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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。

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仕様 anchor.png

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同梱内容 anchor.png

型式数量備考
FDIV-HC1E177

※USBケーブルは付属しません

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基本仕様 anchor.png

品番BTE095
PCBリビジョンE177
外形寸法66x46x22mm
動作温度範囲-10~+70℃ 結露無きこと
重量?g
MPURenesas R5F565NEDDFP
(フラッシュROM:2Mbyte, RAM:640kbyte)
電源入力: DC7~24V (絶対最大定格電圧:DC65V)
出力: DC5V 2.4A(DCDC最大)
出力: DC3.3V 0.8A(LDO最大)
※USBバスパワー時を除く
HMIリセット用プッシュスイッチ x1
LED x3
モード切替用スライドスイッチ x1
4ビットロータリースイッチ x1
電源スイッチ x1
コネクタ等USB: USB type-C x1
GPIO: 18ピンFFC x1
Dynamixel I/F: JST B4B-EH x4, JST B3B-EH x5
イーサネット: RJ-45モジュラーコネクタ
WiFi: 802.11b/g/n(ESP-WROOM-02D)
環境配慮鉛フリー半田・RoHS対応

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内部簡略ブロック anchor.png

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外観・レイアウト・回路図 anchor.png

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TOPBOTTOM
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SIDE
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各機能詳細 anchor.png

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  • 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_CN1_PN.png
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E177_CN2 anchor.png
:idea: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。
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  • 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
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E177_CN3~7 anchor.png
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  • TTL I/F
    TTL_IF.png
  • 電源と通信用信号ラインが接続
    Pats NameJST 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
    B3B-EH.png
    端子番号信号名
    1GND
    2VDD
    3TTL 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
    TXD0P20
    RXD0P21
    SEL(送信:HIGH, 受信:LOW)P22
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E177_CN8~11 anchor.png
  • RS-458 I/F
    RS485_IF.png
  • 電源と通信用信号ラインが接続
    Pats NameJST 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
    B4B-EH.png
    端子番号信号名
    1GND
    2VDD
    3RS-485 D+
    4RS-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
    TXD2P13
    RXD2P12
    SEL(送信:HIGH, 受信:LOW)P14
    TERM(ON:HIGH, OFF:LOW)P15
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E177_CN12 anchor.png
E177_CN12.png
  • 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
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E177_CN13 anchor.png
E177_CN13.png
  • 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
    13.3V
    2GND
    3MD/FINE
    4RES#
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E177_CN14 anchor.png
E177_CN14.png
  • RX65NのGPIOと5V及び3.3V電源に接続
  • FFC用コネクタ
    ManufacturerParts Number
    AmphenolHFW18R-2STE1LF
  • 対応FFC
    ManufacturerParts Number
    Wurth Electronics Inc.686718xxx001
  • 電源と各GPIOが接続
    No.端子名称
    1SCL(P52/SSCL2)
    2SDA(P50/SSDA2)
    3PE7/MISOB-B
    4PE6/MOSIB-B
    5PE5/RSPCKB-B
    6PE4/SSLB0-B
    7PD7/AN107/SDHI_D1-B
    8PD6/AN106/SDHI_D0-B
    9PD5/AN113/SDHI_CLK-B
    10PD4/AN112/SDHI_CMD-B
    11PD3/AN111/SDHI_D3-B
    12PD2/AN110/SDHI_D2-B
    13P05/DA1
    14P30/RXD1
    15P26/TXD1
    165V
    173.3V
    18GND
    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
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E177_PB1 anchor.png
E177_PB1.png
  • プッシュスイッチ
  • 押下でPMICを介してRX65NとPHYをリセット
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E177_SW1 anchor.png
E177_SW1.png
  • 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
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E177_SW2 anchor.png
E177_SW2.png
  • 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
    SW2-1I2C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
    SW2-2MD/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
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E177_SW3 anchor.png
E177_SW3.png
  • 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
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E177_LED1 anchor.png
E177_LED1_LED3.png
  • 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
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E177_LED2 anchor.png
  • 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
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E177_LED3 anchor.png
  • 青色LED
  • 3.3Vの生成と共に点灯
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各機能の詳細 anchor.png

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。

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電源 anchor.png

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外部電源 anchor.png

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。

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USBバスパワー anchor.png

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。

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スーパーキャパシタ anchor.png

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。

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USB anchor.png

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。

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イーサネット anchor.png

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

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WiFi anchor.png

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

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IMU anchor.png

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。

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サーボ用I/F anchor.png

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。

E177_SVIF_SCH.png

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。

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ロータリースイッチ anchor.png

ロータリースイッチ(SW3)はRX65NのPC0~3に接続されています。

E177_RSW_SCH.png
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USBブートモード anchor.png

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。

SW2-2_ON.png

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

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USBファームウェア anchor.png

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。

SW2-2_OFF.png

実行したい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フォルダにコピーするだけで実行が開始されます。また、パワーサイクルにて書き込んだプログラムが自動実行されます。プログラムを書き換える際はリセットボタンを押すだけでUSBファームウェアが起動します。

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プログラムの開発環境 anchor.png

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ので、GCC Developer Liteで対応させる事はしません。

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IDE for Gadget Renesas anchor.png

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。

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e² studio anchor.png

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。

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注意事項 anchor.png

:idea: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。

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Last-modified: 2020-01-07 (Tue) 22:26:12 (JST) (44d)