Romeo BLE Quad

简介

Romeo BLE Quad 是基于Bluno M3的二次设计版本，继承Bluno系列的全部特性，支持蓝牙无线编程，无线通信和手机无线控制功能。同时Romeo BLE Quad还增加了四路电机驱动，配合板载的编码器接口，可直接实现机器人PID闭环反馈控制。并且主控器还外扩了Gravity 3Pin管脚接口，可直插Gravity系列传感器模块，方便实用，体积小巧。
Romeo BLE Quad相比其他的Romeo机器人主控拥有更加强大的处理性能，这全都得益于它与众不同的处理核心。32位主控器相比传统的Arduino UNO 8位单片机，在性能上拥有显著的优势，但它的开发环境较为复杂，开发难度也相对较高。而Romeo BLE Quad不同于以往其他的32位主控，在保留了其强大性能的同时，也兼容了Arduino的简单方便的使用方法。极大的降低了它的使用难度。
Romeo BLE Quad外扩10个数字管脚和5个模拟管脚，管脚与电机驱动相互独立，无冲突。支持舵机外部供电，保证系统能够稳定运行。主控器板载电源管理系统，支持USB和外接电源自动切换，可直连USB供电或7-10v的宽电压供电，并支持传统STM32 SWD编程调试。

注意：Romeo BLE Quad I/O口工作电压为3.3V，使用前请先阅读引脚说明，切勿直接外接5V设备，以免损坏芯片管脚。

产品参数

  • 微控制器: STM32 F103RET6
  • 时钟速度: 72MHz
  • 蓝牙芯片: TI CC2540 (蓝牙4.0)
  • 通信距离: 30 m
  • 直流电机：4路
  • 工作电压: 3.3V
  • 输入电压: 5V(USB)/7~10V
  • 支持USB与外接供电自动切换
  • 数字IO口: 10
  • 模拟输入: 5
  • I2C/IIC: 默认为SDA (30)和SCL(29)，软件I2C可以指定任意两个数字口作为I2C的SDA和SCL
  • SRAM: 64K
  • Flash: 512K
    • 默认用户代码空间：492K
    • 默认用户数据空间：20K
  • 串口2个：Serial1、Serial3
    • Serial1 0 (Rx1) 和 1 (Tx1)
    • Serial3 30(Rx3) 和 29(Tx3)
  • 尺寸: 67 x 42 (mm)
  • 重量: 54g

注意：Romeo BLE Quad的串口是从Serial1开始的，Serial1负责USB通信和蓝牙通信，使用串口监视器或者蓝牙通信时，需要把代码中的**Serial**改为**Serial1**

电机驱动芯片HR8833参数

  • 双通道H桥电流控制电机驱动器
  • 驱动两路直流电机
  • 1500mA驱动输出（单路）
  • 宽电压供电2.7V-10.8V

引脚说明

电机 电机控制IO口1 电机控制IO口2 编码器接口A 编码器接口B
M1 8 23 12 11
M2 7 9 2 3
M3 24 14 5 26
M4 4 25 35 36

数字IO口使用表

注：Romeo BLE Quad 采用了两块HR8833电机驱动，驱动方式与常规的L298稍有不同，具体逻辑可见(SKU:DRI0040)Motor driver-HR8833 双路直流电机驱动模块

Romeo BLE Quad PID调速时将使用快速衰减模式(已封装在库中，仅需了解)：

正转：电机控制器脚1为低，电机控制脚2为PWM输出

反转：电机控制器脚2为低，电机控制脚1为PWM输出

特别注意：Romeo BLE Quad I/O口工作电压为3.3V，使用前请先阅读引脚说明，切勿直接外接5V设备，以免损坏芯片管脚。

3.3V only：D20, D27, D28

5V兼容：D0, D1, D29, D30, D31, D32, D33

模拟管脚A0~A4都配有5V分压电阻，所以当外部输入为0~5V时，输出0~1023模拟量

使用教程

Arduino 环境搭建

在正式使用Romeo BLE Quad前，我们需要安装它的编译环境，由于Romeo BLE Quad是Bluno M3的二次开发版，我们可以把他看做为“Bluno M3 + Bluno M3扩展板 + 2 x HR8833电机驱动”的集成板，管脚映射和定义上与Bluno M3保持了一致，请参考Bluno M3编译环境篇：
Bluno M3 V2.2 安装开发环境\快速入门

电机PID调速

本教程将使用JS02 L型带编码器电机为例，设置速度时应考虑几个重要参数：

  • 采样周期setSampleTime（本例为100（ms），即0.1s）
  • 采样周期内正交编码器所计的个数motorSpeed（设定：200）
  • 电机编码器极数（本例为16）
  • 电机减速比（本例为120）

例如：当电机编码器为16极时，编码器转一圈增量为16*2=32。假设编码器得到200个脉冲数时，则编码器速度为200÷0.1(s)÷32 = 62.5 r/s = 62.5*60 r/min =3750r/min，则电机速度为3750/120=31.25r/min。

  • 本例程把大部分功能都已经封装在库内了，有时需要修改打印内容，可以在Motor.cpp第241行中修改。如下图所示

MotorCPP.png

准备

接线图

注：本图只以M4为例子，其他M1、M2、M3的连接方式和M4是相同的

样例代码

点击下载库文件例程和Motor.h库文件和PID_V1.h库文件


/*!
* @file RemeoBLEQuadDrive.ino
* @brief RemeoBLEQuadDrive.ino PID control system of DC motor
*
*  RemeoBLEQuadDrive.ino Use PID control 4 way DC motor direction and speed
*
* @author linfeng(490289303@qq.com)
* @version  V1.0
* @date  2016-4-14
*/

#include "PID_v1.h"
#include "Motor.h"

Motor motor[4];
int motorSpeed[4] = {-200,200,400,-400};/*Set 4 speed motor*/
/* Speed=motorSpeed/(32*(setSampleTime/1000))(r/s) */
const int motorDirPin[4][2] = { //Forward, Backward
/*Motor-driven IO ports*/
  {8,23},
  {7,9},
  {24,14},
  {4,25}
};


//const double motorPidParam[3]={0.6,1,0.03};/*DC MOTOR,Yellow??180degree*/
//const double motorPidParam[3]={1.5,1,0.05};/*DC MOTOR,Yellow??90 degree*/
const double motorPidParam[3]={1.2,0.8,0.05};/*Encoder V1.0,160rd/min ;19500/min; 32:1,Kr=3.5*/
void setup( void )
{
  Serial1.begin(115200);
     for(int i=0;i<4;i++){
        motor[i].setPid(motorPidParam[0],motorPidParam[1],motorPidParam[2]);/*Tuning PID parameters*/
        motor[i].setPin(motorDirPin[i][0],motorDirPin[i][1]);/*Configure IO ports*/
        motor[i].setSampleTime(100);/*Sets the sampling period*/
                motor[i].setChannel(i);/*Sets the motor channel */
        motor[i].ready();/*Motor enable*/
                motor[i].setSpeed(motorSpeed[i]);/*Set motor speed*/
    }
}

void loop( void )
{
    for(int i = 0; i < 4; i++){
        motor[i].calibrate();/*motor PID calibrate*/
    }

}
/******************************************************************************
  Copyright (C) <2016>  <linfeng>
  This program is free software: you can redistribute it and/or modify
  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  (at your option) any later version.
  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  GNU General Public License for more details.
  You should have received a copy of the GNU General Public License
  along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  Contact: 490289303@qq.com
 ******************************************************************************/

结果

电机按照设置的速度和方向运行。

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