Pololu-Romi-32U4-Carte-Alimentation

Introduction

La carte de contrôle Romi 32U4 inclus des bornes de connexion pour accéder au l'alimentation offerte par le compartiment à pile (6 piles AA). Pololu recommande d'utiliser des piles AA rechargeables NiMH, qui offrent une tension nominale de 7.2 V (1.2 V per pile). Vous pouvez également utiliser des piles Alcaline qui offre, dans ce cas, une tension nominale de 9 V.

Le pôle négatif des piles est connecté sur la masse/GND. Le pole positif des piles est désigné par la mention VBAT. VBAT passe par une diode de protection (contre la polarisation inverse) et alimente ensuite le convertisseur de tension contrôlé par le bouton (ou interrupteur) présente sur la carte. La sortie du circuit d'alimentation est identifié à l'aide de VSW (Volt SWitch pour alimentation avec interrupteur).

VSW fournit la puissance aux moteurs par l'intermédiaire du contrôleur moteur DRV8838, de sorte que les moteurs peuvent uniquement fonctionner que si les piles sont installées et que l'interrupteur d'alimentation est fermé.

La diode de protection et tension disponible sur VSW (après l'interrupteur) peut être surveillé à l'aide d'un pont diviseur de tension connecté sur la broche analogique 1 (PF6) par défaut. Le diviseur de tension sort une tension qui est égale au 1/3 de tension des piles, ce qui sera en dessous de la tension maximale supportée par une broche analogique de l'ATmega32U4 (soit 5 V) pour autant que la tension des piles reste sous 15 V (a noter que la tension maximale du contrôleur moteur DRV8838 est limité à 10.8V). La fonction readBatteryMillivolts() de la bibliothèque Romi32U4 peut être utilisée pour déterminer la tension des piles à partir de la lecture. Le cavalier libellé “A1 = BATLEV” peut être coupé pour pour déconnecter le diviseur de tension et ainsi libérer une broche sur le microcontrôleur.

Interrupteur d'alimentation (le circuit)

La carte de contrôle Romi 32U4 utilise circuit de mise en marche/arrêt de puissance à bouton poussoir de Pololu lien pololu, qui offre un interrupteur de puissance à état solide pour votre robot avec un bouton poussoir présent sur la carte. Par défaut, ce bouton poussoir peut être utilisé pour contrôler l'alimentation: pousser une fois pour activer l'alimentation, pousser une autre fois pour couper l'alimentation. En alternative, un autre bouton poussoir peut être connecté sur les broches PWRA et PWRB pour être utilisé comme bouton marche/arrêt. Plusieurs boutons peuvent être branchés en parallèle pour avoir plusieurs points de commande et chacun des boutons sera capable de commander le mise en marche/arrêt de la carte. Le circuit de latching effectue un déparasitage du bouton mais un rebond excessif (plusieurs ms) le fonctionnera pas correctement avec ce circuit.

En alternative, vous pouvez désactiver le bouton poussoir en courant le cavalier libellé Btn Jmp; cela transfert le contrôle de la puissance à l'interrupteur présent sur la carte. Un interrupteur séparé peut être connecté sur la broche GATE et être utilisé à la place.

Le circuit de contrôle marche/arrêt offre plusieurs connexions alternative permettant de réaliser un push-on-only (bouton pour marche uniquement) ou push-off-only (bouton pour arrêt uniquement). D'autres broches d'entrées permettent d'activer des options complémentaires comme permettre à votre robot de couper sa propre alimentation. Ces iotuibs de contrôle avancé sont disponibles par l'intermédiaire des connexions du bouton et 4 entrées de contrôle:

Broche	Description
PWRA	Connecté via un bouton momentané sur la broche "PWRB" pour la fonctionnalité standard push-on/push-off (pousser-marche/pousser-arrêt). Connecté via un bouton momentané à la masse pour la fonctionnalité on-only (bouton pour marche uniquement).
PWRB	Connecté via un bouton momentané sur la broche "PWRA" pour la fonctionnalité standard push-on/push-off.
ON	Une impulsion sur cette broche (> 1 V) passe le circuit de puissance en état marche. Cette broche est utilisable que lors du fonctionnement de la carte en mode bouton poussoir (le cavalier du bouton n'a pas été coupé).
OFF	Une impulsion sur cette broche (> 1 V) passe le circuit de puissance en état arrêt (ex: permet à un circuit de couper sa propre alimentation). Cette broche ne fonctionne que si la fonctionnalité bouton poussoir pour marche/arrêt est activé.
CTRL	Avec la fonctionnalité bouton poussoir pour marche/arrêt est activé, cette broche détermine directement l'état du circuit d'alimentation (marche ou arrêt). Une impulsion niveau haut (> 1 V) sur cette broche active le circuit de puissance; une impulsion au niveau bas (ex: forcer la broche au niveau bas avec un sortie microcontrôleur ou pousser le bouton poussoir connectant cette broche à la masse) aura pour effet de désactiver le circuit de puissance. Laisser cette broche déconnectée ou flottant lorsqu'elle ne doit pas être pilotée. Note: cette broche ne peut pas être placée au niveau haut en même temps que la broche "OFF".
GATE	Avec la fonctionnalité du bouton poussoir désactivé (cavalier du bouton coupé), cette broche contrôle l'état du circuit de puissance: placer au niveau bas cela activera le circuit de puissance, tandis que laissé flottante cela désactivera le circuit de puissance. Connecter à la masse par l'intermédiaire d'un interrupteur pour un fonctionnement en marche/arrêt. Laisser cette broche flottante ou déconnecter pour un fonctionnement marche/arrêt avec le bouton poussoir. Pololu recommande de piloter cette broche au niveau bas uniquement ou la laisser flottante; cette broche ne devrait jamais être placée au niveau haut lorsque le l'interrupteur est en position "On" (marche).

Régulateurs 5V et 3.3V

La connexion VSW fourni l'alimentation au régulateur 5 V, dont la sortie est désignée par VREG. La tension des piles est régulée vers 5 V par un régulateur MP4423H (hacheur de type buck). Même si le régulateur accepte une tension jusqu'à 36 V, le contrôleur moteur accepte une tension maximale de 10.8 V. Lorsque disponible, VREG est généralement utilisé pour alimenter l'ATmega32U4, contrôleur moteur et les encodeurs. Le restant du courant disponible sur le régulateur, qui dépends de la tension d'entrée et conditions ambiantes, peut être utilisé pour alimenter d'autres périphériques; cela peut inclure un Raspberry Pi branché sur la carte (consommant généraleent quelques centaines de milliampères).

Dans les conditions normales, un courant allant jusque 2 A peut être disponible sur la sortie VREG. (Ce régulateur lien pololu Pololu est également disponible sous la forme d'un circuit intégré.)

Le régulateur MP4423H porpose une sortie Power Good (puissance OK) sous forme d'une sortie à drain ouvert, la broche PG nécessite une résistance pull-up externe. PG est placé à la masse lorsque la sortie du régulateur 5V tombe en dessous de 85% de la tension nominale et offre une grande impédance lorsque la tension de sortie dépasse les 90% de la tension nominale. Le circuit de régulation de la carte de contrôle Romi 32U4 peut être désactivé en placant la broche shutdown du régulateur, REGSHDN, au niveau haut; Cela permettra à l'étage logique de la carte de contrôle d'être alimenté par la connexion USB (si disponible).

La carte de contrôle Romi 32U4 dispose également d'un régulateur 3.3 V LDO (Low Drop Out = faible chute de tension) qui est alimenté depuis la sortie du circuit de sélection d'alimentation de l'étage logique (décrit ci-dessous). La sortie du régulateur 3.3 V est désigné sous la mention 3V3 qui est utilisée pour alimenter les capteurs inertiels de la carte et les level shifters (circuit de conversion de niveau logique).

Sélection de l'alimentation de la logiqueLogic power selection

Le circuit de sélection d'alimentation de la carte Romi 32U4 utilise le multiplexeur d'alimentation TPS2113A lien pololu de Texas Instruments pour choisir sa source d'alimentation 5V (désignée 5V). Cette alimentation 5V peut être fournie depuis l'USB ou le bloc pile (via régulateur 5V), le TPS2113A peut passer d'une source d'alimentation à l'autre en toute sécurité et sans interruption. Le TPS2113A est configuré pour sélectionner en priorité sa source depuis le bloc pile (VREG) à moins que la sortie du régulateur tombe sous 4.5 V. Si cela arrive, le multiplexeur d'alimentation sélectionne la plus haute des deux sources, qui est généralement la tension du bus USB si la carte de contrôle est connecté en USB.

Par conséquent, lorsque la carte de contrôle Romi 32U4 est connectée sur un ordinateur via USB, il recevra une alimentation 5 V sur sa logique de contrôle même si l'interrupteur d'alimentation est en position arrêt. Cela est très utile pour téléverser et tester un programme sans consommer les piles et sans faire fonctionner les moteurs. Il est tout à fait possible d'avoir la carte USB connectée en même temps que le bloc pile actif (interrupteur en position marche sans que cela ne pose de problèmes.

La source d'alimentation est indiquée par l'état de la broche STAT; cette broche est une sortie à drain ouvert qui est au niveau bas si la source d'alimentation est externe et à haute impédance si l'alimentation USB est sélectionnée. La limite de courant du TPS2113A est fixée à un courant normila de 1.9 A. Plus d'information sur le multiplexeur d'alimentation peut être obtenu depuis la fiche technique du TPS2113A (1 Mio pdf).

La sortie 5 V du circuit de sélection d'alimentation est utilisé pour alimenter le microcontrôleur ATmega32U4 de la carte de contrôle, la logique du contrôleur moteur DRV8838 motor drivers et les encodeurs; il peut également alimenter un Raspberry-Pi connecté sur la carte.

Alimentation Raspberry Pi

Par défaut, la carte contrôleur fournira l'alimentation au Raspberry-Pi depuis sa ligne d'alimentation 5V. Dans cette situation, Pololu recommande de mettre le circuit d'alimentation en marche de sorte que le Raspberry-Pi soit alimenté depuis les piles par l'intermédiaire du la carte contrôleur (et son régulateur DC/DC). En alternative, il est aussi possible d'utiliser un bloc d'alimentation USB pour alimenter l'ensemble via le connecteur USB présent sur la carte contrôleur (a noter que l'AVR peut expérimenter un reset intempestif lorsque lorsque le Raspberry-Pi est alimenté dans cette configuration). Les ports USB des ordinateurs ne sont généralement pas dimensionnés pour fournir le courant nécessaire au fonctionnement d'un contrôleur Romi 23U4 + Raspberry Pi branché dessus.

L'alimentation fournie au Raspberry-Pi peut être désactivée en plaçant la broche RPISHDN (Raspberry Pi shutdown) à 5V.

Le circuit de diode (idéal) de la carte contrôleur permet de connecter, en toute sécurité, différentes sources d'alimentation sur le Raspberry Pi (par exemple, via le connecteur microB du Raspberry Pi) tandis que la carte de contrôle est connectée et alimentée. Plus clairement, il est possible d'avoir n'importe quelle combinaison d'alimentation via la carte de contrôle (via USB), alimentation pile, le Raspberry-Pi (via microUSB). La broche RPI5V offre un accès direct au rail 5V du Raspberry-Pi, qui sera généralement la tension la plus haute des deux sources d'alimentationi. La tension de sortie 3.3V du Raspberry Pi est également disponible sur un la broche RPI3V3 .

Distribution d'alimentation

VBAT est connecté sur le contact de pile libellé BAT1+ et offre une connexion directe sur l'alimentation pile.
VRP offre un accès à la tension des piles après la diode de protection (contre polarisation inverse).
VSW offre un accès à la tension des piles après la diode de protection et après circuit de coupure.
VREG est la tension 5V en sortie du régulateur (VRegulator).
5V est la sortie 5V après le circuit multiplexeur d'alimentation TPS2113A qui, par défaut, est connecté sur VREG, mais bascule sur l'alimentation 5V USB si VREG chute trop bas.
3V3 est la sortie du regulateur 3.3 V LDO (Low Drop Out, à faible chute de tension).

Voir la section sur "les extensions" pour un diagramme des bus de distribution d'alimentation (et points d'accès).

Basé sur "Guide utilisateur de la carte de contrôle Romi 32U4" de Pololu (https://www.pololu.com/docs/0J69) - Traduit en Français par shop.mchobby.be CC-BY-SA pour la traduction
Toute copie doit contenir ce crédit, lien vers cette page et la section "crédit de traduction". Traduit avec l'autorisation expresse de Pololu (www.pololu.com)

Based on "Pololu Romi 32U4 Control Board User’s Guide" from Pololu (https://www.pololu.com/docs/0J69) - Translated to French by shop.mchobby.be CC-BY-SA for the translation
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