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Arexx MRAI-999HB Manual

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EDUKATIVE ROBOTER HARDWARE & SOFTWARE
MRAI-999HB & MRAS-999
BAUANLEITUNG & BESCHREIBUNG
©
2003 AREXX - DIE NIEDERLANDE

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  • Page 1 EDUKATIVE ROBOTER HARDWARE & SOFTWARE MRAI-999HB & MRAS-999 BAUANLEITUNG & BESCHREIBUNG © 2003 AREXX - DIE NIEDERLANDE...

  • Page 2: Table Of Contents

    6. Interaktion mit der Umwelt Movit und Elekit sind registrierte Warenzeichen von EK Japan Co., Ltd. © Deutsche Übersetzung/German translation (August 2002): AREXX Engineering (NL). Diese Beschreibung ist urheberrechtlich geschützt. Der Inhalt darf auch nicht teilweise kopiert oder über- nommen werden ohne schriftlicher Zustimmung des Fabrikant: AREXX Engineering - Zwolle (NL).

  • Page 3: Produktbeschreibung

    1. Produktbeschreibung Steuere den Roboter Arm mit dem Computer! Mit dem MRAI-999HB (Movit Robot Arm Interface HOBBY) und mit der MRAS-999 (Movit Robot Arm Software) ist ein normaler PC in der Lage, den MOVIT Roboterarm zu lenken. Der MRAI-999HB ist ein Controller, womit Sie rechnergesteuert zehn transistorschalter ein- bzw.
  • Page 4 Das Interface ist nür komplett aufgebaut lieferbar. Nur den Füßen sind noch nicht aufgebaut Wenn Sie die Anleitung genau folgen, wird es keine Probleme geben. Verwenden Sie bitte geeignete Werkzeuge und ein passendes Kreuzschraubendreher für die montage der Füßen.

  • Page 5: Die Elektronikschaltung

    2. Die Elektronikschaltung Der Einsatzbereich für diesen MRAI Controller ist nur die Steuerung des Roboterarms im Verbund mit der mitgelieferten Software. Das Konzept dieses Bausatzes ist einfach und gradlinig. Das Herz dieses Systems ist IC1 (16F628) ein PIC Mikroprozessor. Wir haben diesen Prozessor gewählt auf Basis der verfüg- baren Ein- und Ausgänge.
  • Page 6 SCHALTBILD...

  • Page 7: Montage Mrai

    Kabelanschlüssen des Controllers MRAI-999HB. Schließen Sie das Flatkabel an den Verbinder des Roboterarms an . Dann schließen Sie das Flatkabel an die MRAI-999HB Controller an. Zum Abschluss müssen wir noch die Batterien in der Controller setzen und in den Roboterarm.

  • Page 8: Montage Mrai Und Roboter Arm

    4. Montage MRAI und Roboter Arm Das Movit Robot Arm Interface HOBBY wird bereits komplett zusammengebaut geliefert. Es handelt sich dabei um einen Stand-alone Controller der komplett mit Batterien betrieben wird. Ebenso wird der Roboter Arm bei diesem Controller mit Batterien versorgt und eine externe Stromversorgung ist nicht möglich! Ansonsten wird das MRAI Hobby genauso wie auf das Bild mit dem Roboter Arm und einem Computer verbunden.

  • Page 9: Software

    5. Software 5.1 Software Installation und Konfiguration Vor Beginn der Installation ist es sinnvoll zuerst alle anderen aktiven Programme zu beenden. Sollten Sie den CD-Autostart aktiviert haben, wird Ihr Standard Webbrowser mit dem CD Menü erscheinen sobald Sie die CD einlegen. Sollte dies nicht passieren können Sie das Menü...

  • Page 10: Roboter Arm Program

    5.2 Roboter Arm Program Bitte starten Sie nun das Roboter Arm Programm (link im start menü) Und wählen Sie dann als erstes Ihre Sprache. Danach können Sie dann das Roboter Arm Programm Modul mit einem Mausklick auf den entsprechenden Button starten. 5.3 Programm-Modus Das Programm Modul unterscheidet zwischen zwei Arbeitsmodi: Einem „direkten Kontroll Modus“...
  • Page 11 Direkter Steuerungs-Modus In diesem Modus können Sie den Robot Arm direkt mit den Steuerungs- Schaltfl ächen in der Software bedienen. Folgende Schaltfl ächen stehen Ihnen zur Verfügung: * BASIS * SCHULTER * ELLBOGEN * HANDGELENK * GREIFER In diesem Modus können Sie die Arbeitsweise des Roboters einfach testen und komplexe Bewegungen ausprobieren, ehe Sie den Arm mit dem Basic Dialekt programmieren.
  • Page 12 Die Zähler zählen die Zeit, für die die Schaltfl ächen gedrückt werden. (Hinweis: Die Zähler zählen nicht in Sekunden). Beim Zählerstand Null befi ndet sich der Arm in der Ausgangsposition. Sie können den Roboterarm folgendermaßen auf eine bestimmte Startposition einstellen: •...
  • Page 13 5.4 PROGRAMMIEREN: Zuerst werden wir die wichtigsten Kommandos beschreiben: ZEILENNUMMER Alle Kommandos beginnen mit einer Zeilennummer. Diese Nummern werden mit jeder neuen Zeile automatisch um 1 erhöht. Das spätere Einfügen von Zeilen ist möglich. AKTION Dieses Kommando signalisiert den Anfang einer Bewegungsaufgabe für den Roboterarm.
  • Page 14 Beispiel: 1 IF (SSR1=AUS) THEN 2 ELSE 3 Diese Bedingung trifft zu, falls SSR1 (Sensor 1) nicht aktiv ist. In diesem Fall wird das Programm in Zeile 2 springen und andern- falls in Zeile 3. Falls Sie die ELSE-Aufgabe weglassen und die Bedingung nicht zutrifft, wird das Programm solange in dieser Zeile stehen bleiben, bis sie erfüllt wird.
  • Page 15 EINFACHER MODUS: In diesem Abschnitt beschreiben wir, wie Sie Programme im einfachen Modus Schreiben können. Die Programmierung im einfachen Modus beginnt immer mit NEUE ZEILE. Nachdem Sie diese Schaltfläche gedrückt haben, können Sie aus folgenden Kommandos wählen: AKTION, IF und GOTO. Falls Sie AKTION wählen, erscheint folgender Bildschirm: Sie können nun wählen, welches Teil sich in welche Richtung bewegen soll und wie lange diese Bewegung anzudauern hat.
  • Page 16 IF - THEN - ELSE und GOTO Der IF – THEN – ELSE Befehl verarbeitet immer Eingangssignale (der Sensoren). Im Programmiermodus können Sie diese Eingangssignale der Sensoren von Ihrem Programm auswerten lassen. Die Eingangssignale können mit roten Schalterelementen auf der oberen Bildschirmleiste simuliert werden.
  • Page 17 FORTGESCHRITTENER MODUS: Der Fortgeschrittene MODUS ist die Programmiermethode für diejenigen, die bereits Erfahrung mit der BASIC Programmierung haben. Sie können das Programm im Texteditor schreiben und ins Programmzeilenfeld kopieren. Selbstverständlich können Sie die Zeilen auch direkt mit ins Programmzeilenfeld eingeben. 1 IF (SSR1=EIN) THEN 2 2 AKTION, BS(RCHTS=5), SCH(HG=5), ELB(AUF=5), HG(RCHTS=5), GR(AUF=4) 3 IF (SSR1=EIN) THEN 4...
  • Page 18 Die Syntax der Anweisung AKTION lautet: Aktivität,(Kürzel) Element Richtung Dauer * -*.*, *.* AKTION, (AKTION) BASIS (BS) LNKS/RECHTS, (LNKS/RCHTS) AKTION, (AKTION) SCHULTER (SCH) AUF/AB, (AUF/AB) -*.*, *.* -*.*, *.* AKTION, (AKTION) ELLBOGEN (ELB) AUF/AB, (AUF/AB) -*.*, *.* AKTION, (AKTION) HANDGELENK (HG) LNKS/RCHTS, (LNKS/RCHTS) -*.*, *.* AKTION, (AKTION)
  • Page 19 Innerhalb einer Programmzeile können Sie auch mehrere Aktionen/Abläufe zusammenfassen Beispiel: 1 AKTION, BS(RCHTS=5), ELB(AUF=2) 2 AKTION, BS(LNKS=5), ELB(AB=2) 3 AKTION, SCH(AUF=5), HG(LNKS=2) 4 AKTION, GR(AUF=9)

  • Page 20: Interaktion Mit Der Umwelt

    6. Interaktion mit der Umwelt Eingänge Benutzen Sie können den Roboterarm mit den geeigneten Sensoren mit seiner Umgebung interagieren lassen. (z.B. Lichtschranken, Druckschalter o.ä.) Die Sensoren werden an den Controllereingang angeschlossen. Die Eingang des Controllers enthalt ein Optokoppler, die alle sensiblen Schaltungsteile schütz.
  • Page 21 Serial input/output controller SAM-01 MOUNTING INSTRUCTIONS AND DESCRIPTION © 2004 AREXX - THE NETHERLANDS...
  • Page 22 Chapter 2, page 8 Movit and Elekit are registered trade marks of EK Japan Co., Ltd. © English translation (October 2004): AREXX Engineering (NL). This description is protected by the laws of copyright. Any partial or total reproduction of the contents is prohibited without prior written authorisation of the manufacturer: AREXX Engineering - Zwolle (NL).

  • Page 23: Product Description

    1. PRODUCT DESCRIPTION The SAM-01 is a serial port Input/Output controller. It can be controlled with the supplied Windows software or a terminal emulator (like Windows Hyper Terminal or LINUX Minicom) and a Personal Computer. SAM-01 has 8 relays with 3 way contacts (C (“Common”), NO (“Normally Open”) and NC (“Normally Closed”)), 4 optocoupler inputs and 5 digital I/O’s.

  • Page 24: Sam1 Assembly Instructions

    2. SAM ASSEMBLY INSTRUCTIONS SAM-01 is also available as an assembled product. However, when you purchased the kit, you still have some work to do before you can use it. This is not a kit for starters and so you must have some experience with building electronic kits.
  • Page 25 SAM has two PCB’s: On the MAIN PCB you will fi nd all the important components (the heart of this controller) and on the small PCB you will fi nd the indicator LEDs and a reset switch. When you assemble electronic kits it is always better to start with the lowest parts fi rst.
  • Page 26 In total, we will use 4 screws (and nuts) and 4 parker screws (self tapping screws) to fi x the main PCB on the bottom of the housing. The screws with nut only function as distance holders. You can see the places for these screw and nut combinations in fi g.

  • Page 27: Final Assembly

    Mount the DC-connector to the back panel and fi x it with Mount the DC-connector to the back panel and fi x it with the supplied nut. Solder the fi rst two wires from the main the supplied nut. Solder the fi rst two wires from the main PCB (1 = orange (+), 2 = white (-)) to the PCB (1 = orange (+), 2 = white (-)) to the DC-connector (see fi g.

  • Page 28: Sam Electronic Circuitry

    3. SAM ELECTRONIC CIRCUIT SAM has been developed as a computer controlled serial port relay switchbox. It is suitable of controlling many different systems e.g. home automation or air- conditioning, but it can also be used for model trains or industrial machinery. Another application of this kit is to control the MOVIT Robot Arm.

  • Page 29: Sam Function Description

    4. SAM FUNCTION DESCRIPTION All changes in the confi guration, which are modifi ed by the user, will directly be All changes in the confi guration, which are modifi ed by the user, will directly be stored in the memory of SAM. After a single reset or when SAM has been switched stored in the memory of SAM.
  • Page 30 4.3.1 Confi guration of the serial Interface 4.3.1 Confi guration of the serial Interface The standard instelling of SAMs serial Interface ist 57K6 Baud. However, it is possible to change this with a simple command: Px – sets the Baudrate to a predefi ned value, x = 1…7 (s. Table) Baudrate 2400 4800...
  • Page 31 Dx – Control relays with 2 characters (x= value from ASCII table, decimal 0 to decimal 255). The “x” is a Byte. There are 8 Bits in a Byte. Each Bit corresponds with a relay. The most signifi cant Bit (“MSB” - the left Bit) corresponds with relay 8 and the least signifi cant Bit (“LSB”...
  • Page 32 4.4.1 Controlling the optical inputs 4.4.1 Controlling the optical inputs Status changes of the four optocoupler inputs are not automatically noticed. With a simple command you can ask for the status of those inputs. SO – Shows the status of the 4 inputs Example of the response;...
  • Page 33 4.5.1 I/O Confi guration CExy – confi gures a port as Input or Output (x = I/O port, y = 0 (output) of 1 (input)) Example: CE10, I/O1 is confi gured as output CE51, I/O5 is confi gured as input CE0 –...

  • Page 34: Software Installation

    5. SOFTWARE INSTALLATION 5.1 Software installation and confi guration It is recommended to close all other running applications before starting the Installation! When you insert the Software CD, your standard Web Browser will appear, showing a CD-Menu (This happens only if you have activated the CD-Autorun function of Windows).

  • Page 35: Controlling Program

    Only when the hardware is detected, you will see the hardware status in the title bar of the main menu, for example: “COM X – SAM”. The X shows the COM port on which SAM is detected. When you connect the hardware later, it is possible to detect it with a simple command (ATTENTION: ALWAYS SWITCH SAM OFF BEFORE ATTACHING/DISCONNECTING IT TO/FROM A PC! OTHERWISE SAM AND THE PC...
  • Page 36 5.2. Events (status changes) Events are changes in the status of; 1) 4 Sensors (S1 to S4) 2) 11 Switches (S5 to S15). 3) 8 Timer(s) (T1 to T8, once/daily/weekly) 4) 8 Relays (R1 to R8) 5.2.1 Sensors SAM has 4 opto-coupler inputs (see fi g. 5.3.). The inputs are active when there is a voltage in a range from 2 to 5 Volt.

  • Page 37: Using Events

    5.2.3 Timers The program contains 8 timers. You can choose between; 1) One time ON/OFF timers. The Input data is date and time. 2) Repeating ON/OFF timers. The Input data is only the time and one or more 2) Repeating ON/OFF timers. The Input data is only the time and one or more week days.
  • Page 38 The complete logical diagram is build with 3 logical blocks. The fi rst block is an AND function (&). The output of this block will be a logical “1” when all inputs are logical “1”. The two other blocks are OR functions (>1). With an OR function the output will be a The two other blocks are OR functions (>1).

  • Page 39: Movit Robot Arm Interface (Ik108)

    6. MOVIT Robot Arm interface (IK108) There is an optional interface available for SAM. With SAM, this IK-108 inter- face and the Robot Arm software, you can control the MOVIT Robot Arm with your PC. It is very simple to connect the interface with the SAM. Only screw the inter- face to the SAM relay output connectors.

  • Page 40: Connecting The Movit Robot Arm

    7. Connecting the MOVIT Robot Arm Connect the 24-pin connector of the interface to the SAM relay output connector. MOVIT Robot Arm MOVIT Robot Arm Flat cable RS232 cable RS232 cable interface Connect the flat cable to the connector of the Robot Arm and to the interface connector J1.

  • Page 41: Mrai Hobby

    8. MRAI HOBBY Instead of the SAM-01 controller with interface, you can also use the MRAI Hobby controller to operate the Robot Arm. This is a low cost controller which works with the “MRAS SOFTWARE”. The Movit Robot Arm Interface HOBBY is already assembled. This stand alone controller fully operates on batteries.

  • Page 42: Robot Arm Software

    9. Robot Arm software The MOVIT Robot Arm software works with the following hardware; - SAM-01 Controller in combination with the interface IK108 - MRAI Hobby controller (With MRAS software) - NONE (DEMO MODE) Please start the Interface Program (link in the start menu) and choose your desired language! After that, start the Robot Arm program module (click on the button).

  • Page 43: Button Mode

    BUTTON MODE In this mode, you can control the Robot Arm through the buttons: * BASE * SHOULDER * ELBOW * WRIST * CLAMP With this method, you can easily test the way how the robot works and try out more complex movements before you actually program the com- mands.

  • Page 44: Programming Mode

    The counter displays the time in seconds. (Note: The counter does not count in seconds). At the counter stand of zero, the arm is in its start position. You can set the robot to another start position by proceeding as follows: •...

  • Page 45: Line Number

    9.1 PROGRAMMING: First, we will describe the most important commands: LINE NUMBER All commands start with a line number. Every new line, the num- bers are increased by 1. It is possible to insert lines afterwards. ACTION This command indicates the start of a task. It is followed by a command or the element to be moved.
  • Page 46 Example: 1 IF SSR1=OFF THEN 2 ELSE 3 This condition is fulfilled if SSR1 (sensor 1) is not active. In this case, the program will go to line 2 or else line 3. If you leave out the ELSE task and the condition is not fulfilled, the program will remain on this line until this condition is fulfilled.

  • Page 47: Simple Mode

    SIMPLE MODE: This chapter explains how you can write simple programs in the simple mode. The programming in the simple mode always starts with NEW LINE. After having pushed this button, you can choose between the following commands: ACTION, IF and GOTO. If we choose ACTION, the following screen is displayed: Now we can choose which part should move, in which direction and how long this movement should last.
  • Page 48 In addition to the ACTION commands there are also the IF - THEN and GOTO commands. The IF-THEN command always processes input signals (of the sensors). In programming mode you can also process the input signals from the sensors. The input signal can be simulated by the red switches on the upper bar of the screen.

  • Page 49: Advanced Mode

    ADVANCED MODE The advanced mode is the programming method for those who already have some knowledge of programming. You can write the program in a text editor and copy it into the program field. Of course, you can also input the lines directly into the field with the keyboard.
  • Page 50 The programming possibilities of the ACTION command are: Activity,(Abbrev.) Element Direction time * -*.*, *.* AKTION, (AKTION) BASE (BS) LEFT/RIGHT, (CW/CCW) -*.*, *.* AKTION, (AKTION) SHOULDER (SH) UP/DOWN, (UP/DN) -*.*, *.* AKTION, (AKTION) LBOW (EL) UP/DOWN, (UP/DN) -*.*, *.* AKTION, (AKTION) WRIST (WR) LEFT/RIGHT, (CW/CCW) -*.*, *.*...
  • Page 51 Within one program line you can pull together several actions and processes (see example) 1 ACTION, BS(CW=5), EL(UP=2) 2 ACTION, BS(CCW=5), EL(DWN=2) 3 ACTION, SH(UP=5), WRST(LEFT=2) 4 ACTION, GR(OPEN=9) IMPORTANT: As only 8 relays are available to control the 5 motors of the Robot Arm via the controller, we used a trick.

  • Page 52: Interactivity

    10. INTERACTIVITY Use of the inputs The software makes sure that the motors are driven in sequence during conflicts. By using suitable sensors, you can control the Robot Arm interactively in its environment. The sensors are connected to the input of the controller. The inputs of the controller contain opto-couplers that protect all following circuit parts.

  • Page 53: Appendix

    APPENDIX...

  • Page 54: Modification Of The Robot Arm

    A. MODIFICATION OF THE ROBOT ARM IMPORTANT INFORMATION: IF YOU POWER THE ROBOT WITH BATTERIES, THE DESCRIBED MODIFICATION IS NOT NECESSARY !!! In the standard version, the Robot Arm is powered by 1.5V batteries. You can also power the Robot Arm via the Controller by an external power supply.
  • Page 55 Description of the modification: Before we connect the hardware, we need to make a small change on the Robot Arm. Proceed as follows: Remove the battery compartment cover of the Robot Arm and push out the connection PCB. On the soldered side, you will see an open path that ends in two soldering islands.

  • Page 56: Parts List

    B. THE INTERFACE IK-108 The SAM needs an interface to connect the Robot Arm to the controller. Moreover, the Robot Arm can easily be powered by an external power supply through this interface. The interface contains only a few components and the assembly will be no problem.

  • Page 57: Ik108 Diagram

    C. IK108 diagram +4,5V - 4,5V -4,5V +4,5V 100 µF/10V 100 µF/10V...

  • Page 58: Sam-01 Diagram

    D. SAM-01 diagram...

  • Page 59: Sam-01 Partlist

    E. SAM-01 Parts list Part number and remarks SAM-01 Resistors (0,25W) 1kΩ - 0.25W, 5% R1, R11 to R28 1kΩ - 0,5W, 5% R3 to R6 10kΩ - 0.25W, 5% R2, R7 to R10 Ceramic capacitor 27pF C15, C16 100nF C3, C4, C5, C6, C8, C9, C10 10uF C1, C11 t/m C14 (Polarity!)
  • Page 60 Bezoek onze Website www.arexx.nl www.arexx.com AREXX Engineering ZWOLLE THE NETHERLANDS IMPORTANT: 1. MOVIT and ELEKIT are registered trademarks of EK Japan Co., Ltd. 2. All rights reserved. Reprinting any of this instruction manual without our written permission is forbidden.

This manual is also suitable for:

Mras-999