Besttechnology - DXMIOマニュアル [BTE088/BTE089 DXMIO]

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DXMIOの特徴

Dynamixel互換I/F及び通信プロトコル装備
デジタル入出力・アナログ電圧計測・PWM出力・パルス数カウンタ・パルス幅計測をサポート
任意のプログラムを組み込む事により、デフォルトで搭載した機能以上の処理を実現可能
OSにFreeRTOSを採用
超小型

概要

DXMIOはNXP社製LPC824(cortex-M0+コア)を搭載し、Dynamixel互換I/Fを装備した汎用マイコンボードです。
Dynamixelで構成された装置にセンサを追加装備する場合、DXMIOを中継することで同一のネットワークにフィードバック系を設けることができます。
これらの基本機能はサンプルプログラムとして提供されますが、サンプルとして提供される機能では不十分な場合は独自にプログラムを追加することで機能を拡張する事ができます。

仕様

同梱内容

型式	数量	備考
本体	1	-
ケーブル	1	-

基本仕様

商品番号	DXMIO(TTL)	BTE088
	DXMIO(RS485)	BTE089
CPU	LPC824M201JHI33E
PCBリビジョン	E097 (4層)
通信機能	TTL(半二重)/RS485(半二重)
動作温度	0~+50℃
動作電圧	DC6~35V
消費電流	最大35mA
電源出力	DC5V 最大250mA
リンク方式	BTE088	TTL Multi Drop(daisy chain type Connector)
	BTE089	RS-485 Multi Drop(daisy chain type Connector)
アナログ入力	入力電圧範囲	0~3.3V
	入力インピーダンス	0.1MΩ
デジタル入出力	デジタル入力Lowレベル検出電圧範囲	-0.5~1.5V
	デジタル入力Highレベル検出電圧範囲	1.5~5.5V
	シンク・ソース電流	最大40mA
	デジタル出力High電圧	2.9~3.3V
	デジタル出力Low電圧	0~0.4V
寸法	約15×26mm
コネクタ等	14ピンランド, RS485もしくはTTL×1, モニタLED
付属品
環境配慮	RoHS準拠, 鉛フリー半田

外観・レイアウト

top	bottom

3D pdf

E097_LAYOUT.pdf

回路図

E097_SCH.pdf

各機能詳細

CN1

2.54mmピッチ14ピン
ランド穴径 0.9mm
1pin(GND),2pin(5.0V)端子間から外部へDC5Vの電源供給可。
各GPIOはDC3.3Vロジックレベルで、5Vトレラント対応
端子名
No. 端子名称 No. 端子名称
1 GND 14 GPIO5
2 5.0V 13 GPIO6
3 GPIO4 12 GPIO7
4 GPIO3 11 GPIO8
5 GPIO2 10 GPIO9
6 GPIO1 9 GPIO10
7 GPIO0 8 GPIO11

No.	端子名称	No.	端子名称
1	GND	14	GPIO5
2	5.0V	13	GPIO6
3	GPIO4	12	GPIO7
4	GPIO3	11	GPIO8
5	GPIO2	10	GPIO9
6	GPIO1	9	GPIO10
7	GPIO0	8	GPIO11

CN2

1.27mmピッチ5ピンランド
SWD用
No. 端子名称
1 3.3V
2 GND
3 SWDIO
4 SWCLK
5 RESET

No.	端子名称
1	3.3V
2	GND
3	SWDIO
4	SWCLK
5	RESET

CN3

BTE088

MOLEX 22-03-5035
TTL I/Fを搭載したDynamixelシリーズ互換
TTL I/Fと電源は以下の端子に接続

No. 端子名称 Description
1 SIGNAL DC5Vシリアル入出力
2 VDD Power Input
3 GND Power Input

No.	端子名称	Description
1	SIGNAL	DC5Vシリアル入出力
2	VDD	Power Input
3	GND	Power Input

BTE089

MOLEX 22-03-5045
RS485 I/Fを搭載したDynamixelシリーズ互換
RS485 I/Fと電源は以下の端子に接続

No. 端子名称 Description
1 D- RS485 反転レシーバ入力/ドライバ出力
2 D+ RS485 非反転レシーバ入力/ドライバ出力
3 VDD Power Input
4 GND Power Input

No.	端子名称	Description
1	D-	RS485 反転レシーバ入力/ドライバ出力
2	D+	RS485 非反転レシーバ入力/ドライバ出力
3	VDD	Power Input
4	GND	Power Input

LED1

LED
色:緑
コントロールテーブルの値に応じて明滅

JP1

BTE088: 1-2短絡
BTE089: 2-3短絡

各機能の詳細

Dynamixelクライアント機能

Dynamixelクライアント用のファームウェアを書き込むことにより、スマートアクチュエータと同様に別途用意されたホストから送信されるパケットに応答します。

ホストとの通信処理や標準計測処理は予め標準ライブラリとして提供され、その範疇であればサンプルプログラムをコンパイルして書き込めば実現されます。

また、標準計測処理では対応仕切れない外部機器(例えばI2CやSPIといったシリアル通信を必要とするデバイス等)を扱う場合は、別途それらと通信を行いコントロールテーブルへ反映させるタスクを別途生成する事で対応できます。

なお、統合環境は準備中のため、ファームウェアのみ以下に公開しますので、対応プロトコルに応じてコンパイル済みのbinファイルを転送して使用して下さい。

E097_CLIENT_SMPL.zip

また、簡易的ではありますがWindows用の通信プログラム(DXCONF32.exe)を同梱してありますので、コントロールテーブルを操作する際に使用して下さい。

通信プロトコル

Dynamixelシリーズには2種類のプロトコルがあります。

DYNAMIXEL Communiation Protocol 1.0
Dynamixel AX,DX,RX,MXシリーズと共通のプロトコル
DYNAMIXEL Communiation Protocol 2.0
Dynamixel X,PROシリーズと共通のプロトコル

Dynamixel Protocol V1コントロールテーブル

専用の通信プロトコルを用いて本製品の内部情報を読み書きします。
Dynamixelシリーズ共通する情報はコントロールテーブル上の先頭の5バイトのみで、それ以外のアドレスには互換性はありません。

Address	Item	Access	Default Value	Type/Range
0 (0x0)	Model Number	R	0x4020	uint16
1 (0x1)	Model Number	R	0x4020	uint16
2 (0x2)	Version of Firmware	R	0x42	uint8
3 (0x3)	ID	R/W (NVM)	200	uint8 0~253
4 (0x4)	Baudrate	R/W (NVM)	1	uint8 0~254
5 (0x5)	WriteNVM	R/W	0	uint8 0~1
6 (0x6)	LED	R/W	0	uint8 0~1
7 (0x7)	Pin Config 0	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
8 (0x8)	Pin Config 1	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
9 (0x9)	Pin Config 2	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
10 (0xA)	Pin Config 3	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
11 (0xB)	Pin Config 4	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
12 (0xC)	Pin Config 5	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
13 (0xD)	Pin Config 6	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
14 (0xE)	Pin Config 7	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
15 (0xF)	Pin Config 8	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
16 (0x10)	Pin Config 9	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
17 (0x11)	Pin Config 10	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
18 (0x12)	Pin Config 11	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
19 (0x13)	(reserve)	R	-	uint8
20 (0x14)	PWM Frequency	R/W (NVM)	0	uint16 0~50000
21 (0x15)	PWM Frequency	R/W (NVM)	0	uint16 0~50000
22 (0x16)	PWM Duty 0	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
23 (0x17)	PWM Duty 0	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
24 (0x1A)	PWM Duty 1	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
25 (0x1D)	PWM Duty 1	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
26 (0x1E)	PWM Duty 2	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
27 (0x1F)	PWM Duty 2	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
28 (0x22)	PWM Duty 3	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
29 (0x23)	PWM Duty 3	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
30 (0x26)	PWM Duty 4	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
31 (0x27)	PWM Duty 4	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
32 (0x2A)	PWM Duty 5	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
33 (0x2B)	PWM Duty 5	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
34 ~ 43	(reserve)	R	-	uint8
44 (0x2C)	Capture 0	R/W	0	uint16 0~65535
45 (0x2D)	Capture 0	R/W	0	uint16 0~65535
46 (0x2E)	Capture 1	R/W	0	uint16 0~65535
47 (0x2F)	Capture 1	R/W	0	uint16 0~65535
48 (0x30)	Capture 2	R/W	0	uint16 0~65535
49 (0x31)	Capture 2	R/W	0	uint16 0~65535
50 (0x32)	Capture 3	R/W	0	uint16 0~65535
51 (0x33)	Capture 3	R/W	0	uint16 0~65535
52 (0x34)	OUT	R/W	0	uint16 0~4095
53 (0x35)	OUT	R/W	0	uint16 0~4095
54 (0x36)	IN	R	-	uint16 0~4095
55 (0x37)	IN	R	-	uint16 0~4095
56 (0x38)	ADV 0	R	-	uint16 0~4095
57 (0x39)	ADV 0	R	-	uint16 0~4095
58 (0x3A)	ADV 1	R	-	uint16 0~4095
59 (0x3B)	ADV 1	R	-	uint16 0~4095
60 (0x3C)	ADV 2	R	-	uint16 0~4095
61 (0x3D)	ADV 2	R	-	uint16 0~4095
62 (0x3E)	ADV 3	R	-	uint16 0~4095
63 (0x3F)	ADV 3	R	-	uint16 0~4095
64 (0x40)	ADV 4	R	-	uint16 0~4095
65 (0x41)	ADV 4	R	-	uint16 0~4095
66 (0x42)	ADV 5	R	-	uint16 0~4095
67 (0x43)	ADV 5	R	-	uint16 0~4095
68 (0x44)	ADV 6	R	-	uint16 0~4095
69 (0x45)	ADV 6	R	-	uint16 0~4095
70 (0x46)	ADV 7	R	-	uint16 0~4095
71 (0x47)	ADV 7	R	-	uint16 0~4095
72 (0x48)	ADV 8	R	-	uint16 0~4095
73 (0x49)	ADV 8	R	-	uint16 0~4095
74 (0x4A)	ADV 9	R	-	uint16 0~4095
75 (0x4B)	ADV 9	R	-	uint16 0~4095
76 (0x4C)	ADV 10	R	-	uint16 0~4095
77 (0x4D)	ADV 10	R	-	uint16 0~4095
78 (0x4E)	ADV 11	R	-	uint16 0~4095
79 (0x4F)	ADV 11	R	-	uint16 0~4095
80 (0x50)	USER 0	R/W	0	uint8 0~255
81 (0x51)	USER 1	R/W	0	uint8 0~255
82 (0x52)	USER 2	R/W	0	uint8 0~255
83 (0x53)	USER 3	R/W	0	uint8 0~255
84 (0x54)	USER 4	R/W	0	uint8 0~255
85 (0x55)	USER 5	R/W	0	uint8 0~255
86 (0x56)	USER 6	R/W	0	uint8 0~255
87 (0x57)	USER 7	R/W	0	uint8 0~255
88 (0x58)	USER 8	R/W	0	uint8 0~255
89 (0x59)	USER 9	R/W	0	uint8 0~255
90 (0x5A)	USER 10	R/W	0	uint8 0~255
91 (0x5B)	USER 11	R/W	0	0~uint8 255
92 (0x5C)	USER 12	R/W	0	uint8 0~255
93 (0x5D)	USER 13	R/W	0	uint8 0~255
94 (0x5E)	USER 14	R/W	0	uint8 0~255
95 (0x5F)	USER 15	R/W	0	uint8 0~255

Model Number

本製品のモデルナンバーです。ホストはこの値で製品の種類を判別します。

Version of Firmware

搭載されたマイコンに書き込まれたファームウェアのバージョンです。

ID

ネットワーク上の個体を特定する固有の番号です。同一ネットワークに同じIDを持ったデバイスが存在してはなりません。
デフォルトは200です。

Baudrate

デバイスの通信速度を決める分周値で、通信速度は次式で導かれます。
Baudrate[bps]=2000000 / (value + 1)
デフォルトは1(1M[bps])です。

主なBaudrate

Set value	Actual Baudrate[bps]	Specified Baudrate[bps]	Error[%]
1	1000000.0	1000000	0.000
3	500000.0	500000	0.000
4	400000.0	400000	0.000
7	250000.0	250000	0.000
9	200000.0	200000	0.000
16	117647.1	115200	-2.124
34	57142.9	57600	0.794
103	19230.8	19200	-0.160
207	9615.4	9600	-0.160

※ホストとのボーレートの誤差は±2%以下が要求されます。

WriteNVM

1を書き込むとコントロールテーブルのNVMとあるアイテムの値を保存します。パワーサイクル毎に保存された値がアイテムの初期値となります。

LED

1を書き込むとLED1が点灯します。

Pin Config 0~11

GPIO0~11の各端子の機能を設定します。
デフォルトはデジタル入力(0:DIN)です。

0:DIN
デジタル入力
INレジスタに入力値がストアされる
1:DIN(PU)
デジタル入力(数十~数百kΩ程度の内蔵プルアップ抵抗ON)
INレジスタに入力値がストアされる
2:DIN(PD)
デジタル入力(数十~数百kΩ程度の内蔵プルダウン抵抗ON)
INレジスタに入力値がストアされる
3:DOUT
プッシュプルデジタル出力
OUTレジスタの値が出力される
4:DOUT(OC)
オープンコレクタデジタル出力
OUTレジスタの値が出力される
5:AIN
アナログ計測
ADVレジスタに測定値がストアされる
6~11:PWM0~5
PWM出力
PWM Frequencyレジスタの周波数でPWM Dutyレジスタで指定されたデューティー比でパルス出力する
12~15:MPW0~3
パルス幅計測
Captureレジスタに測定値がストアされる
16~19:MPC0~4
パルスカウント
Captureレジスタに測定値がストアされる
20:UFUNC
ユーザ定義
本設定以外の機能を割り当てる際に設定

PWM Frequency

PWM出力時の周波数を設定します。

Frequency [Hz] = Value * 1

※Rev.Bより対応

PWM Duty 0~5

PWM出力時の各端子のデューティー比を設定します。

Duty [%] = Value * 100 [%] / 65535

※Rev.Bより対応

Capture 0~5

GPIOにMPWないしMPC機能を割り当てた際に、計測値を保持します。
逐次任意の値で初期化することができます。

※現時点で機能しません

OUT

GPIOにデジタル出力機能を割り当てた際に、レジスタの該当ビットに設定した値をGPIOから出力します。

Bit	15~12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
GPIO	-	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0

IN

GPIOにデジタル入力機能を割り当てた際に、GPIOに入力された信号がレジスタに反映されます。

Bit	15~12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
GPIO	-	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0

ADV 0~11

GPIOをアナログ入力機能を割り当てた際に、GPIOに入力された電圧を12bitの分解能で計測します。

USER 0~15

任意の自作タスクとコントロールテーブル間のI/Fです。使い道は自由です。

Address	Item	Access	Default Value	Type/Range
0 (0x0)	Model Number	R	0x4020	uint16
1 (0x1)	Model Number	R	0x4020	uint16
2 (0x2)	Model Information	R	0	uint32
3 (0x3)
4 (0x4)
5 (0x5)
6 (0x6)	Version of Firmware	R	0x42	uint8
7 (0x7)	ID	R/W (NVM)	200	uint8 0~253
8 (0x8)	Baudrate	R/W (NVM)	1	uint8 0~4
9 (0x9)	WriteNVM	R/W	0	uint8 0~1
10 (0xA)	LED	R/W	0	uint8 0~1
11 (0xB)	Pin Config 0	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
12 (0xC)	Pin Config 1	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
13 (0xD)	Pin Config 2	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
14 (0xE)	Pin Config 3	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
15 (0xF)	Pin Config 4	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
16 (0x10)	Pin Config 5	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
17 (0x11)	Pin Config 6	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
18 (0x12)	Pin Config 7	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
19 (0x13)	Pin Config 8	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
20 (0x14)	Pin Config 9	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
21 (0x15)	Pin Config 10	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
22 (0x16)	Pin Config 11	R/W (NVM)	0	uint8 0~20
23 (0x17)	(reserve)	R	-	uint8
24 (0x18)	PWM Frequency	R/W (NVM)	0	uint16 0~50000
25 (0x19)	PWM Frequency	R/W (NVM)	0	uint16 0~50000
26 (0x1A)	PWM Duty 0	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
27 (0x1B)	PWM Duty 0	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
28 (0x1C)	PWM Duty 1	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
29 (0x1D)	PWM Duty 1	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
30 (0x1E)	PWM Duty 2	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
31 (0x1F)	PWM Duty 2	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
32 (0x20)	PWM Duty 3	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
33 (0x21)	PWM Duty 3	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
34 (0x22)	PWM Duty 4	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
35 (0x23)	PWM Duty 4	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
36 (0x24)	PWM Duty 5	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
37 (0x25)	PWM Duty 5	R/W (NVM)	0	uint16 0~65535
38 ~ 47	(reserve)	R	-	uint8
48 (0x30)	Capture 0	R/W	0	uint16 0~65535
49 (0x31)	Capture 0	R/W	0	uint16 0~65535
50 (0x32)	Capture 1	R/W	0	uint16 0~65535
51 (0x33)	Capture 1	R/W	0	uint16 0~65535
52 (0x34)	Capture 2	R/W	0	uint16 0~65535
53 (0x35)	Capture 2	R/W	0	uint16 0~65535
54 (0x36)	Capture 3	R/W	0	uint16 0~65535
55 (0x37)	Capture 3	R/W	0	uint16 0~65535
56 (0x38)	OUT	R/W	0	uint16 0~4095
57 (0x39)	OUT	R/W	0	uint16 0~4095
58 (0x3A)	IN	R	-	uint16 0~4095
59 (0x3B)	IN	R	-	uint16 0~4095
60 (0x3C)	ADV 0	R	-	uint16 0~4095
61 (0x3D)	ADV 0	R	-	uint16 0~4095
62 (0x3E)	ADV 1	R	-	uint16 0~4095
63 (0x3F)	ADV 1	R	-	uint16 0~4095
64 (0x40)	ADV 2	R	-	uint16 0~4095
65 (0x41)	ADV 2	R	-	uint16 0~4095
66 (0x42)	ADV 3	R	-	uint16 0~4095
67 (0x43)	ADV 3	R	-	uint16 0~4095
68 (0x44)	ADV 4	R	-	uint16 0~4095
69 (0x45)	ADV 4	R	-	uint16 0~4095
70 (0x46)	ADV 5	R	-	uint16 0~4095
71 (0x47)	ADV 5	R	-	uint16 0~4095
72 (0x48)	ADV 6	R	-	uint16 0~4095
73 (0x49)	ADV 6	R	-	uint16 0~4095
74 (0x4A)	ADV 7	R	-	uint16 0~4095
75 (0x4B)	ADV 7	R	-	uint16 0~4095
76 (0x4C)	ADV 8	R	-	uint16 0~4095
77 (0x4D)	ADV 8	R	-	uint16 0~4095
78 (0x4E)	ADV 9	R	-	uint16 0~4095
79 (0x4F)	ADV 9	R	-	uint16 0~4095
80 (0x50)	ADV 10	R	-	uint16 0~4095
81 (0x51)	ADV 10	R	-	uint16 0~4095
82 (0x52)	ADV 11	R	-	uint16 0~4095
83 (0x53)	ADV 11	R	-	uint16 0~4095
84 (0x54)	USER 0	R/W	0	uint8 0~255
85 (0x55)	USER 1	R/W	0	uint8 0~255
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