LilyPad Arduino USB
Примечание
Эта страница относится к продукту, который снят с производства.
LilyPad Arduino USB — идеальная плата для проектов электронного текстиля и носимых устройств. Её можно пришить к ткани, а также к источникам питания, датчикам и исполнительным устройствам с помощью токопроводящей нити. Вы можете подключить эту плату непосредственно к компьютеру, используя только кабель micro USB.
LilyPad Arduino USB — это плата микроконтроллера на базе ATmega32u4. Она имеет 9 цифровых выводов ввода/вывода (из которых 4 могут использоваться как выходы ШИМ и 4 как аналоговые входы), резонатор 8 МГц, разъём micro USB, разъём JST для литий-полимерного аккумулятора 3,7 В и кнопку сброса. Плата содержит всё необходимое для поддержки микроконтроллера; просто подключите её к компьютеру USB-кабелем или запитайте от аккумулятора, чтобы начать работу.
LilyPad Arduino USB отличается от предыдущих плат LilyPad тем, что ATmega32u4 имеет встроенную USB-связь, устраняющую необходимость в отдельном USB-to-serial адаптере. Это позволяет LilyPad Arduino USB отображаться на подключённом компьютере как мышь и клавиатура, а также как виртуальный (CDC) последовательный / COM-порт. Это также влияет на поведение платы; подробности описаны на странице Начало работы.
Начало работы
В разделе Начало работы вы найдёте всю необходимую информацию для настройки платы, использования Arduino Software (IDE) и начала экспериментов с программированием и электроникой.
Документация
OSH: Схемы
Lilypad Arduino USB — это оборудование с открытым исходным кодом! Вы можете собрать свою собственную плату, используя следующие файлы:
Питание
LilyPad Arduino USB может питаться через разъём micro USB или от литий-полимерного аккумулятора 3,7 В (подключённого к разъёму JST на плате). Любой источник питания стабилизируется до рабочего напряжения (3,3 В) встроенным стабилизатором MIC5219.
Плату можно включать и выключать с помощью встроенного переключателя. В положении ON микроконтроллер получает питание и плата работает. В положении «CHG» микроконтроллер не получает питание. (Это справедливо независимо от того, питается ли плата через USB или от аккумулятора.)
Плата содержит микросхему зарядки LiPo MCP73831. Если плата подключена одновременно к USB и аккумулятору, питание от USB будет заряжать аккумулятор. Это происходит независимо от положения переключателя. Светодиод над надписью «CHG» горит, пока батарея заряжается. Зарядка автоматически прекращается, когда батарея полностью заряжена.
Выводы питания следующие:
+ Стабилизированное питание 3,3 В, используемое для питания микроконтроллера и других компонентов на плате. Может поступать как от USB-подключения, так и от аккумулятора, через встроенный стабилизатор. Этот вывод запитан только когда встроенный переключатель находится в положении ON.
- Вывод заземления.
Память
ATmega32u4 имеет 32 КБ флеш-памяти (из которых 4 КБ используются загрузчиком). Также имеется 2,5 КБ SRAM и 1 КБ EEPROM (которую можно читать и записывать с помощью библиотеки EEPROM).
Вводы и выводы
Каждый из 9 цифровых выводов ввода/вывода LilyPad Arduino USB может использоваться как вход или выход с помощью функций pinMode(), digitalWrite() и digitalRead(). Они работают при напряжении 3,3 В. Каждый вывод может обеспечить или принять максимум 40 мА и имеет внутренний подтягивающий резистор (по умолчанию отключён) от 20 до 50 кОм.
Кроме того, некоторые выводы имеют специализированные функции:
TWI: 2 (SDA) и 3 (SCL). Поддержка простой связи TWI с использованием библиотеки Wire.
Внешние прерывания: 2 и 3. Эти выводы могут быть настроены на срабатывание прерывания по низкому уровню, по нарастающему или спадающему фронту, или по изменению значения. Подробности см. в функции attachInterrupt().
PWM: 3, 9, 10, 11 и 13. Обеспечивают 8-битный выход ШИМ с помощью функции analogWrite().
LED: 13. Встроенный светодиод подключён к цифровому выводу 13. Когда значение вывода HIGH, светодиод горит, когда LOW — выключен.
Аналоговые входы: A2-A5. LilyPad Arduino USB имеет 4 аналоговых входа, обозначенных от A0 до A11, все из которых также могут использоваться как цифровые выводы ввода/вывода. Каждый аналоговый вход обеспечивает 10-битное разрешение (т.е. 1024 различных значения). По умолчанию аналоговые входы измеряют от земли до 5 В, однако верхнюю границу диапазона можно изменить с помощью функции analogReference().
См. также соответствие между выводами Arduino и портами ATmega32u4.
Связь
LilyPad Arduino USB имеет ряд средств для связи с компьютером, другой платой Arduino или другими микроконтроллерами. 32U4 также поддерживает последовательную (CDC) связь через USB и отображается как виртуальный COM-порт в программном обеспечении компьютера. Микросхема также работает как полноскоростное устройство USB 2.0, используя стандартные драйверы USB COM. В Windows требуется .inf файл. Программное обеспечение Arduino включает монитор последовательного порта, позволяющий отправлять и получать простые текстовые данные с платы Arduino. Светодиоды RX и TX на плате мигают при передаче данных через USB-подключение к компьютеру.
Библиотека SoftwareSerial позволяет осуществлять последовательную связь на любом из цифровых выводов LilyPad.
LilyPad Arduino USB также поддерживает I2C (TWI). Программное обеспечение Arduino включает библиотеку Wire для упрощения работы с шиной I2C.
LilyPad Arduino USB может отображаться как универсальная клавиатура и мышь и может быть запрограммирован для управления этими устройствами ввода с помощью классов Keyboard и Mouse.
Программирование
LilyPad Arduino USB можно программировать с помощью Arduino Software (IDE). Выберите «LilyPad Arduino USB» в меню Tools > Board (в соответствии с микроконтроллером на вашей плате). Подробности см. в справочнике и руководствах.
ATmega32U4 на LilyPad Arduino USB поставляется с предзаписанным загрузчиком, который позволяет загружать новый код без использования внешнего аппаратного программатора. Он работает по протоколу AVR109.
Вы также можете обойти загрузчик и запрограммировать микроконтроллер через разъём ICSP (In-Circuit Serial Programming). Хотя отверстия слишком малы для вставки контактов, вы можете вставить штыревые разъёмы в ISP-коннектор вашего программатора и прижать их к разъёму ICSP на плате (сверху).
Автоматический (программный) сброс и инициализация загрузчика
Вместо физического нажатия кнопки сброса перед загрузкой, LilyPad Arduino USB спроектирован так, что его можно сбросить программно с подключённого компьютера. Сброс запускается при открытии виртуального (CDC) последовательного / COM-порта LilyPad на скорости 1200 бод с последующим закрытием. Когда это происходит, процессор сбрасывается, разрывая USB-соединение с компьютером (виртуальный последовательный / COM-порт исчезнет). После сброса процессора запускается загрузчик, оставаясь активным около 8 секунд. Загрузчик также можно запустить двойным быстрым нажатием кнопки сброса на LilyPad Arduino USB.
Физические характеристики
LilyPad Arduino USB имеет форму круга диаметром примерно 50 мм (2 дюйма). Разъём Micro USB немного выступает за этот диаметр. Толщина самой платы — 0,8 мм (1/32 дюйма), примерно 6,5 мм (1/4 дюйма) с учётом компонентов, самым высоким из которых является разъём JST для аккумулятора.
Технические характеристики
Микроконтроллер |
ATmega32u4 |
Рабочее напряжение |
3,3 В |
Входное напряжение |
3,8–5 В |
Цифровые выводы ввода/вывода |
9 |
Каналы ШИМ |
4 |
Каналы аналогового ввода |
4 |
Ток на вывод ввода/вывода |
40 мА |
Флеш-память |
32 КБ (ATmega32u4), из которых 4 КБ используются загрузчиком |
SRAM |
2,5 КБ (ATmega32u4) |
EEPROM |
1 КБ (ATmega32u4) |
Тактовая частота |
8 МГц |