BTH077 Dynamixel Starter Kit B

概要

本製品はDynamixelを扱うにあたり基本的な事項を把握する事を目的としたキットです。別途PCと電源を用意するだけで、Dynamixelを運転する最低限の装置が一通り揃います。
PCをホストとしたプログラムによってDynamixelへの理解が進めば、DXMIOにの組み込みプログラミングにチャレンジしたり、Dynamixelを追加して自身のアプリケーションに組み込むといった事が可能です。

DYNAMIXEL Starter Kit Bの特徴

• DXMIO・I​/Oボード・XL330-M288-T x3・フレーム・USBケーブル・ACアダプタを同梱
• はんだ付け不要
• PCもしくはDXMIOのいずれかをホストとして選択し使用
• Windows PCさえあれば一通り動作検証を行うためのハードウェアの準備が整う

Starter Kitの仕様

同梱内容

• DXMIOにはEHコネクタを実装せず、I/Oボードへ装着するためのピンヘッダを装着済み

I/Oボードの仕様

PCとDynamixelの間を取り持つのがI/Oボードです。後述する使用方法の中にI/Oボードの設定に関する事項がありますので、まずその詳細を記載します。

基本仕様

外観・レイアウト

top
3D pdf ※DXMIO・CN2を装着した状態

E186_LAYOUT.pdf

回路図

E186_SCH.pdf

• CN2は未実装
• エラッタによりC15は手修正にて装着

各機能詳細

CN1

• USB Type-Cコネクタ
• I/Oボードに搭載されたUSBシリアル変換IC(FTDI FT234XD)に接続
• USB 2.0 Full Speed対応
• USBのバスパワーはDynamixelの駆動電力として供給されない
• USBのバスパワーはTTL及びRS-485のトランシーバ及びDXMIOの5V電源として供給
• JP1~JP3によりUSBシリアル変換ICの接続先の回路を選択

CN2

• Pats Name	JST Parts Number
  ベース付ポスト	B2P-VH
  ハウジング	VHR-2N
  コンタクト	SVH-41T-P1.1

• CN3, CN5~CN8, CN9~CN12のVDD/GND端子へ接続
  

  端子番号	信号名
  1	VDD
  2	GND

  
  
• コネクタは未実装

CN3

• Pats Name	CUI Number
  ジャック	PJ-047AH

• 対応プラグ外形5.5mm, 内径2.1mm
• 極性 センタープラス
  
• 定格電流 5A
• CN2, CN5~CN8, CN9~CN12のVDD/GND端子へ接続

  端子番号	信号名
  1	VDD
  2	GND
  3	GND

  
  

CN4

• DXMIOの各GPIOと5V電源に接続

  端子番号	信号名	I/O
  1	GPIO2(PIO0_14/ADC2)	I/O
  2	GPIO3(PIO0_23/ADC3)	I/O
  3	GPIO4(PIO0_22/ADC4)	I/O
  4	GPIO5(PIO0_21/ADC5)	I/O
  5	GPIO6(PIO0_20/ADC6)	I/O
  6	GPIO7(PIO0_19/ADC7)	I/O
  7	GPIO8(PIO0_18/ADC8)	I/O
  8	GPIO9(PIO0_17/ADC9/DAC0)	I/O
  9	GPIO10(PIO0_13/ADC10)	I/O
  10	GPIO11(PIO0_4/ADC11)	I/O
  11	5V	O
  12	GND	O

  
  
• DXMIOのGPIO0, GPIO1はシリアル通信用としてリザーブされているためCN4には未接続
• CN4-8(GPIO9)はJP4を介してオーディオアンプに並列接続されている

CN5~CN8

• 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, B4B-EH-A
  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電源の供給と分配を行う
• ①ピン(GND)および②ピン(VDD)はそれぞれボード内全て共通

CN9~CN12

• 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, B3B-EH-A
  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電源の分配と供給を行う
• ③ピンは220kΩの抵抗で5Vへプルアップ済
• ①ピン(GND)および②ピン(VDD)はそれぞれボード内全て共通

CN13

• クラスD 2.5Wオーディオアンプのスピーカ出力ランド
  
• 接続するスピーカーのインピーダンスは4~8Ωを推奨
• ピーク時はUSBのバスパワー及びDXMIOの電力供給能力を超える事に注意
• JP4をclosedにする事でカップリングコンデンサを介してDXMIOのGPIO9とオーディオアンプの入力が短絡

M1

• DXMIOを装着するためのコネクタ
• 電源・Dynamixel I/F・GPIOへの配線

JP1~JP7

• JP1
  USBシリアル変換ICのCBUS0端子の接続先を選択

  Settings	Description
  open	CBUS0端子を開放しI/OボードのRS-485/TTL I/Fを受信に固定
  closed	CBUS0端子とI/OボードのRS-485/TTL I/Fを接続

  
  
• JP2
  USBシリアル変換ICのRXD端子の接続先を選択

  Settings	Description
  1-2 closed	RXD端子とDXMIOのGPIO0端子を接続
  2-3 closed	RXD端子とI/OボードのRS-485/TTL I/Fを接続

  
  
• JP3
  USBシリアル変換ICのTXD端子の接続先を選択

  Settings	Description
  1-2 closed	TXD端子とDXMIOのGPIO1端子を接続
  2-3 closed	TXD端子DとI/OボードのRS-485/TTL I/Fを接続

  
  
• JP4
  DXMIOのGPIO9端子とオーディオアンプとの接続

  Settings	Description
  open	解放
  closed	カップリングコンデンサを介してオーディオアンプの入力端子と短絡

  
  
• JP5
  DXMIOのTTL I/FのTTL Signal端子とI/OボードのTTL I/FのTTL Signal端子との接続

  Settings	Description
  open	解放
  closed	短絡

  
  
• JP6
  DXMIOのRS-485 I/FのD-端子とI/OボードのRS-485 I/FのD-端子との接続

  Settings	Description
  open	解放
  closed	短絡

  
  
• JP7
  DXMIOのRS-485 I/FのD+端子とI/OボードのRS-485 I/FのD+端子との接続

  Settings	Description
  open	解放
  closed	短絡

  
  

スターターキットを使う

単体販売されているDXMIOとはコネクタやブートローダの状態が異なります。また運用方法によりI/Oボード上のジャンパを適切に設定する必要があります。
以下に2つの運用パターンを紹介します。

DXMIOをホストとする場合

USBシリアル変換ICをDXMIOのプログラム書き込みやそのデバッグに使用し、DXMIOに書き込まれるプログラムによってCN5~CN8・CN9~CN12に接続されたDynamixelを制御します。

JP1~JP3の設定にてI/Oボード上のUSBシリアル変換チップをDXMIOのGPIOに接続し、I/Oボード上のRS-485/TTL I/Fとの通信ラインを切り離します。JP5~JP7の設定にてCN5~CN8・CN9~CN12とDXMIO上のRS-485/TTL I/Fを接続します。

DXMIOに関する留意点

単体販売されているDXMIOとは次の点が異なります。

• DXMIOのCN1・CN3・CN4にはI/Oボードに接続する目的でピンヘッダを装備
• CN1-6(GPIO1)とCN1-7(GPIO0)を介して通信を行う前提のブートローダが出荷時にMPUへ書き込まれている

単体販売のDXMIOはUSARTライブラリを用いてプログラムの進捗や動作状況を確認する際にRS-485/TTL I/Fを使用する事になっています。しかしそのRS-485/TTL I/FをDynamixelとの通信に用いてしまうと、同じポートを介してUSARTを使ったデバッグができません。本処置はこれらを解消する事が目的です。

またDXMIOのページで紹介してる最新のサンプルプログラムは、本I/Oボードを用いて実行する事を想定した修正がなされています。ソースコード中のUSART_TYPEのマクロ定義を4~6に書き換えた上でe097b_usart.hをインクルードし、コンパイルし直す事で対応が完了します。

#include  <chip.h>
#include  "e097b_def.h"

// USART_TYPEマクロで使用するUSARTと機能を選択
//  CN3/CN4     1:ポーリング, 2:割り込み, 3:DMA
//  CN1-6,CN1-7 4:ポーリング, 5:割り込み, 6:DMA
#ifndef USART_TYPE
  #define USART_TYPE 4
#endif
#include  "e097b_usart.h"

USART_TYPEの値を1~3に設定してコンパイルしたサンプルプログラムを書き込んだ場合は、I/OボードのCN1を介した通信が行われませんが、電気的に故障する事はありません。

なお同梱されるbinファイルはソースコードに宣言されているUSART_TYPEマクロに従ってコンパイルされており、本I/Oボードでは大半が有用に活用できません。
本I/OボードのUSBシリアル変換ICを使って通信するbinファイルを生成する場合は、まずobjとbinフォルダを削除します。次にsrcフォルダに同梱されている「makebin_E186.cmd」を実行します。これにより強制的にUSART_TYPEを6に宣言した場合のbinファイルがbinフォルダに生成されます。

PCをホストとする場合

USBシリアル変換ICをI/Oボード上のTTL及びRS-485 I/Fに接続し、PC上で動作するプログラムによってCN5~CN8・CN9~CN12に接続されたDynamixelを制御します。DXMIOは必要に応じて使用します。

JP1~JP3の設定にてI/Oボード上のUSBシリアル変換チップをI/Oボード上のRS-485/TTL I/Fに接続し、DXMIOのGPIO0/1をI/Oボードから切り離します。

DXMIOを使用しない場合は、I/Oボードから取り外す事でJP4~JP7の状態は問いません。
しかしPCと通信させる目的でDXMIOにDynamixelクライアントファームウェアを書き込んでいる場合は、次のいずれかのジャンパを設定した上でDXMIOをI/Oボードに装着します。

• I/OボードのRS-485 I/Fを用いて通信
  
  

  ジャンパ	Settings
  J4	closed or open
  J5	closed
  J6	closed
  J7	open

  
  
• I/OボードのTTL I/Fを用いて通信
  
  

  ジャンパ	Settings
  J4	closed or open
  J5	open
  J6	open
  J7	closed

  
  

PCからDynamixelを制御する

DYNAMIXEL basic tutorialを参照します。