btm.png
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回路図 anchor.png

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各機能詳細 anchor.png

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CN1 anchor.png
:idea:USBケーブルは同梱されません。
E148_CN1.png
  • USB Type-Cコネクタ
  • DXHUBに搭載されたFTDI FT232Hに接続
  • USB 2.0 High Speed対応
  • USBのバスパワーはモータの駆動電力として供給されない
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CN2 anchor.png
png, E148_CN2.png
  • 整流回路を介してCN3~14のVDD/GND端子へ接続
    PWR_connector.png
  • SW1にてCN3~14へのVDD供給をON/OFF可
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SW1 anchor.png
png, E148_SW1.png
  • スライドスイッチ
  • OFF側に切り替えると、CN2より供給される電源をCN3~14から切断
  • ON側に切り替えると、CN2より供給される電源をCN3~14へ供給
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LED1 anchor.png
png, E148_LED1-3.png
  • LED (緑色)
  • 割り当てられたCOMポートへPCから送信がなされると点灯
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LED2 anchor.png
  • LED (緑色)
  • 割り当てられたCOMポートへ受信がなされると点灯
  • 内部バッファがフルになると点灯せず
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LED3 anchor.png
  • LED (青色)
  • CN2に電源が供給されSW1をONにすると点灯
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CN3~8 anchor.png
png, E148_CN3-8.png
  • RS-458 I/F
    RS485_IF.png
  • シグナルGNDと通信用信号ラインが接続
    Pats NameJST Parts Number
    基板用ヘッダーS4B-EH
    ハウジングEHR-4
    ターミナルSEH-00x
    B4B-EH.png
    端子番号信号名
    1GND
    2VDD
    3RS-485 D+
    4RS-485 D-
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CN9~14 anchor.png
png, E148_CN9-14.png
  • TTL I/F
    TTL_IF.png
  • SIGNAL端子は220kΩの抵抗を介して内部の5V電源へウィークプルアップ
  • シグナルGNDと通信用信号ラインが接続
    Pats NameJST Parts Number
    基板用ヘッダーS3B-EH
    ハウジングEHR-3
    ターミナルSEH-00x
    B3B-EH.png
    端子番号信号名
    1GND
    2VDD
    3TTL Signal
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使用方法 anchor.png

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Dynamixelシリーズの場合 anchor.png

 %70, E148_DXL_connect.png
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デバイスドライバのインストール anchor.png

本製品にはFTDI社のUSBシリアル変換ICが使用されています。
Windowsへのデバイスドライバのインストール手順の詳細はこちらを参照下さい。

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応答の待ち時間 anchor.png

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Windows anchor.png

FTDI社のUSBシリアル変換ICはチップ内にタイマが内蔵されており、このタイマのタイムアウトにより送受信のイベントが発生します。このタイムアウト時間は提供されるデバイスドライバにて16msに設定されているため、これより短い時間での応答性を得ようとする場合は値を変更しなくてはなりません。
FTDI社のライブラリ等を使用する場合は、専用のAPIで必要に応じて変更する事が可能ですが、WIN32 APIでオープン・クローズ・送受信だけを扱うアプリケーションの場合は、デバイスマネージャの該当COMポートのプロパティから予め任意の値に変更しておく事で対処出来ます。

FTDI_LatencyTime.png
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Linux(Ubuntu) anchor.png

色々方法はありますが、latency_timerを任意の値へ自動的設定させるには以下の方法が確実です。
「/etc/udev/rules.d/」ディレクトリの配下に以下のコードを「99-e148.rules」として置きます(管理者権限が必要)。ファイル名のプレフィクスに記述する数字は他と重複しないように。

ACTION=="add", KERNEL=="ttyUSB*", ATTRS{idVendor}=="0403", ATTRS{idProduct}=="6014", MODE="666", RUN+="/bin/sh -c 'echo 1 > /sys/bus/usb-serial/devices/$kernel/latency_timer'"

後は udevadm に更新を知らせてUSBケーブルを抜き差しするか、OSを再起動すればOKです。

>sudo udevadm control --reload-rules && udevadm trigger
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ボーレート anchor.png

RS-485とTTL I/Fは最大で12M[bps]まで対応します。
なお、FTDIのUSBシリアル変換ICの仕様として、設定可能なボーレートは次式により導かれます。なお、internal divisiorが0の時は12M[bps]、1の時は8M[bps]固定となります。

actual baudrate = 12000000 / internal divisor
internal divisor = n + 0, 0.125, 0.25, 0.375, 0.5, 0.625, 0.75, 0.875
(n = 2..16384)
actual baudrate[bps]internal divisor
120000000*
80000001*
60000002
56470592.125
53333332.250
50526322.375
48000002.500
45714292.625
43636362.750
41719132.875
40000003
38400003.125
36923083.250
35555563.375
34285713.500
33103453.625
32000003.750
30967743.875
(中略)(中略)
50000024
49740924.125
49484524.25
49430824.375
48979624.5
48731024.625
48484824.75
48241224.875
48000025
47761225.125
47524825.25
47290625.375
47058825.5
46829325.625
46601925.75
46376825.875
46153826
45933026.125
45714326.25
45497626.375
(中略)(中略)
11538525
11524625.125
11510825.25
11497025.375
11483325.5
11469525.625
11455825.75
11442225.875
(略)(略)
*は例外

ホストから任意のボーレートを指定すると、デバイスドライバは計算上最も近いボーレートに丸めた値を採用します。

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対応するデバイス anchor.png

Device Name
Dynamixel DX・AX・RX・EX・MX・X・PRO・USS3・DXMIOのRS-485ないしTTL I/Fを装備したバージョン

Molex社のコネクタが装備されたデバイスを接続する場合は、Convertibleケーブルを使用して下さい。

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RS485 I/Fのターミネータ anchor.png

RS-485 I/FのD+とD-端子間にはソフト的(FTDI社のライブラリを介して)に挿抜可能な120Ωのターミネータが装備されています。デフォルトではターミネータがONとなっています。
自作のプログラムから制御する場合は以下のコードを参考にして下さい。

// ターミネータON (ACBUS5->HIGH (Input & PullUp))
FT_SetBitMode (ftHandle, 0x20, 0);
// ターミネータOFF (ACBUS5->LOW (Output & Low))
FT_SetBitMode (ftHandle, 0x20, 0x20);
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Dynamixel Library anchor.png

WindowsやLinux上で動作する通信プログラムを作る際は、別途用意したライブラリを用いる事でシリアル通信やプロトコルを意識せずにコーディングができます。
APIに対して対象デバイスのID・番地・値といった引数を与えるだけでコントロールテーブルの読み書きが実現でき、マルチスレッド等で複数のデバイスに対して個別にアクセスする様なアプリケーションも容易に構成できます。

なお、Dynaimxelには2種類のプロトコルが存在しますが相互非互換であるため、プロトコルに応じて2種類のライブラリを用意しています。

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DYNAMIXEL Wizard 2.0 anchor.png

デバイスのコントロールテーブルの状態をモニタしたりパラメータの変更や動作確認を簡便に行うソフトウェアとして、DYNAMIXEL Wizardを提供しています。
モデルやプロトコルにかかわらず全Dynamixelを一様に扱うことができ、ファームウェアの更新も行えます。

wizard2_main_001.png

Dynamixelの設定においては今後RoboPlusからDYNAMIXEL Wizardへ移管していくものと思われます。

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RoboPlus anchor.png

ROBOTIS社よりRoboPlusというツールが提供されています。サポートする製品により2種類存在し、インターネット回線を使ったツールの更新やDynamixelのファームウェアを更新する機能を持っています。

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注意事項 anchor.png

  • TTL及びRS-485 I/Fからの送信は同時に行われ、受信は両I/Fから同時に発生しない事を前提とする。
  • ホストコントローラとDynamixelを単一電源で運用している場合は絶縁機能は意味を持たない。
  • β版は設計上の不都合からRS-485 I/Fのターミネータは常時ONとなる。

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Last-modified: 2019-11-17 (Sun) 15:54:04 (JST) (18d)