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Multiplex-Platine für Lego-Mindstorms
Selbstfahrender Roboter mit Multiplexplatine und drei Zusatztastern
(Foto von DF3DCB)
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Multiplexplatine
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Schaltplan der Multiplexplatine (klicken zum Vergrößern)
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Für ein Schulprojekt im Rahmen einer Projektwoche im September 2008 am
Gymnasium der Stadt Lennestadt[1]
wurde das Thema „Roboter - Elektronik und Programmierung” gewählt. Als Platform
dienten „Lego Mindstorms NXT”.
Um den Schülern durch das Löten einer eigenen Schaltung -passend zum Projekt- den Einstieg
in die Elektronik zu bieten, wurde eine Schaltung entworfen, mit der sich -zusätzlich zu den
in den Baukästen vorhandenen Tastern- weitere Tastsensoren anschließen lassen, ohne weitere
Anschlüsse am „NXT-Brick” zu belegen.
Diese Schaltung bietet die folgenden Eigenschaften:
- Die Schaltung wird an den NXT-Baustein mit einem originalen sechspoligen Western-Stecker[2] angeschlossen.
- Zwei originale Taster können an den Multiplexer angeschlossen werden.
- Zusätzlich können sechs weitere Taster angeschlossen werden.
- Die Verknüpfung aller Eingänge kann über einen DIP-Schalter zwischen UND- und ODER gewählt werden.
- Zusätzlich kann jeder Eingang kann individuell negiert werden (NICHT), was ebenfalls über DIP-Schalter einstellbar ist.
- Damit belegt die Baugruppe nur einen digitalen Eingang und kann auch von der „Bricks”-Programmiersprache wie ein normaler Taster gehandhabt werden.
Auf der technischen Seite ist das Ganze wie folgt realisiert:
- Basis der Schaltung ist ein ATmega8 oder ATmega48-Mikrocontroller.
- Ein Schließen des Kontakts wird als logische Eins verwendet. Als dazu notwendige Pull-Up-Widerstände werden die
internen Widerstände des Controllers aktiviert.
- Der Ausgang des Controllers arbeitet im Pull-Down-Betrieb über 2,2kΩ (wie der Original-Taster).
„Echter” Multiplexbetrieb mit acht voneinander unabhängigen Eingängen an einem einzigen Anschluß des NXT wäre denkbar, ist aber noch nicht implementiert:
- Die Übertragung des Status der acht Eingänge könnte über I2C erfolgen (wird vom ATmega48 unterstützt).
- Dazu wären die gleichen Datentelegramme wie für den im Baukasten vorhandenen Ultraschall-Sensor verwendbar.
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