Каталог
 |
|
|
Arduino Esplora - это микропроцессорное устройство, спроектированное на основе Arduino Leonardo. Esplora отличается от всех предыдущих плат Arduino наличием множества встроенных, готовых к использованию датчиков для взаимодействия. Он спроектирован для тех, кто предпочитает сразу начать работу с Ардуино, не изучая перед этим электронику.
Esplora имеет встроенные звуковые и световые индикаторы (для вывода информации), а также несколько датчиков (для ввода информации), таких, как джойстик, слайдер, датчик температуры, акселерометр, микрофон и световой датчик. Помимо этого, на плате есть два входных и выходных разъема Tinkerkit, а также гнездо для подключения жидкокристаллического TFT-экрана, позволяющие значительно расширить возможности устройства.
Как и на плате Leonardo, в Esplora используется AVR-микроконтроллер ATmega32U4 с кварцевым резонатором 16 МГц, а также разъем микро-USB, позволяющий устройству быть USB-гаджетом, подобно мыши или клавиатуре.
В левом верхнем углу платы находится кнопка сброса для перезагрузки устройства, а также четыре светодиода, отображающих текущее состояние:
- ON [зеленый] показывает, подключено ли к устройству питание
- L [желтый] напрямую соединен с микроконтроллером, управляется выводом 13
- RX и TX [желтые] отображают получение или передачу данных через USB
Плата содержит все необходимое для микроконтроллера; для начла работы просто подключите ее к компьютеру посредством USB-кабеля.
В Esplora встроены узлы, обеспечивающие связь через USB; при подключении к компьютеру устройство может определиться как мышь, клавиатура или виртуальный (CDC) последовательный COM-порт - в зависимости от типа устройства, плата будет вести себя по разному.
Характеристики
| Микроконтроллер | ATmega32U4 |
| Рабочее напряжение | 5 В |
| Объем Flash-памяти | 32 КБ, из которых 4 КБ заняты загрузчиком |
| SRAM | 2.5 КБ |
| EEPROM | 1 КБ |
| Тактовая частота | 16 МГц |
Cхема и исходный проект
Файлы EAGLE: arduino-esplora-reference-design.zip
Схема: arduino-esplora-schematic.pdf
Память
Микроконтроллер ATmega32U4 имеет 32 КБ памяти (из которых 4 КБ используются загрузчиком). Он также имеет 2.5 КБ SRAM и 1 КБ EEPROM (из которой можно считывать или записывать информацию с помощью библиотеки EEPROM).
Входы и выходы
Конструкция платы Esplora напоминает конструкцию обычного геймпада с аналоговым джойстиком слева и четырьмя кнопками справа.
В Esplora встроены следующие устройства ввода и вывода информации:
- Аналоговый джойстик с центральной кнопкой - две оси (X и Y) и кнопка по центру.
- 4 кнопки, расположенные в виде ромба.
- Линейный потенциометр - слайдер внизу платы.
- Микрофон для получения информации о громкости (амплитуде) окружающей среды.
- Световой датчик для получения информации о яркости.
- Датчик температуры, считывающий окружающую температуру.
- Трехосевой акселерометр, измеряющий ускорение платы по трем осям (X, Y и Z).
- Зуммер, генерирующий прямоугольные волны.
- RGB-светодиод - яркий светодиод, объединяющий в себе красный, зеленый и синий элементы для смешивания цветов.
- 2 входа TinkerKit - для подключения 3-выводных модулей TinkerKit с датчиками
- 2 выхода TinkerKit - для подключения 3-выводных модулей TinkerKit с приводами
- Разъем для TFT-дисплея - разъем для подключения опционального цветного LCD-экрана, SD-карты либо других устройств, использующих протокол SPI.
Для того, чтобы задействовать все имеющиеся датчики, на плате используется аналоговый мультиплексор. Это значит, что один аналоговый вход микроконтроллера является общим для всех каналов датчиков (кроме 3-осевого акселерометра). Выбор канала для считывания осуществляется четырьмя дополнительными выводами микроконтроллера.
Связь
У Leonardo и Esplora есть масса возможностей для взаимодействия с компьютером, еще одним Ардуино либо другими микроконтроллерами. Микроконтроллер ATmega32U4 позволяет осуществлять последовательную (CDC) связь с компьютером через USB, и при подключении определяется как виртуальный COM-порт. Данная микросхема может работать в режиме USB 2.0 Full Speed, используя стандартные драйвера USB-COM. В системе Windows для этого потребуется .inf файл. В программное обеспечение Ардуино входит программа, которая позволяет отправлять и принимать данные от Ардуино через последовательный интерфейс. При передаче данных через USB соединение с компьютером на плате будут мигать светодиоды RX и TX.
Микроконтроллер ATmega32U4 также поддерживает связь через SPI, работать с которым можно с помощью библиотеки SPI.
Esplora может определяться как обычная клавиатура или мышь, и с помощью библиотек Keyboard и Mouse может быть запрограммирован на управление этими устройствами ввода.
Программирование
Esplora программируется с помощью программного обеспечения Arduino (доступно для скачивания). Выберите "Arduino Esplora" из меню Tools > Board.
В Arduino Esplora ATmega32U4 выпускается с прошитим загрузчиком, позволяющим загружать в микроконтроллер новые программы без необходимости использования внешнего программатора. Взаимодействие с ним осуществляется по протоколу AVR109.
Однако, можно не обращать внимание на загрузчик и прошить микроконтроллер через разъем для внутрисхемного программирования ICSP (In-Circuit Serial Programming); более подробно об этом см. инструкции.
Библиотека Esplora
Чтобы упростить написание программ для Esplora, существует специальная библиотека, которая содержит методы для считывания данных с датчиков и отправке информации на встроенные устройства вывода.
Эта библиотека содержит высокоуровневые методы, возвращающие уже обработанные данные, например, градусы по Фаренгейту или Цельсию, вычисленные по показаниям датчика температуры. Данная библиотека также обеспечивает простой доступ к устройствам вывода, например при отправке значений RGB-светодиоду.
Автоматический (программный) сброс и запуск загрузчика
Чтобы каждый раз перед загрузкой программы не требовалось нажимать кнопку сброса, Esplora спроектирован таким образом, который позволяет осуществлять его сброс программно с подключенного компьютера. Сброс срабатывает при условии закрытия виртуального COM-порта, который предварительно был открыт на скорости 1200 бод. При срабатывании этого условия, процессор сбросится, разорвав USB соединение с компьютером (при этом виртуальный COM-порт исчезнет). После перезагрузки процессора, запускается загрузчик, оставаясь активным на протяжение приблизительно 8 секунд. Помимо этого, инициировать загрузчик можно, нажав кнопку сброса на плате Esplora. Обратите внимание, что при первом включении устройства вместо инициации загрузчика, контроллер сразу перейдет к выполнению пользовательской программы (если таковая есть).
Из-за особенностей сброса Esplora, рекомендуется предоставлять программному обеспечению Ардуино возможность осуществить сброс перед загрузкой программы, особенно, если вы привыкли нажимать кнопку сброса при прошивке других плат. Если же программное обеспечение не сможет сбросить устройство, вы всегда сможете запустить загрузчик, нажав кнопку сброса вручную.
Защита USB от перегрузок
В Esplora есть восстанавливаемые предохранители, защищающие USB-порт компьютера от коротких замыканий и перегрузок. Несмотря на то, что большинство компьютеров имеют собственную защиту, такие предохранители обеспечивают дополнительный уровень защиты. Если от USB-порта потребляется ток более 500 мА, предохранитель автоматически разорвет соединение до устранения причин короткого замыкания или перегрузки.
Физические характеристики
Максимальная длина и ширина печатной платы Esplora составляет 16.5 см и 6.1 см соответственно, с учетом разъемов USB и TinkerKit, выступающих за пределы платы. Четыре крепежных отверстия позволяют прикреплять плату к поверхности или корпусу.
------------------
ЫЕК0091:1590
