【New Design & Test】2016.03.06
過年期間花了一個禮拜左右的時間新設計與更新了五款模組,有兩款屬於全新的設計,暫時命名為 QCopterRC-S v1.0
與 MiniMobileRobot v1.0
,目前還在測試調整中,另外三款則是從之前設計的舊版本升級更新上來,分別為SmartIMU v2.0
、SmartBLE v1.2
和 MicroMultimeter v2.0
、因為年間 PCB 廠休息到 2/15,積了不少訂單,所以這次等了特別久,直到 3/1 才拿到 PCB 並把它們焊完測試、驗證。
送了四大片 PCB,製作的品質感覺比之前差,可能是剛開廠需要暖身吧...,但還是算便宜,反而比較訝異的是四層板的價格,比幾年前送的價格便宜許多,試算一下 100x100 mm
10 片大概 1000 台幣左右,看來以後可以多嘗試四層板設計來減少面積與與增加穩定。
↑ 第一片是 SmartIMU v2.0 的正式版,採用四層板設計,厚度 1.0 mm,之前沒有先製作過測試的版本,因為測試的成本頗高所以就風險一下,拿到板子核心部分實測過基本都沒有問題,可以正常運作,不過外部那國王的 SWD 燒錄杜邦母座真的是太誇張了... 居然整個不見,連鋪銅也更新過,一千多元就這樣浪費掉了,一開始還以為是板廠的問題,再檢查過 Gerber 才驚訝到,做過太多沒有問題的板子反而讓我對輸出前檢查更為輕率了,就當個教訓吧...
↑ 第二片是 uMultimeter v2.0 的測試版本,採用雙層板設計,厚度 1.6 mm,除了本體外,還包含了擴充的模組、螢幕,除了電表探棒的擴充安裝後的感覺不是很喜歡外,其他都算滿意。
↑ 第三片是 SmartBLE v1.2 和 MiniMobileRobot v1.0 的測試版本,採用雙層板設計,厚度 1.0 mm,SmartBLE 基本的燒錄都正常,與上一版本無異,不過燒錄 BLE 的 Softdevice 後卻不能運作,之前版本焊的三片都沒問題,這次版本焊的三片都出問題,不知道是焊接問題還是設計問題,目前還要 debug 才會知道,另外加 PA 的 BLE 目前還是沒辦法測試,因為鋪銅地的熱容太大,PA IC 難以用焊槍焊上去,只能等之後買熱風槍或是下一版本調整才能測試,而 MiniMobileRobot 的部分,目前焊好可以正常燒錄,還沒有實際跑過,應該是沒有問題,唯一可惜的是馬達的驅動做得太急了,只放了一個 MOS,忘記要設計成正反轉...
↑ 最後一片是 QCopterRC-S 的測試版本,採用雙層板設計,厚度 1.6 mm,基於之前文章裡的構想 STM32F469I-DISCO 開箱 設計出來的,因面積成本問題,所以特別縮水一下,先測試腳位的連接與電池的放置以及基本控制器的功能。
這次花了一個禮拜的時間更新不少的東西,有點急,不少的細節都沒注意到,除了 SmartIMU 很遺憾外,其他都還可以接受,畢竟是用來測試問題的版本,下面將更詳細的說明製作的內容,如果想看更多的 PCB 或之前設計的 PCB 圖片可以到下面連結。
SmartIMU v2.0
Github Link:https://github.com/Hom-Wang/SmartIMU
SmartIMU
是一個集成微控制器 (STM32F411C
)、3-Axis 加速度計、3-Axis 陀螺儀、3-Axis 電子羅盤與氣壓計 (MPU9250
、LPS25H
) 於一體的 10DOF 模組,可以直接透過 SPI/I2C 來獲取原始感測器資料,也可以透過另外的 SPI
、I2C
、UART
或是 USB
來讀取微控制器處理好的資訊,像是載具的角度、加速度、速度、位移、高度 ... 等等,除了上述功能外,也預留的了十幾個 I/O
與其對應功能來做擴充的應用, QCopterNano
即使用 SmartIMU
作為飛控。
SmartBLE v1.2
Github Link:https://github.com/Hom-Wang/SmartBLE
MicroMultimeter v2.0
Github Link:https://github.com/KitSprout/MicroMultimeter
MicroMultimeter 是一個多功能的數位電表,著重於簡單、攜帶以及擴充性,以應付日常電路、微控制器開發除錯及測量為主要目的。MicroMultimeter 同時也是一個開源硬體、軟體的一個項目, 相關的資源都可以從 GitHub 上取得,基本功能有電壓測量、二極體測量、短路斷路測量、PWM 輸入輸出、波形顯示,同時也可以透過 USB VCP 功能,將訊號傳送至 PC 端處理與儲存,另外搭配其包含 UART、SPI、I2C、PWM 的擴充埠,讓配件模組化,藉此可再增加更多樣化的應用及延伸,像是溫溼度計、轉速計、無線示波器甚至是邏輯分析功能。
遙控器 QCopterRC-S v1.0
Github Link:https://github.com/QCopter/QCopterRemoteControl-S
QCopterRC-S 是基於之前設計的 QCopterRC 的一個分支,以現有的開發板 STM32F469-DISCO 加上另外設計的 Shield 來實現 QCopterRC 的功能,QCopterRC-S 由核心控制與按鍵搖桿兩部分組成,兩部分透過排針與母座連接,核心控制部分有微控制器(STM32F411C)、6-Axis 感測器(MPU6500)、SmartBLE/nRF24L01 模組以及穩壓模組,按鍵搖桿部分則由不同的可變電阻與按鍵組成。
微控制器從感測器、按鍵、可變電阻、電池電壓讀取資訊、處理,再透過 UART 傳給 STM32F469-DISCO 做應用,或是透過無線傳輸模組做遙控,可以獨立實現無螢幕的遙控器,另外 STM32F411 與 STM32F469-DISCO 共用無線傳輸模組、感測器和 UART,所以也可以透過 STM32F469-DISCO 直接讀取感測器與模組,不須再經由 STM32F411 做轉接。
QCopterRC-S 預計之後會透過 3D 印表機製作外殼,讓電池與機構的整合可以更好,也讓使用的體驗可以更完善,當然也讓自己可以有機會往機構設計與製作方面學習與實踐。
MiniMobileRobot v1.0
Github Link:https://github.com/KitSprout/MiniMobileRobot
MiniMobileRobot 是看到現成的小車而設計的,因為現成販售的小車只有馬達與機構,沒有控制器,所以就設計了一塊底板,帶微控制器(STM32F030F)與馬達驅動電路,MiniMobileRobot 上面除了微控制器與驅動外,還設了一個開關與電池電壓的回授,並拉出四個包含 UART 與 I2C 的 I/O,方便連接感測器、藍牙模組等。
↑ 從淘寶購買的小車原型,約 85 人名幣。
↑ 小車背面。
↑ 小車正面。