Arduino YUN

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Disponibilità:

Codice prodotto A000008
Categoria Schede CPU Arduino
Marca Arduino
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La Arduino YÚN è parte di un'innovativa linea di prodotti WiFi che combinano la potenza di Linux con la facilità d'uso di Arduino. 

La Arduino Yun è una scheda basata sul microcontrollore ATMEGA32U4 (scheda tecnica) e sul processore Atheros AR9331 che supporta una distribuzione Linux basata su OpenWrt e denominata Linino. La scheda è dotata di una connessione Ethernet e del supporto Wi-Fi, di un connettore  per schede micro-SD, possiede 20 pin di ingresso/uscita (7 dei quali i possono essere utilizzati come uscite PWM e 12 come ingressi analogici), una connessione micro USB, un header ICSP, e 3 pulsanti di reset.
 
La Arduino Yun si distingue dalle altre schede Arduino in quanto possiede una distribuzione Linux a bordo offrendo un potente computer collegato in rete con la facilità di un Arduino. Oltre ai comandi Linux come cURL è possibile scrivere le proprie shell e gli scripts di Python.
La Arduino Yun è simile alla Arduino Leonardo ma con Linux a bordo. (il microprocessore ATmega32U4 incorpora la comunicazione USB eliminando la necessità di un processore secondario).

Alimentazione:

Per alimentare la Arduino Yun è raccomandabile utilizzare la connessione microUSB, se si utilizzano i pin GND e Vin andrà utilizzata una tensione stabilizzata a 5V, la scheda non ha un regolatore di tensione a bordo.

La Arduino Yun è anche compatibile con l'alimentazione PoE, per poter utilizzare questa funzionalità è necessario montare un modulo PoE sulla scheda.

Attenzione: La Arduino YÚN deve essere alimentata attraverso un modulo PoE a 5V, non utilizzare il modulo PoE a 12V per evitare di danneggiare la scheda.

I piedini utilizzati per l'alimentazione sono i seguenti:

  • VIN. La tensione di ingresso alla scheda Arduino quando sta utilizzando una sorgente di alimentazione esterna, la massima tensione ammessa è di 5V.
  • 5V. Su questo pin è presente la tensione a 5V utilizzata per l'alimentazione del microcontrollori en di altri componenti presenti sulla scheda. Questa tensione viene fornita dall'alimentatore collegato al pin Vin oppure dalla connessione micro USB. 
  • 3,3V. Su questo pin è presente la tensione a 3,3V generata dal regolatore interno, è permesso un assorbimento massimo di 50mA.
  • GND. Pin di massa
  • IOREF. E' la tensione operativa dei pin di I/O, sulla Arduino Yun è di 5V.
Memoria:

Il microprocessore ATMEGA32U4 dispone di 32 KB di memoria Flash (4 KB usato per il bootloader),  2,5 KB di SRAM e 1 KB di EEPROM (che può essere letta e scritta con la libreria EEPROM).
La memoria del processore AR9331 non è integrata all'interno del chip,  la RAM e la memoria di archiviazione sono collegate esternamente. La Arduino Yun dispèone di 64 MB di RAM DDR2 e di 16 MB di memoria flash. La memoria flash è precaricata con una distribuzione Linux basata su OpenWrt e chiamata Linino OS. È possibile modificare il contenuto dell'immagine precaricata, ad esempio quando si installa un programma o quando si modifica un file di configurazione. Si torna alla configurazione originale premendo il tasto "RST WLAN" per 30 secondi.
L'installazione del sistema operativo Linino occupa circa 9 MB dei 16 MB dimemoria flash interna. È possibile utilizzare una scheda micro SD, se necessita più spazio per l'installazione delle applicazioni.

Ingressi e Uscite:

Non è possibile accedere ai pin di  I/O dell'Atheros AR9331 in quanto tutte le linee di I/O sono collegate al microprocessore ATmega32U4.

Ognuno dei 20 pin di  I/O della Arduino Yun può essere utilizzato come ingresso o come uscita utilizzando le funzionipinMode (), digitalWrite (), e digitalRead (). Tutti i pin operano a 5 volt e ogni pin è in grado di fornire o ricevere un massimo di 40 mA. Su tutti i pin è presente una resistenza di pull-up interno (scollegata di default) con un valore compreso tra 20 e 50 kOhm.

Alcuni pin hanno funzioni specializzate:

  • Seriale: Pin 0 (RX) e pin 1 (TX). Utilizzati per ricevere (RX) e trasmettere (TX) i dati seriali utilizzando la capacità di comunicazione seriale del microcontrollore ATmega32U4. Da notare che sulla Arduino Yun la classe Serial si riferisce alla comunicazione USB (CDC), per la seriale sui pin 0 e 1 la scheda utilizza la classe Serial1. La seriali hardware dell'Atmel ATmega32U4 e del AR9331 sono collegate fra loro e vengono utilizzate per la comunicazione reciproca. Come è comune nei sistemi Linux, sulla porta seriale del AR9331 è disponibile la console per l'accesso al sistema, questo significa che è possibile accedere ai programmi e gli strumenti offerti da Linux direttamente dal vostro sketch.
  • TWI: Il pin 2 (SDA) e il pin 3 (SCL) supportano la comunicazione TWI utilizzando la libreria Wire.
  • Interrupt esterni: Pin 3 (interrupt 0), pin 2 (interrupt 1), pin 0 (interrupt 2), pin 1 (interrupt 3) e pin 7 (interrupt 4). Questi pin possono essere configurati per attivare un interrupt su un valore basso, un fronte di salita, di discesa o un cambiamenti di stato. Per i dettagli vedere la funzione attachInterrupt (). Non è consigliabile utilizzare come interrupts i pin 0 e 1 in quanto utilizzati per la comunicazione seriale. Pin 7 è collegato al processore AR9331 e potrà essere utilizzato in futuro come segnale di handshake. Si consiglia di fare attenzione ad evitare possibili conflitti se si intende usare questo pin come interrupt.
  • PWM: Pin 3, 5, 6, 9, 10, 11, e 13 forniscono una uscita PWM a 8 bit utilizzando la funzione analogWrite (). 
  • SPI: Disponibile sul connettore ICSP. Questi pin supportano la comunicazione SPI utilizzando la libreria SPI. Da notare che i pin SPI non sono collegati i piedini di I/O digitali, sono disponibili solo sul connettore ICSP. Questo significa che se si dispone di uno shield che utilizza la SPI, ma non dispone del connettore ICSP a 6 pin, lo shield non funzionerà. I pin SPI sono anche collegati ai pin GPIO dell'AR9331 dove è stato implementato il software dell'interfaccia SPI. Ciò significa che il microprocessore ATMEGA32U4 e l'AR9331 possono comunicare utilizzando il protocollo SPI.
  • LED: Collegato al pin digitale 13. Quando il pin è alto il LED è acceso, quando il pin è basso il LED è spento. Ci sono diversi altri LED di stato sulla Arduino Yun utilizzati per indicare la presenza dell' alimentazione,  la connessione WLAN, la connessione WAN, il Bluetooth e la USB.
  • Ingressi Analogici: Pin da A0 - A5, si trovano nella stessa posizione della Arduino Uno e da A6 - A11 (sui pin digitali 4, 6, 8, 9, 10, e 12). Ogni ingresso analogico fornisce 10 bit di risoluzione (cioè 1024 valori differenti). Per default la misura sugli ingressi analogici viene effettuata tra massa e 5V, è possibile cambiare l'estremità superiore del loro intervallo utilizzando il pin AREF e la funzione analogReference ().
  • AREF: Tensione di riferimento per i pin analogici di input; utilizzato con la funzione analogReference()
Sulla scheda sono presenti 3 pulsanti di reset che svolgono funzioni diverse:
  • Reset AR9331: Portare questa linea a livello basso per resettare il microprocessore AR9331. Il ripristino dell' AR9331 causerà il riavvio del sistema Linux. Tutti i dati memorizzati nella RAM andranno persi e tutti i programmi che sono in esecuzione saranno terminati.
  • Reset ATmega32U4: Portare questa linea a livello basso per resettare il microcontrollore ATMEGA32U4. 
  • Reset WiFi: Questo tasto ha una doppia funzione. Come prima cosa serve per ripristinare il WiFi con l' impostazione originalie. La configurazione originale consiste nel settare la WiFi della Arduino Yun in modalità Access Point (AP) e assegnare l'indirizzo IP di default che è 192.168.240.1, in questa condizione è possibile connettersi con il proprio computer alla rete WiFi che apparirà  con il nome SSID "Arduino Yun-XXXXXXXXXXXX", dove i dodici 'X' sono l'indirizzo MAC del Yun. Una volta connessi è possibile raggiungere il pannello web della Arduino Yun con un browser all'indirizzo 192.168.240.1 oppure all'indirizzo "http: //arduino.local". Da notare che il ripristino della configurazione Wi-Fi provocherà il riavvio dell 'ambiente Linux. Per ripristinare la configurazione Wi-Fi è necessario premere e tenere premuto il tasto Reset WiFi per 5 secondi. Quando si preme questo tasto il LED blu WLAN inizierà a lampeggiare e continuerà a lampeggiare per 5 secondi dopo avere rilasciato il pulsante indicando che la procedura per il ripristino del WiFi è stato registrata. La seconda funzione del tasto Reset WiFi è quella di ripristinare l'immagine linux di default. Per ripristinare l'immagine Linux è necessario premere il tasto per 30 secondi. Effettuando il ripristino dell'immagine di default andranno persi i file salvati ed i software installati sulla memoria flash collegata al AR9331.
Comunicazione:

La Arduino YUN ha una serie di possibilità per la comunicazione con un computer, un altro Arduino o altri microcontrollori. L'ATMEGA32U4 fornisce una comunicazione seriale UART TTL (5V), disponibile sul pin digitali 0 (RX) e 1 (TX). L'ATmega32U4 consente inoltre di comunicare direttamente via USB,  per il software sul computer appare come una porta COM virtuale. Il chip supporta la comunicazione USB 2.0 full speed utilizzando i driver USB COM standard. Per i pc con sistema operativo Windows è necessario un file .inf.Il software Arduino include un monitor seriale che permette di inviare semplici dati di testo da e verso la scheda Arduino Leonardo. I LED RX e TX sulla scheda lampeggia quando i dati vengono trasmessi attraverso la connessione USB al computer (ma non per la comunicazione seriale sui pin 0 e 1).

È possibile utilizzare libreria Ciao per la comunicazione tra i processori.

Arduino Ciao è una tecnologia potente facile da usare che permette agli sketches di Arduino di comunicare in modo intuitivo con il "mondo esterno". Ha lo scopo di semplificare l'interazione tra microcontrollore e Linino OS permettendo una varietà di connessioni con la maggior parte dei protocolli comuni, i servizi di terze parti e i social networks. 

Ciao è stato progettato e sviluppato per essere modulare e facilmente configurabile. Il suo obiettivo è quello di interagire con le risorse di sistema (file system, console, memoria) e di comunicare con i protocolli più comuni (XMPP, HTTP, WebSocket, COAP, ecc ..) e le applicazioni (Jabber, wechat , Twitter, Facebook, ecc).

Ciao Library è una libreria leggera che può essere utilizzata all'interno degli sketches per la MCU per inviare e ricevere dati tramite comunicazione seriale in modo semplice ed intuitivo.
Una libreria SoftwareSerial permette la comunicazione seriale su uno qualsiasi dei pin digitali del Yun. I pin 0 e 1 non dovrebbero essere utilizzati in quanto sono in uso dalla libreria Bridge.
L'ATMEGA32U4 supporta anche la comunicazione I2C (TWI) e la comunicazione SPI. Il software Arduino include una libreria Wire per semplificare l'uso del bus I2C e una libreria SPI per la comunicazione SPI.
La Arduino Yun appare come una tastiera o un mouse generico e può essere programmata per controllare questi dispositivi di ingresso utilizzando le classi tastiera e mouse.
Le interfacce Ethernet e WiFi sono collegate direttamente al processore AR9331. Per inviare e ricevere dati utilizzare la libreria Bridge.
La Arduino Yun ha anche funzionalità host USB attraverso Linino OS. È possibile collegare periferiche come dispositivi flash USB, tastiere o webcam. Potrebbe essere necessario scaricare e installare un software aggiuntivo per permettere a questi dispositivi di funzionare regolarmente.

Programmazione:

L'Arduino YUN può essere programmata con il software di Arduino (download). Dopo avere lanciato il software selezionare "Arduino YUN" dal menù Strumenti > Scheda (secondo il microcontrollore impiegato sulla scheda.
 
L'ATmega32U4 utilizzato sulla Arduino Yun è precaricato con un bootloader che permette di caricare il nuovo codice senza utilizzare di un programmatore hardware esterno. La comunicazione avviene utilizzando il protocollo AVR109.
 
È anche possibile ignorare il bootloader e programmare il microcontrollore attraverso tramite di ICSP (In-Circuit Serial Programming) utilizzando un programmatore Arduino ISP.

Reset (Software) Automatico:

Il reset della Arduino YUN (da effettuare prima di caricare un nuovo sketch) può essere effettuato con il pulsante presente sulla scheda oppure tramite il software in esecuzione sul computer collegato alla scheda. Il reset viene attivato quando la porta COM virtuale dell'Arduino Leonardo viene aperta a 1200 baud e poi chiusa. Quando questo accade il processore si resetta interrompendo il collegamento USB al computer (il che significa che la porta seriale COM virtuale scomparirà). Dopo il ripristino del processore il bootloader si avvia, rimanendo attivo per circa 8 secondi. Il bootloader può essere avviato anche premendo il pulsante di reset sulla Arduino Yun. Quando l'Arduino YUN viene accesa non avvierà il bootloader ma eseguirà lo sketch, se presente.

A causa del modo in cui la Arduino Yun gestisce il reset è meglio lasciare al software di Arduino il tentativo di avviare il ripristino prima di caricare uno sketch, Se il software non può ripristinare la scheda si può sempre inizializzare il bootloader premendo il pulsante di reset.

Protezione della porta USB: 

L'Arduino YUN ha un fusibile ripristinabile che protegge la porta USB del computer dal cortocircuito e dalla sovracorrente. Se dalla porta USB vengono assorbiti più di 500mA il fusibile si interrompe e verrà ripristinato solo dopo avere eliminato il sovraccarico.

Disposizione dei componenti:

Caratteristiche:

  • Alimentazione: 5 V
  • Pin di I/O digitali: 20
  • Uscite PWM: 7
  • Assorbimento: 250 mA
  • Dimensioni: 53 x 68.5 mm
  • Lettore di micro SD 
  • Micro-SD
  • Peso: 34 g

Microcontrollore Arduino

  • Microcontrollore: ATmega32u4
  • Architettura: AVR
  • Tensione operativa: 5V
  • Memoria Flash: 32 KB (4 KB usati dal bootloader)
  • Memoria SRAM: 2.5 KB
  • Velocità del clock: 16 MHz
  • Ingressi analogici: 12
  • Memoria EEPROM: 1 KB
  • Corrente per pin: 40 mA per i pin di I/O, 50 mA per i pin a 3,3V

Microprocessore Arduino

  • Processore: Atheros AR9331
  • Architettura: MIPS
  • Tensione Operativa: 3.3 V
  • Memoria Flash: 16 MB
  • Memoria RAM: 64 MB DDR2
  • Velocità del clock: 400 MHz
  • WiFi: 802.11b/g/n 2.4 GHz
  • Ethernet: 802.3 10/100Mbit/s
  • USB: 2.0 Host

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