Arduino M0 Pro Robots Cyprus
Με τη νέα πλακέτα Arduino M0 pro, αν είσαι δημιουργικό άτομο ? έχεις τη δυνατότητα να δημιουργήσεις τις πιο ευφάνταστες και νέες ιδέες. Μπορείς να δημιουργήσεις συσκευές IoT, wearable τεχνολογίες, αυτοματισμούς υψηλής τεχνολογίας, wild ρομποτική. Επίσης έχει κι άλλες ακόμα απεριόριστες περιπέτειες για τον κόσμο των κατασκευαστών.
Το Arduino M0 pro αντιπροσωπεύει μια απλή, αλλά ισχυρή, 32-bit επέκταση της πλατφόρμας Arduino UNO. Ο πίνακας τροφοδοτείται από το SAMD21 MCU της Atmel, με πυρήνα 32-bit ARM Cortex® M0.
Πλεονεκτήματα:
Με την προσθήκη του πίνακα M0, η οικογένεια Arduino γίνεται μεγαλύτερη με ένα νέο μέλος που παρέχει αυξημένη απόδοση.
Η δύναμη του πυρήνα του Atmel δίνει σε αυτόν τον πίνακα μια αναβαθμισμένη ευελιξία. Επίσης, ενισχύει το εύρος των έργων που μπορεί κανείς να σκεφτεί και να κάνει. Επιπλέον, καθιστά το Arduino M0 Pro το ιδανικό εκπαιδευτικό εργαλείο για την εκμάθηση της ανάπτυξης εφαρμογών 32-bit.
Ο εντοπισμός σφαλμάτων του Atmel (EDBG) είναι ενσωματωμένος στον πίνακα. Παρέχει μια πλήρη διεπαφή εντοπισμού σφαλμάτων χωρίς ανάγκη πρόσθετου υλικού, διευκολύνοντας πολύ τον εντοπισμό σφαλμάτων. Το EDBG υποστηρίζει επιπλέον μια εικονική θύρα COM για προγραμματισμό συσκευών και παραδοσιακές χρήσεις του φορτωτή εκκίνησης Arduino.
Περίληψη Arduino M0 Pro
- Μικροελεγκτής: ATSAMD21G18, 48 pins LQFP
- Μικροελεγκτής EDBG: AT32UC3A4256, 100 pins VFBGA
- Τάση λειτουργίας: 3,3 V
- Τάση εισόδου (συνιστάται): 6-15 V
- Τάση εισόδου (όρια): 4,5-20 V
- Digitalηφιακές ακίδες εισόδου/εξόδου: 14, με 12 PWM και UART
- Αναλογικές ακίδες εισόδου: 6, 12-bit ADC κανάλια
- Αναλογικές ακίδες εξόδου: 1, 10-bit DAC
- Ρεύμα DC ανά καρφίτσα εισόδου/εξόδου: 7 mA
- Μνήμη Flash: 256 KB
- SRAM: 32 KB
- Clock Speed: 48 MHz
Σχηματικός & Σχεδιασμός Αναφοράς
Αρχεία EAGLE: arduino-M0-pro-reference-design.zip
Σχηματικό: arduino-M0-pro-schematic.pdf
Τροφοδοσία
Το Arduino M0 Pro μπορεί να τροφοδοτηθεί μέσω σύνδεσης micro USB ή με εξωτερικό τροφοδοτικό. Η πηγή ενέργειας επιλέγεται αυτόματα.
Η εξωτερική τροφοδοσία (χωρίς USB) μπορεί να προέλθει είτε από προσαρμογέα AC-σε-DC (wall-wart) είτε από μπαταρία. Ο προσαρμογέας μπορεί να συνδεθεί στην πλακέτα συνδέοντας ένα κεντρικό θετικό βύσμα 2,1 mm στην υποδοχή τροφοδοσίας της πλακέτας. Οι αγωγοί από μια μπαταρία μπορούν να εισαχθούν στις κεφαλίδες των ακίδων Gnd και Vin του συνδέσμου POWER.
Εντοπισμός
Ο πίνακας θα εντοπίσει αυτόματα ποιες πηγές ενέργειας είναι διαθέσιμες. Ακολούθως, θα επιλέξει ποια θα χρησιμοποιηθεί σύμφωνα με την ακόλουθη προτεραιότητα:
- Εξωτερική δύναμη
- Ενσωματωμένο USB εντοπισμού σφαλμάτων
- Target USB
Απαιτείται εξωτερική τροφοδοσία, όταν τα 500mA μέσω της υποδοχής USB δεν είναι αρκετά για τροφοδισία. Τροφοδοσία μιας συνδεδεμένης συσκευή USB σε μια εφαρμογή κεντρικού υπολογιστή USB.
Οι ακίδες ισχύος είναι οι εξής:
- VIN: Η τάση εισόδου στον πίνακα Arduino όταν χρησιμοποιεί εξωτερική πηγή ενέργειας. Σε αντίθεση με 5 βολτ από τη σύνδεση USB ή άλλη ρυθμιζόμενη πηγή ισχύος. Μπορείτε να τροφοδοτήσετε τάση μέσω αυτού του pin ή, εάν παρέχετε τάση μέσω της υποδοχής τροφοδοσίας. Επίσης, να έχετε πρόσβαση μέσω αυτού του pin. Το επιτρεπόμενο εύρος τάσης εισόδου για αυτόν το pin είναι 6-20 V.
- 5V: Το ρυθμιζόμενο τροφοδοτικό που χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία του μικροελεγκτή και άλλων εξαρτημάτων στην πλακέτα. Αυτό μπορεί να προέλθει είτε από VIN μέσω ρυθμιστή επί του board. Επίσης, μπορεί να παρέχεται μέσω USB ή άλλης ρυθμιζόμενης παροχής 5V. Η μέγιστη ισχύς εξόδου που παρέχεται από τον ρυθμιστή on.board είναι 1Α (σύμφωνα με την πηγή εισόδου ισχύος).
- 3V3.A: Τροφοδοσία 3,3 volt που παράγεται από τον ενσωματωμένο ρυθμιστή του board. Η μέγιστη draw ρεύματος είναι 1 Α (σύμφωνα με την πηγή εισόδου ισχύος).
- GND: pins Γείωσης.
- IOREF. Η τάση στην οποία λειτουργούν τα pins i/o της πλακέτας (δηλαδή VCC για την πλακέτα). Αυτό είναι 3.3V στο M0 Pro.
Μνήμη
- Το ATSAMD21G18 έχει 256 KB μνήμης προγράμματος flash (με 4 KB που χρησιμοποιούνται για το bootloader). Ο φορτωτής εκκίνησης έχει εργοστασιακά pre burnt από το Atmel και αποθηκεύεται σε μια αποκλειστική μνήμη ROM. Ο φορτωτής εκκίνησης προστατεύεται χρησιμοποιώντας την ασφάλεια NVM.
- Μεταφέρει επίσης 32 KB SRAM.
Είσοδος και Έξοδος
- Κάθε μία από τις 14 ψηφιακές ακίδες(pins) εισόδου/εξόδου στο M0 Pro μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως είσοδος ή έξοδος. Αυτό γίνεται, χρησιμοποιώντας τις λειτουργίες pinMode (), digitalWrite () και digitalRead (). Λειτουργούν στα 3,3 βολτ. 7mA ως μέγιστο ρεύμα DC για ακίδες(pins) εισόδου/εξόδου και εσωτερική αντίσταση pull-up (αποσυνδεδεμένη από προεπιλογή) 20-60 kOhms. Επιπλέον, ορισμένες ακίδες (pins) έχουν εξειδικευμένες λειτουργίες:
- Σειριακό: 0 (RX) και 1 (TX). Χρησιμοποιείται για τη λήψη (RX) και τη μετάδοση (TX) σειριακών δεδομένων TTL χρησιμοποιώντας τη σειριακή ικανότητα υλικού ATSAMD21G18. Σημειώστε ότι στο M0 Pro, η σειρά σειρών αναφέρεται στην επικοινωνία USB (CDC). Για σειριακό επίπεδο 3v3 στις ακίδες(pins) 0 και 1, χρησιμοποιήστε την κλάση Serial1.
- TWI: 2 (SDA) και 3 (SCL). Υποστηρίξτε την επικοινωνία TWI χρησιμοποιώντας τη βιβλιοθήκη Wire.
- PWM: Οι ακίδες 2 έως 13 παρέχουν έξοδο 8-bit PWM με τη λειτουργία analogWrite (). Η ανάλυση του PWM μπορεί να αλλάξει με τη λειτουργία analogWriteResolution ().
Σημειώσεις
Σημείωση: 1 Οι ακίδες(pins) 4 και 10 δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ταυτόχρονα ως PWM.
Σημείωση2: Οι ακίδες(pins) 5 και 12 δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ταυτόχρονα ως PWM.
- SPI: στην κεφαλίδα ICSP. Αυτές οι ακίδες(pins) υποστηρίζουν επικοινωνία SPI χρησιμοποιώντας τη βιβλιοθήκη SPI. Σημειώστε ότι οι ακίδες(pins) SPI δεν είναι συνδεδεμένες με κανέναν από τους ψηφιακούς ακροδέκτες εισόδου/εξόδου όπως είναι στο Uno. Διατίθενται μόνο στην υποδοχή ICSP. Shield που χρησιμοποιεί SPI, αλλά χωρίς υποδοχή ICSP 6 ακίδων(pins) που συνδέεται με την κεφαλίδα ICSP του M0 Pro 6 ακίδων(pins), δεν θα λειτουργήσει.
- LED 13: Υπάρχει ενσωματωμένο LED συνδεδεμένο με τον ψηφιακό ακροδέκτη 13. Όταν το pin είναι Υψηλής τιμής, το LED είναι αναμμένο, όταν το pin είναι χαμηλής τιμής, είναι απενεργοποιημένο.
- Αναλογικές Είσοδοι: A0-A5. Το M0 Pro διαθέτει 6 αναλογικές εισόδους, με την ένδειξη A0 έως A5. Οι ακίδες(pins) A0-A5 εμφανίζονται στις ίδιες θέσεις όπως στο Uno. Κάθε αναλογική είσοδος παρέχει 12 bit ανάλυσης (δηλαδή 4096 διαφορετικές τιμές). Από προεπιλογή, οι αναλογικές είσοδοι δίνουν μέτρηση από τη γείωση στα 3,3 βολτ. Είναι δυνατόν να αλλάξετε το επάνω άκρο της εμβέλειάς τους χρησιμοποιώντας το pin AREF και τη λειτουργία analogReference ().
- DAC: ο ακροδέκτης A0 παρέχει πραγματικές αναλογικές εξόδους με ανάλυση 10 bits (επίπεδα 1023) με τη λειτουργία analogWrite (). Αυτό το pin μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία εξόδου ήχου χρησιμοποιώντας τη βιβλιοθήκη ήχου.
- Επαναφορά. Φέρτε τη γραμμή LOW για επαναφορά του μικροελεγκτή. Αυτό χρησιμοποιείται συνήθως για να προσθέσετε ένα κουμπί επαναφοράς όταν χρησιμοποιούνται shields που μπλοκάρουν αυτό που υπάρχει ήδη στο board.
Επικοινωνία
Το Arduino M0 Pro διαθέτει μια σειρά από δυνατότητες επικοινωνίας με έναν υπολογιστή. Επίσης, με άλλο Arduino ή άλλους μικροελεγκτές και με διαφορετικές συσκευές όπως τηλέφωνα, tablet, κάμερες κ.ο.κ. Το SAMD21 παρέχει ένα UART υλικού και τρία USARTs υλικού (3.3V) για σειριακή επικοινωνία.
Η θύρα προγραμματισμού είναι συνδεδεμένη με το EDBG, το οποίο παρέχει μια εικονική θύρα COM σε λογισμικό σε συνδεδεμένο υπολογιστή (Για την αναγνώριση της συσκευής, οι μηχανές Windows θα χρειαστούν ένα αρχείο .inf, ενώ οι μηχανές OSX και Linux θα αναγνωρίσουν την πλακέτα ως θύρα COM αυτόματα. ). Το EDBG είναι επίσης συνδεδεμένο με το υλικό UART του υλικού SAMD21. Το Serial στις ακίδες(pins) RX0 και TX0 παρέχει επικοινωνία Serial-to-USB για τον προγραμματισμό της πλακέτας μέσω του μικροελεγκτή ATSAMD21G18. Το λογισμικό Arduino περιλαμβάνει μια σειριακή οθόνη που επιτρέπει την αποστολή απλών δεδομένων κειμένου προς και από τον πίνακα. Οι λυχνίες LED RX και TX στον πίνακα θα αναβοσβήνουν όταν τα δεδομένα μεταδίδονται μέσω του τσιπ ATSAMD21G18. Επίσης της σύνδεσης USB στον υπολογιστή (αλλά όχι για σειριακή επικοινωνία στους ακροδέκτες 0 και 1).
Εγγενής Θύρα
Η εγγενής θύρα USB είναι συνδεδεμένη στο SAMD21. Επιτρέπει σειριακή (CDC) επικοινωνία μέσω USB. Αυτό παρέχει μια σειριακή σύνδεση με τη Σειριακή οθόνη ή άλλες εφαρμογές στον υπολογιστή σας. Επιτρέπει επίσης στην πλακέτα να μιμηθεί ένα ποντίκι ή πληκτρολόγιο USB σε έναν συνδεδεμένο υπολογιστή.
Η εγγενής θύρα USB μπορεί επίσης να λειτουργήσει ως κεντρικός υπολογιστής USB για συνδεδεμένα περιφερειακά όπως ποντίκια, πληκτρολόγια και smartphone.
Το SAMD21 υποστηρίζει επίσης επικοινωνία TWI και SPI. Το λογισμικό Arduino περιλαμβάνει βιβλιοθήκη Wire για απλοποίηση της χρήσης του διαύλου TWI. Για επικοινωνία SPI, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη βιβλιοθήκη SPI.
Προγραμματισμός
Το Arduino M0 Pro μπορεί να προγραμματιστεί με το λογισμικό Arduino (λήψη).
Εάν χρησιμοποιείτε λειτουργικό σύστημα Linux, ακολουθήστε τον οδηγό Arduino IDE σε λειτουργικό σύστημα Linux.
Η μεταφόρτωση sketches στο SAMD21 διαφέρει από το πώς λειτουργεί με τους μικροελεγκτές AVR. Αυτοί βρίσκονται σε άλλους πίνακες Arduino: η μνήμη flash πρέπει να διαγραφεί πριν επαναπρογραμματιστεί. Η μεταφόρτωση στο τσιπ διαχειρίζεται από μια ειδική περιοχή ROM στο SAMD21.
Και οι δύο θύρες USB μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προγραμματισμό της πλακέτας.
Θύρα προγραμματισμού
Για να χρησιμοποιήσετε αυτήν τη θύρα, επιλέξτε “Arduino M0 Pro (Θύρα προγραμματισμού)” στο board στο Arduino IDE. Συνδέστε τη θύρα προγραμματισμού M0 Pro (η πλησιέστερη στην υποδοχή τροφοδοσίας DC) στον υπολογιστή σας. Η θύρα προγραμματισμού χρησιμοποιεί το EDBG ως τσιπ USB-to-serial που συνδέεται με το πρώτο UART του SAMD21 (RX0 και TX0). Το EDBG έχει δύο ακίδες συνδεδεμένες με τους ακροδέκτες επαναφοράς και διαγραφής του SAMD21. Το άνοιγμα και το κλείσιμο της θύρας προγραμματισμού (είναι συνδεδεμένη στα 1200bps), ενεργοποιεί μια διαδικασία “σκληρής διαγραφής” του τσιπ SAMD21. Αυτό ενεργοποιεί τις ακίδες(pins) διαγραφής και επαναφοράς στο SAMD21 πριν επικοινωνήσετε με το UART. Αυτή είναι η προτεινόμενη θύρα για τον προγραμματισμό του M0 Pro. Είναι πιο αξιόπιστο από τη “απαλή διαγραφή” που εμφανίζεται στη θύρα Native. Θα πρέπει να λειτουργεί ακόμη και αν το κύριο MCU έχει καταρρεύσει.
Θύρα Native: Για να χρησιμοποιήσετε αυτήν τη θύρα, επιλέξτε “Arduino M0 Pro (Native USB Port)” ως πίνακα στο Arduino IDE. Η θύρα Native USB συνδέεται απευθείας με το SAMD21. Συνδέστε τη θύρα USB M0 Pro Native USB (αυτή που είναι πιο κοντά στο κουμπί επαναφοράς) στον υπολογιστή σας. Το άνοιγμα και το κλείσιμο της Native θύρας στα 1200bps ενεργοποιεί μια διαδικασία «μαλακής διαγραφής». Η μνήμη flash διαγράφεται και η πλακέτα επανεκκινείται με το πρόγραμμα εκκίνησης. Το άνοιγμα και το κλείσιμο της Native θύρας σε διαφορετικό baudrate δεν επαναφέρει το SAMD21.
Προστασία υπερφόρτωσης USB
Το Arduino M0 Pro διαθέτει δυνατότητα επαναφοράς πολλαπλής ασφάλειας. Αυτό προστατεύει τις θύρες USB του υπολογιστή σας από βραχυκύκλωμα και υπερβολικό ρεύμα. Αν και οι περισσότεροι υπολογιστές παρέχουν τη δική τους εσωτερική προστασία, η ασφάλεια παρέχει ένα επιπλέον επίπεδο προστασίας. Εάν ρέουν περισσότερα από 500 mA μέσω της θύρας USB, η ασφάλεια θα σπάσει αυτόματα τη σύνδεση. Έως ότου αφαιρεθεί το βραχυκύκλωμα ή η υπερφόρτωση.
Φυσικά χαρακτηριστικά
Το μέγιστο μήκος και πλάτος του M0 Pro PCB είναι 2,7 και 2,1 ίντσες αντίστοιχα. Η θύρα USB και την πρίζα να εκτείνονται πέρα από την προηγούμενη διάσταση. Τέσσερις οπές για βίδες επιτρέπουν την τοποθέτηση του board σε μια επιφάνεια ή θήκη. Σημειώστε ότι η απόσταση μεταξύ των ψηφιακών ακίδων(pins) 7 και 8 είναι 160 εκατομμύρια (0,16 “). Ούτε ένα πολλαπλάσιο της απόστασης των 100 mil των άλλων ακίδων(pins).
