Электронный компонент:Seeeduino V4.0

Материал из Онлайн справочника
Перейти к: навигация, поиск

Перевод: Максим Кузьмин (Cubewriter)
Перевел 1852 статей для сайта.

Контакты:

Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Ambox content.png Черновик


Seeeduino V4.0[1]

Seeeduino v4.0 1.jpg

Seeeduino V4.0 – это микроконтроллерная плата на базе ATmega328P, который является 8-битным AVR-микроконтроллером с пониженным энергопотреблением. Плата Seeeduino V4.0 оснащена 14 цифровыми I/O контактами (6 из которых можно использовать для ШИМ) и 6 аналоговыми контактами. Кроме того, на плате имеется вспомогательный микроконтроллер ATmega16u2, выполняющий функции конвертера USB-Serial. Это значит, что эта Seeeduino V4.0 может действовать в качестве FTDI-чипа.

Плата Seeeduino V4.0 – наследница плат Arduino Duemilanove и Uno, у нее то же расположение контактов. Но больше всего сходств с Arduino Duemilanove – у Seeeduino V4.0 те же размеры и расположение винтовых отверстий.

Более подробно о функциях этой платы читайте в разделе ниже, который называется «Интерфейсы, функции и компоненты»

Интерфейсы, функции и компоненты

Будучи наследницей Duemilanove и Uno, Seeeduino V4.0 имеет и собственные функции, которые не встречаются у других Arduino-плат – например, переключатель вольтовой логики (между 3.3 и 5 вольтами), дополнительные отверстия для гребешков и прямые коннекторы USB-UART. Более подробно о них (а также о том, где они расположены), читайте ниже:

Seeeduino v4 0 board sections 2.png

1Контактные площадки J2. Подключены к контактам микроконтроллера ATmega16u2 (чип U5) – PB4, PB5, PB6 и PB7.

2Светодиоды L, TX и RX. Светодиод L подключен к 13-ому цифровому контакту, и его можно использовать в качестве статусного светодиода для своих проектов. Светодиоды RX и TX работают автоматически. Они дают знать, когда плата отправляет (TX) и принимает (RX) данные.

3Порт MicroUSB. Используется для записи прошивки через ПК. MicroUSB – это очень распространенная версия USB, которая встречается в большинстве телефонов на Android. Возможно, у вас дома есть несколько таких кабелей.

4Передвижной переключатель SW2 (5V и 3V3). Используется для переключения вольтовой логики и выходного напряжения между 5 и 3.3 вольтами. В настоящее время многие хорошие датчики работают только с 3.3 вольтами, и если при использовании других Arduino-плат в этом случае требуется дополнительно подключать конвертер вольтовой логики, то в Seeeduino V4.0 этот конвертер уже встроен.

5Разъем для DC-питания (т.е. для питания постоянным током). Позволяет питать Seeeduino V4.0 от настенного адаптера – на тот случай, если вашему проекту понадобится дополнительное питание. Например, при использовании DC-моторов или других устройств с высоким энергопотреблением. Этот разъем может давать напряжение в диапазоне 7-12 вольт.

6ICSP-порт (U5). ICSP-контакты для микроконтроллера ATmega16u2.

7Микроконтроллер ATmega16u2 (U5). Руководит коммуникацией USB-UART, которая используется для записи прошивки на ATmega328P. Его также можно использовать в качестве FTDI-образного порта.

8Кнопка сброса (SW1). Расположена на боковой части платы – чтобы Seeeduino V4.0 можно было сбросить, даже если поверх нее подключен шилд. У других Arduino-плат в таком случае сброс сделать затруднительно, поскольку у них кнопка сброса находится на лицевой стороне платы.

9Дополнительные цифровые контакты. Эти контакты могут пригодиться в нескольких случаях. Например, если устройство удобнее подключить к плате напрямую, а не через макетную плату. Или если вы хотите подключить устройство напрямую, завершив прототипирование проекта. Эти контакты также можно использовать, если вы хотите отслеживать значения на выходных контактах, когда они используются другими устройствами.

10Микроконтроллер ATmega328P (U1). Это «мозг» платы – место где выполняется загруженный на нее код.

11Дополнительные аналоговые контакты и контакты для питания. Как и дополнительные цифровые контакты, эти контакты были добавлены на случай расширения проекта. Например, если вы хотите запитать от платы больше одного устройства, минуя макетную плату.

12Порт UART-USB (FTDI). Это входные/выходные контакты для коммуникации UART-USB, которой заправляет чип ATmega16u2. Этот порт хорошо подходит для того, чтобы безо всякого кода тестировать устройства, использующие коммуникацию USB-Serial, т.к. позволяет общаться с такими устройствами напрямую.

13ICSP-порт (U1). Это ISCP-контакты для коммуникации с микроконтроллером ATmega328P. Он расположен там же, где у других вспомогательных устройств (например, шилдов), совместимых с Arduino Uno, Mega, Due и Leonardo. Контакты SPI на этом порту – MISO, SCK и MOSI, которые подключены, соответственно, к цифровым контактам 12, 13 и 11 (как на Arduino Uno).

14Grove-коннекторы. Используются для подключения различных Grove-модулей, производимых компанией Seeed Studio (она также производит сами Grove-коннекторы). Коммуникация по этим коннекторам осуществляется через шины I2C и UART. Grove-коннектор с шиной I2C также подключен к аналоговым контактам 4 (SDA) и 5 (SCL), так что для I2C-коммуникации можно использовать и эти контакты. Grove-коннектор с шиной UART подключен к цифровым контактам 0 (RX) и 1 (TX).

Контакты ШИМ. Для широтно-импульсной модуляции (ШИМ) можно использовать цифровые контакты 3, 5, 6, 8, 9 и 10.

Характеристики

  • МикроконтроллерATmega328P
  • Рабочее напряжение – 5 или 3.3 вольта (выбор выполняется с помощью переключателя)
  • Цифровые I/O контакты – 14 шт.
  • Каналы ШИМ – 6 шт.
  • Входные аналоговые контакты – 6 шт.
  • Входной DC-разъем – 7-12 вольт
  • Сила (постоянного) тока на одном I/O контакте – 40 мА
  • Flash-память – 32 Кб (ATmega328P)
  • RAM – 2 Кб (ATmega328P)
  • EEPROM – 1 Кб (ATmega328P)
  • Тактовая частота – 16 МГц

Установка дайвера

Драйвер можно установить двумя способами – автоматическим и вручную.

Автоматическая установка

Драйверы для Arduino/Seeeduino уже идут в комплекте с IDE Arduino. На Windows, установив IDE Arduino, просто подключите Seeeduino к USB-порту компьютера, и установка драйвера должна начаться автоматически.

Спустя несколько (2-5) минут драйвер будет установлен, и вы увидите вот такое окно:

Сообщение Windows о том, что драйвер для Seeeduino V4.0 был установлен

После этого Seeeduino V4.0 будет готова к использованию.

Ручная установка

Если автоматическая установка закончится неудачей, вы можете попробовать установить драйверы вручную. Для этого проделайте следующее: 1. Наберите в поиске Windows «Диспетчер устройств». Когда иконка «Диспетчера устройств» появится в поисковой выдаче, кликните на нее.

Как открыть в Windows меню «Диспетчер устройств»

2. В окне «Диспетчер устройств» найдите пункт «Порты (COM и LPT или «Другие устройства», а в нем – «USB Serial Port». Это плата Seeeduino, которую ваша ОС еще не распознала. Сделайте клик правой кнопкой мыши по этому пункту и выберите «Обновить драйвер...»

Seeeduino v4.0 Driver1 5.jpg

3. В новом окне выберите вариант «Выполнить поиск драйверов на этом компьютере»

Seeeduino v4.0 Driver2 6.jpg

4. Наконец, укажите папку, где находится драйвер (она находится в папке «drivers», которая находится внутри директории, в которую установлена IDE Arduino).

Updata Driver Software for Seeeduino v4.0 7.jpg

5. Если драйвер был установлен успешно, вы увидите примерно такое окно:

Seeeduino v4.0 Driver4 8.jpg

6. В «Диспетчере» устройств пункт, отвечающий за Seeeduino V4.0, теперь должен называться вроде «Arduino Uno (COMXX)» или «USB Serial Port (COMXX)»:

Seeeduino v4.0 Driver5 9.jpg

7. Когда вы откроете IDE Arduino, в меню Инструменты > Порт (Tools > Port) появится тот же самый порт. Если IDE Arduino была открыта во время установки драйвера, то этот порт не появится – в этом случае ее нужно закрыть и снова открыть.

Seeeduino v4.0 Driver6 10.jpg

Демо-скетчи

Эта глава расскажет о нескольких демо-скетчах для платы Seeeduino V4.0.

Демо-скетч 1: Мигание светодиодом

Выше (в разделе «Интерфейсы, функции и компоненты») уже упоминалось, что Seeeduino V4.0 оснащена светодиодом, который подключен к 13-ому цифровому контакту. Этот скетч-пример продемонстрирует, как мигать этим светодиодом. Мигание светодиодом – это самая простая программа, которая позволяет сделать первый шаг в понимании того, как работают программные и аппаратные компоненты платы.

Все шаги, которые нужно предпринять для создания этого проекта, показаны в гифке ниже:

Как мигать светодиодом на Seeeduino V4.0

Ниже каждый из этих шагов описан более подробно:

1. Откройте IDE Arduino

2. Выберите в IDE Arduino плату Seeeduino V4.0, кликнув на Инструменты > Плата > Arduino Uno (Tools > Board > Arduino Uno). Seeeduino V4.0 будет распознана как Arduino Uno:

Seeeduino v4.0 upload3 11.jpg

3. Выберите COM-порт, к которому подключена Seeeduino V4.0. Для этого кликните в IDE Arduino на Инструменты > Порт > COMXX (Tools > Port > COMXX), где «COMXX» – это номер COM-порта, к которому подключена плата:

Seeeduino v4.0 upload4 12.jpg

4. Откройте скетч-пример «Blink». Для этого кликните в IDE Arduino на Файл > Примеры > 01.Basics > Blink (File > Examples > 01.Basics > Blink). В результате откроется новое окно, в котором будет код скетча «Blink». Предыдущее окно IDE Arduino можно закрыть.

Seeeduino v4.0 upload2 13.jpg

5. В этом окне кликните на кнопку «Загрузка» («Upload») – это загрузит/отправит код на плату Seeeduino V4.0. Если все загрузилось нормально, спустя несколько секунд в нижней части IDE Arduino должно появиться сообщение «Загрузка завершена» («Done uploading»). Это значит, что прошивка на плате готова к использованию:

Seeeduino v4.0 upload1.jpg

6. В результате на Seeeduino должен начать мигать синий светодиод с частотой один раз в секунду:

Синий светодиод, мигающий на Seeeduino V4.0

Демо-скетч 2: Коммуникация UART-USB и 3.3-вольтовая логика

Плата Seeeduino V4.0 обладает двумя преимуществами по сравнению с другими платами семейства Arduino. Во-первых, она оснащена переключателем, позволяющим переключать вольтовую логику между 5 и 3.3 вольтами, и во-вторых, оснащена портом USB-UART, который делает ее, в сущности, FTDI-образным девайсом, который можно использовать для того, чтобы быстро начать работать с устройствами, использующими протокол/интерфейс UART.

Этот скетч демонстрирует, как начать работать с WiFi-модулем ESP8266, ни делая никаких дополнительных соединений и не используя код. Другим Arduino-платам для этого дополнительно понадобились бы преобразователь напряжения, конвертер вольтовой логики и специальное ПО для управления двумя отдельными Serial-портами. Но Seeeduino V4.0 ничего этого не нужно.

1. Отключите от Seeeduino V4.0 все источники питания, чтобы она была абсолютно выключенной. При помощи переключателя SW2 переключите плату в режим 3.3 вольт.

2. Подключите к Seeeduino V4.0 модуль ESP8266 в соответствии со схемой и таблицей ниже:

Контакты на Seeeduino Контакт на ESP8266
GND GND
TX RX
RX TX
CH_PD VCC
VCC VCC
Схема подключения Seeeduino V4.0 и ESP8266. Здесь показано, что переключатель вольтовой логики стоит в положении 5V, но его нужно переключить на 3V3

3. Теперь нужно настроить плату, чтобы она стала проводником для отправки команд на ESP8266.

  • Подключите плату Seeeduino V4.0 к USB-порту на ПК
  • Откройте IDE Arduino
  • Загрузите на Seeeduino «чистую» программу. Это нужно для того, чтобы прошивка не выполняла никаких действий с Serial-функциями. Выглядит она следующим образом:
  1. void setup()
  2. {
  3.  
  4.     }
  5.  
  6.     void loop()
  7. {
  8.  
  9.     }
  • Откройте монитор порта IDE Arduino
  • В правом нижнем углу находятся два выпадающих меню. В первом выберите «NL & CR», а во втором – «9600». Скорость передачи данных у вашей модели ESP8266 может отличаться.
  • ESP8266 готов получать и отправлять информацию/команды. Попробуйте отправить команду «AT+RST» (это должно сбросить модуль), а затем «AT+CWLAP» (это должно показать список точек доступа, обнаруженных вашим ESP8266). Пример того, что может показать монитор порта, смотрите на скриншоте ниже:
Esp8266-output 16.png

От версии к версии

В таблице ниже показано, как плата Seeeduino менялась от одной версии к другой:

Версия Описание Дата релиза
Seeeduino V0.9 Первоначальный релиз
Seeeduino V1.1
  1. Исправлен баг – Необязательное переходное отверстие на проводе 4-ого контакта.
  2. Исправлен баг – Наклейка по ошибке закрыта переключателями.
  3. Добавлены I2C-порт и порт для датчиков.
  4. Для VCC-переключателя добавлен конденсатор на 100 мкФ.
  5. Сгруппированы новые контакты с шагом 2,54 мм.
  6. Кнопки сброса заменены на металлические.
  7. Перемещены наклейки и надписи (чтобы смотрелось более разборчиво).
Seeeduino V2.12
  1. Нулевое энергопотребление в выключенном состоянии.
  2. Более крепкие переключатели.
  3. Второй порт питания для прямого 5-вольтового подключения (ВНИМАНИЕ! Используйте только 5V).
  4. Сила выходного тока при 3.3 вольтах составляет 150 мА.
  5. Печатная плата стала на 0.1 мм тоньше (чтобы облегчить вес).
  6. Зарезервирован дополнительный ряд контактов.
Seeeduino V2.2
  1. Выбор питания между USB и EXT.
  2. Апгрейд конденсатора питания.
  3. Более понятная расстановка компонентов.
  4. Сброс теперь делать проще.
  5. Настоящий кварцевый кристалл.
  6. Внешний диод питания заменен на 1N4004 (больше питания на контакте Vin)
16 декабря 2010
Seeeduino V2.21
  1. Поставлен более прочный коннектор MiniUSB
12 января 2011
Seeeduino V3.0
  1. Коннектор JST заменен на DC-разъем
  2. 1 января 2012
Seeeduino V4.0
  1. Убран переключатель RST.
  2. Добавлен чип ATmega16u2 в качестве конвертера USB-UART.
  3. Добавлен конвертер DC-DC, чтобы уменьшить рассеивание энергии.
  4. MicroUSB.
  5. Загрузчик Uno
1 сентября 2014

Сообщения о багах

В надписях о ШИМ есть ошибка. Контакты с ШИМ – это D9, D10 и D11. Разработчики обещают исправить эту ошибку как можно быстрее.

Seeeduino v4.0 bug.png

Полезные ссылки

См.также

Внешние ссылки

  1. wiki.seeed.cc - Seeeduino v4.0