Dispositivi di sistema

Caratteristiche del modulo Master

Il modulo “Master” si collega a una porta USB (usb1, usb2 o usb3), fornisce alcuni Pin Generici di InOut (6, 10 o 12 a seconda delle versioni) e una linea di trasmissione seriale, verso i moduli Slave.

                              I Master V3                                        I Master V5                           I nuovi Master SMD V1

Documentazione, Datasheets e Download del Firmware
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Il connettore “USB” può essere collegato a una o due prese USB, per prelevare una corrente di 500mA o di 1A. Il connettore “Serial Line to slaves” normalmente viene collegato alla linea seriale che va ai moduli slaves con 3 fili (GND/+5V/Dati). Il quarto polo (Dir) era pensato per collegare il dispositivo “Master_ISO”, di isolamento ottico. Ora è usato come Pin 10 e l’isolamento, se necessario, si effettua con isolatori USB commerciali. Nelle ultime versioni sono presenti anche i Pin 11 e 12.

I Pin 7, 8 e 9 sono speciali, sono gli unici che tollerano segnali di ingresso tra zero e cinque volt.

E’ anche possibile connettere più di un Master, con prese USB e linee di trasmissione separate, in modo da aumentare le possibilità di connessione. Si può, ad esempio, usare una linea di comunicazione ad alta velocità, per i dispositivi che richiedono un rinfresco rapido ed una seconda linea di comunicazione, più lenta, per tutti gli altri.

In questo video si vedono alcuni Master che pilotano macchine per la produzione in Cina.

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Ognuno dei Pin può essere configurato indipendentemente come:

– Non usato
– Uscita digitale
– Uscita PWM
– Uscita per servo-comandi
– Uscita FAST-PWM con alta risoluzione per i DAC (dal firmware V3.0 in poi).
– Uscita STEPPER per controllare i motori passo passo (dal firmware V3.0 in poi).
– Ingresso di controllo della distanza raggiunta dagli STEPPER (dal firmware V3.0 in poi).
– Ingresso digitale
– Ingresso ADC per potenziometri e trasduttori
– Ingresso per tasti capacitivi
– Ingresso per trasduttori resistivi
– Ingresso di conteggio, frequenza e periodo
– Ingresso per gli Encoder a due fili in quadratura.
– Ingresso per trasduttori speciali

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Configurazioni valide con i vecchi firmware che avevano solo 6 Pin 

• Fino a 6 uscite digitali
• Fino a 6 uscite PWM per la conversione digitale analogica
• Fino a 6 uscite SERVO per servocomandi
• Fino a 6 ingressi DIGIN per segnali digitali
• Fino a 6 ingressi ADC per segnali analogici
• Fino a 6 ingressi CAP per tasti capacitivi
• Fino a 6 ingressi RES per trasduttori resistivi
• Fino a 6 ingressi COUNTER per misure di conteggio e frequenza
• Un ingresso FAST_COUNTER per il conteggio veloce e frequenza.
• Un ingresso PERIOD per la misura del periodo di un segnale e frequenza.
  oppure USOUND_SENSOR per sensori a ultrasuoni SRF05 o altri sensori simili.

I Pin di tipo PWM, SERVO, ADC, CAP e RES possono essere configurati a 8 o 16 bit e collegati solo ai primi 6 pin.

I Pin di tipo DIG_IN, COUNTER, FAST_COUNTER e PERIOD possono essere configurati con o senza PullUp

FAST_COUNTER può essere connesso a uno qualunque dei sei Pin (dieci nella versione 2 del firmware) .

PERIOD (o USOUND_SENSOR) può essere connesso a uno qualunque dei sei Pin (dieci nella versione 2 del firmware) .

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Configurazioni valide con il nuovo firmware V5.0  (funziona su tutte le versioni di Master)

Le caratteristiche sono le stesse del firmware 4.0, ma con la possibilità di collegare il modulo Adc24.

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Connettori aggiuntivi per le ultime versioni di firmware (da V4 in poi)
I sei Pin standard si trovano in basso e sono marcati IN OUT PINS – 1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6
Il nuovo Pin 7 si trova sul connettore CN2 – AUX ed è marcato SDA (accetta segnali fino a 5 Volt)
Il nuovo Pin 8 si trova sul connettore CN2 – AUX ed è marcato SCL (accetta segnali fino a 5 Volt)
Il nuovo Pin 9 si trova sul connettore CN2 – AUX ed è marcato IntO (accetta segnali fino a 5 Volt)
Il nuovo Pin 10 si trova sul connettore “Slaves” ed è marcato Dir.
I nuovi Pin 11 e 12 sono vicino al led.

Connettori dei Master da V4 in poi
Con i nuovi Master, versione 4.0, i Pin sono tutti indicati con un cerchio e il numero.

Connettori
Nei circuiti stampati (dai PCB V3 in poi), i connettori a vite sono stati sostituiti con i connettori per le prolunghe maschio-femmina. Questi connettori hanno un aspetto meno professionale, ma sono di uso più comodo e affidabile. (I connettori a vite richiedevano un cacciavite molto piccolo, era necessario stringerli senza troppa forza, per non rovinare la vite, ma se la forza era poca, con il tempo si allentavano. Con i nuovi connettori invece, le connessioni sono rapide e sicure)
Nelle ultime versioni i connettori sono tutti maschi e si usano cavetti di collegamento femmina-femmina.

Tensioni e correnti
I Pin di Input-Output lavorano con segnali analogici da 0V a 3.3V. Sui connettori è disponibile la tensione di 5V ed una tensione da 3.3volt stabilizzata, utile per alcuni sensori. La corrente massima per i pin configurati come Output è +/-15mA. Per quelli configurati come Input si deve limitare la tensione da -0.3 Volt a +3.6 Volt e non superare queste soglie, con correnti superiori a +/-100uA. I Pin speciali 7, 8 e 9 accettano anche segnali da 5 Volt. (vedere technical/pin-types per maggiori informazioni su tensioni e correnti)

Errori temporanei causati da sovratensioni sui PIN di Input
A volte, toccando i PIN con le dita, il programma HAL smette di comunicare con l’hardware, scrive una riga rossa con il messaggio “disconnesso” e si deve premere “Riconosci”. Questo si verifica se il corpo è carico di elettricità statica e emette una piccola scarica elettrica. Tutti i componenti sono scelti con cura e non si rompono mai, ma anche se non si vede la scintilla, si tratta sempre di tensioni di molte migliaia di Volt, che mandano in tilt temporaneamente la comunicazione seriale e la porta USB. Durante le prove si faccia attenzione a maneggiare i moduli solo da spenti, oppure a toccare prima la massa (ad esempio il connettore USB). Il progetto finale dovrebbe sempre prevedere un contenitore isolante che impedisca agli utenti di toccare parti metalliche sotto tensione.

Caratteristiche del modulo slave “CapSensor HQ – V3”

Questo slave misura la distanza di un oggetto conduttivo (tipicamente una mano). Nel range di distanze da qualche centimetro a qualche metro fornisce prestazioni irraggiungibili con ogni altro sistema di rilevamento.

A differenza dei sensori a ultrasuoni il rilevamento è sempre progressivo, non può in alcun modo “saltare” da una distanza all’altra, per effetto delle riflessioni del segnale o della rilevazione di ostacoli multipli. La rilevazione è sempre stabile e precisa con un tempo di risposta rapidissimo, nell’ordine dei millisecondi.–

Il CapSensorHQ è perfetto per controllare con la mano in modo lineare e sempre morbido le caratteristiche di suoni e video, quali Waveform (wav, mp3, ecc.) e Filmati/Videoclip (avi, mpg, mp4, ecc.)

Dal settembre 2012 è disponibile la versione 3 del CapSensor (visibile in questa immagine) con caratteristiche di stabilità migliorate. Anche qui i connettori a vite sono stati sostituiti con i connettori per le prolunghe maschio-femmina. Questi connettori sono meno belli a vedersi ma sono di uso più comodo e affidabile.

Caratteristiche

• Range di capacity misurabili: da 0.001 pF a 10 pF
• Risoluzione: un millesimo di pF
• Stabilità: intorno al millesimo di pF
• Rilevazione di oggetti piccoli (una mano): fino ad alcuni metri
• Rilevazione di oggetti grandi (un’automobile): fino a decine di metri
• Precisione e stabilità sulla distanza rilevata: da qualche mm a qualche decina di cm
• Dimensioni del sensore variabili da un centimetro quadro a un metro quadro

Tecnologia
Un FET a basso rumore e la conversione analogica-digitale a 24 bit permettono di ottenere una estrema sensibilità nella misura di capacità molto piccole.

Documentazione e Datasheets
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Caratteristiche del modulo slave “Servo”

I moduli SERVO non si usano più, al loro posto si usano i Master che hanno molti vantaggi.

• 12 Pin invece di 10
• Comunicazione più sicura (non c’è la seriale che a volte si interrompe)
• Pin configurabili con molti tipi che nei Servo mancano

Lasciamo le informazioni seguenti solo come riferimento
per chi volesse costruirli e eventualmente migliorarli.

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Questo “Slave” fornisce dieci connettori standard, usabili come “Pin” di ingresso-uscita generici e molto comodi per connessioni veloci con i cavetti standard Marrone/Rosso/Giallo

Ogni singolo pin può essere configurato indipendentemente come:
– Non usato
– Uscita digitale
– Uscita PWM
– Uscita per servo-comandi
– Ingresso digitale
– Ingresso ADC per potenziometri e trasduttori
– Ingresso per tasti capacitivi
– Ingresso per trasduttori resistivi
– Ingresso di conteggio, frequenza e periodo
– Ingresso per trasduttori speciali

Configurazioni valide

• fino a 10 uscite digitali
• fino a 10 uscite PWM per la conversione digitale analogica
• fino a 10 uscite SERVO per servocomandi
• fino a 10 ingressi DIGIN per segnali digitali
• fino a 8 ingressi ADC per segnali analogici (pins: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)
• fino a 8 ingressi CAP per tasti capacitivi (pins: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)
• fino a 8 ingressi RES per trasduttori resistivi (pins: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)
• fino a 10 ingressi COUNTER per misure di conteggio e frequenza
• un pin FAST_COUNTER per il conteggio veloce e frequenza (pin: 8)
• un pin PERIOD per la misura del periodo di un segnale e frequenza (pin: 9)
• un pin USOUND_SENSOR per sensori a ultrasuoni SRF05 o altri sensori simili (pin: 9)

I Pin di tipo PWM, SERVO, ADC, CAP e RES possono essere configurati a 8 o 16 bit
I Pin di tipo DIG_IN, COUNTER, FAST_COUNTER e PERIOD possono essere configurati con o senza PullUp

Tensioni e correnti
I Pin di Input-Output lavorano con segnali analogici da 0V a 3.3V. Sui connettori è disponibile la tensione di 5V (marcata V+) (vedere “Appendici e Tabelle” per le correnti disponibili)

Documentazione e Datasheets
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