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Hinweise zur beschränkten Garantie und Haftung
Die Gewährleistung von AREXX Engineering beschränkt sich auf Austausch oder Reparatur des Roboters und seines
Zubehörs innerhalb der gesetzlichen Gewährleistungsfrist bei nachweislichen Produktionsfehlern, wie mechanischer
Beschädigung und fehlender oder falscher Bestückung elektronischer Bauteile, ausgenommen aller über
Steckverbinder/Sockel angeschlossenen Komponenten.
Es besteht keine Haftbarkeit für Schäden, die unmittelbar durch, oder in Folge der Anwendung des Roboters entstehen.
Unberührt davon bleiben Ansprüche, die auf unabdingbaren gesetzlichen Vorschriften zur Produkthaftung beruhen.
Sobald Sie irreversible Veränderungen (z.B. Anlöten von weiteren Bauteilen, Bohren von Löchern etc.) am Roboter oder
seinem Zubehör vornehmen oder der Roboter Schaden infolge von Nichtbeachtung dieser Anleitung nimmt, erlischt
jeglicher Garantieanspruch!
Es kann nicht garantiert werden, dass die mitgelieferte Software individuellen Ansprüchen genügt oder komplett
unterbrechungs und fehlerfrei arbeiten kann. Weiterhin ist die Software beliebig veränderbar und wird vom Anwender in
das Gerät geladen. Daher trägt der Anwender das gesamte Risiko bezüglich der Qualität und der Leistungsfähigkeit des
Gerätes inklusive aller Software. Bitte beachten Sie auch die entsprechenden Lizenzvereinbarungen auf der CD-ROM!
WICHTIG
Vor dem ersten Gebrauch dieses Robot Arms lesen Sie bitte zuerst die Gebrauchsanleitung aufmerksam durch! Sie erklärt
die richtige Handhabung und informiert Sie über mögliche Gefahren. Zudem enthält sie wichtige Informationen, die nicht
allen Benutzern bekannt sein dürften
Das “Achtung!” Symbol weist auf besonders wichtige Abschnitte
hin, die sorgfältig beachtet werden müssen. Wenn Sie hier Fehler machen,
könnte dies ggf. zur Zerstörung des Roboters oder seines Zubehörs führen
und sogar Ihre eigene oder die Gesundheit anderer gefährden!
Das “Information” Symbol weist auf Abschnitte hin, die nützliche
Tipps und Tricks oder Hintergrundinformationen enthalten.
Hier ist es nicht immer essentiell alles zu verstehen, aber meist sehr
nützlich.
- Halten Sie die Elektronik stets trocken. Wenn das Gerät einmal nass geworden ist, entfernen Sie sofort die Batterien
oder die Stromversorgung
- Bei längerem Nichtgebrauch die Batterien entfernen bzw. die Stromversorgung trennen.
- Bevor Sie das Modul in Betrieb nehmen, prüfen Sie stets seinen Zustand sowie auch den der Kabel.
- Wenn Sie meinen, dass das Gerät nicht länger sicher betrieben werden kann, trennen Sie es sofort von der
Stromversorgung und stellen Sie sicher, dass es nicht unabsichtlich benutzt werden kann.
- Befragen Sie einen Fachmann, wenn sie sich der Bedienung, Sicherheit oder Anschluss des Moduls nicht sicher sind.
- Niemals das Modul in Räumlichkeiten oder unter ungünstigen Bedingungen betreiben.
- Das Modul besitzt hochempfindliche Bauteile. Elektronische Bauteile sind sehr gegen statische Elektrizität
empfindlich. Fassen Sie das Modul nur an den Rändern an und vermeiden Sie direkten Kontakt mit den Bauteilen auf
der Platine.
Normaler Gebrauch
Dieses Produkt wurde als Experimentierplattform für alle an Robotik interessierten Personen entwickelt. Das Hauptziel
besteht darin zu lernen, wie man das Gerät in C-Sprache programmieren kann. Das Gerät ist kein Spielzeug! Es eignet sich
nicht für Kinder unter 14 Jahren.
Das Gerät ist nur für Innengebrauch bestimmt. Es darf weder feucht noch nass werden. Bitte achten Sie auch auf
Kondenswasser, das sich bei einem Wechsel von einem kalten in einen warmen Raum entwickeln kann. Warten Sie eine
Weile, bis sich das Gerät an die neuen Umgebungsbedingungen angepasst hat, bevor Sie es in Betrieb nehmen.
Jede andere Einsatzart als oben beschrieben kann zu Schäden und Risiken wie Kurzschluss, Brand, Stromschlag usw. führen
Eine Verwendung des gesamten Produkts ist nur in geschlossenen, trockenen Innenräumen erlaubt. Das Produkt darf nicht
feucht oder nass werden.
Eine andere Verwendung als zuvor beschrieben führt zu Beschädigungen dieses Produkts, außerdem ist dies mit Gefahren
wie z.B. Kurzschluss, Brand, elektrischer Schlag etc. verbunden.
Das Asuro xTend Board erweitert den Asuro erheblich. Ein ATXMega Mikro-Kontroller mit 32KB
Flash & 4KB SRAM läuft mit 16MHz Taktfrequenz bei niedriger Stromaufnahme.
Der Asuro Robot hat mit der neuen Asuro xTend Erweiterung folgende neue Möglichkeiten, z.B.
der verbesserte Asuro Ext. BUS, der neue Sensor Modul Steckplatz, das LC-Display (2x8
Zeichen) mit regelbarer Hintergrundbeleuchtung, 3 Tasten, 4 Status LEDs, analoge Eingänge für
Sharp Sensoren mit FET Schalter um Strom zu sparen, 2. UART und zwei freie ADC oder GPIO
Eingänge runden den Funktionsumfang ab.
Einfaches und schnelles Programmieren des xTend Boards über USB – das langsame IR
Interface ist Geschichte (es wird nur noch einmal benötigt!
Ihre eventuell gekauften Asuro Erweiterungen wie z.B. Snake Vision ARX-SNK20, Ultra-Sonic
ARX-ULT-10, Bluetooth Kit ARX-BT3, Wireless Kit ARX-WRL03 können weiter benutzt werden,
da diese auf das Asuro xTend Board gesteckt werden können. Natürlich muss die Software auf
den ATXMega portiert werden, was aber recht leicht gehen sollte, da der Mikrokontroller zur
gleichen Produktfamilie von ATMEL gehört.
Wenn sie schon das Display ARX-DSP30 Kit besitzen können sie das Display einfach auf das
Asuro xTend Board stecken. Die Ansteuerung wird dann vom Atxmega32C4 erfolgen.
Sensor Modul Erweiterungen:
- Asuro Compass-Gyro Modul
Indoor Navigation wird mit diesem Modul möglich. Es bietet einen 3D
Magnetometer/Accelerometer für eine Kompassfunktion (Ein 3D Kompass ist in der
Asuro Demo Software enthalten.)
Drehratengeber (3D Gyro) – erkennt mit welcher Winkelgeschwindigkeit sich der
Roboter dreht – damit kann der Geradeauslauf geregelt werden.
- Asuro Baro-Temp-Humidity Modul
Luftdruck/ Höhenmessung (20cm Genauigkeit) und relative Luftfeuchtigkeit.
- Asuro Real-Time-Clock Modul
Echtzeituhr mit programmierbarer Weckfunktion.
Es gibt sehr viele neue Optionen die Funktion des Asuro Roboters zu erweitern und zu
verbessern – seien sie kreativ!
Das Asuro xTend Board wurde für eine Master / Slave Konfiguration entwickelt die mit dem Asuro
Roboter verwendet wird.
Die Beschreibung soll den Zusammenbau und die Funktionsweise des Betriebes erklären.
Der Asuro Roboter arbeitet im Master Betriebsmodus und holt sich die Daten aus dem Asuro
xTend Board (Slave) – z.B. die Daten die den Antrieb der beiden Motoren steuern
Das Asuro xTend Board berechnet die Sollwerte für den Antrieb und stellt diese dem Master
(Asuro Roboter) in seinen Registern zu Verfügung. Die Informationen die ausgetauscht werden
sind – Geschwindigkeitssollwert für jeden Motor, Batteriespannung und Logik-Pegel der Schalter
auf dem Asuro. Außerdem stellt der Asuro die Versorgungsspannung und Interface-Signale zu
Verfügung.
Auf dem Asuro xTend Board werden noch die Daten der Erweiterungsmodule gesammelt und
Verarbeitet.
Hinweis: 1.) Die Verwendung eines Displays wird dringend empfohlen.
2.) Der Kompass muss vor der Verwendung kalibriert werden!
Auf dem Asuro Extension Bus liegen alle Signale vom Asuro, jedoch wurde ein unabhängiger I2C
Bus eingefügt, damit die bestehenden Erweiterungen einwandfrei funktionieren können.
Das Display zeigt Statusmeldungen oder andere Messwerte an. Das Menu wird über die drei
Tasten bedient. 4 LEDs sind zusätzlich Anzeigen für frei verfügbare Zwecke.
Löten sie die Buchsen für das Extension Board in den Asuro. Falls sie den Linien-Folger
(T9, T10 und D11) verwendet haben entfernen sie diesen vorsichtig, dieser kann nach
dem einlöten der Buchsen wieder angelötet werden. Verwenden sie nach Möglichkeit
Entlötlitze oder einen Entlötkolben.
Für eine bessere Leistung des Linien-Folgers sollten sie D11 gegen eine Infrarot-Diode
austauschen (950ns Wellenlänge z.B. TSUS5400 von Vishay).
Schritt 2
Bauen Sie die Motoren aus. Dazu löten sie die Leitungen am Asuro Board ab. Bauen sie
die Motoren mit den Anschlüssen nach unten wieder ein und führen die Leitungen durch
die Bohrung auf die Unterseite der Platine. Fixieren sie die Motoren mit Kabelbündlern
und etwas Heißkleber wie im Bild dargestellt.
Hinweis: Schritt 2 und 3 sind nur notwendig wenn sie EMV Störungen in der Sensorik
vermeiden möchten die durch die PWM Ansteuerung der Motoren erfolgen
kann.
2.3. Display für dimmbare Hintergrundbeleuchtung vorbereiten
Wenn sie ein beleuchtetes LCD verwenden können sie die Beleuchtung dimmbar machen
indem sie die unten beschriebenen Änderungen vornehmen – benutzen sie für R7 einen
der ausgelöteten 0R Widerstände von R5/R6.
Die Änderung ist nur notwendig wenn sie die Helligkeit verstellen möchten um Strom zu
sparen.
1. Entferne R5 / R6 2. Platziere R7
Hinweis: Die Änderungen erfordern durchschnittliche Lötkenntnisse mit SMD Bauteilen.
Machen sie ein paar Lötübungen bevor sie die Änderungen am Display machen und
benutzen sie einen Lötkolben mit feiner Spitze!
3.0 C++ Language - Software Paket für Asuro xTend
Die C++ Programmiersprache ist aus der C-Sprache hervorgegangen und stellt eine Erweiterung
und Verbesserung von C dar. Sehr Effektiv und strukturiert und Verbesserungen in den
Compiler-Checks gegen unbeabsichtigte Fehler im Source Code.
Alles im allen die modernere Sprache die einen bessere Lesbarkeit des Codes und eine deutlich
besseren Schutz vor Seiteneffekten bietet (e.g. enums / namespaces anstelle von unübersichtlichen #defines ). Assembler- und C-Programmteile können leicht mit eingebunden werden.
Spezielle Vorteile und Reduzierung von Program-Code wird bei der Verwendung von mehreren
Instanzen einen H/W Treiber erreicht – z.B. 2 UART Treiber. Eine leichtere Portierbarkeit des
entwickelten Programmcodes stellt einen weiteren Vorteil dar.
Die verwendete Extended Embedded C++ Implementation verbietet die folgenden C++ Features
die sie evtl. von PC-Programmierung her kennen – welche aber nicht sinnvoll für Embedded
System sind:
- RTTI
- Exceptions
Details können sie unter http://www.iar.com/Products/IAR-Embedded-
Workbench/Technology/Language-standards/ nachlesen bzw. vertiefen.
Das makefile zur Erstellung von Programmen wird selbstverständlich mitgeliefert. Dies erlaubt
auch bestehenden C-Code mit zu verwenden. Beispiele sind im Demo Source-Code enthalten.
Der Software-Source-Code kann mit Notepad+ oder Visual Studio Express (freier Download bei
Microsoft) erstellt werden. Der Compiler ist in beiden Fällen der GNU Compiler für AVR!
Die neueste Version der GCC Tool Chain wir mitgeliefert – siehe avr-gcc-4.8.1.zip File und der
separaten Anleitung wie der GCC zu installieren ist (avr-gcc-vs.pdf ).
Kurzanleitung: Extrahieren des Zip-Files nach C:\GCC und dann im gleichen Ordner das File
addpath.exe ausführen um die notwendigen Einstellung automatisch vorzunehmen.
3.1 Asuro xTend Board
Das Asuro xTend Board hat Zugriff auf eine Reihe von Erweiterungen – z.B. verschiedene
Sensoren / Modulerweiterungen (Kompass, RTC …), Tasten, LEDs und einem Display (/2x8
Zeichen) für Statusanzeigen. Außerdem steuert es die Antriebsmotoren über einen I2C Bus und
sammelt weitere Informationen vom Asuro.
Die JM3 Asuro xTend Software stellt eine Demo-Software mit Beispielen zur Verfügung.
Außerdem eine Library mit den Hardware Treibern für: Display, ADC, Timer, I2C, UART, LED
und Keypad. Damit müssen sie tief in die H/W eintauchen bevor sie eine Anwendung schreiben
können.
Die Programmierung erfolgt über den USB Anschluss und dem JM3 Robot Tool oder aber dem
command line basierten JM3 MultiLoader erfolgen. Als Source-Code Editor kann z.B. Notepad+
oder aber auch Visual Studio Express verwendet werden (siehe separate Anleitung). Das
Programmieren verfolgt über ein schnelles Interface und einer Logik die im Flash Speicher des
Mikro-Controllers nur die geänderten Blöcke beschreibt!
Der Asuro Roboter wird mit dem Asuro xTend Board als Motor-Controller betrieben. Die JM3
Software muss nur einmal in den Asuro geladen werden was mit dem bekannten IR-Modul und
dem JM3 Robot Tool (Typ ASURO_BASE) geht.
Ihr Programm kann jetzt schnell und effektiv in den ATXmega geladen werden. Hier ein viel
größerer Speicher und eine schnellere Verarbeitungsgeschwindigkeit bereit.
3.3 Asuro Sensor Module
Die Software-Library enthält die Treiber für alle Erweiterungsmodule (Gyro, Accelerometer;
Magnetometer, Barometer/Humidity und Real Time Clock). Für weitere Informationen und
Möglichkeiten lesen sie bitte in den Beschreibungen der Module und in den entsprechenden
Datenblättern nach!
3.4 Asuro Base SW
Die JM3 Asuro Base Software arbeitet mit dem Asuro xTend Board über eine I2C Schnittstelle
zusammen um Steuerfunktionen an die Motosteuerung zu übertragen. Andere Information sind
Rad-Pulse, Batteriespannung, Schalterzustände auf dem Asuro.
Falls sie nichts an diesen Funktionen ändern wollen/müssen, brauchen sie an der Basis-Software
nicht mehr zu ändern. Alles kann vom xTend-Board aus programmiert werden.
3.5 I2C Bus Adressen
3.6 Datenblätter
ATXMEGA32C4 Micro-Controller Manual
LCD-Module 2x8 Graphic Display
LSM9DS0 Magnetometer, Accelerometer and Gyro
MS5607-02BA03 Barometer Temperatur Sensor
4.1. Programmierung des Asuro xTend Mikro-Kontrollers
Um ein geschriebenes Programm (hex-file) in den Mikro-Kontroller zu laden ist das JM3
Robot Tool zu installieren:
1. Kopieren sie das JM3 Robot Tool in einen Ordner und führen sie das exe-File aus.
2. Click auf das ‘Add Robot’ Icon – geben sie den Namen (frei wählbar), den Hostnamen
z.B. COM5 ein und gehen zum nächsten Schritt.
3. Wählen sie den Roboter-Typ aus – z.B. ASURO EXT (das ist das Asuro xTend Board)
ein. Den richtigen COM Port können sie im Device Manager nachsehen.
4. Click OK
5. Click auf ‘Add File’ um das hex-file mit dem neuen Programm auszuwählen.
Dies Suche geht einfach über den Pfad mit Select File. Wählen sie das hex-file aus das
sie in den Mikro laden möchten. Als weiteren Schritt noch den Typ – z.B. AsuroExt.
6. Click OK.
7. Wählen sie nun den Roboter und das File aus indem sie es nacheinander an-clicken.
(werden leicht hellgrau hervorgehoben) und clicken sie auf Upload.
8. Um die Einstellungen zu speichern clicken sie auf das Save Icon.