Pi Topping – บอร์ดควบคุมหุ่นยนต์สำหรับ Raspberry Pi


Pi-Toppping คือ อุปกรณ์เสริมของ Raspberry Pi ซึ่งเป็นการเพิ่มความสามารถให้ Raspberry Pi
เช่น การรับค่า Input แบบ Analog , การสั่ง Output แบบ H-bridge เพื่อสั่งงาน DC Motor / Servo Motor
และความสามารถอื่นๆ

Pi-Topping รุ่นล่าสุด คือ Pi-Topping 2.5B ซึ่งเป็นรุ่นที่ 3 ของ Pi-Topping ทั้งหมด
(รุ่นที่ 1 Pi-Topping 1.0 , รุ่นที่ 2 Pi-Topping 2.0D , รุ่นที่ 3 Pi-Topping 2.5B)

2013-08-30 13.05.47

Pi-Topping 2.5B


คุณสมบัติ Pi-Topping 2.5B

– ใช้ PIC18F66J50 เป็นสมองกลควบคุมการทำงาน
– เชื่อมต่อกับ Raspberry Pi ได้ ด้วยการประกบกัน
– ติดต่อสือสารกับ Raspberry Pi ผ่านทาง UART port
– รับแหล่งจ่ายไฟได้ 2 แหล่ง 1. USB port (+5VDC)  2. จาก Raspberry Pi เมื่อประกบกัน (+5VDC)
โดยเลือกรับแหล่งจ่ายไฟได้ว่าจะรับจาก USB port หรือ Raspberry Pi หรือ ทั้งสอง
– Regulator Output  +3.3V 1A สำหรับ MCU
– 8 Input Analog or Digital port
– 4 DC Motor port พร้อม LED บอกสถานะการทำงาน (Thisway, Thatway)
– 4 Servo Motor port
– LB1836M Motor Driver สำหรับ DC Motor
– Current limit สำหรับ DC Motor
– Current limit สำหรับ Servo Motor
– Vout Setect สำหรับ DC Motor (+9VDC/+12VDC หรือ +5VDC)
– 1 LED Status
– 1 Beeper
– 2 User LED
– 2 Switch push
– 1 Infrared receiver (For SONY Remote)
– 7 Segment Display on board
– 1 Micro USB port (สำหรับเชื่อมต่อกับ Computer)
– 1 ICSP port (สำหรับเขียนโปรแกรมครั้งแรก)
– 1 UART port (สำหรับติดต่อสือสารผ่าน Rx,Tx)
– 2 I2C port (สำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงอื่นๆ)
– 1 SPI port (สำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงอื่นๆ)
– ยกขา GPIO ของ Raspberry Pi ขึ้นมา เมื่อทำการประกบ Pi-Topping 2.5B กับ Raspberry Pi
– I/O port เป็นแบบ Wafer connector เพื่อความแข็งแรง

 

Schematic Pi-Topping 2.5B

Page 1
Schematic Pi-Topping 2.5B แบ่งเป็น 5 Page

Page 6
Schematic Power Supply

Power Supply สำหรับ Pi-Topping 2.5B สามารถรับแหล่งจ่ายไฟได้ 2 แหล่งคือ
1.จาก micro USB (+5VDC) และ 2.จาก Raspberry Pi (+5VDC)
โดยสามารถเลือกได้ว่าจะรับไฟจากแหล่งใด หรือ จะรับจากทั้งสองแหล่งก็ได้
ซึ่งจะมี Jumper RP คือ รับไฟจาก Raspberry Pi และ Jumper USB รับไฟจาก micro USB

Regulator Output +3.3V 1A เพื่อจ่ายไฟให้ MCU
DC Motor และ Servo Motor จะรับ +5VDC โดยตรงไม่ผ่าน Regulator
แต่จะผ่าน Current limit สำหรับ DC Motor และ Current limit สำหรับ  Servo Motor

สำหรับ DC Motor จะสามารถเลือกได้ว่าจะใช้ไฟ จาก Battery (+9VDC/+12VDC) หรือ จาก +5VDC
โดยจะมี Jumper Vout ให้เลือก (*มีจุดให้เชื่อมต่อ Battery)

Page 2
Schematic MCU

Schematic MCU
– ใช้ PIC18F66J50
– ใช้ Crystal 20 MHz
– เชื่อมต่อกับ Computer ผ่าน USB port
– 2 Switch push (pull up)
– 1 Speaker
– 1 Infrared receiver (ตัวส่งใช้ Remote SONY)
– 2 User LED (LED โปรแกรมได้)
– การติดต่อสือสารผ่านอุปกรณ์ภายนอก I2C, ICSP, UART, SPI
– 7 segment  4 หลัก

Page 3
Schematic Output Port

Schematic Motor
– DC Motor ports 4 ports
– Servo Motor ports 4 ports
– ใช้ Driver LB1836M เป็นตัวขับ DC Motor แบบ H-bridge
– ใช้ Transistor NPN 3904 เพื่อเปิด-ปิด Driver LB1836M
– สัญญาณสั่ง Servo Motor ใช้ สัญญาณจาก MCU โดยตรง
– ใช้ +5VDC กับ Servo Motor
– มี LED เพื่อบอกทิศทาง DC Motor (Thisway, Thatway)
– Vout สำหรับ DC Motor เลือกได้ว่าจะรับไฟจากแหล่งใด (+9VDC/+12VDC หรือ +5VDC)

Page 4
Schematic Input Port

Schematic Input Port
– Sensor ports จำนวน 8 ports รับได้ทั้ง Digital แล Analog
– เป็น Connector แบบ 4 ขา เรียงแบบ GND VCC NC SIG

Page 5
Schematic Raspberry Pi Connector

Schematic Raspberry Pi Connector
– ใช้ Female Connector 13*2
– ยก GPIO ของ Raspberry Pi ขึ้นมาบน Pi-Topping
– เชื่อมต่อ GPIO0 ของ Raspberry Pi กับขา MCLR ของ Pi-Topping
เพื่อให้สามารถ สั่ง Reset Pi-Topping จาก Raspberry Pi ได้
– สามารถเลือกเชื่อมต่อ GPIO0 กับ MCLR ได้โดยใช้ Jumper

Download Schematic Pitopping2.5B .pdf

Pitopping 2.5B front
ชื่ออุปกรณ์และการจัดวาง Pi-Topping 2.5B Front

Pi-topping2.5B back
ชืออุปกรณ์และการจัดวาง Pi-Topping 2.5B Back

ตารางการอุปกรณ์ Pi-Topping 2.5B

Pitopping 2.5B BOM

PCB Pi-Topping 2.5B

Screen front
แผนผังอุปกรณ์ Slik screen_Front

Screen back
แผนผังอุปกรณ์ Slik screen_Back

front
ลาย PCB Copper Front

Back
ลาย PCB Copper Back

Dimentions
Dimension

Download Gerber File pitopping2.5B

Pitopping 2.5B front
GPIO PIN, ICSP PIN, SPI PIN, I2C PIN, UART PIN

2013-08-03 20.03.31
ภาพ Pi-Topping 2.5B เชื่อมต่อกับ IR sensor

IMG_20130729_193316
ภาพการผลิต Pi-Topping 2.5B

#Attapan