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Connectique de la CNP

jeudi 2 février 2006, par Gilles S.

La carte doit pouvoir se connecter :
- A une interface série, avec possibilité de chaînage,
- A une alimentation de puissance, avec là aussi possibilité de chaînage,
- Aux cartes drivers ou aux deux moteurs pas à pas,
- Aux différents capteurs et actionneurs.

 1. Connexions Série

Afin de simplifier les connexions séries, nous allons utiliser deux connecteurs RJ9 à 4 points, permettant de faire passer TxD, RxD, GND et éventuellement Alimentation batterie ( 9V).

Cela permettra de faire d’une part des câbles standard RJ9-RJ9 entre les cartes, et d’autre part des câbles RJ9 -SubD-9 pour se connecter directement à un PC. On pourra connecter indifféremment les câbles sur l’un ou l’autre connecteur RJ9.

Le connecteur choisi est le 7005-4P4C de MultiComp, qui possède également des harpons permettant un bon maintien sur la carte.

La connectique est la suivante :

Nom Signal N° Pin RJ-9 (Carte) N° Pin SubD-9 (PC)
TxD32
RxD23
GND15
Alimentation4-

Attention : cette alimentation est prévue pour alimenter uniquement la partie numérique, donc avec un courant maximum de 150 mA, pouvant être absorbé par les câbles et connecteur pour RJ9.

 2. Connexion I2C

Le µC est capable de gérer un liaison série I2C. Cette liaison série synchrone permet de communiquer avec plusieurs périphériques intelligents chaînés les uns derrière les autres. On peut donc ainsi gérer des afficheurs LCD, compas, mémoires flash, etc... voires d’autres cartes CNP.

Afin de simplifier la conception de ces cartes filles, nous allons envoyer non seulement les deux signaux d’une liaison série I2C (Horloge et Données), mais aussi l’alimentation de puissance et la masse. Notre liaison série I2C sera donc un bus USB du pauvre.

Le connecteur choisi est le 22-12-4042 de Molex (nommé aussi KK-2,54mm) avec 4 points et les entrées verticales à 90°. Evidemment, les cartes filles devront avoir deux connecteurs de ce type, un pour elle-même et un pour le relayage vers les autres cartes filles.

La connectique est la suivante :

Nom Signal N° Pin KK
Alimentation1
Data (SDA)2
Horloge (SCL)3
GND4

 3. Connexions Alimentation

Concernant la connexion Alimentation, nous avons besoin d’un connecteur pouvant supporter plus de 4A, afin de pouvoir alimenter les différents servomoteurs, actionneurs et capteurs et pouvoir chaîner deux ou trois cartes (en utilisant deux connecteurs).

On pourra connecter indifféremment les câbles sur l’un ou l’autre connecteur

Pour apporter l’alimentation, nous n’avons besoin que de deux points : GND et Alimentation. Ce connecteur devra également avoir, comme les RJ9, une mécanique permettant de "plugger" l’embase et de la maintenir, pour éviter qu’elle se déconnecte avec les vibrations.

Le connecteur choisi est le 43045-0200 de Molex, avec deux points et les entrées verticales à 90°.

La connectique est la suivante :

Nom Signal N° Pin Molex
GND2
Alimentation1

 4. Connections Moteurs Pas à Pas / Drivers intégrés

Concernant la connexion des moteurs Pas à Pas, nous avons besoin d’un connecteur pouvant supporter 1A minimum par patte. Chaque connecteur devra pouvoir se connecter à un moteur pas à pas, c’est à dire aux deux bobines, ce qui fait donc 4 fils.

Ce connecteur devra également avoir une mécanique permettant de "plugger" l’embase et de la maintenir, pour éviter qu’elle se déconnecte avec les vibrations.

Le connecteur choisi est le 43045-0400 de Molex, avec 4 points et les entrées verticales à 90°. Ce connecteur à l’avantage d’être le même que pour les alimentations, ce qui réduit les références et les fabricants à contacter. De plus, nous pourrons utiliser les mêmes crimps (languette de métal accueillant les fils) pour les embases.

La connectique est la suivante :

Nom Signal N° Pin Molex
Out A14
Out A22
Out B13
Out B21

 5. Connections aux cartes drivers externes

Nous avons deux types de cartes externes :

- La Carte L298 : la connexion se fait avec un connecteur HE10-10 points, acheminant tous les signaux de contrôle. Attention : dans ce cas, la masse commune est apportée par l’alimentation. Il faut donc s’assurer que la masse des deux cartes est la même.

La connectique pour la carte L298 est la suivante :

Nom Signal N° Pin HE10
In4-M21
Enable-M12
In3-M23
In1-M14
In2-M25
In2-M16
In1-M27
In3-M18
Enable-M29
In4-M110

- Les Cartes L6208 : le connexion se fait avec le connecteur 22-12-4052 de Molex (nommé aussi KK-2,54mm) avec 5 points et les entrées verticales à 90°. Ce connecteur achemine l’alimentation de puissance (pour le driver seulement, pas pour le moteur pas à pas) et les signaux de contrôle (Horloge, Sens et Enable).

La connectique pour la carte L6208 est la suivante :

Nom Signal N° Pin KK
Alimentation1
Horloge (SCK)2
Sens (CC/CCW)3
Enable4
GND5

 4. Connections aux Actionneurs et Capteurs

Concernant la connexion aux actionneurs et aux capteurs, nous allons réutiliser ce qui a déjà été fait sur la carte robotique précédente, c’est à dire l’utilisation de barrettes DIP en parallèle afin de présenter les signaux le plus simplement possible :

Nom Signal N° Pin DIP
GNDLigne 1
VDD PuissanceLigne 2
Signal E/SLigne 3

Les capteurs et actionneurs seront toujours reliés à la carte via une embase à 3 broches. En cas d’inversion de l’embase, il ne devrait pas y avoir de dégâts ou de court-circuit car l’alimentation est toujours située au milieu, quelle que soit l’orientation de l’embase

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