BTE068C DXHUB

概要

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。

仕様

同梱内容

基本仕様

外観・レイアウト

top	bottom
3D
3D pdf ※ダウンロードした上でAcrobat Readerで閲覧の事

E148_LAYOUT.pdf

回路図

E148_SCH.pdf

各機能詳細

CN1

USBケーブルは同梱されません。

• 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
• USBのバスパワーは絶縁された後にTTL及びRS-485のトランシーバ用の電源として供給

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

• 整流回路を介してCN3~14のVDD/GND端子へ接続
  
• SW1にてCN3~14へのVDD供給をON/OFF可

SW1

• 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

LED1

• 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

LED2

• 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

LED3

• LED (青色)
• CN2に電源が供給されSW1をONにすると点灯

CN3~8

• RS-485 I/F
  
• CN1より供給されるUSBのバスパワーは絶縁された後にトランシーバ用の電源として供給
• D+端子とD-端子間にはソフト的に挿抜可能な120Ωのターミネータを装備
• シグナルGNDと通信用信号ラインが接続

  Pats Name	JST 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

  

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

CN9~14

• TTL I/F
  
• CN1より供給されるUSBのバスパワーは絶縁された後にトランシーバ用の電源として供給-トランシーバの電源は絶縁されたUSBのバスパワーから供給
• 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 Name	JST 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

  

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

使用方法

Dynamixelシリーズの場合

デバイスドライバのインストール

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。

応答の待ち時間

Windows

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。

Linux(Ubuntu)

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

ボーレート

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。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)

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。

対応するデバイス

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、Robot Cable-X3P 180mm (Convertible)ないしRobot Cable-X4P 180mm (Convertible)を使用して下さい。

RS485 I/Fのターミネータ

RS-485 I/FのD+とD-端子間にはFTDI社のライブラリを介してソフト的に挿抜可能な120Ωのターミネータが装備されています。起動直後はACBUS5が入力端子かつプルアップ抵抗がONになっているため、ターミネータはONとなります。
自作のプログラムからターミネーターのON/OFFを制御する場合は、FTDI社のライブラリを用いて以下の様なコードで対処して下さい。

#include "ftd2xx.h"
void foo (void) {
  HANDLE ftHandle;
  FT_STATUS ftStatus;
  ftStatus = FT_Open (0, &ftHandle);
  if (ftStatus == FT_OK) {
    // ターミネータON (ACBUS5->HIGH (Output & High))
    FT_SetBitMode (ftHandle, 0x11, FT_BITMODE_CBUS_BITBANG);

    // ターミネータOFF (ACBUS5->LOW (Output & Low))
    FT_SetBitMode (ftHandle, 0x10, FT_BITMODE_CBUS_BITBANG);

    FT_Close(ftHandle);
  }
}

Dynamixel Library

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。

• Dynamixel Protocol V1用ライブラリ
• Dynamixel Protocol V2用ライブラリ

DYNAMIXEL Wizard 2.0

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。

Dynamixelの設定や動作確認を行うツールは、今後RoboPlusからDYNAMIXEL Wizardへ移管していくものと思われます。

RoboPlus

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。

• RoboPlus 1.0 (主に旧製品)
• RoboPlus 2.0 (主に新製品)

注意事項

• 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。
• USBホストとDynamixelを同じ電源で運用している場合は、DXHUB内の絶縁機能は意味を持たない。
• USBのバスパワーがCN1より供給されないとトランシーバへの絶縁された電源も供給さないため、TTL及びRS-485 I/Fのシグナルラインは常時LOWレベルに張り付く。
• CN2から供給される電源回路は簡易的な逆入力保護機能を有するが、恒久的な逆入力から保護されるものでは無い。
• β版においてはRS-485 I/Fのターミネータは常時ONとなる。