02-OpenRB-150控制板

小芽科技 2022-12-02 21:30:13

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1 概览

注：该文档由北京小芽科技翻译自ROBOTIS官方文档，以下大部分链接将转至ROBOTIS官方技术文档相关产品站点。

OpenRB-150是一款开源的Arduino兼容嵌入式控制器。

该控制器具有与Arduino MKR相同的引脚和外形尺寸，以确保与物理配件的兼容性，并支持使用Arduino IDE编程。

OpenRB-150还具有4个专用的DYNAMIXEL端口，并支持DYNAMIXEL Wizard 2.0测试和校准软件。

注意：使用OpenRB-150和DYNAMIXEL Wizard需要特殊固件。该固件包含在OpenRB板管理程序包中。

2 规格参数

名目	技术参数
MICROCONTROLLER	SAMD21 Cortex-M0+ 32bit low power ARM® MCU
BOARD POWER SUPPLY	(USB 3.0) 5 V (VIN -or Terminal) 3.7 ~ 12.6 V
SUPPORTED BATTERY	Li-Po 1 - 3 cell (3.7 - 11.1 V) XT60 connector ready
DC CURRENT FOR 3.3V PIN	300 mA
DC CURRENT FOR 5V PIN	300 mA
DC CURRENT FOR DYNAMIXEL PORTs	3,000 mA
CIRCUIT OPERATING VOLTAGE	3.3 V
DIGITAL I/O PINS	24
PWM PINS	12 (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, A3 - or 18 -, A4 -or 19)
UART	2
SPI	1
I2C	1
ANALOG INPUT PINS	7 (ADC 8/10/12 bit)
ANALOG OUTPUT PINS	1 (DAC 10 bit)
EXTERNAL INTERRUPTS	10 (0, 1, 4, 5, 6, 7, 8, A1 -or 16-, A2 - or 17)
DC CURRENT PER I/O PIN	7 mA
FLASH MEMORY	256 KB
FLASH MEMORY FOR BOOTLOADER	8 KB
SRAM	32 KB
EEPROM	no
CLOCK SPEED	32.768 kHz (RTC), 48 MHz
LED_BUILTIN	3
DYNAMIXEL TTL Port	4 (Max 1 Mbps)
Board Dimensions	25 x 66 mm
Supported Software	Arduino IDE, DYNAMIXEL Wizard 2.0
Supported DYNAMIXEL*	X Series, MX Series, AX Series, P Series

* RS-485 通信的舵机需要 DYNAMIXEL Communication Bridge 模块帮助转换才能跟板子连接。
* 24V舵机需要单独的电源连接。

警告
- USB端口的电流被内置保险丝限制在500mA，过高电流可能导致用于为OpenRB-150供电的USB端口损坏。
- 对于需要快速移动或高扭矩的应用，建议使用单独的电源供电。
- 在将您的DYNAMIXEL舵机连接到OpenRB-150之前，一定要确认它们的工作电压。

3 硬件布局

引脚分布

重置按钮

按 Reset Button 可以重启微控制器，双按 Reset Button 可以重启微控制器进入启动bootloader模式。

OpenRB-150在bootloader模式下将不会加载它的Arduino固件程序。

警告
重置微控制器也将重置任何连接的DYNAMIXEL舵机的电源。

重要的是，只有当电容器处于安全位置时，才能重置微控制器，以避免电容器被重置时可能造成的损害或伤害。

DYNAMIXEL舵机电源选择

DYNAMIXEL端口的电源是由微控制器底部的FET控制的。

FET可以启用和禁用连接端口的电源，默认情况下FET是关闭的，不管OpenRB-150是否通电状态。

当FET打开时，”DXL “红色LED也会打开以确认电源状态。

Terminal VIN

板子提供了一个外接电源端子，能够兼容多种电压电源。
ROBOTIS建议尽可能使用该接线端子进行板子及舵机供电。

要通过Terminal VIN向OpenRB-150控制器供电，请将跳帽设置在VIN(DXL)一侧，如下图所示。

Terminal VIN 跳帽选择

电源输入电路

注意事项
当电池连接到控制器时，请不要给电池充电。

XT60 连接器

XT60连接器在遥控产品中被广泛使用，它可以装配在OpenRB-150控制器的背面。
在焊接XT60直角连接器之前，请先拆除接线端子。

XT60 连接器备用口

电源选择跳帽

OpenRB-150可以用三种电源供电。
为了向控制器和DYNAMIXEL正确供电，需要正确设置电源跳帽。

当使用USB或者扩展管脚供电时	当使用绿色连接器或者XT60连接器外部供电时

DYNAMIXEL 端口

4个DYNAMIXEL舵机端口可用于任何支持半双工TTL的DYNAMIXEL舵机。
当使用RS-485的DYNAMIXEL舵机时，可以使用DYNAMIXEL Communication Bridge转换模块进行连接。

DYNAMIXEL 舵机通信转换模块

串口

分配给 “Serial2 “的串行端口可以用来连接各种设备，可以用于调试代码或控制控制器。

LEDs

三个LED指示OpenRB-150控制器的状态。

PWR（绿色）：只要OpenRB-150有电，这个LED就会亮起。
USER（橙色）：这个LED可以通过Arduino代码中的用户管脚32针或LED_BUILTIN来控制。
DXL（红色）：当DYNAMIXEL端口通电时，该LED将被打开。

4 管脚定义

// Battery 电池
#define ADC_BATTERY	(33u)

// LEDs
#define PIN_LED     (32u)
#define LED_BUILTIN PIN_LED

// DYNAMIXEL 舵机电源场效应晶体管 
#define DXL_PWR_SW  (31u)

5 供电方式

OpenRB-150 提供三种供电方式，请根据需求选择其中一种：

USB C 供电

VIN扩展管脚供电

Terminal VIN 供电

警告

在将任何电源连接到OpenRB-150之前，一定要检查其极性。
不正确的极性会永久性地损坏微控制器。
确保根据电源设置跳帽位置。

连接方式例子

5V Dynamixel舵机跟OpenRB-150控制板连接方式

警告
对于需要高速度或高扭矩的应用，请通过Terminal VIN供电。
USB端口不适合作为动态马达操作的电源。
从USB端口抽取过多的电源可能会导致电脑重新启动或损坏。
建议使用一个外部电源，如下图所示。

当使用12V 的TTL(3PIN) DYNAMIXEL舵机时

当使用12V 的RS-485(4PIN) DYNAMIXEL舵机时

6 开发环境

DYNAMIXEL Wizard 2.0

OpenRB-150支持DYNAMIXEL Wizard 2.0。
为了用DYNAMIXEL Wizard 2.0来配置和管理DYNAMIXEL，请上传OpenRB-150 sketch例程中的usb_to_dynamixel程序代码。

注意
usb_to_dynamixel “程序作为出厂默认固件被上传到OpenRB-150。
usb_to_dynamixel程序支持高达1 Mbps的波特率。

用USB type C数据线连接OpenRB-150，然后上传 usb_to_dynamixel 程序

OpenRB-150支持DYNAMIXEL Wizard 2.0的大部分功能，包括测试DYNAMIXEL、固件管理、数据包分析、数据绘图、控制表备份等。

支持高达1 Mbps的各种波特率

支持DYNAMIXEL 固件恢复（Firmware Recovery）及固件更新

支持数据图形分析

支持分析DYNAMIXEL数据包

安装 Arduino IDE

Linux系统端安装

从Arduino官方下载页面下载Arduino IDE的 “Linux 64 bit “版本。
https://www.arduino.cc/en/software
将下载的文件解压到所需的文件夹中，并在终端执行以下安装脚本。
1
$ ./install.sh
要在Linux平台上运行Arduino IDE，请在终端输入以下命令。
1
$ arduino