BTE096 USB2DXIF dongle

概要

USB2DXIF dongleは小形・アイソレーション・シンプルを主眼に置いたPCのUSBコネクタにDynamixel Xシリーズ向けのI/Fを増設する製品です。

USBとRS-485及びTTL I/F間は電気的に絶縁がなされていますので、Dynamixel側で発生したサージ電流の影響がUSB側に波及しにくく、また小形なためRaspberry Pi等の小形なコンピュータにRS-485ないしTTL I/Fを増設する際の省スペース化に寄与します。他に汎用のRS-485ないしTTL I/Fや同種の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I/Fを1つに絞りライトアングルコネクタを装備したバージョンもあります(BTE079C・BTE080C)。

仕様

同梱内容

基本仕様

外観・レイアウト

top
bottom

E160B(DUAL)_LAYOUT.pdf

回路図

E160B_SCH.pdf

各機能詳細

CN1

• USB Type-A
• PC等のUSBポートに直結可能
• 必要に応じてUSB延長ケーブル等を適用のこと

CN2

• RS-485 I/F
  
• 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	B4B-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	-
  3	RS-485 D+
  4	RS-485 D-

CN3

• TTL I/F
  
• 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	B3B-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	-
  3	TTL Signal

使用方法

ここではソフトウェア及びデバイスドライバについては、Windowsを前提とします。

PCのUSBポートに本製品を装着し、CN2にRS-485 I/F、CN3にTTL I/Fを持った機器を接続します。

Dynamixelシリーズの場合

そもそもCN2とCN3のGND信号は各I/Fの基準電位という位置付けであり、CN2とCN3を仲介して大きな電流を中継する事は想定されていません。実際にはこの図のような各I/Fに個別の電源を装備した環境で常用する事は避けて下さい。
また両電源のGNDが同電位であっても、配線を介して大きなGNDループが構成されてしまう場合がある事を想定しなくてはなりません。

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。
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

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。

ボーレート

TTL及びRS-485 I/Fは最大で3Mpbsまで対応します。
なお、FTDI社のUSBシリアル変換ICの仕様として1.5Mbps以下であれば次式により導かれますが、1.5Mbpsを超えたボーレートは2Mbps及び3Mbpsのみに対応します。

real baudrate = 3000000 / 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数式上の最も近いボーレートに丸められた値を採用するため、誤差が生じる場合があります。そのため、できるだけこの数式にあてはまるボーレートを採用する事を推奨します。

対応するデバイス

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相互非互換であるため、ライブラリは以下の2種類用意しています。

• 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。

注意事項

• BTE079C・BTE080C・BTE096はいずれも同じ回路で構成され、コネクタの実装状況のみが異なる製品である。
• 一部のDynamixelがサポートする2250000・2500000・3500000・4000000・4500000・10500000[bps]といったボーレートは、搭載されるUSBシリアル変換チップが対応していないため、Dynamixelのボーレートをそれらの値に変更してはならない。
• ホストとなるコントローラとRS-485 I/F側のデバイスを単一電源で動作(同じ電源を供給)している場合は、本品でUSB側とRS-485 I/F間を絶縁する意味は皆無である。
• 回路上のR7はRS-485 I/Fの終端抵抗として150Ωが装備される。必要に応じて取り外すか適当な抵抗値のチップ抵抗(1608)に換装する事。
• 回路上のR8,R9はRS-485 I/Fのバイアス抵抗だが未実装となる。必要に応じて適当な抵抗値のチップ抵抗(1608)を装備の事。