Gen 2 Übersicht
Hier ist eine Übersicht der Module für Gen 2. Sie enthält nur Verlinkungen und Übersichtsskizzen.
Modulplan
Grobe Übersicht des Modulplans für die Elektronik von Gen 2.
Stark abgerundete Kästchen kennzeichnen externe Module oder Bauteile, die in die verbundene Platine integriert werden.
Normale Kästchen stehen für eigene Module bzw. Platinen, die aktuell in Entwicklung sind. Unten befindet sich eine Übersicht mit den zuständigen Personen sowie der groben Funktionalität der einzelnen Module. Die Überschriften führen direkt zu den detaillierten Beschreibungen der jeweiligen Module.
Kicker
Zuständig: Timo (übernommen von Max)
Funktion: Erzeugt Spannung zum Kicken und Lupfen
Zuständig: Max
Funktion: Ist die Motorsteuerung für unsere Motoren (Fahr sowie Dribbler Motoren)
Hülle
Zuständig: Loh
Funktion: Kümmert sich ums Display und um die Farberkennung
Powerbord
Zuständig: Julian
Funktion: Kümmert sich um den Akku sicherheit
Funkmodul
Zuständig: Loh
Funktion: Komunikation von Roboter zur Basestation
Basestation
Zuständig: Tim
Funktion: Komunikationsschnittstelle zwischen Roboter und Software
IMU-Bord
Zuständig
Funktion
Verteilnix
Zuständig: Felix
Funktion: Verteilt Signale an die Farnotoren und an das Kicker Bord, Erzeugt 5V sowie 4,5V
Mainbord
Zuständig: Simon
Funktion: stellt die Kounikation zum Pi her sowie zu den Einzelnen Modulen auf dem Mainbord.
Standards
Einige Standards, die in der Entwicklung der Gen2 Elektronik eingehalten werden sollten
Debugging
Was ist das?
Das debug interface wird zum Programmieren und Debuggen von Microcontrollern verwendet. Bei der STM32 Mikrocontroller Serie wird dies durch das Single Wire Debug (SWD) interface bereitgestellt. Der Debugger muss an dieses angeschlossen werden.
Stecker
Wir verwenden einen 0.05" pitch 14-Pin Stecker von Würth (62701420621). Die Pinbelegung ist die STDC14 Pinbelegung von STM. Die Belegung kann hier gefunden werden: STLINK-V3MINIE user manual Kapittel 6.3. Es ist auch ein Symbol in KiCad verfügbar.
Welche Pins brauche ich davon?
Die Wichtigen Pins sind
- VCC
- SWDIO
- SWCLK
- SWO
- NRST
- GND und GNDDETECT
Diese werden für das SWD Interface verwendet. Die Restlichen Pins werden entweder für das JTAG Interface oder eine UART Schnittstelle verwendet. Diese sind jedoch nicht zwingend erforderlich.
Einheitsteile für alle Bords
CAN Transceiver
TCAN1044VDRBRQ1
Datenblatt: https://www.ti.com/lit/gpn/TCAN1044-Q1
An das 4,5V netz anschließen
VIO an 3.3V anschließen
STB an GND anschließen
PACKAGE: DRB Package, 8-Pin VSON
Kein Endwiderstand einfügen!
Microcontroller
Der STM32G4 eignet sich gut für grundlegende Mikrocontroller-Aufgaben wie I/O-Operationen, ADC/DAC-Konvertierung und Anwendungen mit mittlerem Rechenleistungsbedarf:
STM32G474CETx
STM32H725VGT6
Das Datenblatt: https://www.st.com/resource/en/datasheet/stm32h725ag.pdf
Der STM32H7 ähnelt dem STM32G4 in vielerlei Hinsicht, bietet jedoch eine höhere Performance und eine umfangreichere Ausstattung an Funktionen. Hier nutzen wir zwei versionen einen aktuell in dem Motorcontroller den anderen auf dem Mainbord. Auf dem Motorcontroler nutzen wir einen mit kleinerem Foodprint.
STM32H725RGVx
Das Datenblatt: https://www.st.com/resource/en/datasheet/stm32h725rg.pdf
Diese Variante des STM32H7 ist mit 8x8 mm die kleinste Variante ohne BGA. Alternativ kann auch der STM32H735RGVx genutzt werden. Dieser hat eine Hardware Crypto Einheit. Die wird aber eh nicht verwendet.
Dieses Package des STM32H7 besitzt keinen LDO für die VCore Spannung. Daher muss der DCDC SMPS verwendet werden oder extern VCore angelegt werden.
Zu Beachten
Der BOOT0 Pin muss auf GND gelegt werden. Geschiet dies nicht kann der µController nicht richtig booten. Bei dem STM32G4 liegt der BOOT0 Pin auf PB8. Falls dieser als GPIO verwendet werden soll muss sicher gestellt werden, dass der Pin beim Boot auf GND liegt.
Debug Stecker
WR-WST REDFIT IDC SKEDD (490107670612)
Dieser Stecker wird mit dem "Conn_ARM_SWD_TagConnect_TC2030-NL" Symbol verwendet. Alle Pins müssen an die entsprechenden Pins des STM32 angeschlossen werden.
Vorteile:
- Kein Bauteil auf dem PCB
WR-BHD 1.27 mm Male SMT Box Header (62701420621)
Dieser Stecker wird mit dem "Conn_ST_STDC14" Symbol verwendet. Angeschlossen müssen dabei nur die folgenden Pins:
- VDD
- GND
- GNDDetect
- RST
- JCLK/SWCLK
- JTMS/SWDIO
- JTDO/SWO
Diese müssen an die entsprechenden Pins des STM32 angeschlossen werden.
Vorteile:
- Nur auf einer Seite des PCB
Würth WE-MM Stecker
Stecker
Wir nutzen WE-MM Stecker von Würth um module zu verbinden.
Abstand
| Male SMT | Male THT | |
| Female SMT | 7,95 mm | 6,95 mm |
| Female THT | 6,90 mm | 5,90 mm |
Kabel Farben und Durchmesser
WR-WTB 1.00 mm
28 to 32 (AWG)
5V Lüfter Kabel
5V CAN Kabel
3.3V CAN Kabel
3,3V 5V CAN Kabel
3.3V Lichtschranken Kabel
Vervielfältigung Übersicht GEN 2
Eintragen eines PCBs in die Tabelle:
Hier wird beschrieben, wie ein neues PCB strukturiert in die Tabelle eingetragen und vollständig dokumentiert wird.
Die Tabelle findet ihr auf Google Drive unter:
Link hier!!
Übersicht der GEN-2-Boards und Tabellenstruktur
Dann seht ihr folgende Übersicht. Sollte euer GEN-2-Board hier noch nicht aufgeführt sein, sagt bitte einfach Bescheid.
Unten bei den Boards gibt es eine Vorlage. Dort kann man sich eine leere Tabelle anschauen. Ansonsten ist unten bei den Tabellen auch eure Tabelle dabei (beispielhaft hier für Verteilnix); diese öffnet ihr einfach.
BOM-Export aus KiCad und Import in die Tabelle
Jetzt soll in diese leere Tabelle die BOM aus KiCad importiert werden. Dafür müssen bestimmte Einstellungen in KiCad gewählt werden. Diese sind hier zu sehen.
Es muss eine bestimmte Gruppierung erfolgen. Wenn die blauen Haken bei euch genauso gesetzt sind wie hier, kann die BOM einfach als CSV exportiert werden.
Übernahme der CSV-Daten in die Tabelle
Diese CSV kann dann einfach mit Google Drive geöffnet werden. Hier müssen anschließend die vier Spalten kopiert und in die Tabelle eures Boards eingetragen werden.
Bauteile eintragen und Beschaffung festlegen
Hier wurde jetzt beispielhaft ein Eintrag vorgenommen. Danach soll angegeben werden, um welches Bauteil es sich handelt: entweder von Würth Elektronik oder ob es über Mouser beschafft werden muss. Das wird entsprechend in der Tabelle eingetragen, da darüber später auch bestellt wird.
Überlegt euch dabei auch, wie viele Ersatzteile für alle Boards sinnvoll sind, damit beim Bestücken nicht plötzlich ein Teil fehlt, weil es defekt ist oder verloren gegangen ist.
Für Würth Elektronik bitte einfach 0 € eintragen, falls das noch nicht geschehen ist. Bei Mouser tragt ihr den ungefähren Preis ein, den wir pro Bauteil zahlen würden. Das wird dann automatisch zusammen gerechnet.
Zum Schluss muss noch der Link zum Bauteil eingetragen werden. Bei Würth Elektronik bitte zusätzlich die Teilenummer im Info-Feld angeben.
Abschluss und Status aktualisieren
Wenn die Tabelle vollständig ist, soll in der Übersicht auch der Status angepasst werden. Danke und viel Erfolg!