Arduino Leonardo ETH con PoE

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Disponibilità:

 

Codice prodotto A000023
Categoria Schede CPU Arduino
Marca Arduino
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Il Leonardo ETH con PoE è una scheda basata sul microcontrollore ATMEGA32U4 (scheda tecnica) e il nuovo TCP/IP Ethernet Controller W5500 (scheda tecnica). Dispone di 20 ingressi / uscite digitali di cui 7 possono essere utilizzate come uscite PWM e 12 come ingressi analogici, un oscillatore a cristallo a 16 MHz, una connessione RJ45, un connettore micro USB, un jack di alimentazione, un connettore ICSP e un pulsante di reset. Il Leonardo ETH con PoE differisce dalla scheda Ethernet precedente in quanto il microcontrollore ATMEGA32U4 è dotato di comunicazione USB, eliminando la necessità di un convertitore esterno da USB a seriale. Questo permette al Leonardo ETH con PoE di apparire al pc come un mouse, una tastiera o una porta seriale virtuale. La scheda monta Un lettore di schede microSD accessibile attraverso la Biblioteca SD che può essere utilizzato per memorizzare i file per il servizio sulla rete. Questa versione può anche essere alimentata attraverso il modulo PoE.

La Arduino Leonardo ETH con PoE utilizza la nuova piedinatura 1.0 che rispetto alle precedenti versioni vede le seguenti modifiche:

  • Sono stati aggiunti ulteriori 2 pin SDA e SCL vicino al pin AREF per la comunicazione TWI (I2C). Questo permetterà di connettere degli Shields che per il loro funzionamento utilizzano il bus TWI (I2C).
  • E' stato aggiunto il pin IOREF che permette agli shields di adattare i livelli di tensione sui pin di I/O in accordo con i livelli della CPU. Gli Shield che sono provvisti del pin IOREF saranno compatibili con le CPU Arduino a 5V e con quelle a 3,3V. 
  • E' stato aggiunto un pin vicino a IOREF, al momento questo pin non è utilizzato ed è riservato per le espansioni future. 
Alimentazione:

L'alimentazione esterna può essere fornita da un alimentatore, da una batteria o dal modulo PoE presente sulla scheda. L'alimentatore andrà collegato nel jack di alimentazione presente sulla scheda. Per la batteria possono essere utilizzati i pin GND e Vin.

L'alimentatore esterno dovrà fornire una tensione compresa tra 7V e 12V. Una tensione inferiore ai 7V non permetterà il funzionamento corretto del regolatore presente a bordo e la scheda risulterà instabile,  se si utilizzano più di 12 V il regolatore di tensione può surriscaldarsi e danneggiare la scheda. 

I piedini di alimentazione sono i seguenti:
  • VIN: Ripete la tensione di ingresso alla scheda Arduino quando sta utilizzando una sorgente di alimentazione esterna, questo ingresso è collegato direttamente al jack di alimentazione presente sulla scheda.
  • 5V: Su questo pin è presente la tensione a 5V generata dal regolatore presente sulla scheda. Per evitare di danneggiare la scheda questo ingresso non andrà mai utilizzato come sorgente di alimentazione.
  • 3V3: 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: Questo pin fornisce il riferimento per la tensione di lavoro del microcontrollore. Uno shield configurato correttamente è in grado di leggere la tensione sul pin IOREF e selezionare la sorgente di alimentazione appropriata per abilitare, o meno, gli adattatori di livello che permettono di lavorare a 5V oppure a 3,3V.

Il modulo PoE è stato progettato per estrarre l'alimentazione direttamente da un cavo Ethentet Cat 5 e presenta le seguenti caratteristiche: 

  • Conforme allo standard IEEE802.3af
  • Tensione in ingresso: da 36V a 57V
  • Protezione contro il cortocicuito e il sovraccarico
  • Uscita a 12V
  • Convertitore DC/DC ad alta efficienza (tip. 85% con carico 80%)
  • Isolamento tra ingresso e uscita di 1.500V
Memoria:

Il microcontrollore ATmega32U4 dispone di 32 KB (con 0,5 KB usati per il bootloader), 2,5 KB di SRAM e 1 KB di EEPROM (che può essere letta e scritta con la libreria EEPROM).
 
Ingressi e Uscite:
 
Ciascuno dei pin digitali della Arduino Leonardo ETH con PoE può essere utilizzato come ingresso oppure come uscita utilizzando le funzioni pinMode (), digitalWrite (), e digitalRead (). Tutti i pin operano a 5V e sono in grado di fornire o ricevere un massimo di 40 mA, su tutti i pin è presente una resistenza di pull-up interno (disabilitata di default) con un valore compreso tra 20Kohm e 50Kohm. Inoltre, alcuni di questi pin hanno funzioni specializzate:
  • Seriale: Pin 0 (RX) e pin 1 (TX). Vengono utilizzati per ricevere (RX) e trasmettere (TX) i dati seriali TTL utilizzando la funzionalità dell'ATMEGA32U4. Si noti che nell'Arduino Leonardo la classe seriale fa riferimento alla comunicazione USB (CDC), per la seriale TTL sui pin 0 e 1, utilizzare la classe Serial1.
  • TWI (I2C): Pin 2 (SDA) e 3 (SCL) questi pin supportano la comunicazione TWI ((I2C) utilizzando la libreria Wire.
  • Interrupt Esterni: Pin 2 (interrupt 1) e pin 3 (interrupt 0). Questi pin possono essere configurati per attivare un interrupt su un livello logico basso, un fronte di salita o di discesa o cambiamenti di valore. Vedere la funzione attachInterrupt () per i dettagli.
  • PWM: Pin 3, 5, 6, 9, 10, 11 e 13. Forniscono una uscita PWM a 8 bit utilizzando la funzione analogWrite ().
  • SPI: pin 10 (SS), pin 11 (MOSI), pin 12 (MISO) e pin 13 (SCK). Questi pin vengono utilizzati per la comunicazione SPI tramite la libreria SPI.
  • LED:  collegato al pin 13. Quando sul pin è presente un livello alto il LED è acceso, un livello basso spegne il led.
La Arduino Leonardo ETH con PoE dispone di 12 ingressi analogici etichettati da A0 a A5 (questi pin si trovano nella medesima posizione della Arduino Uno R3) e da A6 a A11 (sui pin 4, 6, 8, 9, 10, e 12), ciascuno di questi pin fornisce una risoluzione a  10 bit (cioè 1024 valori differenti). Per default questi pin effettuano le misure utilizzando come riferimento superiore i 5V e come riferimento inferiore la massa. E' possibile cambiare il riferimento superiore utilizzando il pin AREF e la funzione analogReference ().

Ci sono altri pin sulla scheda con funzioni dedicate:

  • AREF: Tensione di riferimento per gli ingressi analogici. Utilizzato con analogReference ().
  • RESET: Un livello basso su questo pin resetta il microcontrollore. Questo ingresso è generalmente utilizzato dal pulsante di reset presente su alcuni shields.
Comunicazione:
 
La Arduino Leonardo ETH con PoE 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).
 
Tramite la libreria SoftwareSerial è possibile indirizzare la comunicazione seriale TTL a 5V verso qualunque pin della Arduino Leonardo.
 
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 da utilizzare per la comunicazione SPI.
 
L'Arduino Leonardo ETH con PoE appare come una tastiera e un mouse generici e può essere programmato per controllare questi dispositivi di ingresso utilizzando le classi tastiera e mouse.
 
La scheda può anche collegarsi a una rete Ethernet, Quando ci si connette a una rete, è necessario fornire un indirizzo IP e un indirizzo MAC. La Biblioteca Ethernet è completamente supportata.

Il lettore di schede microSD presente sulla scheda è accessibile attraverso la Biblioteca SD. Quando si lavora con questa libreria, il pin SS è il numero 4.

Programmazione:

L'Arduino Leonardo ETH con PoE può essere programmata con il software di Arduino (download). Dopo avere lanciato il software selezionare "Arduino Leonardo ETH" dal menù Strumenti > Scheda (secondo il microcontrollore impiegato sulla scheda.
 
L'ATmega32U4 utilizzato sulla Arduino Leonardo ETH con PoE 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 Leonardo ETH con PoE (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. Quando l'Arduino Leonardo viene accesa non avvierà il bootloader ma eseguirà lo sketch, se presente.
 
Protezione della porta USB:

L'Arduino Leonardo ETH con PoE 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.

Caratteristiche:

 •  Microcontrollore: ATmega32u4
 •  Tensione operativa: 5V
 •  Alimentazione raccomandata: da 7V a 12V
 •  Limiti tensione di alimentazione: da 6V a 20V
 •  Alimentazione tramite PoE: da 36V a 57V
 •  20 pin di I/O
 •  7 Canali PWM
 •  Pin riservati: 4 usati dalla SD card, 10 utilizzati dal W5500
 •  12 Analog Input Pins
 •  Corrente per i pin di I/O: 40 mA
 •  Corrente sul pin 3,3V: 1 A (solo con alimentatore esterno)
 •  Memoria Flash: 32 KB (ATmega32u4) of which 4 KB used by bootloader
 •  Memoria SRAM: 2.5 KB (ATmega32u4)
 •  Memoria EEPROM: 1 KB (ATmega32u4)
 •  Clock: 16 MHz
 •  Embedded Ethernet Controller W5500 TCP/IP
 •  Modulo PoE per l'alimentazione tramite rete Ethernet
 •  Connettore di rete con Power Over Ethernet
 •  Micro SD card con adattatore di livelli

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