DC Brick

Features

  • Steuert einen Gleichstrommotor mit max. 28V und 5A (Peak) über USB
  • API für viele Programmiersprachen verfügbar
  • Richtung, Geschwindigkeit und Beschleunigung können gesteuert werden
  • Erweiterbar über zwei Bricklet Anschlüsse
  • Übertemperatur- und Überstrom-Callbacks konfigurierbar

Beschreibung

Mit dem DC Brick kann ein Gleichstrommotor (max. 28V und 5A (Peak)) über USB gesteuert werden. Eine API für viele Programmiersprachen ermöglicht das Steuern der Richtung, Geschwindigkeit und Beschleunigung des Motors.

Über zwei Anschlüsse können Bricklets angeschlossen werden, die die Fähigkeiten des Bricks erweitern. Der DC Brick kann mit anderen Bricks in einem Stapel genutzt werden. Zum Beispiel kann ein zusätzlicher Master Brick mit Master Extensions genutzt werden, um die USB Verbindung durch andere kabelgebundene Schnittstellen (RS485, Ethernet) oder drahtlose Schnittstellen (WLAN) zu ersetzen.

Neben Methoden zum Steuern des angeschlossenen Motors bietet die API Möglichkeiten zur Messung des Stromverbrauchs und der Versorgungsspannung. Im Falle einer Überhitzung oder Überspannung können Callbacks ausgelöst werden, so dass auf diese im eigenen Programm reagiert werden kann. Ein "Undervoltage" Callback kann genutzt werden um Batterien oder Akkus vor Tiefentladung zu schützen. Zusätzlich kann der Fahrmodus zwischen Fahren/Bremsen und Fahren/Leerlauf umgeschaltet werden (siehe Fahrmodus).

Über die Stromversorgungsbuchse (schwarz) kann der Motor direkt versorgt werden. Im Stapel kann der Motor aber auch durch den Stapel versorgt werden. Der Brick schaltet automatisch auf eine externe Stromversorgung um, sobald diese am Brick angeschlossen wird.

Technische Spezifikation

Eigenschaft Wert
Maximaler Motorstrom
Kurzzeitig: 5A (Peak)
Dauerhaft: > 3A (Abhängig von der Kühlung)
Minimale/Maximale Eingangsspannung 6V/28V
   
PWM Frequenz Einstellbar, 1-20kHz, Standard 15kHz
Geschwindigkeit -32767 bis 32767, Rückwärts nach Vorwärts, 0=Stopp
Beschleunigung 0 bis 65535, Geschwindigkeit/s, Inkrement für Geschwindigkeit/s
   
Bricklet Anschlüsse 2
Abmessungen (B x T x H) 40 x 40 x 17mm (1,57 x 1,57 x 0,67")
Gewicht 18g
Stromverbrauch 53mA

Ressourcen

Anschlussmöglichkeit

Das folgende Bild zeigt die verschiedenen Anschlussmöglichkeit des DC Bricks.

DC Brick mit Beschriftung

Erster Test

Um einen DC Brick testen zu können müssen zuerst Brick Daemon und Brick Viewer installiert werden. Brick Daemon arbeitet als Proxy zwischen der USB Schnittstelle der Bricks und den API Bindings. Brick Viewer kann sich mit Brick Daemon verbinden, gibt Informationen über die angeschlossenen Bricks und Bricklets aus und ermöglicht es diese zu testen.

Schließe einen DC Motor und eine passende Stromversorgung an den Brick an. Der Aufbau sollte dem im folgenden Bild ähnlich sehen.

DC Brick mit Motor

Wenn der Brick per USB an den PC angeschlossen wird sollte einen Moment später im Brick Viewer ein neuer Tab namens "DC Brick" auftauchen. Wähle diesen Tab aus.

DC Brick im Brick Viewer

Als erstes muss das Häkchen für "Enable" gesetzt werden um die Treiberstufe zu aktivieren. Es stehen 3 Regler zur Kontrolle der Geschwindigkeit (vorwärts und rückwärts), der Beschleunigung und der PWM Frequenz zur Verfügung. Letztere wird von der Treiberstufe benutzt um den angeschlossenen Motor anzusteuern.

Auf der rechten Seite befinden sich Anzeigen für die Spannungen der zwei möglichen Stromversorgung sowie den Stromverbrauch des Motors. Darunter befindet sich eine Tachometer zur Darstellung der Motorgeschwindigkeit. Ganz unten kann die Mindestspannung des Motors eingestellt werden. Wird diese unterschritten wird der Undervoltage Callback ausgelöst.

Unterhalb der Regler befinden sich Knöpfe für "Full Break" und die verschiedenen Fahrmodi (siehe here für weiterführende Information).

Nun kann ein eigenes Programm geschrieben werden. Der Abschnitt Programmierschnittstelle listet die API des DC Brick und Beispiele in verschiedenen Programmiersprachen auf.

Stromversorgung

Der angeschlossene Motor kann über den schwarzen Stromversorgungsstecker auf der Platine extern versorgt werden. Alternativ kann eine Stromversorgung unter den Brick gesteckt werden. Der Brick schaltet von selbst auf extern Versorgungen um, wenn am schwarzen Stecker eine Spannung anliegt.

Warnung

Der Brick schaltet automatisch auf Stapelversorgung um wenn am externen Stecker weniger wie 1V anliegen. Wird z.B. ein Stapel genutzt und eine zuvor angeschlossene externe Batterie vom Brick abgezogen, dann nutzt der Brick automatisch die Stapelversorgung. Wenn der Motor danach wieder aktiviert wird kann es sein, dass dieser mit der höheren Stapelversorgungsspannung betrieben wird.

Fahrmodi

Es gibt zwei Arten den Motor anzusteuern:

  • Fahren/Bremsen

    In diesem Modus wird der Motor durchgehend angesteuert, entweder wird er gefahren oder gebremst. Es ist kein Freilauf möglich. Dies führt zu einer besseren Korrelation zwischen PWM und Geschwindigkeit, als Vorteil diese Modus. Dadurch kann eine genauere Beschleunigung erzielt werden. Gewöhnliche Motoren können in diesem Modus mit geringeren Geschwindigkeit gefahren werden. Ein Nachteil diese Modus ist der höhere Stromverbrauch wodurch sich die Treiberstufe schneller aufheizt.

  • Fahren/Leerlauf

    In diesem Modus wird der Motor nicht durchgehend angesteuert, entweder wird er gefahren oder ist im Leerlauf. Dies verringert den Stromverbrauch und die Treiberstufe heizt sich nicht so schnell auf. Die Kontrolle über Geschwindigkeit und Beschleunigung ist weniger genau und kann "hinterher hinken".

Fehler LED

Die rote LED leuchtet wenn die Versorgungsspannung unter das einstellbaren Minimum fällt oder die Treiberstufe eine Notfallabschaltung ausgelöst hat.

Eine Notfallabschaltung wird ausgelöst wenn entweder der Stromverbrauch (über 5A) oder die Temperatur der Treiberstufe zu hoch ist (über 175°C). Beide Möglichkeiten sind letztendlich gleichbedeutend, da die Temperatur ihren Schwellwert überschreitet sobald der Motor zu viel Strom verbraucht.

Um die Funktion des Bricks wiederherzustellen muss die Versorgungsspannung erhöht werden, oder im Falle einer Notfallabschaltung muss die Treiberstufe abkühlen.

Programmierschnittstelle

Siehe Programmierschnittstelle für eine detaillierte Beschreibung.

Sprache API Beispiele Installation
C/C++ API Beispiele Installation
C# API Beispiele Installation
Delphi/Lazarus API Beispiele Installation
Go API Beispiele Installation
Java API Beispiele Installation
JavaScript API Beispiele Installation
LabVIEW API Beispiele Installation
Mathematica API Beispiele Installation
MATLAB/Octave API Beispiele Installation
MQTT API Beispiele Installation
Perl API Beispiele Installation
PHP API Beispiele Installation
Python API Beispiele Installation
Ruby API Beispiele Installation
Rust API Beispiele Installation
Shell API Beispiele Installation
Visual Basic .NET API Beispiele Installation
TCP/IP API    
Modbus API