OUMAN EH-203 User manual

Elektroniikka
Kilpailuosio X, piirikortin kokoaminen ja testaus
Johdanto
Aiemmassa osiossa suunniteltu piirikortti kootaan ja testataan. Kortti tullaan lopullisesti kiinnittämään
Nokian robottiin paineilmasormen paikalle lasermodulin kanssa.
Tehtävän kuvaus
1. Alkutoimet
Varmista, että sinulla on tätätehtävää varten annettu osapussi ja piirikortin suunnittelutehtävässä
käytetty osaluettelo ja kytkentäkaavio. Osapussissa pitäisi olla osaluettelon mukaiset komponentit, ja
niiden sijoittelutietojen pitäisi olla näkyvillä piirilevyn merkinnöissä. Ilmoita tuomarille puutteesta jo
ennen tehtävän aloitusta. Tarkasta, että saamasi komponentit ovat tallella ja niiden laatu ja lukumäärä
vastaavat piirikaaviota.
Ilmoita avustavalle tuomarille poikkeamista tai puutteista. Jos tarvitset apua nosta käsi ylös merkiksi
avun tarpeesta, odota paikallasi kunnes avustava tuomari tulee luoksesi.
Lue tehtäväkuvaus huolella ja tutustu muuhun oheismateriaaliin ennen kuin aloitat. Huomioi myös
tehtävässä arvosteltavat kohteet!
2. Piirikortin kokoaminen
Kokoa tehtävän piirikortti. Tekemäsi työn jälki ja käyttämäsi työskentelytavat arvioidaan kaikkineen. Ole
huolellinen juotoksissa, ylimääräiset tinaroiskeet, korjatut tinasillat ja muu työn jälki arvostellaan.
Komponenttien asennustyön voi tehdä vain yhdellä tavalla – hyvin, kiinnitä huomiota pieniinkin
yksityiskohtiin. Kun saat piirikortin valmiiksi, niin ilmoita siitä tuomarille. Hän tuo sinulle tehtävän
jatkamiseen liittyvät dokumentit.
Kuva koottavasta piirikortista.

Arviointikohteet
Vain objektiiviselle arvioinnille
Arviointi-
kohteen
tyyppi
O = Obj
S = Sub
Arviointikohde - Nimi tai
lyhyt kuvaus
Tavoitearvo Lisätietoa - (Lisää uuden rivin
arviointikohteen alle)
Pisteet
O Laitteen toiminta IPC-A-610 D Toimii 100%
7,00
Toimii 50% (vain 5 p)
O Komponenttien kiinnittäminen
IPC-A-610 D Juotosten laatu
5,00
O Komponenttien asettelu IPC-A-610 D Asettelun laatu
4,00
O Mittaus ja säätö Oikeat arvot Kortti säädetty oikein, mittaukset oikein
4,00

3. Piirikortin korjaaminen, asentaminen ja testaus (annetaan piirikortin kokoamisen jälkeen)
Piirikortin valmistuttua huomattiin, että kaiutinlähdön rajoitusvastukset tulivat liian suuriksi. Tästä
johtuen vastukset R4 ja R5 pitää vaihtaa. Poista kyseiset komponentit ja juota tilalle tuomarilta saamasi
uudet vastukset. Uusien vastusten tulisi olla 27 Ω:n suuruisia.
Vastukset vaihdettuasi varmista vielä, että kaikki komponentit ovat oikein päin, ja että komponenttien
jalkojen välissä ei ole tinasiltoja. Kiinnitä piirikortti tämän jälkeen robottiin allaolevan kuvan mukaisesti.
Muista, että piirikortin ja robotin rungon välissä käytetään muovista korotuspalaa (ei näy kuvassa).
Kiinnitä myös lasermoduli (kuvassa oikeassa alaneljänneksessä) kuvan osoittamalla tavalla.
3. Piirikortin testaaminen
Kun saat piirikortin kiinnitettyä robottiin, niin suorita allamainitut mittaukset ja kirjaa seuraavalle sivulle
sekä mittaustuloksesi että käyttämäsi mittausmenetelmä. Muista kirjata myös nimesi, kilpailijanumerosi
ja käyttämiesi mittalaitteisen tyypit.
Huom! Älä katso lasersädettä suoraan. Se voi vahingoittaa silmiäsi.
1. Mittaa liittimen X1 nastasta 10 tulevan signaalin (LASER_REF) taajuus ja pulssisuhde. (1p.)
2. Säädä vastuksen R7 avulla vastuksen R3 läpi kulkeva virta arvoon 11 mA ±10%, ja määritä
säädetystä piiristä trimmeripotentiometri R7:n resistanssi. (2p.)
3. Mittaa transistorin Q2 läpi kulkevan virran arvo transistorin johtaessa. (1p.)
Kun saat mittaukset tehtyä, niin ilmoita siitä tuomarille. Hän kerää mittaustuloksesti pois ja tehtävä on
päättynyt sinun osaltasi. Älä koske enää tehtävän jälkeen robotin tai laserkoritn säätöihin. Piirikortin
täytyy olla lopettaessasi myös täysin asennettuna (kaikki johdot paikallaan ja kortti kiinnitettynä).

Mittauspöytäkirja
Nimi: ______________________________
Kilpailijanumero ______________________________
Mittauksissa käytetyt mittalaitteet:
__________________________________________
__________________________________________
__________________________________________
__________________________________________
Kohta 1
Mittaustulos __________________________________________
Menetelmä __________________________________________
Kohta 2
Mittaustulos __________________________________________
Menetelmä __________________________________________
Kohta 3
Mittaustulos __________________________________________
Menetelmä __________________________________________

Robot_2010.c
/********************************************************************
* *
* Base firmware for Task robot (year 2010 version) *
* (SAMPLE CODE) *
* *
* MCU: ATmega324p *
* Clock: 16MHz XTAL *
* Compiler: WinAVR (avr-gcc) version 20071221 *
* *
* - Toni Harju 2010 *
* *
********************************************************************/
#define F_CPU 16000000 // clock frequency for delay.h
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <util/delay.h>
#define XTAL 16000000 // Clock frequency for calculating USART
baudrate
#define BAUD 38400 // USART BAUDRATE, 9600bps
#include "USART1.c"
#include "LaserCard.c"
#define strobe 0
#define DIR_Y 1 // Y axis, direction
#define CLK_Y 2 // Y axis, clock
#define Y_END_R 2 // Boundary switch, "right" end
#define Y_END_L 3 // Boundary switch, "left" end
#define DIS 3
#define DIR_Z 5 // Z axis, direction
#define CLK_Z 6 // Z axis, clock
#define Z_END_F 1 // Boundary switch, "front"
#define Z_END_B 0 // Boundary switch, "back"
// movement directions (used in main() and Move())
#define MV_UP 1
#define MV_DOWN 2
#define MV_LEFT 3
#define MV_RIGHT 4
// function prototypes
void Move(unsigned char dir, unsigned char steps);
char StrCompare(const char *ref, unsigned char *data);
// global variables
// main program begins here...
//
// - TKH 2010
int main(void)
{ACSR |= 1<<ACD; // disable the comparator
DDRA = 0xFF; // PORTA, all outputs
PORTA=0b01001101;
// portB directions
DDRB = 0b11000000;
// portB initial state
PORTB = 0b10000000;
// Initialize the LaserCard
_Init_LaserCard();
// initialize the USART Sivu 1

Robot_2010.c
_USART1_Init();
// global enable interrupts
sei();
Move(MV_DOWN,0);
Move(MV_RIGHT,0);
_pwm_set(_pwm_test_data[4]);
while(1)
{_sound_ena=1;
_delay_ms(500);
_sound_ena=0;
_delay_ms(500);
}
}
// The Timer0 interrupt is defined in "LaserCard.c"
TIMER0_INTERRUPT
// USART interrupt routine
//
// - TKH 2010
ISR(USART1_RX_vect)
{unsigned char c;
c=UDR1;
}
// This function moves the robot finger
// dir, direction [1,2,3,4]
// steps, number of steps, drives to the edge if 0 or 255
//
//
void Move(unsigned char dir, unsigned char steps)
{unsigned char rest=0xFF, active=PORTA, dir_mask=0;
if(dir==MV_UP)
{rest &= ~0b01000000;
active |= 0b00100000;
dir_mask=0b00000001;
}
else if(dir==MV_DOWN)
{rest &= ~0b01000000;
active &= ~0b00100000;
dir_mask=0b00000010;
}
else if(dir==MV_LEFT)
{rest &= ~0b00000100;
active &= ~0b00000010;
dir_mask=0b00001000;
}
else if(dir==MV_RIGHT)
{rest &= ~0b00000100;
active |= 0b00000010;
dir_mask=0b00000100;
}Sivu 2

Robot_2010.c
PORTA=active;
_delay_us(100);
if(PINB & dir_mask) return;
do
{PORTA&=rest;
_delay_us(300);
PORTA|=0b01000100;
_delay_us(1800); // 1800 = max isolle moottorille, 950
menee vielä pienelle moottorille...
if(steps < 255) steps--;
}
while(steps && !(PINB & dir_mask) );
}
// this function checks wether the given string ref can be found
// at given position on string data
//
// - TKH 2008
char StrCompare(const char *ref, unsigned char *data)
{do
{if(*ref != *data) return 0;
ref++;
data++;
}
while(*ref);
return 1;
}
Sivu 3

Elektroniikka
Kilpailuosio 1, piirilevyn suunnittelu (laserkortti)
Johdanto
Kilpailijan tehtävänä on suunnitella piirilevy annetun piirikaavion, ulkoisten mittojen sekä osaluettelossa
lueteltujen komponenttien mukaan. Kilpailija saa käyttää suunnittelussa vapaasti valittua
piirisuunnitteluohjelmaa. Suunnittelun tulos arvioidaan kilpailijan tuottaman paperitulosteen ja
piirilevytiedostojen (gerberit) perusteella.
Tehtävän kuvaus
Suunnittele yksipuolinen piirilevy annetun piirikaavion (liite 1) mukaan. Käytettävät porakoot ovat tälle
piirilevylle 1,0 mm, 1,3 mm, 3,3 mm, 4,0 ja 6,0 mm.
Layoutissa sallitaan kaksi hyppylankaa. Näiden hyppylankojen tulee olla joko vaaka- tai
pystysuunnassa ja ne eivät saa ylittää toisia komponentteja tai toisiaan. Ylimääräiset hyppylangat
vähentävät kokonaispistemäärää. Myös kilpailijan mahdollisesti lisäämät nollaohmivastukset tulkitaan
hyppylangoiksi.
Piirikortti tullaan kiinnittämään kohdelaitteeseen. Kortin koko on 49 x 37 mm. Katso kuvaa 1 liittimien
ja kiinnitysreikien sijoittelusta. Jätä 3,3mm kiinnitysreikien ympärille 3,5mm ja 6mm reiän ympärille
4,0mm säteittäinen tyhjennysalue (reiän keskipisteestä mitattuna).
Sinun tulee kiinnittää huomiota komponenttien oikeaan nimeämiseen piirikaaviossa annettujen tietojen
mukaan. Valmiissa layoutissa liittimen X1 paikan tulee vasta kuvassa 1 annettu määrettä.
Tekstit ja merkinnät eivät saa peittää komponenttien paikkoja, porausreikiä tai juotostäpliä. Sijoita
nimikirjaimesi ja kilpailunumero levyn kuparipuolelle sopivaan paikkaan.
Liittimien nastat nimetään vasemmalta oikealle. Toisin sanoen, jos katsot liittimiä edestä, vasen
kontaktinasta on ykkönen. Varmista, että liittimen johdotus vastaa piirikaaviossa annettua numerointia.
Piikkirimaliittimien numerointi kuvan 1 ohjeessa esitettyä järjestystä vastaavasti.
Jotta piirilevyn jyrsintä onnistuu kunnolla, käytä riittävästi tilaa, jotta saa johdoista riittävän leveitä.
Käyttöjännite (24V) ja maapisteet tulee olla vähintään 0,38 mm (15 mils) ja muut johtimet vähintään 0,3
mm ( 12mils) leveitä. On myös mahdollista vetää yksi kupariveto liittimen jalkojen välistä, mutta tällöin
pitää varmistaa että eristysalue on vähintään 0,20 mm ( 8 mils).
Komponentin piirilevykuvion mitoittaminen ja luominen
Uusi komponentti on kytkennässä käytetty trimmeripotentiometri. Voit luoda piirilevykuvion joko
kirjastokomponenttina, tai jos komponentin kirjastoon luominen ei ohjelmallasi onnistu, niin voit tehdä
juotostäplistä mitoituksen mukaisen jalkakuvion. Pääasia on, että kortilla on oikein mitoitettu
asennuskuvio ja johdotus vaaditulle komponentille. Muista myös komponentin ”keskellä” oleva 4mm
reikä ja komponentille sopiva silkkipainokuvio.

Kuva 1. Kiinnitysreikien sijoittelu ja liittimen jalkajärjestys (yksiköt millimetreissä).
Kuva 3. Käytetyn trimmeripotentiometrin mitat ja piirilevykuvio (yksiköt millimetreissä).
Sijoita liitin X1
tälle alueelle

Ohjeita kilpailijalle
Tee valmiista piirilevystä osasijoittelukuva tuloste. Osasijoittelukuva tulostetaan 1:1 kokoisena
A4 -paperiarkille. Käytät tätä tulostetta piirikortin komponenttien kalustuksessa ja
asennuksessa kokoamisohjeena. Tulosteessa pitää näkyä piirilevyn ääriviiva, komponenttien
piirroskuvat, komponenttien kytkentäkaavionimet sekä oma kilpailijanumerosi ja nimikirjaimet.
Tulosta arviointia varten 1:1 kokoinen tuloste, jossa samassa kuvassa näkyy sekä osasijoittelu-
että piirilevykuva. Tulosteessa pitää näkyä kilpailijanumerosi ja nimikirjaimesi.
Anna muistitikulle talletettuna tarvittavat piirilevyn valmistustiedostot.
Katso osatietoja liitteenä olevasta osaluettelosta!
Arviointikohteet
Vain objektiiviselle arvioinnille
Arviointi-
kohteen
tyyppi
O = Obj
S = Sub
Arviointikohde - Nimi tai lyhyt
kuvaus
Tavoitearvo Lisätietoa - (Lisää uuden rivin
arviointikohteen alle)
Pisteet
O Kuparivetojen oikeellisuus IPC-A-610 D
Kaikki komponentit, kaikki solmupisteet
OK
4,00
O
Suunnittelun laatu, johdinleveydet ja
reiät IPC-A-610 D
Johtimen leveydet ja etäisyydet,
hyppylangat,
4,00
reikien koot
O Suunnittelun laatu, uusi komponentti IPC-A-610 D Piirilevykuvio, reiät ja silkkipaino OK
4,00
O Suunnittelun laatu, yleisilme, loogisuus IPC-A-610 D Kuinka hyvä ja käytännöllinen suunnittelu
4,00
O Työn viimeistely Gerber-files
Piirilevyn jyrsimiseen liittyvät määritykset
(saadaan piirilevyn
valmistusdokumenteista)
4,00