USB převodník pro řízení robotických serv Dynamixel

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá návrhem a realizací USB převodníku pro řízení robotických serv Dynamixel. Cílem práce je vytvořit zařízení založené na mikrokontroléru rodiny MCX firmy NXP, které bude sloužit jako rozhraní mezi USB a komunikační sběrnicí RS-485 a zároveň se na sběrnici bude chovat jako jako zařízení řízené protokolem Dynamixel. Návrh se zaměřuje nejen na softwarové řešení převodníku, ale také na návrh hardwarové části zařízení, včetně bezpečného galvanického oddělení komunikačních částí s ohledem na ochranu řídicího počítače při provozu robotických serv. V rámci práce je využit vývojový kit FRDM-MCXA156 a vývojové prostředí MCUXpresso. Součástí řešení je návrh vhodných elektronických obvodů, implementace firmwaru zajišťujícího komunikaci pomocí protokolu Dynamixel a ověření funkčnosti navrženého zařízení testováním, a to i ve spojení s vyvíjenou platformou MCXArduino. Výsledkem práce je funkční prototyp USB převodníku s funkcí zařízení řízenédo protokolem Dynamixel připomínajícího servo Dynamixel MX-28, umožňující řízení serv Dynamixel z počítače prostřednictvím sběrnice RS-485.

This bachelor’s thesis focuses on the design and implementation of a USB converter for controlling Dynamixel robotic servos. The goal is to create a device based on an NXP MCX family microcontroller that works as an interface between USB and the RS-485 communication bus, while at the same time behaving on the bus as a device controlled by the Dynamixel protocol. The work covers both the software and hardware design of the device, including galvanic isolation of the communication parts to help protect the control computer when operating robotic servos. The FRDM-MCXA156 Development Kit and the MCUXpresso development environment are used in the project. The solution includes the design of electronic circuits, firmware implementation for communication using the Dynamixel protocol, and testing of the designed device, including tests with the developed MCXArduino platform. The result of the thesis is a functional prototype of a USB converter with the function of a device controlled by the Dynamixel protocol, resembling a Dynamixel MX-28 servo, and enabling the control of Dynamixel servos from a computer via the RS-485 bus.