Начало работы с Arduino Due
Ещё одно готовое устройство от Arduino для конструкторов электронных игрушек, оригинальных и полезных конструкций, малых систем автоматизации. Примечательна установленным 32-битным микроконтроллером SAM3X8E ARM Cortex-M3 производства компании Atmel.
Оценим её возможности и возможные сферы применения.
Вид платы сверху:
- 0-52. Расположены сверху и справа. Каждый из выводов может быть запрограммирован в качестве дискретного входа или выхода. Уровень напряжения выводов 3,3 В, ток в выходных цепях 3-15 мА, а во входных 6-9 мА.
- Выводы (communication) 0, 19, 17, 15 (Rx) и 1, 18, 16, 14 (Tx) могут быть запрограммированы для обмена данными по последовательному интерфейсу с уровнем напряжения TTL (3,3 В) (RX – приём, TX – передача). На плате установлен преобразователь USB-UART, выполненный на микросхеме ATMega16U2, выводы которой подключены к выводам 0 и 1 платы. Интерфейс является USB-портом для программирования.
- Выводы (PWM) со 2 по 13 можно сконфигурировать как аналоговые выходы с невысоким 8-битным разрешением. Вид выходного сигнала – ШИМ, а значит для подключения исполнительных устройств потребуется дополнительная согласующая схема.
- Штыревой разъём SPI справа от микроконтроллера. Особенность этого интерфейса в том, что его нельзя использовать для внутрисхемного программирования, а исключительно для связи с другими устройствами.
- Выводы CANRX, CANTX в самом низу, справа. Линии обмена данными по протоколу CAN. Протокол широко используется в бортовых сетях автомобилей, промышленной электронике.
- Интерфейс связи TWI/I2C может быть подключен к выводам 20 (SDA), 21(SCL). Отметим, что к выводам на плате подключены подтягивающие резисторы 100 кОм, по умолчанию отключенные. Необходимо подключать резисторы при организации сетевого обмена.
- Выводы А0–А11 внизу – аналоговые входы. Обрабатывающий сигналы с этих входов АЦП 12-битный, а значит входы могут использоваться в достаточно серьёзных приложениях. Стоит отметить, что конфигурация по умолчанию 10 бит, смена разрешения выполняется программным способом. Ещё одно замечание – для использования вывода AREF следует удалить из схемы резистор BR1.
- На плате всего 2 полноценных 12-битных аналоговых выхода DAC1 и DAC2.
- Вывод RESET при подаче низкого уровня инициирует перезагрузку контроллера.
- Вверху, слева от вывода 13, расположен вывод AREF – опорное напряжение АЦП и выводы SDA1, SCL1 для интерфейса TWI1/I2C1.
В выводы могут устанавливаться платы расширения (шилды). Подключать можно весь спектр устройств Arduino: дисплеи, Ethernet-модули, клавиатуры и т.д.
Создавая плату, компания обеспечила совместимость с устройствами расширения для других серий. Правда есть одно НО. Уровень напряжения на выводах не должен превышать 3,3 В.
Информацию о рабочем уровне напряжения для плат расширения выдаёт выход IOREF, а подключаемая плата должна задействовать встроенный преобразователь уровня. Обращайте на это внимание при выборе шилда, если уровень 3,3 В не поддерживается, то подключать к Arduino Due устройство не рекомендуется.
Раз уж затронули тему уровней напряжения, то давайте разберёмся с питанием платы.
Во-первых, внешнее питание на плату может быть подано либо от внешнего источника, либо от USB. Напряжение питание должно лежать в диапазоне 6-20 В, оптимальное – 7-12 В.
Выводы питающих напряжений находятся внизу, чуть левее микроконтроллера.
- VIN – линия «+» внешнего источника питания.
- 5V – напряжение +5 В, выдаваемое стабилизатором напряжения, максимальный ток Iмакс = 800 мА.
- 3.3V - напряжение +3,3 В от того же стабилизатора, максимальный ток Iмакс = 800 мА.
- GND – земля.
Память
На плате размещены микросхемы оперативной памяти (SRAM) объёмом 96 кб, и флэш-памяти программ 512 кб. Адресное пространство единое для всей памяти. Стоит учесть, что есть возможность подключить внешнюю SD-карту, используя интерфейс TWI1/I2C1 и картридер.
Органы управления
На плате установлена кнопка Reset для стирания программы, записанной в ПЗУ.
Габаритные размеры
Плата имеет размеры 10,2х5,4 см, три крепёжных отверстия.
Сфера применения
Применение такого устройства будет оправдано:- Для обучения работе с микроконтроллерами школьников и студентов.
- Для построения разнообразных роботов, квадрокоптеров или иных умных устройств конструкторами-любителями.
- Для создания систем «Умного дома». Возможность создания локального пульта управления (на сенсорном дисплее или обычном и клавиатуре), достаточное количество входов-выходов для подключения датчиков и исполнительных устройств, возможность организации удалённого управления через Интернет – всё есть для реализации такого решения. В пользу его говорят и завышенные цены на готовые системы «умного дома». Можем посоветовать тем, кто решит использовать Arduino Due в этих целях, обратить внимание на бесплатную систему контроля и мониторинга Tesla Scada для ПК и мобильных устройств. Использование в качестве концентратора датчиков и интеллектуального устройства в системе интернета вещей (IoT). Готовые решения для Arduino есть у IBM. Это и библиотеки для Arduino IDE – Arduino Client for MQQT, и брокер для тестирования Mosquitto, и платформа IBM Internet of Things Foundtation.
Работа с DE2-115: как собрать IBM-PC на DE2-115?
Разработка, загрузка и отладка проекта
Как уже упоминалось выше, работа с платой возможна из-под Atmel IDE, но есть и собственная среда разработки IDE. Кроме того, необходимо разобраться как подключиться и отлаживать устройство.
Первый нюанс заключается в том, что для заливки новой прошивки требуется стереть старую во флэш-памяти.
Второй - в используемом для загрузки USB-порте.
На приведённом в начале статьи рисунке, слева можно увидеть 2 порта. Для программирования следует использовать нижний.
В остальном процесс создания проекта и отладки стандартен для устройств Arduino.
Необходимыми предпосылками для успешной работы с устройством будет:
- Формулировка задачи. Требуется определить какое устройство будет получено на выходе, какими функциями оно будет обладать.
- Определение необходимых плат расширения. Для расширения функциональности и повышения удобства работы с готовым устройством могут потребоваться специальные шилды – дисплеи, внешняя память, модули связи и т.п. Помните про совместимость по уровню напряжения!
- Состав оборудования определён, теперь необходимо всё увязать в единое устройство. Для этого, возможно, потребуется изготовить электронные платы сопряжения, подготовить шлейфы для связи, изготовить или купить конструкцию для размещения электронной начинки.
- Подбор датчиков и исполнительных устройств, разработка подвижной конструкции. Для случаев летающих, ездящих, шагающих или плавающих устройств задача может быть очень нетривиальной.
- Написание программы, загрузка её в плату, тестирование, отладка и удовлетворение от качественно проделанной работы.
Заявка на поставку импортных микросхем
Кроме этого, мы выполняем полный комплекс услуг по организации проверки и испытаниям электронных компонентов импортного производства, включая входной контроль, проверку на работоспособность, а также специальные проверки, механические и климатические испытания.
Если вы заинтересованы в работы с нами, то заполните форму по ссылке: www.el-ra.ru/zayavka