BTE095 FDIV-HC

概要

本製品はRenesas RX65Nを採用したロボット制御に特化したコントローラです。
Ethernet・WiFi・IMU・RS-485 I/F・TTL I/Fを搭載し、大半の部分においてRX65NのリファレンスボードであるGR-ROSEと互換性を持ちます。
また、FREEDOMシリーズに使用されるDynamixelを制御するためのAPIが提供され、複雑な多軸ロボットを構成する事が簡便に行う事ができます。

なお、がじぇるねのコミュニティーで採用されたGR-ROSEの仕様とは一線を画していますのでご了承の程。
また、ルネサスエレクトロニクス様には多大なご協力を賜り厚く御礼申し上げます。

仕様

同梱内容

※USBケーブルは付属しません

基本仕様

内部簡略ブロック

外観・レイアウト・回路図

FDIV-HC

TOP	BOTTOM
SIDE
3D pdf

E177_LAYOUT.pdf

E177_SCH.pdf

各機能詳細

E177_CN1

• T型コネクタ
  USECONN A290-HX-T012
• SW1をONにすると供給された電源がCN3~11のVDDへ供給され、5V及び3.3Vの電源が生成される
• アプローチ方向は基板と垂直
• 極性
  

E177_CN2

USBケーブルは同梱されませんので、市販のUSBケーブルを別途お買い求めの上ご利用下さい。

• USB Type-C
• PC(ホスト)とRX65NのUSBによる通信用
• CN1から供給された電源から生成される5VとUSBバスパワーは本ボード内でOR接続
• アプローチ方向は基板と垂直

E177_CN3~7

• TTL I/F
  
• 電源と通信用信号ラインが接続

  Pats Name	JST Parts Number
  基板用ヘッダー	B3B-EH
  ハウジング	EHR-3
  ターミナル	SEH-00x

  

  端子番号	信号名
  1	GND
  2	VDD
  3	TTL Signal

• Dynamixel I/Fに準拠したコネクタで、TTLによるシリアル通信及びDynamixelへの電源供給を行う
• ③ピンは220kΩの抵抗で5Vへプルアップ済
• 物理的な最大データレートは10Mbps
• ①ピン(GND)および②ピン(VDD)はそれぞれボード内全て共通
• RX65NのSCI0に接続

  信号名	端子名
  TXD0	P20
  RXD0	P21
  SEL(送信:HIGH, 受信:LOW)	P22

E177_CN8~11

• RS-485 I/F
  
• 電源と通信用信号ラインが接続

  Pats Name	JST Parts Number
  基板用ヘッダー	B4B-EH
  ハウジング	EHR-4
  ターミナル	SEH-00x

  

  端子番号	信号名
  1	GND
  2	VDD
  3	RS-485 D+
  4	RS-485 D-

• Dynamixel I/Fに準拠したコネクタで、RS-485によるシリアル通信及びDynamixelへの電源供給を行う
• ③④ピン間にはプログラムによってON/OFFできる120Ωのターミネータを装備
• 物理的な最大データレートは20Mbps
• ①ピン(GND)および②ピン(VDD)はそれぞれボード内全て共通
• RX65NのSCI2に接続

  信号名	端子名
  TXD2	P13
  RXD2	P12
  SEL(送信:HIGH, 受信:LOW)	P14
  TERM(ON:HIGH, OFF:LOW)	P15

E177_CN12

• LANコネクタ
• PHYを介してRX65Nのイーサネットコントローラに接続

E177_CN13

• RENESAS E1用ランド
• 1.27mmピッチ5ピン
• ランド穴径 0.7mm
• 推奨ヘッダ:MAC8 XBシリーズ
• 3.3Vの電源と各端子が接続

  No.	端子名称
  1	3.3V
  2	GND
  3	MD/FINE
  4	RES#

E177_CN14

• RX65NのGPIOと5V及び3.3V電源に接続
• FFC用コネクタ

  Manufacturer	Parts Number
  Amphenol	HFW18R-2STE1LF

• 対応FFC

  Manufacturer	Parts Number
  Wurth Electronics Inc.	686718xxx001

• 電源と各GPIOが接続

  No.	端子名称
  1	SCL(P52/SSCL2)
  2	SDA(P50/SSDA2)
  3	PE7/MISOB-B
  4	PE6/MOSIB-B
  5	PE5/RSPCKB-B
  6	PE4/SSLB0-B
  7	PD7/AN107/SDHI_D1-B
  8	PD6/AN106/SDHI_D0-B
  9	PD5/AN113/SDHI_CLK-B
  10	PD4/AN112/SDHI_CMD-B
  11	PD3/AN111/SDHI_D3-B
  12	PD2/AN110/SDHI_D2-B
  13	P05/DA1
  14	P30/RXD1
  15	P26/TXD1
  16	5V
  17	3.3V
  18	GND

  SCL及びSDA端子に装備したプルアップ抵抗の電圧は、SW2-1により5Vないし3.3Vから選択可

E177_PB1

• プッシュスイッチ
• 押下でPMICを介してRX65NとPHYをリセット

E177_SW1

• スライドスイッチ
• CN1に接続された電源のボード内への供給をON/OFF
• 上図の右側でON、左側でOFF

E177_SW2

• 2ビットディップスイッチ
• RX65Nの動作モードとI2C I/Fの電源を選択

  bit	マーカー側	マーカーと反対側
  SW2-1	I2Cバスのプルアップ電源を3.3Vに	I2Cバスのプルアップ電源を5Vに
  SW2-2	MD/FINEDをプルダウン PC7/UBをプルアップ	MD/FINEDをプルアップ PC7/UBをプルダウン

E177_SW3

• 4ビットロータリースイッチ
• コモンはGNDに接続
• 各ビットはRX65NのPC0~3に接続
• RX65N内蔵のプルアップ抵抗を活性化のこと

E177_LED1

• 緑色LED
• アプリケーションにてプログラマブルに点灯・消灯
• 電流制限抵抗を介してRX65NのPA0にソース接続

E177_LED2

• 赤色LED
• アプリケーションにてプログラマブルに点灯・消灯
• 電流制限抵抗を介してRX65NのPA1にソース接続

E177_LED3

• 青色LED
• 3.3Vの生成と共に点灯

各機能の詳細

GR-ROSE互換ではありますが、ピンヘッダ等で提供される部分の大半は本ボードにおいてはCN14に集約しています。よって単体ではGR-ROSEと同等に扱える機能はUSB・イーサネット・WiFi・LEDのみとなります。

電源

外部電源

サーボモータへ電源を供給する場合は、CN1より任意の電源を供給します。この電源からボード内の5Vと3.3Vの電源も生成されます。

USBバスパワー

サーボモータへ電源を供給する必要が無い場合は、サーボモータ以外の機能をCN2から供給されるUSBバスパワーのみで運用できます。

スーパーキャパシタ

RX65NのRTC用バックアップ電源としてスーパーキャパシタを装備しています。スーパーキャパシタの完全充電にはある程度時間を要するのと、一時的な目的で装備しているため長時間のバックアップには適しません。

USB

ケーブルの取り回しなどの利便性からCN2としてUSB type-Cコネクタを装備していますが、RX65NはUSB2.0 FSまでの対応となります。

イーサネット

10BASE-T/100BASE-TXに対応したRJ-45コネクタ(CN12)を装備しています。

WiFi

ESPRESSIF製WiFiモジュールESP-WROOM-02DはRX65NのSCI3に接続されています。

IMU

BOSCH製スマートセンサーBNO055はRX65NのI2Cバスに接続されています。
I2C Addressは0x28固定です。

サーボ用I/F

Dynamixel Xシリーズ以降(JST製コネクタ)を接続する前提とした半二重のTTL(CN3~7)及びRS-485(CN8~11) I/Fを装備しています。TTL I/FにはRX65NのSCI0、RS-485 I/FにはRX65NのSCI2を割り振りましたので、各々完全に分離した通信が行えます。また電気的にRX65Nを破損させてしまう事を危惧し、バッファICと保護回路を装備します。

本I/FはDynamixelに特化したものではありませんので、他の装置に使用することも可能です。

なお、IDE for Gadget Renesasにて提供されるArduinoライクなシリアル通信ライブラリを使用する場合は、1Mpbs以下で運用するのが無難です。FreeRTOSや他の機能を併用してMCUの負荷が高くなると、通信速度が上がるにつれ想定したパフォーマンスが得られない場合があります。

ロータリースイッチ

ロータリースイッチ(SW3)はRX65NのPC0~3に接続されています。

USBブートモード

起動時にRX65NをUSBブートモードにするにはSW2-2をOFFに切り替えます。

フラッシュROMへの書き込みには Renesas Flash Programmerが使用できます。

USBファームウェア

基本的にGR-ROSEと互換性がありますので、GR-ROSE USBファームウェアを出荷時に書き込んであります。SW2-2は常時OFFに設定して使用します。

USBファームウェアはコンパイル済みのバイナリファイルを本ファームウェアが提供するドライブへコピーするだけで書き込みと実行が開始されます。また、USBケーブルが未接続の場合はパワーサイクルで書き込み済みのプログラムが自動実行されます。
なお、USBファームウェアが実行できるユーザーアプリケーションは以下の条件を満足する必要があります。

• 0xFFE00000より実行
• バイナリサイズは最大1Mbyte以下

プログラムの開発環境

ここまでの機能をフォローするにあたってRenesasから提供されるツールを使用しない手はありません。

IDE for Gadget Renesas

Arduinoライクな開発環境としてIDE for Gadget Renesasが提供されています。
基本的な手順はGR-ROSE チュートリアル：IDE for GRでスケッチ通りに行う事ができます。

e² studio

腰を据えていじくり倒す場合はEclipseベースの統合環境であるe² studioをお勧めします。

GCC Developer Lite

リリース版GCC Developer Liteの更新は停止していますので個別対応とします。

注意事項

下記に記載された事項以外にも、経験を踏まえた危険回避方策を講じる事。 安全に配慮しない場合は人命や財産を失う恐れがある。 また従わない場合は保証対象外となる。

• 初期ロットではCN12のYA端子とC33間にR54が後付けされている。
• 初期ロットではUSBバスパワーがVDDへリークする。
• 初期ロットではUSBを活性化するとUSBケーブルを抜いてVDDのみで運用したとしても内部の5VがVBUSへリークする。
• 初期ロットではRS-485 I/F(SCI2)とI2Cバスは同じペリフェラルを使用しているため同時に使用する事ができない。ソフトウェアI2Cにて回避の事。
• GR-ROSEではRX65Nの49ピン(PC3/TXD5)及び50ピン(PC2/RXD5)をSCI5として使用する前提となっている。本ボードにおける両端子はSW3の入力端子として使用しているため、両端子をSCI5として構成してはならない。
• 付属の電源コネクタは必要に応じて利用の事。またパワーラインの線材は使用環境に応じた物を任意に選定の事。
• 運転中以外はバッテリ等は全て取り外す事。
• 移動する装置を構成した際にはUSBケーブルやLANケーブルを接続したまま使用しない事。
• 基板の露出している部品やパッドはいかなる場合も短絡してはならない。
• 本製品にかかるいかなる損害が生じても、本製品の単価を超える保障は行わない。