BTE095 FDIV-HC のソース :: Besttechnology

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TITLE:FDIV-HCマニュアル
#norelated
#contents
[[ショップページへ>http://www.besttechnology.co.jp/modules/onlineshop/index.php]]

#ref(FDIV_3D.png)
**概要 [#y1194b38]
本製品は[[Renesas RX65N>https://www.renesas.com/jp/ja/products/microcontrollers-microprocessors/rx/rx600/rx65n-651.html]]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>https://www.renesas.com/us/ja/products/gadget-renesas/boards/gr-rose.html]]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 [#aeb0057e]
***同梱内容 [#q6bc3bd3]
| 型式 | 数量 | 備考 |h
|FDIV-HC | 1|E177 |
''※USBケーブルは付属しません''

***基本仕様 [#je5052f6]
|BGCOLOR(#d0d8e0):CENTER:|LEFT:|LEFT:|c
|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 |<|
|MPU|[[Renesas R5F565NEDDFP>https://www.renesas.com/jp/ja/products/microcontrollers-microprocessors/rx/rx600/rx65n-651/device/R5F565NEDDFP.html]]&br;(フラッシュROM:2Mbyte, RAM:640kbyte) |<|
|電源|入力: DC7～24V (絶対最大定格電圧:DC65V)&br;出力: DC5V 2.4A(DCDC最大)&br;出力: DC3.3V 0.8A(LDO最大)&br;※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&br;LED x3&br;モード切替用スライドスイッチ x1&br;4ビットロータリースイッチ x1&br;電源スイッチ x1 |<|
|コネクタ等|USB: USB type-C x1&br;GPIO: 18ピンFFC x1&br;Dynamixel I/F: JST B4B-EH x4, JST B3B-EH x5&br;イーサネット: RJ-45モジュラーコネクタ&br;WiFi: 802.11b/g/n(ESP-WROOM-02D) |<|
|環境配慮|鉛フリー半田・RoHS対応 |<|

***内部簡略ブロック [#pdf5d757]
#ref(E177_block.png)
***外観・レイアウト・回路図 [#oed8041f]
****FDIV-HC [#j194703b]
|BGCOLOR(#d0d8e0): TOP |BGCOLOR(#d0d8e0): BOTTOM |
| #ref(E177_TOP.png,20%) | #ref(E177_BOTTOM.png,20%) |
|BGCOLOR(#d0d8e0): SIDE |<|
| #ref(E177_SIDE.png,20%) |<|
| [[3D pdf>http://www.besttechnology.co.jp/download/3D/E177_3D.pdf]] |<|
#ref(E177_LAYOUT.pdf)
#ref(E177_SCH.pdf)

//****GPIO DISTRIBUTOR [#mcce07d6]
//|BGCOLOR(#d0d8e0): TOP |BGCOLOR(#d0d8e0): BOTTOM |
//| #ref(E180_TOP.png,20%) | #ref(E180_BOTTOM.png,20%) |
//| [[3D pdf>http://www.besttechnology.co.jp/download/3D/E180_3D.pdf]] |<|
//#ref(E180_LAYOUT.pdf)
//#ref(E180_SCH.pdf)

***各機能詳細 [#ca421b11]
****E177_CN1 [#n3304b69]
#ref(E177_CN1.png)
-T型コネクタ~
USECONN A290-HX-T012
-[[SW1>#v78ab049]]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
#ref(E177_CN1_PN.png)

****E177_CN2 [#dc9bbd77]
|CENTER:BGCOLOR(red): :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。|
#ref(E177_CN2.png)
-USB Type-C
-PC(ホスト)とRX65NのUSBによる通信用
-[[CN1>#n3304b69]]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 [#hb29b03f]
#ref(E177_CN3_CN11.png,40%)
-TTL I/F
#ref(DXLSHARE/TTL_IF.png)
-電源と通信用信号ラインが接続 
| Pats Name | JST Parts Number |h
|基板用ヘッダー |[[B3B-EH>http://www.jst-mfg.com/product/detail.php?series=58]] |
|ハウジング |[[EHR-3>http://www.jst-mfg.com/product/detail.php?series=58]] |
|ターミナル |[[SEH-00x>http://www.jst-mfg.com/product/detail.php?series=58]] |
#ref(DXLSHARE/jst_B3B-EH.png)
| 端子番号 | 信号名 |h
| 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 |h
| TXD0 | P20 |
| RXD0 | P21 |
| SEL(送信:HIGH, 受信:LOW) | P22 |

****E177_CN8~11 [#w1189a53]
-RS-485 I/F
#ref(DXLSHARE/RS485_IF.png)
-電源と通信用信号ラインが接続 
| Pats Name | JST Parts Number |h
|基板用ヘッダー |[[B4B-EH>http://www.jst-mfg.com/product/detail.php?series=58]] |
|ハウジング |[[EHR-4>http://www.jst-mfg.com/product/detail.php?series=58]] |
|ターミナル |[[SEH-00x>http://www.jst-mfg.com/product/detail.php?series=58]] |
#ref(DXLSHARE/jst_B4B-EH.png)
| 端子番号 | 信号名 |h
| 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 |h
| TXD2 | P13 |
| RXD2 | P12 |
| SEL(送信:HIGH, 受信:LOW) | P14 |
| TERM(ON:HIGH, OFF:LOW) | P15 |

****E177_CN12 [#dd0b6fda]
#ref(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

****E177_CN13 [#c1e97e00]
#ref(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>https://www.mac8sdk.co.jp/products/217]]
-3.3Vの電源と各端子が接続 
| No. | 端子名称 |h
| 1 | 3.3V |
| 2 | GND |
| 3 | MD/FINE |
| 4 | RES# |

****E177_CN14 [#ab1e5917]
#ref(E177_CN14.png)
-RX65NのGPIOと5V及び3.3V電源に接続
-FFC用コネクタ
| Manufacturer | Parts Number |h
| Amphenol |[[HFW18R-2STE1LF>https://cdn.amphenol-icc.com/media/wysiwyg/files/drawing/hfw_s-2ste1lf.pdf]] |
-対応FFC
| Manufacturer | Parts Number |h
| Wurth Electronics Inc. |[[686718xxx001>http://katalog.we-online.de/em/datasheet/6867xxxxx001.pdf]] |
-電源と各GPIOが接続
| No. | 端子名称 |h
| 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>#h6d2813e]]により5Vないし3.3Vから選択可

****E177_PB1 [#haca022e]
#ref(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

****E177_SW1 [#v78ab049]
#ref(E177_SW1.png)
-スライドスイッチ
-[[CN1>#n3304b69]]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 [#h6d2813e]
#ref(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 |h
| 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&br;PC7/UBをプルアップ | MD/FINEDをプルアップ&br;PC7/UBをプルダウン |

****E177_SW3 [#ef156e76]
#ref(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

****E177_LED1 [#f9e7f0b4]
#ref(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

****E177_LED2 [#sb8d00c1]
-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 [#qb8c82de]
-青色LED
-3.3Vの生成と共に点灯

**各機能の詳細 [#g0b25235]
[[GR-ROSE>https://www.renesas.com/us/ja/products/gadget-renesas/boards/gr-rose.html]]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>#ab1e5917]]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 [#cbcb6152]
****外部電源 [#cfa61ae5]
サーボモータへ電源を供給する場合は、[[CN1>#n3304b69]]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 [#w73ab848]
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>#dc9bbd77]]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 [#h6a7a88b]
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 [#pd41b92a]
ケーブルの取り回しなどの利便性から[[CN2>#dc9bbd77]]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 [#g6eb0d1e]
10BASE-T/100BASE-TXに対応したRJ-45コネクタ([[CN12>#dd0b6fda]])を装備しています。

***WiFi [#ob004d40]
ESPRESSIF製WiFiモジュール[[ESP-WROOM-02D>https://www.espressif.com/en/products/hardware/esp-wroom-02/overview]]はRX65NのSCI3に接続されています。
#ref(E177_ESP_SCH.png,70%)

***IMU [#de2d1acc]
BOSCH製スマートセンサー[[BNO055>https://www.bosch-sensortec.com/products/smart-sensors/bno055.html]]はRX65NのI2Cバスに接続されています。~
I2C Addressは0x28固定です。
#ref(E177_IMU_SCH.png,70%)

***サーボ用I/F [#g4a49887]
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)>#hb29b03f]]及びRS-485[[(CN8~11)>#w1189a53]] 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。
#ref(E177_SVIF_SCH.png,70%)
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>#r58e3835]]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 [#d7931bc5]
ロータリースイッチ([[SW3>#ef156e76]])はRX65NのPC0~3に接続されています。
#ref(E177_RSW_SCH.png,50%)

***USBブートモード [#e12aa134]
起動時にRX65NをUSBブートモードにするには[[SW2>#h6d2813e]]-2をOFFに切り替えます。
#ref(SW2-2_ON.png,60%)
フラッシュROMへの書き込みには
[[Renesas Flash Programmer>https://www.renesas.com/jp/ja/products/software-tools/tools/programmer/renesas-flash-programmer-programming-gui.html]]が使用できます。

***USBファームウェア [#mb2fc919]
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>https://www.renesas.com/jp/ja/products/gadget-renesas/boards/gr-rose.html#resources]]を出荷時に書き込んであります。[[SW2>#h6d2813e]]-2は常時OFFに設定して使用します。
#ref(SW2-2_OFF.png,60%)
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 [#l633d183]
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 [#r58e3835]
Arduinoライクな開発環境として[[IDE for Gadget Renesas>https://www.renesas.com/us/ja/products/gadget-renesas/ide-gr.html]]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>https://www.renesas.com/us/ja/products/gadget-renesas/boards/gr-rose/project-arduino-sketch-ide-gr.html]]通りに行う事ができます。

***e² studio [#q9ddb22b]
腰を据えていじくり倒す場合は[[Eclipse>https://www.eclipse.org/]]ベースの統合環境である[[e² studio>https://www.renesas.com/tw/ja/products/software-tools/tools/ide/e2studio.html]]をお勧めします。
***GCC Developer Lite [#d5e80000]
リリース版[[GCC Developer Lite>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 [#d29ffffa]
|CENTER:BGCOLOR(red): :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。&br;安全に配慮しない場合は人命や財産を失う恐れがある。&br;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>https://www.renesas.com/us/ja/products/gadget-renesas/boards/gr-rose.html]]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>#ef156e76]]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。

• BTE095 FDIV-HC のバックアップソース(No. All)
  • 現: 2020-01-07 (火) 22:26:12 takaboo^[3]