robotis servo 與 roboard 之連接介面

OVERVIEW

AX-12 & RX-28 的規格 AX-12 的傳輸訊號為 half duplex TTLRX-28 的傳輸訊號為 RS-485AX-12 及 RX-28 的傳輸速度為 7343bps ~ 1 Mbps

Serial Servos 的接線方式Bioloid CM-5 控制器的電路設計KRS serial USB adapter 的電路設計常見的 serial USB adapter 的電路設計

Bioloid CM-5 控制器電路 Direction_Port 可以控制 TXD, RXD 的方向

Direction_Port is high: the TxD is output as data.Direction_Port is Low: the data is input as RxD.

KRS Serial USB Adapter 電路採用機器人控制板半雙工的設計

TxD 及 RxD 短路，在輸出資料時同時會收到訊號在 WinXP 或是 Linux 下傳輸 data 時，如果發生

context switch 不會有 data loss 的情形

常見的 Serial USB Adapter 電路

大多數機器人玩家的作法用硬體 (DTxEN) 控制 RxD, TxD 的 enable 與

disable

RB-100 Comport 簡介 RB-100 comport location

COM 1 ~ 4 的傳輸速度最高 115200 bps.

COM 4(TTL, Half-duplex)

COM 3 (TTL, Full-duplex)

COM 2 (RS-485)

COM 1(RS-232)

Power

COM 2 / RS-485

Pin # Signal Name

LineColor

1 GND Black

2 Vxx Red

3 RS485+ Other

4 RS485- Other

1 2 3 4

1 2 3 4

COM 2 / RS-485

COM 2 / RX-28 轉接線製作

Preparation

4-pin header of 2.54mm pitch

COM2 line in RoBoard Cable set


Solder the COM 2 line and the pin header together

Weld

GND Vxx RS-485+ RS-485-


Shorten the Vxx pin


Connect RX-28 to RoBoard's COM 2

COM 3 / Full Duplex TTL

Pin # Signal Name

LineColor

1 GND Black

2 Vxx Red

3 TXD3 Other

4 RXD3 Other

1 2 3 4

1 2 3 4

COM 3 / AX-12 轉接線製作

Preparation

RoBoard COM3 line

13 2.54mm pitch pin header


Short the TxD/RxD pins (yellow lines)

Vxx

TxDGND

RxD


Shorten the Vxx pin


Connect AX-12 to RoBoard's COM 3

COM 4 / Half Duplex TTL

Pin # Signal Name

LineColor

1 GND Other

2 Vxx Red

3 TXRX4 Black

3 2 1

3 2 1

COM 4 / Half Duplex TTLFor older models:

DM118A/DM118B/DM118C

COM4 is an usual industrial

half-duplex port whose data-

transfer direction is controlled

by RTS signal of COM4.

RTS enabled: transfer data

RTS disabled: receive data

COM 4 / Half Duplex TTLFor the newest model:

DM118D

COM4 is equivalent to a full-

duplex port of TXD/RXD

shorted.

It is the configuration most

compatible to common serial

servos, such as Bioloid AX-12

and KONDO KRS-2552HV.


Preparation

13 2.54mm pitch pin headerRoBoard COM3 line



Vxx

Data

GND


Shorten the Vxx pin


Connect AX-12 to RoBoard's COM 4

RB-110 Comport 簡介 RB-110 comport location

COM 1 ~ 4 的傳輸速度最高可達 750K bps. COM 5 & 6 的傳輸速度最高可達 12M bps.

COM 1(RS-232)

COM 5(TTL, Full-duplex,

FTDI Hi-Speed)

COM 4(TTL, Full-duplex)

COM 3(TTL, Full-duplex)

COM 2 (RS-485)

System Power

Servo Power

COM 6(TTL, general function,

FTDI Hi-Speed)

COM 2 / RS-485

Pin # Signal Name

LineColor

1 GND Black

2 Vxx Red

3 RS-485+ Other

4 RS-485- Other

4321

4321

COM 2 / RS-485


製作方法如同 RB-100 COM 2


Pin # Signal Name

LineColor

1 GND Black

2 Vxx Red

3 TXD3 Other

4 RXD3 Other

4321

4321


4321

4321

Pin # Signal Name

LineColor

1 GND Black

2 Vxx Red

3 TXD4 Other

4 RXD4 Other

COM 5 / Full Duplex TTL / FTDI Hi-Speed

Pin # Signal Name

Pin # Signal Name

Pin # Signal Name Pin # Signal

Name

1 GND 2 Vxx 3 TXD5 4 RXD5

1 2 3 4 1 2 3 4

Note: You can also use COM 5 as Half-Duplex TTL (same as COM 3/4)

RoBoard FTDI COMRoBoard RB-110 背面的 FTDI Chip

COM 5/AX-12 轉接線製作製作方法如同 RB-100 COM 3

FTDI’s COM 與 RoBoard’s COM 的比較

FTDI’s COM RoBoard’s COM

Buadrate ~ 12M bps ~ 115200 bps (RB-100) ~ 750K bps (RB-110)

Latency 較長短

FTDI COM & 原生 COMFTDI 的 Latency Time 會影響大量傳輸資料的時間左下圖 : COM3 500Kbps 送 3 次 2 byte data

右下圖 : COM5 1Mbps 送 3 次 2 byte data

COM3

500Kbps

延遲時間

COM5

1Mbps

延遲時間

COM Lib 簡介跨平台 – Win, WinCE, Linux支援 RoBoard 4 個原生 COM port :

COM1 RS232 – 全雙工COM2 RS485 – 半雙工COM3 TTL – 全雙工 , 半雙工COM4 TTL – 全雙工 (RB-110), 半雙工 (RB-110 & RB-100)

支援 RoBoard RB-110 高速 baudrate (750K bps)

COM port 初始化 (1)comN_Init(com_mode)

a) 參數 : com_mode COM_FDUPLEX – 全雙工 COM_HDUPLEX – 半雙工

b) 使用範例 : ( 以下皆以 COM3 為例 )

#include <stdio.h>#include <roboard.h>void main(void) { roboio_SetRBVer(…); com3_Init(COM_HDUPLEX); …}

COM port 初始化 (2)c) 函數回傳 :

true – 初始化成功false – 初始化失敗

d) 印出失敗訊息 :

if(com3_Init(COM_HDUPLEX) == false) printf(“%s”, roboio_GetErrMsg());

COM port 關閉 comN_Close()

a) 使用範例 :

b) 函數回傳 : 無

#include <stdio.h>#include <roboard.h>void main(void) { roboio_SetRBVer(…); com3_Init(COM_HDUPLEX); … com3_Close();}

設定 COM Port 傳輸格式(1)

AX-12 datesheet :


comN_SetFormat(bsize, sbit, parity)a) 參數一 : bsize

COM_BYTESIZE5 – 1 個 byte 為 5 bitCOM_BYTESIZE6 – 1 個 byte 為 6 bitCOM_BYTESIZE7 – 1 個 byte 為 7 bitCOM_BYTESIZE8 – 1 個 byte 為 8 bit

b) 參數二 : sbitCOM_STOPBIT1 – 使用 1 個停止位元COM_STOPBIT2 – 使用 2 個停止位元

c) 參數三 : parityCOM_NOPARITY – 不使用同位COM_ODDPARITY – 使用奇同位COM_EVENPARITY – 使用偶同位


d) 使用範例 :

#include <stdio.h>#include <roboard.h>void main(void) { roboio_SetRBVer(…); com3_Init(COM_HDUPLEX); com3_SetFormat(COM_BYTESIZE8, COM_STOPBIT1, COM_NOPARITY); …

com3_Close();}

設定 COM Port Buadrate(1)AX-12 伺服馬達支援的 baudrate :

設定 COM Port Buadrate(2)comN_SetBaud(baud)

a) 參數 : baudCOMBAUD_748800BPSCOMBAUD_499200BPS -> RB-110 連接 AX-12 的速度上限COMBAUD_249600BPSCOMBAUD_115200BPS -> RB-100 連接 AX-12 的速度上限COMBAUD_57600BPSCOMBAUD_38400BPSCOMBAUD_19200BPSCOMBAUD_9600BPSCOMBAUD_4800BPSCOMBAUD_2400BPSCOMBAUD_1200BPSCOMBAUD_300BPSCOMBAUD_50BPS

設定 COM Port Buadrate(3)b) 使用範例 :

#include <stdio.h>#include <roboard.h>void main(void) { roboio_SetRBVer(…); com3_Init(COM_HDUPLEX); com3_SetFormat(COM_BYTESIZE8, COM_STOPBIT1, COM_NOPARITY); com3_SetBaud(COMBAUD_9600BPS); …

com3_Close();}

傳送 & 接收Datasheet 中的範例之一 : 讀取 ID = 1 的馬達溫度

使用 COM Port 傳送資料comN_Send(array, number)

a) 參數一 : array – 傳送資料的陣列名稱b) 參數二 : number – 要傳送的封包 (byte) 數c) 使用範例 : COM3 傳送 8 byte data

#include <stdio.h>#include <roboard.h>void main(void) { unsigned char send_data[11] = {0xff, 0xff, 0x01, 0x04, 0x02, 0x2b,

0x01, 0xcc, 0, 0, 0}; // SetRBVer & Init & SetFormat & SetBaud … com3_Send(send_data, 8); …}

使用 COM Port 接收資料comN_Receive(array, number)

a) 參數一 : array – 接收資料的陣列名稱b) 參數二 : number – 要接收的封包 (byte) 數c) 使用範例 : COM3 接收 7 bytes 資料

#include <stdio.h>#include <roboard.h>void main(void) { unsigned char get_data[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}; // SetRBVer & Init & SetFormat & SetBaud … com3_Receive(get_data, 7); …}

傳送 & 接收注意事項COM2 :

使用 com_Receive() 時不會收到 com_Send() 的資料COM3 & COM4 :

使用 com_Receive() 時會收到 com_Send() 的資料 , 必須先將 com_Send() 送出的 data 讀完 , 才能讀到馬達回傳的 data

使用 COM Port 控制 Serial 伺服馬達(1)

comN_ServoTRX(carray, csize, barray, bsize)a) 參數一 : carray – 傳送馬達指令的陣列名稱b) 參數二 : csize – 要傳送的封包 (byte) 數c) 參數三 : barray – 接收馬達回傳資料的陣列名稱d) 參數四 : bsize – 要接收的封包 (byte) 數 ( 不包含

RoBoard TX 送出的 byte 數 )

使用 COM Port 控制 Serial 伺服馬達(2)

d) 使用範例 : COM3 ping AX-12 伺服馬達

#include <stdio.h>#include <roboard.h>void main(void) { unsigned char send_data[11] = {0xff, 0xff, 0x01, 0x04, 0x02, 0x2b, 0x01, 0xcc, 0, 0, 0}; unsigned char get_data[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}; // SetRBVer & Init & SetFormat & SetBaud … com3_ServoTRX(send_data, 8, get_data, 7); …}

Bioloid AX-12 範例#include <stdio.h>#include <roboard.h>int main(void) { unsigned char send_data[11] = {0xff, 0xff, 0x01, 0x07, 0x03, 0x1e, 0x00, 0x02, 0x00, 0x02, 0x00}; int i; unsigned char get_data[6]; roboio_SetRBVer(RB_100); com4_Init(COM_HDUPLEX); com4_SetFormat(COM_BYTESIZE8, COM_STOPBIT1, COM_NOPARITY); com4_SetBaud(COMBAUD_115200BPS); send_data[10] = ~(send_data[2] + send_data[3] + send_data[4] + send_data[5] + send_data[6] + send_data[7] + send_data[8] + send_data[9]); com4_ServoTRX(send_data, 11, get_data, 6); for(i=0; i<6; i++) printf(“%d. read data = %d\n”, i, get_data[i]); com4_Close(); return 0;}

USB2DynamixelDynamixel SDK 是由 ROBOTIS 所發布的開放源

碼，可透過 USB2Dynamixel 由 PC 端 USB 連接至 Servos 。

USB2Dynamixel 可將 PC 端 USB 訊號轉成 TTL、 RS485 以及 RS232 。

Dynamixel SDK for RoBoardDynamixel SDK for RoBoard 則是將

Dynamixel SDK 移植到 RoBoard 的 Serial Port 上，讓使用者可直接透過 RoBoard 的 Serial

Port 連接 Dynami-xel servos ，省掉中間的轉接器。

Installation解壓縮 “ Dynamixel SDK for RoBoard.rar”

在不同版本的資料夾中： bin: 函式庫的二位元檔案； example: 與原始 Dynamixel SDK 相同的範例程式碼； src: 函式庫的程式碼。

⁞

VS2008 專案中的設定在建立 VS2008 的新專案之後，請先行設定新專案

的屬性。

VS2008 專案中的設定設定 Additional Include Directories ：

路徑 1: “using COM3” 中的 “ src” ；路徑 2: RoBoIO 資料夾中的 “ Include” 。

VS2008 專案中的設定設定 Additional Library Directories ：

路徑 1: “using COM3” 中的 “ bin” ；路徑 2: RoBoIO 資料夾中的 “ Lib”。 .

VS2008 專案中的設定設定 Additional Dependencies ：

檔案 1: 加入 Dynamixel_DLL_COM3.lib ；檔案 2: 加入 RoBoIO_DLL.lib 。

Dynamixel SDK for RoBoad

使用者端軟體


使用者端軟體

硬體抽象層


使用者端軟體

硬體抽象層

硬體驅動程式


使用者端軟體

硬體抽象層

硬體驅動程式

硬體

Include Header files……

#include "dynamixel.h"

#include "roboard_dll.h“

……

int main()

{

roboio_SetRBVer(…);

……

// use API of Dynamixel SDK here

……

}

RB_100 or RB_110

基本函式使用介紹dxl_initialize()

開啟對應的 COM Port 並進行初始化設定，執行成功回傳 1

，失敗則回傳 0 。使用範例：

int main() {

roboio_SetRBVer(…);

if( dxl_initialize() )

printf( "Succeed to open COM Port !\n" );

else

printf( "Failed to open COM Port !\n" );

……

}

基本函式使用介紹dxl_terminate()

關閉由 dxl_initialize() 開啟的 COM Port 。

使用範例：int main(){

......dxl_terminate();

return 0;}

基本函式使用介紹dxl_set_baud( int baudnum )

設定 baudnum 指定 RoBoard 端傳輸速率。dxl_get_baud()

取得目前傳輸速率的 baudnum ，如尚未設定則回傳 0xff 。使用範例：

If( dxl_get_baud()==0xff )

dxl_set_baud( 16 ); // Set 115200 bps

COM Port 傳輸速率由於 Dynamixel SDK for RoBoard 是透過 RoBoIO

來控制 COM Port ，所以 baudnum 對應之傳輸速率與原始的 Dynamixel SDK 稍有不同。

Baudnum Set BPS Target BPS Tolerance

3 499200 500000 0.16 %

7 249600 250000 0.16 %

16 115200 115200 0.00 %

34 57600 57600 0.00 %

103 19200 19200 0.00%

207 9600 9600 0.00 %

基本函式使用介紹dxl_read_byte( int id, int address )

從 Servo 的 EEPROM 和 RAM 中讀取一個 byte 的值。dxl_write_byte(int id,int address,int value) 將 value 寫入 EEPROM 和 RAM 中，一次寫入一個 byte

。使用範例：int pos;

pos = dxl_read_byte( ID, 36) + dxl_read_byte( ID, 37) *

0x100;

dxl_write_byte( ID, 3, NEW_ID );

基本函式使用介紹dxl_read_word( int id, int address )

從 Servo 的 EEPROM 和 RAM 中一次讀取 2 個 bytes 的值。dxl_write_word(int id,int address,int value)

將 value 拆成 2 個 bytes 一次寫入 EEPROM 和 RAM 中。

使用範例：

int pos;

pos = dxl_read_word( ID, 36 );

dxl_write_byte( ID, 30, NEW_POS );

API Reference

其餘的 API 為獲得 Servo 的狀態、工具函式以及收發 packet 的 API ，其使用方式請參考

ROBOTIS e-Manual

-> Software Help -> Dynamixel SDK -> API Reference

範例程式 SyncWrite.cppDynamixel SDK Dynamixel SDK for RoBoard

// Windows version

#include <windows.h>

……


……

int main()

{

......

}

// Windows version

#include <windows.h>

……


#include "roboard_dll.h“……

int main()

{

……

roboio_SetRBVer(…);……

}

COM Lib of RoBoIO在 RoBoard 上除了使用 Dynamixel SDK for

RoBoard 可以控制 Dynamixel Servos ，也可以直接使用 COM Lib 經由 Serial Port 收發訊號。

Dynamixel Servos 的 Packet 格式可參考 Servo 的 Manual。

Dynamixel RX-28在 RoBoard 官網上的 Code & Video 可以下載利用 COM2 控制 Dynamixel RX-28 的範例程式。

Dynamixel RX-28RBSample_RX28:

bin:

二位元檔案。 RoBoIO:

Header files 和 Library 檔案。 VC2005CE:

可在 winCE 下運作的 VS2005

的專案檔。

Dynamixel RX-28RBSample_RX28:

VC2005XP:

在 winXP 下運作的 VS2005

的專案檔。 Make.LINUX:

Linux 系統下的 gcc Makefile

檔案。 RX28_C2.cpp:

範例程式碼。

RBSample_RX28範例程式 RX28_C2.cpp 中，使用 COM Lib 控制 RX-28 的程式流程：

Question ?

robotis servo 與 roboard 之連接介面

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