Änderungsliste Elektronik

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Nightwalker-87
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Änderungsliste Elektronik

Beitrag von Nightwalker-87 » 15 Mär 2019, 12:47

Änderungsliste für neues PCB-Design/Mainboard (Stand: Apr 2019; Rev. 0.7):

Legende:
* entfällt
* im neuen Schaltplan vorgesehen
* ggf. in neuem Design vorgesehen, aktuell noch diskutiert
* Idee, aber noch nicht genauer erörtert

Mikrocontroller:
* AVR-Controller ATMega1284P ersetzt durch ARM-Microcontroller-Board (MCU)Teensy 3.6 USB-Development-Board (ARM Cortex-M4, arm-v7)
* Quarz 20 MHz/16 MHz -> da ATMega entfällt
* Erw-Pinleisten J5 bis J8 -> da ATMega entfällt
* MMC/SD-Slot via SPI (Pegelwandlung 3,3V ↔ 5V erfolgt passiv über Spannungteiler anstelle eines aktiven Levelshifters)
-> MCU-Board Teensy 3.5/3.6 bringt SD-Schacht mit
* ISP-Stecker (ST5 & ST6) -> MCU-Board Teensy 3.6 wird über integrierten USB-Port programmiert

Motorsteuerung:
* Motortreiber: L293D -> DRV8835 (bessere Leistung, genauere Motorregelung)
* Patches für Motor-Stop bei Reset auf Hauptplatine einbauen -> bereits in DRV8835 enthalten
* NEU: Potentiometer zur Kalibrierung der CNY70-Radencoder

Servos:
* Servo-Stecker vor die vordere Schraube des Klappenservos zur besseren Erreichbarkeit, wenn ein Aufsteckborad montiert ist
* PWM-Pullup-Widerstände (je 4,7k) für Servo-Stop bei Reset jetzt direkt auf Mainboard
* Steckerbelegung an Servostecker J1 und J2 ändern:
-> aktuell: Pin 1: VCC / Pin 2: GND / Pin3: PWM
-> neu: Pin 1: GND / Pin 2: VCC / Pin3: PWM (entspricht gängigem Pinout von Futaba/Graupner/Conrad)

* NEU: Analog-Servo mit Feedback-Leitung ermöglicht Auslesen von Servoposition via ADC-Eingang
* Servo SG90 weiterverwendbar oder Nachfolgemodell SG92R (jeweils mit Feedback-Nachrüstung)
* Klappensensor (CNY70) -> entfällt dank ausgelesenem Positionswert aus Servo-Feedbacksignal
* NEU: Halterung für Servo2

Spannungsversorgung:
* Hohlstecker (P1) & Akkupack-Stecker (ST1) -> Schraubklemme -> ohne Modifikationen für alle Spannungsquellen nutzbar
* Spannungsteiler mit Komparator (LM311 als DIP-Package ist obsolete) (ST falsch dimensioniert & funktioniert daher nicht richtig)
-> Überwachung der Eingangsspannung mit Spannungsteiler und Small Signal Switching Diode BAV99
* NEU: Netzteil-Modul / Stromversorgung:
-> Weitbereich-Spannungseingang: Schaltregler LM2596 in Parallelschaltung (für 6V & 5V)
-> hinter 5V-Schaltung: Linearregler (LD1117A) (für 3,3V)
-> 6V für: Servos, Motoren
-> 5V für: Teensy 3.6 (Vin), CNY70, GP2Y0A60 (Abstandssensoren), LEDs, PCF8574P (I/O Expander), I2C-Port (1x),
IS471F (Lichtschranken-IC), ext. Erweiterung, ... und sonst dort wo 3v3 nicht möglich oder nicht sinnvoll ist
-> 3,3V als bevorzugte Versorgungsspannung

-> 4x 3,7V Lithium Akkus des Typs 18650 (bis 3600 mAh pro Akku) anstelle der 5x 1,2V NiMH Akkus (bis 2700 mAh pro Akku)
-> Vorschlag für preiswertes 4-Zellen Li-Akku-Ladegerät

Sensoren & Sensor-Anschlüsse:
* BPS-Sensor über der Radachse als Bestückungsoption auf dem Mainboard vorsehen [optional]
* NEU: Intelligent 9-Axis Absolute Orientation Sensor BNO055 (mit Temperatursensor) [optional]
* LDR1 & LDR2 auf die Unterseite des Boards um Streulichteinflüsse von LED1 & LED2 zu vermeiden
-> das Streulicht-Verhalten wird dadurch besser, weshalb ich empfehle dies auch so zu realisieren

* Maussensor U3 (ADNS-2610 ist obsolete) -> präziserer Optical-Tracking-Sensor PMW-3360

Wireless:
* NEU: Bluetooth 4.x LE-Modul --> verworfen, da Präzision für Ortungsfunktion (Beacons) laut allg. Spezifikation zu ungenau; für Datenaustausch nicht benötigt, Support von einzelnen Bluetooth-Funktionen stark hardware- und herstellerabhängig.
* WiPort (IEEE 802.11 b/g) -> WiFi-Modul (2,4 GHz) (IEEE 802.11b/g/n) mit ESP8266 Chipsatz
-> Plug-in oder stand-alone Modul bevorzugt, wegen relativ kurzer Produkt-Lifecycles im niedrigen Preissegment
-> genaue Modulauswahl steht noch aus (Formfaktor, ...)

PCB-Design:
* Modulares PCB-Layout & -Design mit optimierter Baugruppenanordnung und komplett neuem Routing: Vermeidung von übermäßigem Routing (großes Optimierungspotential) --> funktional zusammenhängende Baugruppen bilden eigene Untergruppen
* keine Durchkontaktierungen (Vias) an ungünstigen Stellen wie z.B. zwischen Pin-Kontakten
* Aussparung über Transportfach nicht notwendig -> Platzgewinn auf dem Mainboard bei gleichen Außenabmessungen
* NEU: ERW-Stecker mit relevanten Signalen (SPI & UART, I2C (3v3 & 5V Level), RESET, Servo2, Servo3) für ein mögliches zukünftiges Aufsteckboard
* NEU: SPI- und USB-Bus zwischen einem externen Prozessorboard (z.B. RPi-Zero) und MCU über ein Erweiterungsboard)

Sonstiges:
* Schieberegister IC5 (für ENAs) und IC6 (für LEDs) (74HC595 ist obsolete) -> Remote 8-Bit I/O Expander for I2C Bus (PCF8574P)
* verteilte P-MOSFETs (BS250 ist obsolete) -> High-Voltage High-Current Source Driver Array (UDN2981A / MIC2981 / TBD62783A)

Display:
* Schieberegister IC4 (74HC595 ist obsolete) -> aktuelles Display DEM 20485 SYH-LY-CYR22 über I2C-Adapter-Board
* optionaler HW-Patch: Displaybeleuchtung (TR1 MOSFET IRLML6402 @R2, Ansteuerung via GPIO) -> da neue Display-Schaltung
* NEU: OLED oder E-Ink DISPLAY via SPI als Ersatz für bestehendes Display

Sensor-Boards:
* Abstandssensor Sharp (GP2D12 ist obsolete) (Original-Design) -> Ersatz durch GP2Y0A60 (Evaluierung durch eax)
* Abstandssensor Sharp (GP2Y0A60 ist abgekündigt) (Nachfolgemodell) -> neuer ToF-Lidar-Distanzsensor
* Entstör-Kondensatoren aus bestehenden Patches für das jetzige Design nachrüsten -> da Sharp IR-Sensor entfällt
* IR-Receiver Sharp IS471F ist obsolete (Transportfach) -> erfordert ggf. auch neue IR-LED (aktuell LD274-3)
nw-87

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Re: Änderungsliste Elektronik

Beitrag von Nightwalker-87 » 21 Apr 2019, 12:00

Liste aktualisiert.
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