Arduino Tian

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Codice prodotto A000116
Categoria Schede CPU Arduino
Marca Arduino
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La nuova Arduino Tian impiega un microprocessore Atmel SAMD21 con un core ARM Cortex® M0 + 32 bit e un Qualcomm Atheros AR9342, un processore MIPS ad alta integrazione che opera fino a 533MHz e che si occupa della connessione Wi-Fi dual-band IEEE802.11n a 2.4GHz oppure a 5GHz. Il Qualcomm Atheros MIPS supporta una distribuzione Linux basata su OpenWRT e nominata Linino. La Arduino Tian possiede anche una memoria eMMC da 4GB. E 'possibile escludere la porta su Linux della MCU per ridurre il consumo di energia.

NB: Prima di iniziare con la Arduino Tian è necessario scaricare i driver per il chip CP201X utilizzando il seguente link: http://www.silabs.com/products/interface/Pages/CP2105EK.aspx

Alimentazione:

La Arduino Tian può essere alimentata tramite la connessione micro USB micro, con un alimentatore esterno che dovrà fornire una tensione di 5V e una corrente di almeno 600mA oppure tramite una batteria, in questo caso andranno utilizzati i pin GND e Vin. La scheda rileva automaticamente quali fonti di alimentazione disponibili e scegliere quale usare in base al seguente ordine di priorità:

  • Alimentazione esterna
  • Alimentazione tramite la connessione micro USB

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 2A.
  • GND. Pin di massa
  • IOREF. E' la tensione operativa dei pin di I/O, sulla Arduino Tian è di 3,3V.
Memoria:

Il microprocessore ATSAMD21G18 dispone di 256 KB di memoria Flash (con 69 KB usati per il bootloader). Il bootloader è precaricato da Atmel e viene memorizzato in una memoria ROM dedicata. Il bootloader è protetto utilizzando il fusibile NVM. Sono anche disponibili 32 KB di memoria SRAM.

Ingressi e Uscite:

Non è possibile accedere ai pin di  I/O dell'Atheros AR9342, in quanto tutte le linee di I/O sono collegate al SAMD21.
L'Atheros AR9342 è collegato un hub USB a 4 porte (vedere lo schema a blocchi) al quale sono collegati il Bluetooth, la memoria eMMC, il SAMD21 e la porta USB Host.

Ognuno dei 20 pin di  I/O della Arduino Tian possono essere utilizzati come ingressi o come uscita utilizzando le funzionipinMode (), digitalWrite (), e digitalRead (). Tutti i pin operano a 3,3 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 a 3,3 V utilizzando la capacità di comunicazione seriale del microcontrollore SAMD21. Da notare che sulla Tian la classe Serial si riferisce alla comunicazione USB (CDC), per il seriale a 3.3V sui pin 0 e 1 la scheda utilizza la classe Serial5. I seriali hardware dell'Atmel SAMD21 e del AR9342 della Tian sono collegati fra loro e vengono utilizzati dai due processori per la comunicazione reciproca tramite SerialUSB
  • TWI: I pin SDA e SCL supportano la comunicazione TWI utilizzando la libreria Wire. Sulla Arduino Tian questi pin non sono collegati agli I/O digitali.
  • Interrupt esterni: Tutti i pin possono essere utilizzati come interrupt esterni (0: interrupt 0, 1: interrupt 1, ecc.), non può essere utilizzato come interrupt il PIN2. Questi perni 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 (). Pin 7 è collegato al processore AR9342 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.
  • LINUX (MIPS) on/off: E' possibile abilitare o disabilaitare la parte Linux tramite il pin 32 (digitalWrite (32, HIGH) - digitalWrite (32, LOW).
  • PWM: I pin dal 2 al 13 forniscono una uscita PWM a 8 bit con la funzione analogWrite (). La risoluzione del PWM può essere modificata con la funzione analogWriteResolution (). Nota: I pin 4 e 10 non possono essere utilizzati contemporaneamente come PWM. Nota: I pin 5 e 12 non possono essere utilizzati contemporaneamente come PWM.
  • 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.
  • 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 Tian 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 Arduino Tian sono presenti 3 pulsanti di reset con differenti funzioni sulla scheda: pulsante MCU-RST per ripristinare il SAMD21, pulsante LNX-RST per riavviare il chip AR9342 e pulsante WLAN RST per resettare la connessione WiFi (se premuto per 7-10 secondi) e per ripristinare la configurazione di default (se premuto per più di 30 secondi).
 
Comunicazione:

La Arduino Tian offre una serie di possibilità per la comunicazione con un computer, con un altro Arduino, con altri microcontrollori e con diversi dispositivi come smartphones, tablet e macchine fotografiche. Per la comunicazione seriale Il microprocessore SAMD21 fornisce una UART hardware e tre USART hardware a 3,3V.
 
Il software Arduino include un monitor seriale che permette di inviare semplici dati di testo da e verso la scheda Arduino Tian. I LED RX e TX presenti sulla scheda lampeggiano quando i dati vengono trasmessi attraverso il microprocessore ATSAMD21G18 utilizzando la connessione USB al computer (non lampeggiano quando la comunicazione seriale viene effettuata utilizzando i pin 0 e 1).
 
La porta USB è connesso al CP2105 e permette la comunicazione seriale via USB mettendo a disposizione una connessione per il monitor seriale o altre applicazioni residenti sul computer. Quando la scheda è collegata al computer appariranno 2 porte COM/USB, una è collegata alla UART del SAMD21, l'altra è collegata alla porta seriale del processore Linux.
 
Il SAMD21 supporta anche la comunicazione TWI e SPI. Il software Arduino include una libreria Wire per semplificare l'uso del bus TWI. Per la comunicazione SPI, è possibile utilizzare la libreria SPI.

Programmazione:

La Arduino Tian può essere programmata con il software di Arduino (download). Se si utilizzano sistemi operativi basati su Linux vedere la guida  per l'utilizzo dell'IDE.


Il caricamento degli sketches sul SAMD21 è diverso rispetto ai microcontrollori AVR che si trovano su altre schede Arduin, la memoria flash del SAM21D deve essere cancellata prima di essere programmata nuovamente. Per utilizzare la porta USB selezionare "Arduino Tian" nell'IDE di Arduino La porta USB è connessa al chip CP2105, dopo avere installato il driver saranno visibili due porte seriali, una collegata al SAMD21 e l'altra utilizzata dall'AR9342. L'apertura e chiusura della porta USB a 1200bps innesca una procedura di 'soft reset e la scheda viene riavviato con il bootloader.
Nota:  Ogni volta che si apre il terminale seriale il microcontrollore viene resettato.
Nota: Al momento la libreria Bridge non è compatibile ma è possibile utilizzare la libreria Ciao.

Reset (Software) Automatico:

La Arduino Tian è progettata in modo da essere azzerata dal software in esecuzione sul computer collegato. Il reset viene attivato quando la porta seriale viene aperta a 1200 baud e poi chiusa. Tramite questa operazione 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 MCU-RST sulla Arduino Tian. Quando la Arduino Tian viene alimentata eseguirà direttamente lo sketch dell'utente piuttosto che avviare il bootloader. Per il modo in cui la Arduino Tian gestisce il reset è meglio lasciare questo compito al software di Arduino. Se il software non riesce a ripristinare la scheda si potrà sempre iniziare il bootloader premendo il pulsante di reset.

Caratteristiche:

  • Alimentazione: 5 V
  • Numero di I/O Digitali: 20
  • Numero di uscite PWM: 12
  • Consumo: 470 mA
  • Dimensioni: 53 x 68.5 mm/ 2.08 x 2.69 inches
  • Bluetooth: CSR8510, Bluetooth with EDR / BLE 4.0
  • Peso: 36g

Microprocessore Linux

  • Processore: Atheros AR9342
  • Architettura: MIPS
  • Tensione di lavoro: 3.3 V
  • Memoria Flash: 16 MB + 4 GB eMMC
  • Memoria RAM: 64 MB DDR2
  • Clock: 560 MHz
  • WiFi: 802.11 b/g/n 2.4 GHz dual-band
  • Ethernet: 802.3 10/100/1000 Mbit/s
  • USB: 2.0 Host

Microcontrollore Arduino

  • Microcontrollore: SAMD21G18
  • Architettura: ARM Cortex-M0+
  • Tensione di lavoro: 3.3 V
  • Memoria Flash: 256 KB
  • Memoria SRAM: 32 KB
  • Clock: 48 MHz
  • Ingressi analogici: 6
  • Corrente DC per i pin di I/O: 7mA

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