Arduino Tian

Примечание

Эта страница относится к продукту, который снят с производства.

Плата Arduino Tian раскрывает возможности небольшого компьютера под управлением Linux, подключённого к 32-битному микроконтроллеру.

Плата Arduino Tian

Новая плата Arduino Tian построена на микроконтроллере Atmel SAMD21, который оснащён 32-битным ядром ARM Cortex M0+, и процессоре Qualcomm Atheros AR9342 — высокоинтегрированном процессоре MIPS, работающем на частоте до 533 МГц, с полнофункциональным двухдиапазонным Wi-Fi модулем IEEE802.11n 2x2 2,4/5 ГГц. Qualcomm Atheros MIPS поддерживает дистрибутив Linux на базе OpenWRT под названием Linino. Arduino Tian также имеет встроенную память eMMC объёмом 4 ГБ, которая может быть полезна для создания ваших проектов. Можно включать и выключать Linux-порт от микроконтроллера для снижения энергопотребления.

Предупреждение

В некоторых странах продажа устройств с Wi-Fi без государственного одобрения запрещена. В ожидании надлежащей сертификации некоторые местные дистрибьюторы отключают функцию Wi-Fi. Уточните у вашего дилера перед покупкой Tian, если вы полагаете, что живёте в такой стране.

Важно

Перед началом работы с Arduino Tian необходимо установить драйвер CP201x на компьютер. Драйверы можно найти здесь.

Начало работы

В разделе Начало работы вы найдёте всю информацию, необходимую для настройки платы, использования Arduino Software (IDE) и начала работы с программированием и электроникой.

Нужна помощь?

Документация

OSH: Схемы

Arduino Tian является открытым оборудованием! Вы можете создать собственную плату, используя следующие файлы:

Питание

Arduino Tian может питаться через разъём micro USB или от внешнего источника питания. Источник питания выбирается автоматически. Внешнее (не USB) питание может поступать от адаптера переменного тока (сетевой адаптер) или от батареи, подключённой через контакты Gnd и Vin. Плата автоматически определяет доступные источники питания и выбирает один из них в соответствии со следующим приоритетом:

  • Внешнее питание

  • USB порт Target

Требуемое внешнее питание — 600 мА и 5 В. Контакты питания:

  • VIN. Входное напряжение на плату Arduino при использовании внешнего источника питания. Допустимый диапазон входного напряжения для этого контакта — 5 В.

  • 5V. Стабилизированный источник питания, используемый для питания микроконтроллера и других компонентов на плате. Может поступать от VIN через встроенный регулятор, от USB или другого стабилизированного источника 5 В. Максимальный выходной ток встроенного регулятора — 2 А (в зависимости от источника питания). 3V3. Источник 3,3 В, генерируемый встроенным регулятором. Максимальный потребляемый ток — 2 А (в зависимости от источника питания).

  • GND. Контакты заземления.

  • IOREF. Напряжение, при котором работают контакты ввода-вывода платы (т.е. VCC для платы). На Tian это 3,3 В.

Память

ATSAMD21G18 имеет 256 КБ флеш-памяти программ (из которых 69 КБ используются загрузчиком). Загрузчик предустановлен на заводе компанией Atmel и хранится в выделенной области ROM-памяти. Загрузчик защищён с помощью NVM fuse. Микроконтроллер также имеет 32 КБ SRAM.

Входы и выходы

Доступ к контактам ввода-вывода Atheros AR9342 невозможен. Все линии ввода-вывода подключены к Atmel SAMD21. Atheros подключён к USB-хабу с 4 портами (см. блок-схему), к которому подключены Bluetooth, память eMMC, SAMD21 и USB Host порт.

Каждый из 20 цифровых контактов ввода-вывода на Tian может использоваться как вход или выход с помощью функций pinMode(), digitalWrite() и digitalRead(). Они работают при напряжении 3,3 В. Каждый контакт может обеспечивать или принимать максимум 40 мА и имеет внутренний подтягивающий резистор (по умолчанию отключён) номиналом 20-50 кОм. Кроме того, некоторые контакты имеют специализированные функции:

  • Serial: 0 (RX) и 1 (TX). Используются для приёма (RX) и передачи (TX) последовательных данных 3,3 В с использованием аппаратного последовательного порта Atmel SAMD21. Обратите внимание, что на Tian класс Serial относится к USB (CDC) связи; для последовательной связи 3,3 В на контактах 0 и 1 используйте класс Serial5. Аппаратные последовательные порты Atmel SAMD21 и AR9342 на Tian соединены друг с другом и используются для связи между двумя процессорами через SerialUSB.

  • TWI: SDA и SCL поддерживают связь TWI с использованием библиотеки Wire. Обратите внимание, что контакты TWI не подключены ни к одному из цифровых контактов ввода-вывода.

  • Внешние прерывания: все контакты могут быть внешними прерываниями, кроме контакта 2: 0 (прерывание 0), 1 (прерывание 1) и т.д. Эти контакты могут быть настроены на срабатывание прерывания по низкому уровню, по фронту или спаду, или по изменению значения. Подробнее см. функцию attachInterrupt(). Контакт 7 подключён к процессору AR9342 и может использоваться как сигнал подтверждения связи в будущем. Рекомендуется быть осторожным с возможными конфликтами, если вы собираетесь использовать его как прерывание.

  • LINUX (MIPS) вкл/выкл: можно включать/выключать Linux-сторону через контакт 32 (digitalWrite(32, HIGH) — digitalWrite(32, LOW)).

  • PWM: контакты с 2 по 13 обеспечивают 8-битный ШИМ-выход с помощью функции analogWrite(). Разрешение ШИМ можно изменить с помощью функции analogWriteResolution(). Примечание: контакты 4 и 10 не могут использоваться одновременно как ШИМ. Примечание: контакты 5 и 12 не могут использоваться одновременно как ШИМ.

  • SPI: на разъёме ICSP. Эти контакты поддерживают связь SPI с использованием библиотеки SPI. Обратите внимание, что контакты SPI не подключены ни к одному из цифровых контактов ввода-вывода, как на Uno. Они доступны только на разъёме ICSP. Это означает, что если у вас есть шилд, использующий SPI, но не имеющий 6-контактного разъёма ICSP, подключаемого к 6-контактному разъёму ICSP на Tian, этот шилд работать не будет.

  • LED: 13. Встроенный светодиод подключён к цифровому контакту 13. Когда контакт имеет значение HIGH, светодиод горит, когда LOW — выключен. На Tian есть несколько других индикаторных светодиодов, показывающих состояние питания, подключения WLAN, WAN, Bluetooth и USB.

  • Аналоговые входы: A0 - A5, A6 - A11 (на цифровых контактах 4, 6, 8, 9, 10 и 12). Tian имеет 12 аналоговых входов, обозначенных от A0 до A11, все из которых также могут использоваться как цифровые контакты ввода-вывода. Контакты A0-A5 расположены в тех же местах, что и на Uno; входы A6-A11 находятся на цифровых контактах ввода-вывода 4, 6, 8, 9, 10 и 12 соответственно. Каждый аналоговый вход обеспечивает 10-битное разрешение (т.е. 1024 различных значения). По умолчанию аналоговые входы измеряют от земли до 5 вольт, хотя можно изменить верхний предел диапазона с помощью контакта AREF и функции analogReference().

  • AREF. Опорное напряжение для аналоговых входов. Используется с analogReference().

  • 10-битный ЦАП расположен на контакте A0 и может использоваться с функцией analogWrite().

На плате имеются 3 кнопки сброса с различными функциями: MCU-RST для сброса SAMD21, LNX-RST для перезагрузки AR9342 и WLAN RST для сброса Wi-Fi (7-10 секунд) и сброса конфигурации по умолчанию (более 30 секунд).

Связь

Arduino Tian имеет ряд средств для связи с компьютером, с другой платой Arduino или другими микроконтроллерами, а также с различными устройствами, такими как телефоны, планшеты, камеры и т.д. SAMD21 предоставляет один аппаратный UART и три аппаратных USART для последовательной связи 3,3 В. Программное обеспечение Arduino включает монитор последовательного порта, позволяющий отправлять и получать простые текстовые данные с платы. Светодиоды RX и TX на плате мигают при передаче данных через чип ATSAMD21G18 и USB-соединение с компьютером (но не при последовательной связи на контактах 0 и 1). USB-порт подключён к CP2105. Он обеспечивает последовательную (CDC) связь через USB. Это обеспечивает последовательное соединение с монитором последовательного порта или другими приложениями на компьютере. При подключении платы к компьютеру появляются 2 COM-порта/ttyUSB: один подключён к UART SAMD21, другой — к последовательному порту Linux-процессора. SAMD21 также поддерживает связь TWI и SPI. Программное обеспечение Arduino включает библиотеку Wire для упрощения использования шины TWI. Для связи SPI можно использовать библиотеку SPI.

Программирование

Arduino Tian можно программировать с помощью программного обеспечения Arduino (скачать). Если вы используете ОС на базе Linux, следуйте руководству Arduino IDE на Linux. Загрузка скетчей в SAMD21 отличается от работы с микроконтроллерами AVR, используемыми в других платах Arduino: флеш-память должна быть очищена перед перепрограммированием. Операция загрузки управляется выделенной областью ROM на SAMD21. USB-порт: для использования этого порта выберите «Arduino Tian» в качестве платы в Arduino IDE. USB-порт подключён к CP2105. После установки драйвера пользователь увидит два последовательных порта: один для SAMD21 и другой для AR9342. Подключите USB-порт Tian (ближайший к кнопке сброса) к компьютеру. Открытие и закрытие USB-порта на скорости 1200 бит/с запускает процедуру «мягкого сброса»: плата перезагружается с загрузчиком.

Примечание

Имейте в виду, что каждый раз при открытии терминала последовательного порта микроконтроллер сбрасывается.

Примечание

На данный момент библиотека Bridge несовместима, но можно использовать библиотеку Ciao.

Автоматический (программный) сброс

Вместо необходимости физически нажимать кнопку сброса перед загрузкой, Tian спроектирован таким образом, что позволяет выполнять сброс программно с подключённого компьютера. Сброс запускается, когда виртуальный (CDC) последовательный / COM-порт Tian открывается на скорости 1200 бод и затем закрывается. Когда это происходит, процессор сбрасывается, разрывая USB-соединение с компьютером (что означает, что виртуальный последовательный / COM-порт исчезнет). После сброса процессора запускается загрузчик, который остаётся активным около 8 секунд. Загрузчик также можно запустить нажатием кнопки MCU-RST на Tian. Обратите внимание, что при первом включении плата перейдёт непосредственно к пользовательскому скетчу, если он есть, а не к загрузчику. Из-за способа обработки сброса на Tian лучше позволить программному обеспечению Arduino попытаться выполнить сброс перед загрузкой, особенно если вы привыкли нажимать кнопку MCU-RST перед загрузкой на других платах. Если программа не может сбросить плату, вы всегда можете запустить загрузчик, нажав кнопку сброса на плате.

Технические характеристики

Микропроцессор Arduino

Процессор

Atheros AR9342

Архитектура

MIPS

Рабочее напряжение

3,3 В

Флеш-память

16 МБ + 4 ГБ eMMC

ОЗУ

64 МБ DDR2

Тактовая частота

560 МГц

WiFi

802.11 b/g/n 2,4 ГГц, двухдиапазонный

Ethernet

802.3 10/100/1000 Мбит/с

USB

2.0 Host

Микроконтроллер Arduino

Микроконтроллер

SAMD21G18

Архитектура

ARM Cortex-M0+

Рабочее напряжение

3,3 В

Флеш-память

256 КБ

SRAM

32 КБ

Тактовая частота

48 МГц

Аналоговые контакты ввода-вывода

6

Ток на контакт ввода-вывода

7 мА

Общие характеристики

Входное напряжение

5 В

ЦАП

x

Выходы ШИМ

12

Потребляемая мощность

470 мА

Размер PCB

53 x 68,5 мм

Bluetooth

CSR8510, Bluetooth с EDR / Bluetooth Low Energy 4.0

Вес

36 г

Код продукта

A000116