オリジナル OnStep基板 Rev1.1


OnStep基板 第11次頒布 終了しました


(2020/01/24)
OnStep基板第11次頒布終了しました。
エントリーいただいた皆様、ありがとうございました。
次回は新バージョンRev2.0 の頒布となる予定です。
基板製造までしばらくお待ちください。

お待たせいたしました。
第11次 OnStep基板頒布エントリーを開始します。リクエストメールを頂いた皆さま、ありがとうございました。
このような素晴らしいソフトウェアを開発している作者様はじめ、開発に協力している有志の皆様に感謝したいと思います。私も開発者のはしくれとしてプロジェクトに参加させていただいてます。
OnStepを使って様々な赤道儀が新しい力を得、再び活躍することを願っています。
頒布については下記のとおりです。

余っている基板を頒布します。残り 0枚です。
頒布は基板のみで部品は含まれません。送料込みで1枚500円でお願いします。
頒布代金は銀行振り込みか Amazonギフト券で受け付けます。

基板頒布を希望される方は、まず下記までメールをお送りください。

 norikyu2star(あっとまーく)gmail(どっと)com
 ※()内文字をそれぞれ記号に直してください。

よろしくお願いします。

※リピート希望OKですので遠慮なくお知らせください。

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基板概要


表面

Teensy3.2, DRV8825 など主要部品が載る側です。
前回の基板とは DEC と RA の mini-DIN4Pコネクタが入れ替わっています。
また、拡張用のTennsy I/Oピンを利用できるようにヘッダピンで引き出しています。
サイズは前回同様、Raspberry Pi と同じ大きさなので、RasPiケースが使用できます(一部ケースは使用できません)


裏面

前回の基板と比較して、RN-42の実装パターンが無くなりました。
基板上のUARTピンを利用して実装してください。
他にもESP8266を実装することも可能です。



回路図


パーツ表


部品備考
Teensy 3.21
DRV8825モジュール2ソケット用丸ピンにするので、足は付いていないものが良い。
RN-42 Bluetoothモジュール-必要な場合のみ (※1)。例えば下記のようなもの。
RN-42 Bluetooth 2mmピッチ変換モジュール
USBシリアルモジュール-必要な場合のみ (※1)。例えば下記のようなもの。
秋月 FT232RQ USBシリアル変換キット
ESP8266 Wifiシリアルモジュール-必要な場合のみ (※1)。例えば下記のようなもの。
スイッチサイエンス ESP-WROOM-02
スイッチサイエンス ESP-WROOM-02ピッチ変換用基板
ESP-WROOM-02ピッチ変換済みモジュール
3端子レギュレータ
TA4805S 5V/1A(コンデンサ付き)
セラコン0.1μF, 電解コン47μF
1秋月 5V1A TA4805S
他の5Vレギュレータでも可
レギュレータ用放熱板1適当なもの。下記は配置OK
秋月 放熱器(ヒートシンク)15x25x11mm
無いと不安です。 
電解コンデンサ 100μF2C1, C2 耐圧25V以上あればとりあえず。
抵抗 1KΩ1RN-42を使用する場合必要
抵抗 10KΩ1ESP-WROOM-02ピッチ変換用基板 を使用する場合必要。表面実装するのでチップ抵抗がよいが普通の物でもOK。
抵抗 330Ω1R1 LED用
LED1D1
MINI-DIN4P コネクタ2秋月 ミニDINソケット4P (※2)
RJ12 6極6芯モジュラ1秋月 6極6芯モジュラ (※2)
DCINジャック1秋月 2.1mm標準DCジャック
ヘッダピン2P3J8, J9, J10
ヘッダピン3P1J6
ヘッダピン5P1J3
ヘッダピン10P1J7
丸ピンソケット(1列) 8P4DRV8825用 (※3)
秋月 DIP連結ソケット(1列)
丸ピンIC連結ソケット(1列)8P4DRV8825用 (※3)
秋月 丸ピンICソケット(1列)
丸ピンIC連結ソケット(1列)14P2Teensy用
秋月 丸ピンICソケット(1列)
細ヘッダピン7P2Teensy裏面パッド引き出し用(後述)
L字でも可 秋月 L型ピンヘッダ
Raspberry Pi ケース1お好みのもの。私が使用したのは
aitendo RaspberryPiケース
MINI-DIN4P プラグ2モーターへの配線用プラグ
(※1) 各モジュールはどれか選択してください。排他仕様なので同時に使うことはできません。(切り替えは可能)
(※2) 他メーカーのものだとピン位置が異なる場合があります。
(※3) 実験中に焼いてしまうのはDRV8825あるあるなので、ピンソケットで取り換えられるようにした方がいいです。

部品調達先


秋月電子通商 いつもお世話になっています。
スイッチサイエンス モジュール系強し。PCB製造サービスやってます。
共立エレショップ 関西ならここ。学生時代に入り浸ってました。
マルツオンライン 部品点数の多さならここ。特殊部品も見つかったりします。
aitendo 液晶が豊富。モジュール系が充実。
朱雀技研工房ストア ロボット系部材、モータードライバなど扱いあり。
ストロベリー・リナックス 電源系のモジュール探すならここ。
ロボショップ ロボット系のパーツが豊富。Teensy, DRV8825の扱いあり。
Amazon 中華系ショップは海外発送だったりするので注意。コピー品が送られてくることがあるので品質は期待してはいけない。


実装


パーツを載せていけば基本的に完成です。
モーターを付ける前にDRV8825の電流調整を忘れずに行っておきましょう。
基板には電源スイッチが付いていません。DCINで即動作を開始します。

電源周り

マイコン用の電源レギュレータの方向は右図の通り。レギュレータを寝かせて放熱板を付けてください。

DCINジャックはセンタープラスの12V入力を想定していますが、ここの電圧がそのままDRV8825に入ってます。例えば9V駆動のモーターを使用するなら、DCIN9VでOKです。
ただし、8V以下はDRV8825の定格外になるので動作の保証はできません。

J8は通常ショートさせて使用します。オープンだと電源ラインがカットされます。
ここに電源スイッチを入れたり、ヒューズなど保護回路を挟んだり、GNDを引き出して別途、変圧回路を入れても構いません。

Teensy 3.2 の取り付け

Teensyの裏面パッドも使用しているので、ピンで引き出す必要があります。
写真のようにピンヘッダをL字に曲げ、パッドへ足を半田付けします。半田位置の枠がTeensyにシルク印刷されているので参考に。
基板短辺のピンは使用してません。

micro USB コネクタ裏面のパターンを1カ所カットします。
micro USB シリアル接続を使用する時に、USB端子からの5Vを入力しないようにVUSBラインをカットしておきます。


カットするとDCINを接続しないとTeensyが起動しません。ファームの書き換え時などご注意ください。


拡張ピン


ピン備考
J3Teensy UART I/Oピン。
電源ピンもあるので、各種シリアルモジュールを駆動するのに利用できます。3.3VはTeensyのレギュレータから供給されているので100mA程度しか利用できません。
J6電源ピン。
12V, 5V, GND です。別途レギュレータを実装する場合に使用してください。
J7Teensy 拡張ピン。
主にTeensyの裏面パッドからのピンを引き出しています。OnStepの拡張機能(フォーカサーなど)を利用する場合、制御ピンとして使用します。
OnStep の Pins.Classic.h におけるピン名は次の通りです。
J9
J10
OnStep で DRV8825 FAULT機能を使用する場合、(AXIS1_FAULT_ON, AXIS2_FAULT_ONの時)DEC, RAそれぞれのジャンパをショートさせます。デフォルト(_OFF)時はオープンのまま使用しません。

また、ESP8266Wifiモジュールを使用する時のプログラムライタ制御に、Teensy 17, 22 ピンを使用します。
#define Axis1_Aux     17    // Pin 17 (Aux - ESP8266 GPIO0 or SPI MISO)
#define Axis2_Aux     22    // Pin 22 (Aux - ESP8266 Rst or SPI MISO)
17ピンを ESP8266-GPIO0 へ、 22ピンを ESP8266-RSTへ接続します。

※新しいバージョンのOnStep では、追加の定義が必要になります。
詳しくは、こちら


コネクタ類

RJ12
6極6芯モジュラはST-4互換インターフェイスです。
ピンアサインはポート正面から見て図のとおりです。

MINI-DIN4P
コネクタ正面から見て、DRV8825ピンへの接続は図のとおりです。
モーターのラインへ接続してください。




各シリアルモジュール

Bluetooth RN-42

今回はピンピッチ変換基板付の物を使用しました。
GPIO7 を 1KΩ程度の抵抗でプルアップ。CTSとRTSをショート。
3.3V, GND, TXD, RXD を基板の J3 へ接続します。TX*, RX* は基板側とクロス接続です。


Wifi ESP8266 (スイッチサイエンス シンプル基板)


配線は図の通りです。

ESP8266を起動するにはモジュールのENピンをプルアップする必要があります。ピッチ変換基板裏面のR1へ10KΩチップ抵抗を載せる、または、図右下のようにEN端子と3.3Vを10KΩ抵抗でつないでください。

スイッチサイエンスのESP8266シンプル基板 以外のESP8266フルバージョンの変換基板などを使用する場合は、IO15ピンをGNDへ落としてください。

OnStepでESP8266を使用する場合は、ESP8266にOnStep専用のファームを書き込む必要があります。
ESP8266-RST, GPIO0 をTeensy 22, 17 ピンへ接続しておけば Teensy経由でESP8266へプログラムを書き込めます。
方法はこちらの記事を参照してください。

電源はTennsyレギュレータ由来の3.3Vを使用していますが、おそらくピーク電流は足りていないのでモジュールが不安定になる可能性があります。別途、レギュレータで3.3Vを供給する方がいいかもしれません。

拡張ボード

J6, J7 ピンを利用して拡張ボード風に回路を実装できます。
OnStepではフォーカサー機能を拡張できるので、モータードライバを載せればフォーカサー制御も可能です。



OnStepの書き込み


TeensyにOnStepを書き込みます。
OnStepのGitから最新のBeta版をダウンロードして、Arduino統合環境でTeensyに書き込みます。
この時、使用する回路とモーター、ギヤ比に合わせて Config を設定し直します。

Config


基板回路種類によって Configが分かれています。
この基板はTeensyを使用した一番単純な Config.Classic.h を使用します。
使いたい Config.****.h の先頭にある、defineスイッチをONにします。
#define Classic_ON   //  <- Turn _ON to use this configuration

オプションで私が追加したのは次の通りです。

#define POWER_SUPPLY_PINS_ON
Pins.hで定義される、Axis15vPin, Axis25vPin をHigh(5V)にします。
DRV8825のRESET, SLEEPの制御で使用しています。

#define STATUS_LED_PINS_ON
ステータスLEDを点灯させます。LEDが点滅するとトラッキング状態です。

#define AUTOSTART_TRACKING_ON
隠しオプションのようですが、電源オンで即トラッキングを開始します。
簡易赤道儀として使う場合はこれができないと不便です。

#define ST4_PULLUP
ST-4ポートを内部プルアップします。実装部品を減らすための便利オプションです。

#define REVERSE_AXIS1_OFF            // RA/Azm axis
#define REVERSE_AXIS2_ON            // Dec/Alt axis
配線の関係でモーター回転方向が逆になってしまった場合、このフラグで反転させます。
私の場合DEC側が反対だったので反転させています。

MaxRate, StepsPerDegreeAxis?, StepsPerWormRotationAxis1 など
モーターやギヤ比に応じて設定するパラメータです。
OnStepのサイトに計算用のExcelシートがあるので、内容をよく読んで実際の機材の値を入れるとパラメータが計算されます。その値を転記しておきます。


その他


  • ステータスLEDはRaspberry Pi ケースのAudioジャック位置になります。
  • Raspberry Pi ケースによっては一部加工が必要です。また、DCINジャックの穴を加工してください。
  • PCとの接続はTeensy の microUSBポートでの接続か、RN-42等のモジュール経由での接続ができます。
    Linux環境においてTeensyのmicroUSB経由で接続する場合、シリアルポート初期化が上手くいかない場合があります。原因は複数考えられますが、Linux環境の modem Manager が接続の邪魔をしている可能性があります。



オリジナル 基板頒布

オープンソースの架台制御ソフト、OnStepのハードウェア実装基板などの話題です。


頒布状況
○ OnStep基板 Rev2.1
○ OnStep基板 Rev3.0
× GBC-SHC 基板 Rev1.0
頒布ご希望の方はこちら、基板頒布のお知らせ をご覧ください。

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