Vrtulová platforma: 20 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:25

Co je vrtule?

Vrtule Parallax je 32bitový 8jádrový mikrokontrolér. Je pravděpodobné, že jste již viděli několik projektů poháněných vrtulí, jako jsou:

OpenStomp Coyote-1: open source digitální kytarový efektový pedál

Music Demo (.mp3) (web)

Replika 1, klon Apple 1

(webová stránka)

ybox2, síťový set-top box DIY

(web) a mnoho dalšího. Vrtule se běžně používá, protože má vysoký výkon, snadný výstup videa a nabízí mnoho I/O.

Co je tedy platforma vrtulí?

Propeller Platform staví Prop na desku s obvody s regulátory napětí, pamětí, krystalem a konektory k dalším modulům. Je to hodně podobné Arduinu s několika vylepšeními základní myšlenky; 1 - Moduly (aka štíty) mohou být navzájem spojeny nahoře a dole. Například můžete mít modul Propeller uprostřed, uživatelské rozhraní LCD nahoře a prototyp dole. 2 - Rozteč pinů je.1 ". Prostor mezi zásuvkami je také.2". Díky tomu je platforma kompatibilní s breadboardy a umožňuje vám používat moduly platformy v kombinaci s jinými projektovými deskami. 3 - Rozměry desky jsou 3,8 "x 2,5", což je stejná velikost jako u služby MiniBoard ExpressPCB, takže přidání vlastního vlastního modulu je levné a jednoduché. 4 - Jsou dobře zdokumentované. Jsou uvedeny ve sloupci Jon Williams v Nuts and Volts a Propeller Platform Module bude základem pro mnoho projektů popsaných v jeho nadcházejících sloupcích. 5 - Jsou veřejnou doménou. Návrhy modulů používají licenci MIT, což vám poskytuje větší flexibilitu než restriktivnější licence, jako je Creative Commons Share-Alike. Šablony a specifikace si můžete stáhnout zde. Propeller Platform je k dispozici jako sada nebo předem sestavený z Gadget Gangster. Doba stavby je přibližně 45 minut. Začněte tím, že přejdete na další krok!

Krok 1: Časté dotazy

Co je to vrtulová platforma?

Propeller Platform je integrovaná výpočetní platforma s otevřeným zdrojovým kódem - je to hodně podobné Arduinu, ale vylepšuje koncept pomocí rychlejšího mikrokontroléru, standardního rozteče pinů a méně omezující licence (licence MIT).

Jaké jsou specifikace?

Mikroprocesor vrtule:

• Vestavěný hardware generátoru videa pro výstup na displeje NTSC/PAL nebo VGA
• Vestavěný jazyk na vysoké úrovni (Spin), který se snadno naučíte
• Vysoký výkon (160 milionů operací za sekundu)
• Rychlost lze měnit za běhu pro lepší energetickou účinnost
• K dispozici v balíčku DIP vhodném pro fanoušky
• 32 I/O pinů, každý pin lze nastavit jako vstup nebo výstup

Propeller Platform dodává:

• Regulátory napětí 5 V a 3,3 V, dimenzované na 800mA, každý
• 5Mhz Crystal, uživatelsky vyměnitelné
• 32kB palubní paměť s prostorem pro druhou paměť IC
• Všechny integrované obvody jsou v zásuvkách pro snadnější výměnu a montáž
• Standardní 1, 1palcové záhlaví ve dvouřadé konfiguraci, takže moduly lze stohovat nad a pod nebo přidat na prkénko nebo Protoboard

Vrtulová platforma s bateriovou platformou a moduly ProtoPlus

Jak je to v porovnání s Arduinem?

Nevýhody:

• Dražší Arduino stojí 30 $, platforma Propeller s PropPlug (to, co používáte k programování Prop) je 50 $. Ale budete potřebovat pouze jeden PropPlug a vrtulová platforma sama o sobě je 35 $.
• Menší komunita Slovo „Arduino“uvidíte v časopisu Make Magazine mnohem častěji než slovo „Propeller“.
• Žádný integrovaný „analogový vstup“Místo toho musíte ke čtení analogových hodnot použít kondenzátor a odpor. Není to těžké, ale ne tak snadné jako Arduino.
• 2 čipy Při používání vrtule, samotné vrtule a paměti EEPROM potřebujete 2 integrované obvody k uložení programu

Profesionálové:

• Mnohem rychlejší mikrokontrolér WAAY Faster. To vám umožní dělat opravdu skvělé věci, jako je výstup VGA, syntéza řeči, přehrávání souborů.wav a další, vše na čipu. Vrtule dělá 160 MIPS, zatímco atmega168 dělá 16.
• Vysoce kvalitní zvuk a video Hardware pro video je integrován a řada licenčních knihoven je k dispozici pod licencí MIT.
• Skutečný multitasking řekne jednomu ozubenému, aby se postaral o video, a druhému o klávesnici / myš, a je to. Žádné přerušení, žádné časovače - je opravdu SKUTEČNÉ provádět multitasking na vrtuli
• Více I/O, flexibilnější Každý I/O lze překonfigurovat a je jich 32.
• Standardní rozteč pinů Vrtulová platforma se hodí na prkénko nebo protoboard
• Lepší využití energie Prop může měnit hodinové rychlosti za běhu, aby šetřil energii a vypínal nepoužívané ozubené kola. Spotřeba energie se může pohybovat od 80mA až po 4-5mA
• Lepší licence Arduino je licencováno pod licencí Creative Commons Attribution Share -alike (přečtěte si to - je to několik stránek). Propeller Platform je k dispozici pod licencí MIT (přečtěte si to - jsou to 2 odstavce). Nedělejte si starosti s tím, jak používáte naše návrhy - nebudeme žalovat!

Smíšená taška:

• Software zaměřený Mnoho mikrokontrolérů má vyhrazený hardware pro plnění určitých úkolů. Místo toho vrtule dělá většinu věcí v softwaru. To mi nevadí, ale někteří lidé s tím mají problémy.
• Spin Jazyk na vysoké úrovni pro Prop is Spin - to je mnohem modernější jazyk než C/C ++, ale trochu si na to zvyknout
• Podpora pro Mac Neexistuje žádný oficiální klient pro Mac, ale uvedení do provozu s Macem není těžké. Parallax má stránku Mac právě zde.

Osobně pro většinu vývoje používám Propeller a používám PICaxe (čti: 08M 555 naší doby?), Když potřebuji jednoduchou / levnou logiku. Arduino je v pořádku, ale mě připadá vrtule jednodušší na programování a mnohem výkonnější. Arduino je příliš drahé, když potřebuji jednoduchou logiku. Jaké moduly jsou k dispozici? Neexistuje žádný definitivní seznam modulů, ale u některých modulů, které jsou aktuálně k dispozici, se můžete podívat na Gadget Gangster. Některé příklady modulů:

• Video / audio
• baterie
• DMX
• LCD displeje
• Protoboardi
• microSD
• Motorový ovladač

Vychází stále více modulů.

Krok 2: Shromážděte součásti

Nejprve zapněte páječku. Nechte jej zahřát a zkontrolujte, zda máte následující části:

Seznam dílů

• 3x 47uF elektrolytické čepice (ujistěte se, že jsou mico-mini, aby se nahoře vešly další moduly)
• 1x tantalová čepice 4,7uF
• 1x 104 Keramická čepice
• 1x 10k Ohm rezistor (hnědý - černý - oranžový)
• 1x odpor 220 ohmů (červený - červený - hnědý)
• 1x odpor 470 ohmů (žlutý - fialový - hnědý)
• 1x odpor 1,1k Ohm (hnědý - hnědý - červený)
• 2x zelené 3mm zelené LED diody
• 1x červená LED
• 2x zásuvka kolíku stroje
• 2x 4pin zásuvky
• 2x 16pin zásuvky
• 1x 4pin pravý úhel záhlaví
• 1x vypínač s pravým úhlem
• 1x hmatový spínač
• 1x 40pin DIP zásuvka
• 1x 8pin DIP zásuvka
• 1x 2mm napájecí jack
• 1x 5Mhz Crystal
• 1x 5V regulátor napětí
• 1x 3.3V regulátor napětí
• 1x vrtule paralaxy
• 1x 32 kB i2c EEPROM
• 1x deska plošných spojů vrtule

Krok 3: Zásuvky IC

Nejprve vysuňte zásuvky. Zásuvky mají pěkný uzamykací mechanismus, který je při pájení drží na desce plošných spojů. Raději používám zásuvky, protože v případě problémů můžete snadno odstranit IC a nemusíte se obávat poškození IC při pájení. 8pin DIP zásuvka jde na U2, zářez směřuje nahoru. 40pinový DIP konektor jde na U1, zářez ukazuje doleva.

Krok 4: Přidejte první sadu pinových zásuvek

Vezměte jednu ze 16 pinových zásuvek a přidejte ji na desku. Můžete jej přidat do vnější řady (nejblíže k okraji desky) nebo do vnitřní řady, ale doporučuji ji přidat do vnější řady. Ponechejte prozatím prázdný vnitřní řádek, ale můžete naplnit záhlaví kolíků a naskládat další modul pod vrtulovou platformu.

Krok 5: 4kolíková zásuvka

Přidejte 4pinový konektor. Pomocí kolíků s pravým úhlem udržujte obě zásuvky zarovnané, jak je znázorněno na fotografii. To bude držet 4 pinové zásuvky, zatímco budete překlápět desku a udržovat 4 pinové a 16 pinové zásuvky rovně. 4kolíková zásuvka jde do stejné řady jako 16kolíková zásuvka.

Krok 6: Druhá sada zásuvek

Stejná dohoda na druhé straně.

Krok 7: Přidejte napájecí konektor

Přidejte napájecí konektor do levého horního rohu desky, do pole těsně pod „7,5 - 12 V DC“. Při pájení napájecího konektoru buďte k pájce velkorysí - to je to, co drží konektor dole při zasouvání / odpojování napájecí zástrčky

Krok 8: Programování záhlaví

Vrtule je naprogramována pomocí vrtule. přidejte pravoúhlé záhlaví do pole označeného „Plug“, jak je znázorněno na fotografii. Zde připojíte Prop Plug pro programování. Prop Plug můžete získat od Gadget Gangster nebo Parallax. Výhodou udržení programovacího hardwaru mimo desku je menší celková velikost desky a nižší náklady. Až budete hotovi a připraveni naprogramovat vrtuli, vložte zástrčku vrtule „kloboukem nahoru“.

Krok 9: Přidejte přepínače

Přidejte přepínače doleva a doprava. Pravý hmatový spínač resetuje vrtuli, když je spuštěna (klepnutím ji resetujete). Levý spínač je vypínač. Oba přepínače jsou umístěny na okraji desky, aby k nim byl snadný přístup, pokud jsou nahoře naskládány další moduly.

Krok 10: Přidejte výkonové kondenzátory

Tři víčka (vypadají jako malé plechovky) jdou vedle přepínače pravého úhlu. Pomáhají poskytovat plynulý výkon mikrokontroléru a dalším modulům. Kondenzátory jsou citlivé na polaritu, přívod nejblíže k proužku je záporný a směřuje dolů. Ujistěte se, že používáte miniaturní krytky, jinak se jiné moduly nemusí vejít na vrtulovou platformu.

Krok 11: Připravte si krystalovou zásuvku

Je hezké použít zásuvku pro krystal, protože Prop může podporovat jiné hodnoty krystalu. Zde je hack, který vytvořil krystalovou zásuvku; 1 - Identifikujte dvě zásuvkové kolíky stroje (jako na fotografii níže). Pomocí hrází je rozdělte na polovinu.

Krok 12: Odstraňte plast

Opět pomocí hrází odstraňte plast kolem každého kolíku, jak je znázorněno na fotografii. K seškrábnutí plastu potřebujete jen malý tlak.

Krok 13: Křišťálové zásuvky

Získáte toto:

Krok 14: Přidání krystalů

Vložte je podle obrázku. K jejich uchycení použiji kousek pásky, překlopím desku a připájím je na místo. Na zadní straně desky ořízněte montážní kolíky ze zásuvek stroje. Také přidejte odpory na R1, R2 a R3. Tito malí kluci omezí proud pro LED diody, které vám řeknou, kdy je napájení zapnuto. R1: Rezistor 1,1k (hnědý - hnědý - červený) R2: Rezistor 470 ohmů (žlutý - fialový - hnědý) R3: Rezistor 220 ohmů (červený - červený - hnědý)

Krok 15: Přidejte regulátory napětí

Vrtule běží na 3,3 V, ale vrtulová platforma také obsahuje 5V regulátor, který poskytuje 5V ostatním modulům. VR1: 5V regulátor. Je to ON Semi (část # MC33269T-5.0G). Ve srovnání s regulátorem 3,3 V má čtvercový jazýček, který je o něco tenčí. Černá skříňka nemá ani malý zářez. VR2: regulátor 3,3 V. Je to ST (část # LD1117V33). Má silnější záložku s oříznutými rohy záložky. Můžete také použít trochu pájky navíc k připojení karty k desce. To pomůže regulátorům pohltit více tepla.

Krok 16: Přidejte velká písmena

Tantalová čepice jde hned vedle krystalového důlku. Pamatujte, že tantalová čepice je polarizovaná. Pokud se podíváte pozorně na tělo, uvidíte značku + vedle jedné z nohou. Noha se znaménkem plus by měla projít otvorem, který je blíže krystalu. Keramická krytka jde pod 40pinový DIP konektor. Není citlivý na polaritu. Keramická čepice má označení „104“, je také menší než tantalová čepice.

Krok 17: Dokončení kroků

Přidejte LED diody -

PWR LED dioda, která svítí do kruhu označeného „PWR“, má čirý zorník. U této LED vede kabel SHORTER kruhovým otvorem (blíže k rezistoru), delší vodič prochází čtvercovým otvorem. 5.0 LED dioda, která svítí v kruhu označeném „5.0“, má zelenou čočku. U této LED vede delší vodič skrz kruhový otvor (blíže k rezistoru), kabel SHORTER prochází čtvercovým otvorem. 3.3 LED dioda v kruhu označeném „3.3“má zelenou čočku. U této LED vede delší vodič skrz kruhový otvor (blíže k rezistoru), kabel SHORTER prochází čtvercovým otvorem. Také přidejte 10k ohmový odpor (hnědý - černý - oranžový) na R4 Dalším krokem je otestovat výkon. Zapojte napájecí adaptér a sklopte pravý úhlový spínač dolů. Všechny LED diody by se měly rozsvítit, což znamená, že regulátory vydávají energii.

Krok 18: Přidejte integrované obvody

Přidejte podpěru do 40kolíkové DIP zásuvky a EEPROM do 8kolíkové zásuvky. Přidejte krystal a ořízněte přebytečný olovo. Přejděte k dalšímu kroku a ukážu vám ukázkový program, který vám pomůže začít

Krok 19: Použití: Váš první vrtulový program

Nejprve si stáhněte nástroj Propeller (Windows nebo mac), abyste mohli napsat svůj program. Také se ujistěte, že máte PropPlug.

Spusťte nástroj Propeller Tool a začněme nejjednodušším programem, LED blinky;

Rozdělím každý řádek: Hlavní programy PUB zahájí provádění první metodou, kterou najde. V tomto případě existuje pouze jedna metoda (hlavní) a je to metoda PUBlic, ale nemusíme si s tím dělat starosti, protože dira [0]: = 1 dira [0] je 'směrový registr' pro pin 0. Zápisem hodnoty 1 do registru vytvoříme z pinu 0 výstup.: = je operátor přiřazení. REPEAT proveďte vše, co je uvedeno níže. Smyčka OPAKOVAT bez AŽ se bude navždy opakovat. Záložky jsou při roztočení důležité - vše odsazené pod tímto řádkem je součástí smyčky REPEAT. ! OUTA [0]! operátor znamená 'převrátit' a OUTA je výstupní registr pro pin 0. Tento řádek tedy vezme aktuální hodnotu outa [0], převrátí ji a zapíše zpět. Pokud je kolík vysoký, převrátí se nízko. Pokud je kolík nízký, převrátí se vysoko. Fantastický způsob, jak popsat! je 'Bitwise NOT assignment operator'. WAITCNT (CLKFREQ + cnt) Překlad: Vydržte 1 sekundu. WAITCNT (Time) pozastaví provádění, dokud systémové hodiny == Time. CLKFREQ je systémová hodnota - rovná se počtu tiků za každou sekundu. CNT je další systémová hodnota, je to aktuální systémový čas (kolik tiků od spuštění vrtule). Přidáním klíšťat v hodnotě 1 sekundy k systémovým hodinám zjišťujeme, jaké budou systémové hodiny za sekundu. A to je váš první program! Co byste změnili, kdybyste chtěli, aby LED blikala dvakrát za sekundu?

Krok 20: Stahování

Vrtule je úžasný mikrokontrolér, který:

• Neuvěřitelně rychlé (160 milionů instrukcí za sekundu),
• Má tunu I/O (32 pinů, které mohou dělat vstup nebo výstup),
• Má skvělé video a audio schopnosti
• A snadno se vyvíjí

Na webu Parallaxu najdete spoustu informací o vrtuli. Také byste se měli podívat na Parallax's Object Exchange, kde je spousta open-source knihoven, které vám pomohou při projektech s vaším Prop. Stáhněte si příručku k vrtuli Stáhněte si návrh desky plošných spojů platformy Propeller (formát ExpressPCB) Schéma s částí #zde (Formát ExpressPCB) Šablony návrhu platformy vrtule Uchopte sadu nebo si ji předem smontujte z Gadget Gangster.