AMR 2022: Unterschied zwischen den Versionen

Aus HSHL Mechatronik
Zur Navigation springen Zur Suche springen
 
(46 dazwischenliegende Versionen desselben Benutzers werden nicht angezeigt)
Zeile 6: Zeile 6:
== Systemübersicht ==
== Systemübersicht ==
== Konstruktion ==
== Konstruktion ==
== steuerung der automatischen Wagen Auswahl in Simulink ==
=== Pinbelegung ===
Alle Pins des J26_DIGITAL_Anschlusses sind auf GND gelegt.
{| class="wikitable"
! Wagen Bezeichnung
! definierter Pin
! Potential wenn ausgewählt
|-
| alter Wagen
| Pin D10_18
| 5V
|-
| weißer Wagen 2023
| Pin D10_16
| 5V
|-
| schwarzer Wagen 2023
| Pin D10_10
| 5V
|}
== Fahrgestell ==
== Fahrgestell ==
=== Aktuatorenschalter ===
=== Aktuatorenschalter ===
Zeile 33: Zeile 55:
<gallery>
<gallery>
Datei:Motor Hallsensor Anschluss.png|Hall-Sensor-Anschluss
Datei:Motor Hallsensor Anschluss.png|Hall-Sensor-Anschluss
 
Datei:LRP Hallsensor Adapterplatine.png
</gallery>
</gallery>
'''Überprüfen'''
'''Überprüfen'''
Zeile 145: Zeile 167:


=== Empfängermodul ===
=== Empfängermodul ===
Diese Beschreibung beschränkt sich zunächst auf dem Fernbedienungsempfänger '''Futaba F143F 50MHz FM'''. Nichtsdestotrotz können die hier enthaltene Informationen auf andere Empfänger für die gleiche Anwendung übertragen werden.
Diese Beschreibung beschränkt sich zunächst auf dem Fernbedienungsempfänger '''Futaba F143F 40MHz FM'''. Nichtsdestotrotz können die hier enthaltene Informationen auf andere Empfänger für die gleiche Anwendung übertragen werden.


Der Fernbedienungsempfänger empfängt die Radiosignale der Fernbedienung und gibt Steuersignale zum Lenkservo und Fahrtenregler ab.  
Der Fernbedienungsempfänger empfängt die Radiosignale der Fernbedienung und gibt Steuersignale zum Lenkservo und Fahrtenregler ab.  
Zeile 255: Zeile 277:


==== Anschluss des Empfängermoduls an Adapterplatine ====
==== Anschluss des Empfängermoduls an Adapterplatine ====
Die Fahr- und Lenksignale der Fernbedienung werden an der Adapterplatine auf Stecker J9 angeschlossen, der wie folgt belegt ist:
Die Fahr- und Lenksignale der Fernbedienung werden an der Adapterplatine auf Stecker J6_Empfänger angeschlossen, der wie folgt belegt ist:


{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Pin auf J9
! style="font-weight: bold;" | Pin auf J6_Empfänger
! style="font-weight: bold;" | Anschluss auf DS1104
! style="font-weight: bold;" | Anschluss auf DS1104
|-
|-
| Nicht verbunden
| GND
| 1
| 1 & 4
| D_GND -PIA01, -PIA17, -PIA24, -PIB01, -PIB17, -PIB24,
|-
| Lenksignal der Fernbedienung
| 3
| PIA_09_SCAP1_RC-in_Signal_LS
|-
| Fahrsignal der Fernbedienung
| 5
| PIA_08_SCAP2_RC-in_Signal_FR
|-
| +5V
| 2 & 5
|  
|  
|}
{| class="wikitable"
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Pin auf J7_Servo_Regler
! style="font-weight: bold;" | Anschluss auf DS1104
|-
| GND
| 1 & 4
| D_GND -PIA01, -PIA17, -PIA24, -PIB01, -PIB17, -PIB24,
|-
|-
| Lenksignal der Fernbedienung
| Lenksignal der Fernbedienung
| 2
| 3
| SCAP1
| PIB_12_STPWM_RC-out_Signal_LS
|-
|-
| Fahrsignal der Fernbedienung
| Fahrsignal der Fernbedienung
| 3
| 5
| SCAP2
| PIB_16_SPWM7_RC-out_Signal_FR
|-
|-
| Vcc
| +5V
| 4
| 2
|  
|  
|-
|-
| GND
| +5V
| 5
| 5
|  
|  
|}
|}
<gallery>
Datei:AMR13 RC-In.png|Anschluss des Empfangsmodul an Adapterplatine
</gallery>


=== Fahrtenregler und Lenkservo ===
=== Fahrtenregler und Lenkservo ===
Zeile 329: Zeile 371:
| PWM-Eingang
| PWM-Eingang
|}
|}
Die Steuersignale für Fahrtenregler und Servo aus der DS1104 sind auf Stecker J10 zu finden. Der Stecker hat folgende Belegung:
{| class="wikitable"
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Pin auf J9
! style="font-weight: bold;" | Anschluss auf DS1104
|-
| Nicht verbunden
| 1
|
|-
| PWM-Ausgang des Lenksignals
| 2
| ST2PWM
|-
| PWM-Ausgang des Fahrsignals
| 3
| SPWM7
|-
| Vcc bei Geschlossenen Jumper auf J21
| 4
|
|-
| GND
| 5
|
|}
Es besteht auch die Möglichkeit, Den Fahrtenregler und Servo an Vcc der Adapterplatine anzuschliessen. Dazu müssen beide Pins des Steckers J21 miteinander über ein Jumper angeschlossen werden.
<gallery>
Datei:AMR13 RC-Out.png|Anschluss zu Ansteuerung des Fahrtenreglers und Servo
Datei:RC-Out-Vcc-Jumper.png|Jumper zu Weiterleitung von Vcc zu Pin 4 von Stecker J10
</gallery>


=== Verkabelung ===
=== Verkabelung ===
Zeile 374: Zeile 380:
== Karosserie ==
== Karosserie ==
=== Adapterplatine ===
=== Adapterplatine ===
Versorgt wird die Adapterplatine aus dem Powerpanel mit 5V über den Stecker J1
Versorgt wird die Adapterplatine  
<gallery>
<gallery>
Bild:AMR13 Adapterplatine.png|Skizze der Adapterplatine
Bild:.png|Skizze der Adapterplatine
Bild:AMR13 Adapterplatine Anschluesse.png|Anschlüsse der Adapterplatine
Bild:Adapterplatine_Stecker_2.png|Anschlüsse der Adapterplatine
Datei:AMR13 Adapterplatine Versorgung.png|Stecker J1 zur Spannungsversorgung der Adapterplatine mit 5V
Datei:.png|Stecker J1 zur Spannungsversorgung der Adapterplatine mit 5V
</gallery>
</gallery>


Auch verfügt die Adapterplatine über 2 Anschlüsse zur Spannungsmessung der Akkus. PC-Akkus können an J27 angeschlossen werden und Fahr-Akku an J26. Über Analogeingang der DS1104 können die Spannungen an der Akkus gemessen werden.
 


{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Pinnummer auf Stecker J26
! style="font-weight: bold;" | Pinnummer auf Stecker  
! style="font-weight: bold;" | Anschluss an DS1104
! style="font-weight: bold;" | Anschluss an DS1104
|-
|-
| GND
| GN
| 1
|  
|  
|  
|-
|-
| Spannungseingang Fahrakku
|  
| 2
|  
| ADCH2
|  
|}
|}


{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Pinnummer auf Stecker J26
! style="font-weight: bold;" | Pinnummer auf Stecker  
! style="font-weight: bold;" | Anschluss an DS1104
! style="font-weight: bold;" | Anschluss an DS1104
|-
|-
| GND
| G
| 1
|  
|  
|  
|-
|-
| Spannungseingang PC-Akku 1
|  
| 2
|  
| ADCH3
|  
|-
|-
| Spannungseingang PC-Akku 2
|  
| 3
|  
| ADCH1
|  
|}
|}




<gallery>
<gallery>
Datei:AMR13 Spannungseingang Fahr Akku.png| Stecker zur Messung der Spannung am Fahrakku
Datei:.png| Stecker zur Messung der Spannung am Fahrakku
Datei:AMR13 Spannungseingang PC Akku.png| Stecker zur Messung der Spannungen an PC-Akkus
Datei:.png| Stecker zur Messung der Spannungen an PC-Akkus
</gallery>
</gallery>


Zeile 432: Zeile 438:
! Pin auf dSPACE DS1104
! Pin auf dSPACE DS1104
|-
|-
| rowspan="2" | J1
| rowspan="2" | 5V DC
| 1
| Vcc = 5V
|
|-
| 2
| GND
|
|-
| rowspan="2" | J2
| rowspan="2" | Spannungsversorgung der Kamera
| 1
| Vcc
|
|-
| 2
| GND
|
|-
| rowspan="3" | J3
| rowspan="3" | Steuersignal der blauen LED-Diode
(Fernbedienungseingriff)
| 1
| Vcc
|
|-
| 2
| GND
|
|-
| 3
| Steuersignal
| IO15, B-27
|-
| rowspan="5" | J4
| rowspan="5" | Eingang der Hall-Signale vom Motor
| 1
| NC
|
|-
| 2
| Hall-Signal A
| IO6, A-31
|-
| 3
| Hall-Signal B
| IO7, B-31
|-
| 4
| Hall-Signal C
| IO8, A-30
|-
| 5
| GND
|
|-
| rowspan="3" | J5
| rowspan="3" | Infrarotsensor 3 hinten rechts
| 1
| Vcc
|
|-
| 2
| GND
|
|-
| 3
| Analogausgang des Sensors
| , A-44
|-
| rowspan="3" | J6
| rowspan="3" | Infrarotsensor 2 hinten seitlich
| 1
| Vcc
|
|-
| 2
| GND
|
|-
| 3
| Analogausgang des Sensors
| , B-46
|-
| rowspan="5" | J7
| rowspan="5" | Ultraschallsensor 1 vorne links
| 1
| GND
|
|-
| 2
| Triggersignal des Sensors
| , A-16
|-
| 3
| Triggersignal des Sensors
| , A-16
|-
| 4
| Echosignal des Sensors
| , A-7
|-
| 5
| Vcc
|
|-
| rowspan="5" | J8
| rowspan="5" | Ultraschallsensor 2 vorne rechts
| 1
| GND
|
|-
| 2
| NC
|
|-
| 3
| Triggersignal des Sensors
| ,
|-
| 4
| Echosignal des Sensors
| ,
|-
| 5
| Vcc
|
|-
| rowspan="5" | J9
| rowspan="5" | Eingangssignal der Fernbedienung
| 1
| NC
|
|-
| 2
| Lenksignal der Fernbedienung
| , A-9
|-
| 3
| Fahrsignal der Fernbedienung
| , A-8
|-
| 4
| Vcc
|
|-
| 5
| GND
|
|-
| rowspan="5" | J10
| rowspan="5" | Ausgangssignal zu Fahrtenregler
| 1
| NC
|
|-
| 2
| Lenksignal
| , B-12
|-
| 3
| Fahrsignal
| , B-16
|-
| 4
| Vcc bei eingesetztem Jumper J21
|
|-
| 5
| GND
|
|-
| rowspan="8" | J11
| rowspan="8" | UART RS232
| 1
| CTS
| , B-3
|-
| 2
| RTS
| , A-3
|-
| 3
| DRS
| , B-4
|-
| 4
| GND
|
|-
| 5
| DTR
| , A-4
|-
| 6
| RXD
| , B-5
|-
| 7
| TXD
| , A-5
|-
| 8
| DCD
| , B-2
|-
| rowspan="3" | J12
| rowspan="3" | Infrarotsensor 4 hinten links
| 1
| Vcc
|
|-
| 2
| GND
|
|-
| 3
| Analogsignal des Sensors
| , B-44
|-
| rowspan="5" | J13
| rowspan="5" | Taster
| 1
| GND
|
|-
| 2
| Taster 1
| , B-29
|-
| 3
| Taster 2
| , A-28
|-
| 4
| Taster 3
| , B-28
|-
| 5
| Taster 4
| , A-27
|-
| rowspan="3" | J14
| rowspan="3" | Infrarotsensor 1 vorne seite
| 1
| Vcc
|
|-
| 2
| GND
|
|-
| 3
| Analogsignal des Sensors
| , A-46
|-
| J15
| Anschluss A an der dSPACE DS1104
|
|
|
|-
| J16
| Anschluss B an der dSPACE DS1104
|
|
|
|-
| rowspan="3" | J17
| rowspan="3" | Jumper zur Auswahl, welche Achse aus Gyrosensor gelesen wird
| 1
| Z-Achse
|
|-
| 2
| Ausgangssignal der gewählten Achse
| , B-48
|-
| 3
| X-Achse
|
|-
| rowspan="6" | J18
| rowspan="6" | Jumper zur durchleitung der Hall-Signale zu der XOR-Auswertelogik
| 1
| Eingang Hall-A
|
|-
| 2
| Ausgang Hall-A
|
|-
| 3
| Eingang Hall-B
|
|-
| 4
| Ausgang Hall-B
|
|-
| 5
| Eingang Hall-C
|
|-
| 6
| Ausgang Hall-C
|
|-
| rowspan="4" | J19
| rowspan="4" | Ausgang der XOR-Auswertelogik der Hall-Signale. Weiterleitung der Signale über Jumper
| 1
| Anschluss des Ausgangssignals von Hall-Auswertelogik an DS1104
| , B-25
|-
| 2
| Ausgangssignal von Hall-Auswertelogik
|
|-
| 3
| Anschluss des invertierten Ausgangssignals von Hall-Auswertelogik an DS1104
| , B-26
|-
| 4
| Invertiertes Ausgangssignal von Hall-Auswertelogik
|
|-
| rowspan="6" | J20
| rowspan="6" | Steuerung der Lichter
| 1
| GND
|
|-
| 2
| Blinker Links
|
|-
| 3
| Blinker Rechts
|
|-
| 4
| Bremslicht
|
|-
| 5
| Rückfahrlicht
|
|-
| 6
| Fahrlicht
|
|-
| J21
| Jumper zur Durchleitung von Vcc zu Fahrtenregler
| 1
| Pin 4 auf J10
|
|-
|
|
| 2
| Vcc
|
|-
| rowspan="3" | J22
| rowspan="3" | Jumper zur Auswahl des Z-Signals aus dem Gyrosensor. Es soll entweder 1 mit 2 oder 2 mit 3 verbunden werden
| 1
| 1x Z
|  
|  
|-
| 2
| Weiterleitungspin
|  
|  
|-
| 3
| 4x Z
|  
|  
|-
| rowspan="3" | J23
| rowspan="3" | Jumper zur Auswahl des X-Signals aus dem Gyrosensor. Es soll entweder 1 mit 2 oder 2 mit 3 verbunden werden
| 1
| 1x X
|  
|  
|-
| 2
| Weiterleitungspin
|  
|  
|-
|-
| 3
| 4x X
|
|-
| J24
|
|
|
|
|-
| J25
|
|
|
|
|-
| rowspan="2" | J26
| rowspan="2" | Spannungseingang des Fahr-Akkus zur Spannungsmessung
| 1
| GND
|
|-
| 2
| Spannungseingang Akku
| , B-50
|-
| rowspan="3" | J27
| rowspan="3" | Spannungseingang der PC-Akkus zur Spannungsmessung
| 1
| GND
|
|-
| 2
| Spannungseingang Akku 2
| , A-50
|-
| 3
| Spannungseingang Akku 1
|
|}


=== Gyrosensor ===
Im AMR 2013 wird der Gyroskop LPR510AL eingesetzt. Informationen zum Gyrosensor können [[Gyrosensor (LPR510AL)| hier gelesen werden.]]
Per Jumper können 3 Einstellungen vorgenommen werden:
* X-Signal wird einfach oder vierfach verstärkt.
{| class="wikitable"
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Pins auf J23 kurzschließen
|-
| X-Signal einfach verstärkt
| 1 und 2
|-
| X-Signal vierfach verstärkt
| 2 und 3
|}
* Z-Signal wird einfach oder vierfach verstärkt.
{| class="wikitable"
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Pins auf J22 kurzschließen
|-
| Z-Signal einfach verstärkt
| 1 und 2
|-
| Z-Signal vierfach verstärkt
| 2 und 3
|}
* X- oder Z-Signal werden an DS1104 weitergeleitet.
{| class="wikitable"
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Pins auf J17 kurzschließen
|-
| Z-Signal an DS1104 weiterleiten
| 1 und 2
|-
| X-Signal an DS1104 weiterleiten
| 2 und 3
|}
|}


<gallery>
<gallery>
Datei:AMR13 Gyrosignal Auswahl X Z.png|Jumper zur Auswahl des Gyrosignals X und Z
Datei:|Jumper zur Auswahl des Gyrosignals X und Z
Datei:AMR13 Gyrosignal Verstaerkung Z.png|Jumper zu Auswahl der Verstärkung des Z-Signals des Gyrosensors 1- oder 4-Fach
Datei:.png|Jumper zu Auswahl der Verstärkung des Z-Signals des Gyrosensors 1- oder 4-Fach
Datei:AMR13 Gyrosignal Verstaerkung X.png|Jumper zu Auswahl der Verstärkung des X-Signals des Gyrosensors 1- oder 4-Fach
Datei:.png|Jumper zu Auswahl der Verstärkung des X-Signals des Gyrosensors 1- oder 4-Fach
</gallery>
</gallery>


=== Rechner ===
=== Rechner ===
==== dSPACE DS1104 RCP ====
==== dSPACE DS1104 RCP ====
=== Kamera ===
===J17_Kamera_Power ===
[https://www.vrmagic.com/de/imaging/kameraplattformen/d2-intelligente-plattform/ VRmagic D2 OEM-Version]
[https://www.vrmagic.com/de/imaging/kameraplattformen/d2-intelligente-plattform/ VRmagic D2 OEM-Version]
Spannungsversorgung mit Vcc=5V von der Adapterplatine (J2) und Anschluss an dem Rechner über die Ethernet-Schnittstelle
Spannungsversorgung mit Vcc=5V von der Adapterplatine (J17) und Anschluss an dem Rechner über die Ethernet-Schnittstelle
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Pins auf J2
! style="font-weight: bold;" | Pins auf J17
|-
|-
| 5V-Versorgung der Kamera
| +5V-Versorgung der Kamera vom PC +5V
| 1
| 2
|-
|-
| GND
| GND
| 2
| 1
|}
|}


<gallery>
<gallery>
Datei:AMR13 Kamera 5V.png|Stecker zur Spannungsversorgung der Kamera
Datei:
</gallery>
</gallery>


=== LIDAR ===
=== LIDAR ===
=== Ultraschallsensoren ===
Der Lidar wird per USB an den PC angebunden.
Vorgesehen sind 2 Ultraschallsensoren zur Distanzmessung zu Hindernissen vor dem Fahrzeug. Diese werden an Stecker J7 und J8 angeschlossen.
{| class="wikitable"
! style="font-weight: bold;" | Sensorposition
! style="font-weight: bold;" | Sensornummer
! style="font-weight: bold;" | Anschluss auf Adapterplatine
|-
| Vorne Links
| 1
| J7
|-
| Vorne Rechts
| 2
| J8
|}
 
Der Sensor 1 ist wie folgt verdrahtet:
{| class="wikitable"
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Pinnummer auf Stecker J7
! style="font-weight: bold;" | Anschluss an DS1104
|-
| GND
| 1
|
|-
| Triggersignal
| 2
| SPWM1
|-
| Triggersignal
| 3
| SPWM1
|-
| Echosignal
| 4
| SCAP3
|-
| Vcc
| 5
|
|}
 
Der Sensor 2 ist wie folgt verdrahtet:
{| class="wikitable"
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Pinnummer auf Stecker J8
! style="font-weight: bold;" | Anschluss an DS1104
|-
| GND
| 1
|
|-
| Nicht verbunden
| 2
|
|-
| Triggersignal
| 3
| SPWM2
|-
| Echosignal
| 4
| SCAP4
|-
| Vcc
| 5
|
|}
 
<gallery>
Datei:AMR13 Ultraschall.png|Stecker für die Ultraschallsensoren
</gallery>


=== IR-Sensoren ===
=== IR-Sensoren ===
Zeile 1.009: Zeile 484:
! style="text-align: center; font-weight: bold;" | Sensorposition
! style="text-align: center; font-weight: bold;" | Sensorposition
! style="font-weight: bold;" | Sensornummer
! style="font-weight: bold;" | Sensornummer
! style="text-align: center; font-weight: bold;" | Anschluss auf  
! style="text-align: center; font-weight: bold;" | Anschluss auf Adapterplatine
Adapterplatine
! style="text-align: center; font-weight: bold;" | Anschluss auf DS1104
! style="text-align: center; font-weight: bold;" | Anschluss auf  
DS1104
|-
|-
| Hinten Rechts
| Hinten Rechts
| 3
|  
| J5
| J19_IR_HR
| ADCH7
| P1A-44_ADCH7
|-
|-
| Seite Hinten
| Seite Hinten
| 2
|
| J6
| J22_IR_H
| ADCH6
| P1B-46_ADCH6
|-
|-
| Hinten Links
| Hinten Links
| 4
|  
| J12
| J20_IR_HL
| ADCH8
| P1B-44 ADCH8
|-
|-
| Seite Vorne
| Seite Vorne
| 1
|  
| J14
| J21_IR_V
| ADCH5
| P1A-46_ADCH5
|}
|}


Dabei haben alle Sensoren folgende Verdrahtung:
Dabei haben alle Sensoren folgende Verdrahtung J19, J20, J21, J22:
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Pinnummer
! style="font-weight: bold;" | Pinnummer
|-
|-
| Vcc
| Analog  GND
| 1
| 1
|-
|-
| GND
| +5V linear
| 2
| 2
|-
|-
Zeile 1.051: Zeile 524:


<gallery>
<gallery>
Bild:SkizzeFahrzeugInfrarot.JPG|Skizze Sensorpositionen Infrarotsensoren
Bild:.JPG|Skizze Sensorpositionen Infrarotsensoren
Bild:AMR13 IR-Sensoren Adapterplatine.png|Anschlüsse der Infrarotsensoren auf der Adapterplatine
Bild:.png|Anschlüsse der Infrarotsensoren auf der Adapterplatine
</gallery>
</gallery>


Zeile 1.059: Zeile 532:
==== Fahrzeugbeleuchtung ====
==== Fahrzeugbeleuchtung ====
<gallery>
<gallery>
Bild:AMR13 Lichter.png|Anscluss der Lichter an Adapterplatine
Bild:.png|Anschluss der Lichter an Adapterplatine
</gallery>
</gallery>


Zeile 1.069: Zeile 542:
|-
|-
| GND
| GND
| 1
|  
| GND
|-
| Blinker Rechts
|
|
|-
|-
| Blinker Links
| Blinker Links
| 2
|  
| IO9
|  
|-
| Blinker Rechts
| 3
| IO5
|-
|-
| Bremse
| Bremse
| 4
|  
| IO1
|  
|-
|-
| Rückfahrlicht
| Rückfahrlicht
| 5
|  
| DACH8
|  
|-
|-
| Fahrlicht
| Fahrlicht
| 6
|  
| Vcc / immer an!
|
|}
|}


===== Anschlussplatine der Beleuchtung =====
===== Anschlussplatine der Beleuchtung =====
==== Eingriffsbeleuchtung / Blaue LED ====
==== Eingriffsbeleuchtung / Blaue LED ====
Die blaue LED zu Signalisierung des Fernbedienungseingriff wird über Stecker J3 angeschlossen.  
Die blaue LED zu Signalisierung des Fernbedienungseingriff wird über Stecker J3 angeschlossen.  
Zeile 1.114: Zeile 587:
|}
|}
<gallery>
<gallery>
Datei:AMR13 Blaue LED.png| Anschluss der blauen LED an Adapterplatine
Datei:.png| Anschluss der blauen LED an Adapterplatine
</gallery>
</gallery>


=== Powerpanel ===
=== freie Steckplätze auf der Adapterplatine ===
==== Taster ====
 
===== Programmtaster =====
==== J24_Incrementalgeber ====
Es sind 4 Programmtaster vorhanden. Damit können verschiedene Programmmodi geschaltet werden. Die Taster sind an der Adapterplatine an Stecker J13 angeschlossen.
An den Incrementalgeber eingängen lassen sich endlos drehende Incrementalgeber anschließen.
Herausgeführt ist nur Kanal 1
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Pin auf J3
! style="font-weight: bold;" | Pin auf J24
! style="font-weight: bold;" | Anschluss auf DS1104
! style="font-weight: bold;" | Anschluss auf DS1104
|-
|-
| GND
| D_Gnd
| 1
| 1  
|  
| D_Gnd
|-
| +5V von DS1104 Karte Datenblatt beachten belastbarkeit S100 (Hardware installation configuration) max. 500mA für alle Pins zusammen.
| P1A_10_VCC_+5V_
|-
| P1A_18_IDX_1 invertiert
| 3
| P1A_18_IDX_1_Invert
|-
| IDX_1
| 4
| P1A_19_IDX_1
|-
|-
| Taster 1
| PHI90_1 invertiert
| 2
| 5
| IO11
| P1A_20_PHI90_1_Invert
|-
|-
| Taster 2
| PHI90_1
| 3
| 6
| IO12
| P1A_21_PHI90_1
|-
|-
| Taster 3
| PHI0_1 invertiert
| 4
| 7
| IO13
| P1A_22_PHI0_1_
|-
|-
| Taster 4
| PHI0_1
| 5
| 8
| IO14
| P1A_23_PHI0_1
|}
|}


<gallery>
Datei:AMR13 Taster.png|Anschluss der Taster an der Adapterplatine
</gallery>


==== Schaltung und Layout ====
==== J25_PWM ====
==== Anschlüsse des Mikrocontrollers ====
 
Folgende Tabelle zeigt die Funktion der Anschlüsse des Mikrocontrollers auf der Steuerplatine
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
! style="font-weight: bold;" | Pin
! style="font-weight: bold;" | Port/Name
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Pin auf J24
! style="font-weight: bold;" | Anschluss auf DS1104
|-
|-
| 1
| D_Gnd
| PB0
| 1
| PC_ON_SWITCH
| D_Gnd
|-
|-
| SPWM2
| 2
| 2
| PB1
|
| PC_ON_SIGNAL
|-
|-
| 3
| SPWM3
| PB2
| 3
| uC_PC_PWR_ENABLE
|  
|-
|-
| 4
| SPWM4_
| PB3
| 4
| Einschalten Bar-Anzeige 1
|  
|-
|-
| 5
| ST1_PWM
| PB4
| 5
| Einschalten Bar-Anzeige 2
|  
|-
|-
| 6
| SCAP3
| PB5
| 6 
| Baranzeige LED0
|  
|-
|-
| 7
| SCAP3 invert
| PB6
| 7
| Baranzeige LED1
|  
|-
|-
| 8
| SCAP4
| PB7
| 8 
| Baranzeige LED2
|  
|-
|-
| 9
| +5V
| !RESET
| 9
|  
|  
|-
|-
| 10
| +3,3V
| VCC
| 10 
|  
|  
|}
==== J26_Digital ====
{| class="wikitable"
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Pin auf J26_Digital
! style="font-weight: bold;" | Anschluss auf DS1104
|-
| D_Gnd
| 1
| D_Gnd
|-
| DIO_0
| 2
|
|-
|-
| 11
| DIO_6
| GND
| 3
|  
|  
|-
|-
| 12
| DIO_7
|  
| 4
| NC
|-
|-
| 13
| DIO_8
| 5
|  
|  
| NC
|-
|-
| 14
| DIO_10
| PD0
| 6
| uC_ENABLE_PC_BAT
|
|-
|-
| 15
| DIO_16
| PD1
| 7
| uC_ENABLE_PC_EXTERNAL
|  
|-
|-
| 16
| DIO_18
| PD2
| 8
| Baranzeige LED3
|
|-
|-
| 17
| +3,3V
| PD3
| 9
| Baranzeige LED4
| -
|-
|-
| 18
| +5V
| PD4
| 10
| Baranzeige LED5
| -
|}
 
==== J29_Analog ====
{| class="wikitable"
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Pin auf J29_Analog
! style="font-weight: bold;" | Anschluss auf DS1104
|-
|-
| 19
| A_Gnd
| PD5
| 1 & 3 & 5 & 7 & 9
| Reserviert für ein Buzzer
| A_Gnd
|-
|-
| 20
| DACH_1
| PD6
| 2
| Baranzeige LED6
|
|-
|-
| 21
| DACH_2
| PD7
| 4
| Baranzeige LED7
|  
|-
|-
| 22
| DACH_3
| PC0
| 6
| Baranzeige LED8
|-
|-
| 23
| DACH_4
| PC1
| 8
| Baranzeige LED9
|-
| 24
|  
|  
|  
|-
|-
| 25
| DACH_5
|  
| 10
|  
|
|}
 
==== J27_SPI ====
 
{| class="wikitable"
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Pin auf J27_SPI & J28_SPI
! style="font-weight: bold;" | Anschluss auf DS1104
|-
|-
| 26
| D_Gnd
|  
| 1 & 8
|  
| D_Gnd
|-
|-
| 27
| +5V linear
|
| 7
|  
|-
|-
| 28
| 3,3V linear
| PC6
| 6
| BAT_CHECK_SWITCH
| -
|-
|-
| 29
| MISO
| 5
|  
|  
|-
| MOSI
| 4
|  
|  
|-
|-
| 30
| STE
|  
| 3
|  
|  
|-
|-
| 31
| SCLK
|  
| 7
|  
|  
|}
=== Powerpanel ===
==== Taster ====
===== Programmtaster =====
Es sind 4 Programmtaster vorhanden. Damit können verschiedene Programmmodi geschaltet werden. Die Taster sind an der Adapterplatine an Stecker J angeschlossen.
{| class="wikitable"
! style="font-weight: bold;" | Funktion
! style="font-weight: bold;" | Pin auf J
! style="font-weight: bold;" | Anschluss auf DS1104
|-
|-
| 32
| GND
|  
|  
|  
|  
|-
|-
| 33
| Taster 1
|  
|  
|  
|  
|-
|-
| 34
| Taster 2
|  
|  
|  
|  
|-
|-
| 35
| Taster 3
|  
|  
|  
|  
|-
|-
| 36
| Taster 4
|  
|  
|  
|  
|-
| 37
| PA3
| Status-LED der externen Stromversorgung (Netzteil)
|-
| 38
| PA2/ADC2
| Spannungsmessung Fahr-Akku
|-
| 39
| PA1/ADC1
| Spannungsmessung externe Versorgung (Netzteil)
|-
| 40
| PA0/ADC0
| Spannungsmessung PC-Akku
|}
|}


<gallery>
Datei:.png|Anschluss der Taster an der Adapterplatine
</gallery>
==== Schaltung und Layout ====
==== Aufladen der Akkus ====
==== Aufladen der Akkus ====


=== Verkabelung ===
=== Verkabelung ===
→ zurück zum Hauptartikel: [[Praktikum_SDE|Praktikum SDE]]

Aktuelle Version vom 1. Dezember 2023, 14:07 Uhr

Dieses Artikel befasst sich mit dem Aufbau des autonomen mobilen Roboters AMR 2022 an der HSHL.


Systemübersicht

Konstruktion

steuerung der automatischen Wagen Auswahl in Simulink

Pinbelegung

Alle Pins des J26_DIGITAL_Anschlusses sind auf GND gelegt.

Wagen Bezeichnung definierter Pin Potential wenn ausgewählt
alter Wagen Pin D10_18 5V
weißer Wagen 2023 Pin D10_16 5V
schwarzer Wagen 2023 Pin D10_10 5V

Fahrgestell

Aktuatorenschalter

Der Aktuatorenschalter schaltet den Fahrtenregler und Lenkservo aus, sodass keine Fahrt- und Lenkbewegung möglich ist.

Stellung Funktion von hinten auf den Wagen schauend
Links Regler ein
Mitte Regler aus
Rechts Regler aus

Motor

Anschlüsse

Der Motor verfügt über zwei Anschlüsse. Der erste Anschluss dient zur Steuerung der drei Phasen des Motors A, B und C seitens des Fahrtenregler. Da diese Leitungen hohe Ströme führen, ist äußerste Vorsicht bei der Umgang mit denen geboten. des weiteren sind diese ansclüsse kurz zu halten um Störungen zu vermeiden. Der zweite Anschluss ist der Sensoranschluss. Hier überträgt der Motor mit hilfe von Hallsensoren am Stator den Stand des Rotors an dem Fahrtenregler, um die Transisitor Brücken des Reglers im passenden Momentan zu schalten, sodass sich für den Motor an den Phasen A B C ein Drehfeld ergibt, welches den Rotor des Motors kontinuierlich beschleunigt oder bremst.

Hall-Sensor

Der Sensoranschluss des Motors wird in Form eines 6-poligen JST ZH-Buchse mit Rastermaß 1,5mm bereitgestellt. Die Signale sind wie folgend belegt:

  • Hall-Sensor-Anschluss

    Hall-Sensor-Anschluss

Überprüfen

Pin Farbe Funktion
1   Schwarz GND
2   Orange Phase A
3   Weiß Phase B
4   Grün Phase C
5   Blau NC
6   Rot NC

Bei etwa der maximalen Geschwindigkeit ergeben sich Motorphasen der Periodendauer von ca. 10,2ms. Die Mindestzeit zwischen zwei Flanker der Hall-Phasen beträgt dabei ca. 1,5ms.

  • Hall-Signale des Motors bei maximaler Geschwindigkeit

    Hall-Signale des Motors bei maximaler Geschwindigkeit

Anschluss an Adapterplatine

Die Hall-Signale vom Motor werden an J8_Hall wie folgt an der Adapterplatine angeschlossen:

Funktion Anschluss auf Adapterplatine J8_Hall Anschluss auf Adapterplatine J9_Hall_in Anschluss auf DS1104
Hall A 6 1 & 2 P1A_33_IO_02_Hall_A
Hall B 5 3 & 4 PIB_33_IO_03_Hall_B
Hall C 4 5 & 6 PIA_32_IO_04_Hall_C
+5Vlinear 3 - -
+5Vlinear 2 - -
Digital GND 1 - D_GND -PIA01, -PIA17, -PIA24, -PIB01, -PIB17, -PIB24,

Des Weiteren werden die Hall-Signale über eine XOR-Kombinationslogik bearbeitet und zur Geschwindigkeitsermittlung genutzt. Weitere Informationen dazu sind verfügbar unter: Signalverarbeitung und Geschwindigkeitsermittlung.

Damit die Hall-Signale auch von Kombinationslogik erfasst werden können, müssen diese auf der Adapterplatine über Jumper zu Kombinationschip weitergeleitet werden. Auf dem Wannenstecker Steckplatz J9_Hall_in müssen jeweils die gegenüberliegenden Pins miteinander verbunden werden. Also 1 mit 2, 3 mit 4 und 5 mit 6. Analog dazu muss der Ausgang der Kombinationslogik mit der DS1104-Karte verbunden werden. Dazu müssen auf Wannenstecker J10 Pin 1 mit 2 und Pin 3 mit 4 verbunden werden.

'Achtung Design Fehler P1B_26_IO_17_INTER4_HALL_LOGIK_INVERT muss mit Kabel verbunden werden an Pin3 von J10 Hall_out'

Die Hall-Signale sowie das kombinierte Signal sind wie folgt auf der DS1104 verfügbar:

Funktion Anschluss auf DS1104
Hall A IO2
Hall B IO3
Hall C IO4
Kombi-Hall-Signal IO19
Invertiertes Kombi-Hall-Signal IO17

Empfängermodul

Diese Beschreibung beschränkt sich zunächst auf dem Fernbedienungsempfänger Futaba F143F 40MHz FM. Nichtsdestotrotz können die hier enthaltene Informationen auf andere Empfänger für die gleiche Anwendung übertragen werden.

Der Fernbedienungsempfänger empfängt die Radiosignale der Fernbedienung und gibt Steuersignale zum Lenkservo und Fahrtenregler ab.


Anschlüsse

Die Stromversorgung des Empfängers erfolgt über den Fahrtenregler, der wiederum die Versorgung von Fahrakku entnimmt. Gemessen ist ein Versorgungspegel von 5V.

Die Versorgung des Empfängers kann auch über den BAT- oder B/C-Anschluss erfolgen. Zu beachten ist, dass die Masse- und Versorgungsanschlüsse jeweils über alle Steckplätze kurzgeschlossen sind. An den Anschlüssen CH1 - CH3 können 3 Ausgänge angeschlossen werden. Hier werden der Fahrtenregler an CH1 und der Lenkservo an CH3 angeschlossen. CH1 ist mit einem Failsafe ausgestattet, fällt der Empfang aus wird der Motor abgeschaltet, bzw. in eine definierte Position gebracht.


  • Skizze des Fernbedienungs-empfängers Futaba F143F

    Skizze des Fernbedienungs-empfängers Futaba F143F

Lenk-Signal

Das Lenksignal wird als PWM-Signal vom Empfänger an dem Lenkservo gegeben. Das Signal ist wie folgend beschaffen:

Parameter Wert
Amplitude 3 V
Periodendauer 18,50 ms
Frequenz 54 Hz
Pulsweite Lenkung 0-Position 1,52 ms
Tastgrad Lenkung 0-Position 8,22%
Pulsweite Lenkung Rechts 1,10 ms
Tastgrad Lenkung Rechts 5,94%
Pulsweite Lenkung Links 1,92 ms
Tastgrad Lenkung Links 10,38%
  • Periodendauer des PWM-Lenksignals

    Periodendauer des PWM-Lenksignals

  • Amplitudenmessung des PWM-Lenksignals

    Amplitudenmessung des PWM-Lenksignals

  • Pulsweite bei Lenkwinkel = 0

    Pulsweite bei Lenkwinkel = 0

  • Pulsweite bei Rechtsauschlag

    Pulsweite bei Rechtsauschlag

  • Pulsweite bei Linksauschlag

    Pulsweite bei Linksauschlag


Gas-Signal

Ähnlich wie das Lenksignal wird das Gassignal in einem PWM-Signal moduliert. Das Signal hat folgende Eigenschaften:

Parameter Wert
Amplitude 2,7 V
Periodendauer 18,50 ms
Frequenz 54 Hz
Pulsweite bei Pedal 0-Position 1,50 ms
Tastgrad Pedal 0-Position 8,11 %
Pulsweite Vollgas Vorwärts 1,93 ms
Tastgrad Vollgas Vorwärts 10,43 %
Pulsweite Vollgas Rückwärts 1,11 ms
Tastgrad Vollgas Rückwärts 6 %
  • Periodendauer des PWM-Gassignals

    Periodendauer des PWM-Gassignals

  • Amplitudenmessung des PWM-Gassignals

    Amplitudenmessung des PWM-Gassignals

  • Pulsweite bei Pedalstellung = 0

    Pulsweite bei Pedalstellung = 0

  • Pulsweite bei Vollgas in Vorwärtsrichtung

    Pulsweite bei Vollgas in Vorwärtsrichtung

  • Pulsweite bei Vollgas in Rückwärtsrichtung

    Pulsweite bei Vollgas in Rückwärtsrichtung

Signalschwankungen

Die oben dargestellten Pulsbreiten der Signale schwanken bei konstanter Betätigung der Fernbedienung um ca. 65µs.

  • Schwankung der Pulsbreite der Fernbedienungssignale

    Schwankung der Pulsbreite der Fernbedienungssignale

Anschluss des Empfängermoduls an Adapterplatine

Die Fahr- und Lenksignale der Fernbedienung werden an der Adapterplatine auf Stecker J6_Empfänger angeschlossen, der wie folgt belegt ist:

Funktion Pin auf J6_Empfänger Anschluss auf DS1104
GND 1 & 4 D_GND -PIA01, -PIA17, -PIA24, -PIB01, -PIB17, -PIB24,
Lenksignal der Fernbedienung 3 PIA_09_SCAP1_RC-in_Signal_LS
Fahrsignal der Fernbedienung 5 PIA_08_SCAP2_RC-in_Signal_FR
+5V 2 & 5


Funktion Pin auf J7_Servo_Regler Anschluss auf DS1104
GND 1 & 4 D_GND -PIA01, -PIA17, -PIA24, -PIB01, -PIB17, -PIB24,
Lenksignal der Fernbedienung 3 PIB_12_STPWM_RC-out_Signal_LS
Fahrsignal der Fernbedienung 5 PIB_16_SPWM7_RC-out_Signal_FR
+5V 2
+5V 5

Fahrtenregler und Lenkservo

Fahrtenregler

Der Fahrtenregler hat folgende Eingangsverkabelung:

Pin Farbe Funktion
1   Schwarz GND
2   Rot Vcc
3   Weiß PWM-Eingang

Lenkservo

Der Lenkservo hat folgende Eingangsverkabelung:

Pin Farbe Funktion
1   Braun GND
2   Rot Vcc
3   Weiß PWM-Eingang

Verkabelung

  • Blockdiagramm der Komponenten und Verkabelung im Fahrgestell

    Blockdiagramm der Komponenten und Verkabelung im Fahrgestell

Karosserie

Adapterplatine

Versorgt wird die Adapterplatine


Funktion Pinnummer auf Stecker Anschluss an DS1104
GN
Funktion Pinnummer auf Stecker Anschluss an DS1104
G



Anschlüsse an der Adapterplatine

NC: Not Connected, Pin nicht angeschlossen bzw. ohne Funktion.

Stecker auf Adapterplatine Funktion Pin Auf Stecker Pin-Funktion Pin auf dSPACE DS1104

Rechner

dSPACE DS1104 RCP

J17_Kamera_Power

VRmagic D2 OEM-Version Spannungsversorgung mit Vcc=5V von der Adapterplatine (J17) und Anschluss an dem Rechner über die Ethernet-Schnittstelle

Funktion Pins auf J17
+5V-Versorgung der Kamera vom PC +5V 2
GND 1

LIDAR

Der Lidar wird per USB an den PC angebunden.

IR-Sensoren

Es sind 4 Infrarotsensoren zur Abstandsmessung am Fahrzeug angebracht. Weitere Information zum Sensor können hier entnommen werden. Die Sensoren werden wie folgt angeschlossen:

Sensorposition Sensornummer Anschluss auf Adapterplatine Anschluss auf DS1104
Hinten Rechts J19_IR_HR P1A-44_ADCH7
Seite Hinten J22_IR_H P1B-46_ADCH6
Hinten Links J20_IR_HL P1B-44 ADCH8
Seite Vorne J21_IR_V P1A-46_ADCH5

Dabei haben alle Sensoren folgende Verdrahtung J19, J20, J21, J22:

Funktion Pinnummer
Analog GND 1
+5V linear 2
Analogausgang des Sensors 3

Lichter

Fahrzeugbeleuchtung

Funktion Anschluss auf

Adapterplatine J20

Anschluss auf DS1104
GND
Blinker Rechts
Blinker Links
Bremse
Rückfahrlicht
Fahrlicht
Anschlussplatine der Beleuchtung

Eingriffsbeleuchtung / Blaue LED

Die blaue LED zu Signalisierung des Fernbedienungseingriff wird über Stecker J3 angeschlossen.

Funktion Pin auf J3 Anschluss auf DS1104
Vcc 1
GND 2
Steuersignal der Diode 3 IO15

freie Steckplätze auf der Adapterplatine

J24_Incrementalgeber

An den Incrementalgeber eingängen lassen sich endlos drehende Incrementalgeber anschließen. Herausgeführt ist nur Kanal 1

Funktion Pin auf J24 Anschluss auf DS1104
D_Gnd 1 D_Gnd
+5V von DS1104 Karte Datenblatt beachten belastbarkeit S100 (Hardware installation configuration) max. 500mA für alle Pins zusammen. P1A_10_VCC_+5V_
P1A_18_IDX_1 invertiert 3 P1A_18_IDX_1_Invert
IDX_1 4 P1A_19_IDX_1
PHI90_1 invertiert 5 P1A_20_PHI90_1_Invert
PHI90_1 6 P1A_21_PHI90_1
PHI0_1 invertiert 7 P1A_22_PHI0_1_
PHI0_1 8 P1A_23_PHI0_1


J25_PWM

Funktion Pin auf J24 Anschluss auf DS1104
D_Gnd 1 D_Gnd
SPWM2 2
SPWM3 3
SPWM4_ 4
ST1_PWM 5
SCAP3 6
SCAP3 invert 7
SCAP4 8
+5V 9
+3,3V 10

J26_Digital

Funktion Pin auf J26_Digital Anschluss auf DS1104
D_Gnd 1 D_Gnd
DIO_0 2
DIO_6 3
DIO_7 4
DIO_8 5
DIO_10 6
DIO_16 7
DIO_18 8
+3,3V 9 -
+5V 10 -

J29_Analog

Funktion Pin auf J29_Analog Anschluss auf DS1104
A_Gnd 1 & 3 & 5 & 7 & 9 A_Gnd
DACH_1 2
DACH_2 4
DACH_3 6
DACH_4 8
DACH_5 10

J27_SPI

Funktion Pin auf J27_SPI & J28_SPI Anschluss auf DS1104
D_Gnd 1 & 8 D_Gnd
+5V linear 7
3,3V linear 6 -
MISO 5
MOSI 4
STE 3
SCLK 7

Powerpanel

Taster

Programmtaster

Es sind 4 Programmtaster vorhanden. Damit können verschiedene Programmmodi geschaltet werden. Die Taster sind an der Adapterplatine an Stecker J angeschlossen.

Funktion Pin auf J Anschluss auf DS1104
GND
Taster 1
Taster 2
Taster 3
Taster 4

Schaltung und Layout

Aufladen der Akkus

Verkabelung

→ zurück zum Hauptartikel: Praktikum SDE

Abgerufen von „https://wiki.hshl.de/wiki/index.php?title=AMR_2022&oldid=115469“