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aok:elektronik:hauptplatine

Hauptplatine

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ARM-o-Kopter Hauptplatine

Auf der AOK-Hauptplatine sitzt der ARM-Mikroprozessor sowie die Subplatinen (“break out boards”) für die Gyroskope, die Beschleunigungssensoren, den Kompass, sowie des RS232-TTL Anschlusses.

Die Hauptplatine steuert bis zu 12 Motorregler, die beiden Servos für den Kameraausgleich und sie erzeugt die Signale für ein OSD (on screen display). Eingänge sind für RC-Empfänger und GPS vorgesehen

Hardwareversionen

Es gibt 3 offizielle Hauptplatinen:

  • Version 3: Erste “in freier Wildbahn” verfügbare Platine, Dokumentation auf dieser Seite
  • Version 4: Update der Version 4 mit einigen Anpassungen, Einsatz der bewährten analogen Sensoren, Dokumentation auf dieser Seite
  • Version 5: Update für MPU6050, kleineres Platinenformat, Redesign der Spannungsaufbereitung, zur komplette Dokumentation der V5

Bestückung

Platinenlayout Version 3

Schaltpläne V3

Schaltplan V.3 Bestückungshilfe Bestückunshilfe einfaches Farbschema
Schaltplan V.3 Bestückungshilfe  Bestückunshilfe einfaches Farbschema

Bestückte Platinen V3

Bestückte Platine Hauptplatine mit Sensoren Fertige Hauptplatine
Bestückte Platine  Hauptplatine mit Sensoren Fertige Hauptplatine

Teileliste V3

Anm.: Diese Teileliste gilt für die ALTE V3…inzwischen wird V4 ausgelieffert!

Reichelt Warenkorb –> KLICK

Kleinteile (Widerstände, Kondensatoren) auf ein Vielfaches von 10 erhöhen!

Der richtige Wert von R12 und R13 ist 4k7.

FIXME Im alten Wiki sind noch ein paar Hinweise, welche Bauteile wann entfallen,.. → unter “allgemeine Elektronikteile” → Anmerkung 1-4. Habe diese Infos gerade eine Weile gesucht, daher hier mal als Behelf der Link: http://www.armokopter.at/wiki-old/index.php?title=Anleitung_ARM-o-Kopter#allgemeine_Elektronikteile

Vorbereitungen

Hinweise?

Erste Inbetriebnahme

Die bestückte Hauptplatine, noch ohne montierte Subplatinen, an +12V (am besten, man verwendet ein Netzgerät mit Strombegrenzung oder zumindest eine flinke Sicherung, 100mA z.B.) über ein Amperemeter anschließen. Die Stromaufnahme sollte ca. 30mA betragen und die grüne LED sollte jetzt leuchten.


Kontrolle der Versorgungsspannungen:

  • +3V3 und +5V (gemessen z.B. am 'UART-BT'-Anschluß) z.B. 3,27V und 5,03V
  • +5V/1 (gemessen z.B. am 'RO-SERVO-NI'-Anschluß) z.B. 5,03V

Programmiervorgang V3 / V4

Erstmaliges Beschreiben des Prozessors: Bei den Anschlüssen BA und USB jeweils eine Buchsenleiste auf der Hauptplatine einlöten (Conrad 734993: die benötigte Anzahl von Kontakten mit einem scharfen, stabilen Messer abtrennen). Den Jumper für BA aus einer 2-poligen Stiftleiste basteln.

Für den Anschluß des USB-Kabels entweder ein USB-Kabel durchschneiden und die Drähte entstprechend der Skizze hier unten an eine 4-polige Stiftleiste anlöten oder einen Adapter basteln.

USB-KabelBeispielhafte Verkabelung
usbanschluss.jpg

Die Programmierung kann entweder mit SAM-PROG, welches bei der Installation von AT91-ISP dabei ist, oder mit SAM-BA erfolgen. Unter 32bit Windows-Versionen kann man SAM-PROG verwenden (empfohlen, ist einfacher in der Bedienung) oder SAM-BA. Unter 64-bit Windows muss man SAM-BA verwenden.

32-bit Windows: Zunächst muß das Programm SAM-PROG am Computer installiert werden: AT91-ISP v1.13.exe oder die jeweils aktuellste Version von http://www.atmel.com 'Products'→'Microcontrollers'→'ARM based solutions'→'Tools&Software', 'Software Files', herunterladen und installieren. SAM-PROG ist in dieser Installation enthalten.

Hinweis für Windows Vista / 7 32bit: Diese Windows-Versionen installieren u.U. einen Treiber der Fa. WinARM - “GPS Camera Detect” (CDC-Treiber, virtuelles COM-Port). Damit kann SAM-PROG nicht arbeiten. In http://support.atmel.no/bin/customer?=&action=viewKbEntry&id=678 ist beschrieben, wie man diesen Treiber gegen den richtigen auswechselt. Oder Einfach im Gerätemanager das Device auswählen, am Kartenreiter Treiber auf “Treiber aktualisieren” klicken, und dort manuell installieren: mit Vorschlag “Zeige kompatible Treiber an” kann man schließlich den o.g. “atm6124…” Treiber auswählen→ nach erfolgreicher Installation wird ebenfalls “Write Flash” im SAM-PROG aktiv.

Weiterer Hinweis für Windows 7 32bit: Bekommt man SAM-PROG nicht zum Laufen, so funktioniert es unter Windows 7 32bit auch mit dem “GPS Camera Detect” Treiber. In diesem Fall ist dann so vorzugehen, wie es im folgenden für Windows 7 64bit beschrieben ist. Das erspart jedenfalls mal den Ärger, dass man sich um einen nicht automatisch installierten Treiber kümmern muss…

64-bit Windows: Zunächst muß das Programm SAM-BA am Computer installiert werden: SAM-BA 2.10 bzw. die jeweils aktuellsten Version von http://www.atmel.com 'Products'→'Microcontrollers'→'ARM based solutions'→'Tools&Software', 'Software Files', herunterladen und installieren. Für 64-bit Windows kommt nur die CDC-Version der Applikation infrage (Verbindung über einen COM-Port-Treiber), das wird bei der Installation automatisch angeboten.

LINUX: Es gibt SAM-BA auch für Linux.

Dann holt man sich die aktuelle Firmware für den Arm-O-Kopter auf den PC. Die neueste Version gibt es immer hier: http://www.armokopter.at/forum/viewforum.php?f=5

Weiteres Vorgehen beim ersten Programmiervorgang

  • Die Hauptplatine von der Versorgungsspannung trennen
  • Das USB-Kabel an die Hauptplatine anschließen, nicht aber an den PC
  • Den BA-Jumper stecken
  • Die Hauptplatine an die Versorgungsspannung anschließen
  • mind. 10 sec warten (wenn man ein Strommessgerät in der Versorgungsleitung hat sieht man, wie nach einigen Sekunden die Stromaufnahme für 1 Sekunde leicht ansteigt)
  • Die Hauptplatine von der Versorgungsspannung trennen
  • Den BA-Jumper entfernen

32-bit Windows:

  • SAM-PROG am PC starten
  • Das Firmware-File “arm-o-kopter_xx.yy.bin” auswählen
  • Die Hauptplatine an die Versorgungsspannung anschließen
  • Das USB-Kabel an den PC anstecken
  • Der PC erkennt jetzt, daß eine neue Hardware angeschlossen wurde

Beschreibung des Treiber-Installationsvorganges für WindowsXP

  • Meldung: 'Neue Hardware gefunden': 'atm 6124.Sys ATMEL AT91xxxxx test Board'
  • Der 'Assistent für das Suchen neuer Hardware' öffnet sich
  • Bei 'Soll eine Verbindung mit Windows Update hergetellt werden' selektiere: 'Nein, diesmal nicht', 'Weiter >'
  • selektiere 'Software automatisch installieren (empfohlen)', 'Weiter >'
  • Im Fenster 'Hardwareinstallation': 'Installation fortsetzen'
  • 'Fertig stellen'
  • In der Computerverwaltung / Gerätemanager unter 'USB-Controller' findet sich jetzt 'atm 6124.Sys ATMEL AT91xxxxx test Board'
  • In SAM-PROG ist jetzt die Schaltfläche 'Write flash' aktiv
  • Drücke “Write flash”
  • Bei 'In progress' erscheint jetzt für ca. 3 sec die Aktivitätsanzeige, der Status wechselt auf '1'
  • Die Statusanzeige geht wieder in den Anfangszustand zurück: 'success', 'failed', 'in progress' = 0, 'Active connection' = 1
  • Das USB-Kabel entfernen
  • Die Hauptplatine von der Versorgungsspannung trennen
  • SAM-PROG schließen
  • Die Hauptplatine an die Versorgungsspannung anschließen
  • Die grüne LED leuchtet, die rote LED blinkt einige Male, dann geht sie auf Dauerlicht

64-bit Windows

  • Die Hauptplatine an die Versorgungsspannung anschließen
  • Das USB-Kabel an den PC anstecken
  • Windows erkennt eine neue Hardware und installiert automatisch einen Treiber und zwar im Gerätemanager unter 'Anschlüsse (COM&LPT) ein 'GPS Camera detect (COM…)'
  • Die Nummer dieses COM-Ports merken
  • SAM-BA_cdc starten, es kann 1 Minute oder länger dauern, bis das kleine Fenster zur Selektion von Port und Board erscheint
  • Den zuvor zugewiesenen COM-Port auswählen
  • Als Board “AT91sam7s256-ek” auswählen
  • → »Connect«
  • Nach einer kurzen Wartezeit öffnet sich das Hauptfenster
  • In der Registerkarte “Flash” unter “Send File Name” die Firmware “arm-o-kopter_xx.yy.bin” wählen
  • “Send File” drücken
  • Die Frage “do you want to unlock involved lock regions …” mit “Yes” beantworten
  • Die Firmware wird auf die ArmO-Hauptplatine geladen.
  • Die Frage “do you want to lock involved lock regions …” mit “No” beantworten
  • Das USB-Kabel abstecken
  • Die Hauptplatine von der Stromversorgung trennen
  • SAM-BA schliessen
  • Die Hauptplatine an die Versorgungsspannung anschließen
  • Die grüne LED leuchtet, die rote LED blinkt einige Male, dann geht sie auf Dauerlicht

Ab jetzt ist die Erstprogrammierung abgeschlossen und man kann eine neue Firmware mit dem ARM-o-Kopter Tool über die serielle Schnittstelle einspielen.

Sollte nach Anstecken des USB-Kabels am PC die Meldung “Neue Hardware gefunden: unbekanntes Gerät” erscheinen, so überprüfe, ob die Adern am USB-Kabel richtig angeschlossen sind. Auch kann es helfen, die Prozedur mit dem BA-Jumper nochmals zu machen und probieren, ob es jetzt geht. Nach einigem “herumprobieren” und “Platine nachlöten” etc. kann es notwendig sein, den Prozessor in den Auslieferungszustand zurückzusetzen, bevor er sich programmieren läßt:

Dazu die Hauptplatine an die Versorgungsspannung anschließen und Pin 55 an +3,3V legen, wie weiter unten gezeigt. Versorgungsspannung wieder abklemmen.

Ein weiteres Problem kann bei der Erstprogrammierung schlagend werden: der ARM-Prozessor benötigt beim Einschalten einen steilen Spannungsanstieg, um korrekt zu funktionieren. Man sollte daher nicht die Platine an ein Netzgerät anstecken und dieses dann einschalten sondern zuerst das Netzgerät einschalten und dann die Platine anstecken.

Alternativer Programmiervorgang ab Platine V4

Alle Besitzer einer Platine V4 oder neuer können das Erstflashen auch über den RX-DIG Port erledigen!

  • Einfach BA-prozedur durchführen
  • FTDI oder anderen USB→TTL Wandler an die ersten 3 Pins des RX-DIG ports anschliessen (gleiche Pin-Belegung, wie die anderen UART-ports!)
  • SAM-BA 2.12 starten
  • COM-Port auswählen
  • at91sam7s256-ek auswählen und Connect drücken…
  • .bin Datei auswählen
  • Die Frage “do you want to unlock involved lock regions …” mit “Yes” beantworten
  • Die Firmware wird auf die ArmO-Hauptplatine geladen.
  • Die Frage “do you want to lock involved lock regions …” mit “No” beantworten

Programmiervorgang ab Platine V5

Bei der Version 5 wurde der USB-Anschluß eingspart und ein eigener “Flash” Programmieranschluß geschaffen. Die Programmierung erfolgt mittels USB-Seriell Konverter wie in der Alternativen-V4 Methode. Details dazu in der V5 Dokumentation

Zurücksetzen des Mikroprozessors in den Originalzustand

Prozessor in den Originalzustand zurücksetzen Nach einigem 'herumprobieren' und 'Platine nachlöten' etc. kann es notwendig sein, den Prozessor in den Auslieferungszustand zurückzusetzen, bevor er sich programmieren läßt. Dazu die Hauptplatine an die Versorgungsspannung anschließen und Pin 55 an +3,3V legen wie im Bild gezeigt. Versorgungsspannung wieder abklemmen. Im Anschluß daran ist die “normale” BA-Jumper Prozedur durchzuführen.

aok/elektronik/hauptplatine.txt · Last modified: 07.11.2014 15:57 by smartinick