• Расширяем аппаратные возможности
• Расширяем аппаратные возможности. Используем разъем на робоплатформе

ScratchDuino, Arduino - расширяем аппаратные возможности

Добрый день. Этот пост решил опубликовать, поскольку накопился ряд идей, которые могут быть интересны уже на этой стадии (не промышленной)))). Практически все, представленные в данной статье разработки, - плод размышлений и рукотворчества нашего инженера-робототехника Александра Григорьева (Ура!!! У нас появился инженер с конструкторско-программерским уклоном, да еще и готовый работать с детьми!!!). Лучше бы он сам про все это рассказывал, но, как часто бывает с творческим народом, нехватка времени и сил критична. А темы интересные, так что все-таки расскажу, может кто заинтересуется и будет работать параллельно, так развитие быстрее пойдет)))

Предпосылки: есть платформа ScratchDuino (по сути, исполнитель-тележка с заданным набором обвеса). 

Задача1: хотим использовать картридж из набора ScratchDuino для работ непосредственно с контроллером Arduino, ведь странно покупать дополнительно сами контроллеры, если у тебя в хозяйстве уже есть такие замечательные штуки в прозрачной защите. А применимость их может быть весьма широка - от прототипирования с макетными платами и электронными компонентами, до управления другими роботами, например, на основе компонентов Lego и т.д...

Решение 1: для начала мы просто выяснили у разработчиков (спасибо им за постоянную связь и отзывчивость) какой разъем они используют для монтажа на ScratchDuino. Оказалось - слот SL-34.

Пример ссылки на магазин.

Уже наличие этого слота - праздник! Ибо, соединив его с картриджем, мы получаем возможность дальнейшего соединения входов/выходов Arduino с чем угодно с помощью привычных проводов с разъемами. Например такими.

Распиновку можно посмотреть в следующем решении.

Решение 2. 
Понятно, что удобнее нанести прямо на SL-34 информацию о том, где какие разъемы. Что и было сделано. А заодно попробован вариант с посадочной площадкой (ну, т.е. платой, припаянной к нашему разъему и содержащей ножки для удобного "втыкания" в макетную плату). 

Вот так это выглядит:

И с другой стороны (обратите внимание на значок Arduino - это означает, что на эту сторону выходит и такой же значок на контроллере в картридже):

Виды с макетной платой. На рисунке будет представлена малая макетная плата, что не очень удобно с точки зрения использования той части, над которой нависает картридж. Но, поскольку основные используемые разъемы сосредоточены на одной стороне, то и воткнуть можно так, чтобы именно с этой стороны использовать макетку было удобно.
вид с основной стороны:

вид с другой стороны:

И то же самое уже с картриджем:

И со стороны значков:

Решение 3.
Уже так это стало достаточно удобно, но можно и продолжить идею.
Так, например, удобно спаять такую основу, чтобы можно было привычно пользоваться трехпиновыми разъемами (сигнал, земля, питание) для подключений. 

А с другой стороны, где меньше нужных разъемов, сделать несколько выводов, в том числе, и для переключения типов питания (реализовано джампером). Правда, здесь надо доработать, не учли нависающего картриджа, мешает пользоваться разъемами - те, кто будут делать подобные решения, учтите, что надо дальше выносить на плате разъемы.

Но принцип хорош, удобно датчики подключаются:

Ну вот, пока все. Это была рассказка о том, как использовать сам контроллер Arduino в картридже ScratchDuino для свободного творчества. В следующий раз расскажу о нашем решении по расширению возможностей самой платформы с использованием уже существующего разъема на тележке))))

ScratchDuino, Arduino - расширяем аппаратные возможности. Используем разъем на робоплатформе

Продолжим. В прошлом сообщении рассказывал о возможности использовать картридж ScratchDuino для управления внешними устройствами через переходники. Сегодня расскажу еще об одной решении, предложенном Александром Григорьевым для расширения возможностей "обвеса" собственно робоплатформы. Решение на удивление простое и действенное.
Итак,
Задача2: обеспечить возможность подключения к робоплатформе дополнительных устройств (датчиков, сервомоторов и т.д.)

Решение 1. Как и в прошлой задаче, есть решение достаточное и расширенное. Достаточное решение: просто используем разъем на робоплатформе и выводим его в более удобное место для подключений.
Для этого потребуется: IDC-14F (DS1016-14), Розетка 2.54мм на шлейф.

Пример продукта на сайте "Чип и Дип".

Потребуется два таких разъема и шлейф. Шлейф, конечно, можно и купить, но по сути, это кусок того же шлейфа, который использовался для соединения IDE дисков, флоппи дисководов и т.д. 

В нашем хозяйстве таких осталась куча, вот и режем от них полоски нужной ширины)))

Далее сама процедура проста - вставили шлейф, сжали розетку, повторили с другого конца шлейфа (только смотрите за правильностью расположения розетки, чтобы повторить расположение портов). На картинке - распиновка и комплект для сборки.

В принципе все, сзади платформы появляется удобный "хвостик", к которому уже можно подключать дополнительные устройства.

Решение 2. Пока не очень презентабельное, но вполне работоспособное. Думаю, все, кто способен сам повторить или расширить решение, уже не нуждаются в схеме, тут скорее надо описать идею - плата, позволяющая подключать датчики к трехпиновым стандартным разъемам и дающая возможность подключать питание к внешним моторам напрямую от источника (ну, нам понадобилось, например). Т.е. питание от блока подается на эту плату (два контакта предназначены для получения), а уже от платы запитывается картридж ScratchDuino, при этом с нескольких контактов можно снимать исходное питание для внешних устройств. И, естественно, контакты для подключения розетки IDC-14F со шлейфом.

Теперь, в нашем случае, это выглядит так:

Или такой вид, в профиль:

Кстати, на рисунке в передней части робота смонтировано устройство для "футболиста" (позже расскажем и покажем), из деталей Lego WeDo (что есть, из того и делаем).

Напомню, что на платформе разработчики предусмотрели отверстия, которые совместимы с шпильками Lego (а также их можно использовать для крепления винтами железного конструктора). Но это уже другая история)))

Резюмирую: 
Минимальный комплект, который может снять часть проблем по расширению возможностей ScratchDuino, представляет собой:
1. SL-34 , для возможности использовать контроллер Arduino из картриджа для любых проектов с Arduino. 
2. Два разъема IDC-14F + 6-10 см шлейфа для выноса удобной контактной площадки для подключения внешних датчиков и сервомоторов к платформе.

По сути, все это стоит в пределах 50-60 рублей и такой минималистичный набор вполне можно класть в коробку с устройствами.
Если же говорить о более технологичных решениях, с платами расширения и вообще о новом элементе ScratchDuino - модуле расширения с драйверами движков и удобными контактными площадками подключения внешних датчиков, то это еще в процессе выработки оптимальных вариантов. Но я не сомневаюсь в необходимости такого набора, логично продолжающего идею свободного конструирования на базе ScratchDuino и, в то же время, предлагающего массовому пользователю удобство коммуникаций, сопоставимое с теми же Lego. 

Вот примерно так, только круче - с двумя рядами удобных контактов для подключения моторов и датчиков, макетной платой и пинами для подключения датчиков в режиме Arduino. И в коробку втыкается тот же картридж ScratchDuino, что позволит покупать такой модуль без собственно картриджа, если у вас уже есть лаборатория или робоплатформа...