La scheda Open Source C-Control Duino

C-Control Duino è una scheda programmabile che sfrutta le potenzialità del microcontrollore Atmega e offre nello stesso tempo la piena compatibilità con Arduino UNO. Con il potente microcontrollore Atmel ATmega328 e la programmazione Arduino, la scheda di dimensioni 69 mm x 53 mm x 15 mm, si presta ad essere un punto di forza per i makers, dotata di controller USB Silabs CP2104 e massima compatibilità con una commutabile tensione di bordo (5 V o 3,3 V).  La scheda offre il supporto I / O on-board e il software è costituito da un linguaggio di programmazione standard con bootloader Arduino UNO pre-installato.

Introduzione

C-Control Duino è una piattaforma di prototipazione elettronica open-source, progettata per il controllo programmabile di dispositivi elettronici. La guida è disponibile per varie lingue e prevede l’utilizzo secondo gli standard normativi di bassa tensione; un uso improprio determina l'instaurarsi di segnali di interferenza elettromagnetica che possono provocare la rottura del dispositivo. La lunghezza massima consentita dei cavi collegati, senza misure aggiuntive, è di 0,25 metri (eccetto per le porte seriali). L'alimentazione è possibile sia con un adattatore esterno di alimentazione (non incluso nel pacchetto commerciale) sia via USB (Figura 1).

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Figura 1: Layout della scheda C-Control

Caratteristiche

Il modulo C-Control Duino è dotato di una porta USB per il trasferimento dati e la messa a punto di programmi. La comunicazione tra il PC e la scheda avviene tramite il controller USB (di tipo CP2104 Silicon Labs) e i pin UART del microcontrollore ATmega328.
 Un bootloader Arduino UNO è pre-installato e abilita il trasferimento del programma dal PC al microcontrollore via USB senza alcun dispositivo di programmazione. La scheda richiede un cavo USB appropriato, da tipo USB A a USB B. La programmazione è facilitata dall’ambiente di sviluppo Arduino, scaricabile dal seguente link, con la piena compatibilità di Arduino UNO selezionata nell’IDE.  Il CP2104 è un controller USB-to-UART che fornisce una soluzione integrata semplice per l'upgrade di programmi, con l'ausilio di un minimo di componenti esterni facendo risparmiare notevolmente lo spazio PCB complessivo. Il CP2104 include un controller USB 2.0 full-speed, ROM, transceiver USB, oscillatore e bus dati seriale asincrono (UART); il tutto in un package compatto QFN-24 (a volte chiamato "MLF" o "MLP") di dimensioni 4 x 4 mm. La ROM programmabile su chip può essere utilizzata per personalizzare l'ID USB del fornitore, ID prodotto, numero di rilascio e seriale del dispositivo, e la configurazione GPIO. L'interfaccia UART CP2104 implementa tutte le funzionalità RS-485 e RS-232, tra cui i segnali di controllo e di handshake. Il dispositivo dispone, inoltre, di un massimo di quattro segnali GPIO che possono essere definiti dall'utente per controllare le informazioni (figura 2).

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Figura 2: Layout in dettaglio del chip CP2104

Il microcontroller ATmega328 è un CMOS a bassa potenza 8 bit con architettura RISC. Con l'esecuzione di istruzioni in un unico ciclo di clock, ATmega328 raggiunge throughput che si avvicinano a 1 MIPS per MHz, consentendo al progettista di ottimizzare il consumo di energia in funzione della velocità di elaborazione. La scheda è alimentata attraverso la presa "POWER" o quella USB. Se nessuna unità di alimentazione (tensione di uscita 7-12 V / DC, 500 mA) è collegata alla presa "POWER", il dispositivo farà riferimento alla porta USB per la gestione dell’alimentazione. In quest’ultimo caso, il produttore consiglia di utilizzare la scheda collegata tramite un hub USB esterno, piuttosto che direttamente con la porta USB del computer. In caso di guasto (ad esempio cortocircuiti o sovratensioni), soltanto l’hub USB verrebbe danneggiato, ma non la porta USB del computer.
 L’interfaccia hardware prevede dei LED di segnalazione, in particolare:

• LED "L": liberamente disponibile per l'utente e può essere usato come LED output. Il LED è collegato con la porta 13 per mezzo di un FET ad alta impedenza.

• LED "RX":  collegato con il chip USB CP2104, segnala la ricezione di dati, per esempio quando il microcontrollore ATmega328 sta inviando dati al PC.

• LED "TX": collegato con il chip USB CP2104, segnala l’invio di dati, per esempio quando i dati vengono inviati dal PC al microcontrollore ATmega328.

• LED "ON": si illumina quando la scheda è opportunamente alimentata tramite unità USB (HUB/PC) o alimentatore esterno.

Analizzando la scheda osserviamo un interruttore a scorrimento vicino la presa USB, utilizzato per lo switching della tensione operativa del microcontrollore tra 5 V / DC e 3,3 V / DC.  
Il tasto designato come "RES", invece, serve per il reset del microcontrollore ATmega328. In questo modo, il programma viene riavviato. La scheda ha dei connettori strip con passo da 2.54 mm (Figura 1) per la progettazione ed implementazione di sensori esterni:

Connettore strip femmina “POWER”:
- "IOREF": riferimento di tensione analogica;
- "RES": reset line;
- "3.3V": tensione di uscita di 3.3 V per componenti esterni, max. 200 mA;
- "5V": tensione di uscita di 5 V per componenti esterni, max. 200 mA;
- "GND": common ground;
- "VIN": 5 V di alimentazione (esterna o tramite USB).

Connettore strip femmina "ANALOG IN":
• "A0" - "A5": ingressi analogici (risoluzione di 10bit).

Connettore strip femmina "DIGITAL":
• Pin da 0 a 13: input/output digitali

Inoltre, utilizzando un connettore a 4 poli strip JST ("ANALOG", "I2C", "SERIALE") è possibile collegare direttamente diversi sensori della società Seeed: dai semplici sensori di temperatura fino agli accelerometri e sensori di qualità dell'aria. ICSP pin strip  è l’interfaccia di programmazione del microcontrollore Atmega328: il bus SPI è fornito attraverso questi pin per la programmazione di componenti che lavorano su tale bus. In tabella 1 riportiamo alcune caratteristiche tecniche da data sheet della scheda C-Control Duino.

Parametri Valori
Tensione di esercizio 7 - 12 V
Ingressi/Uscite 3,3 V / 5 V
SRAM 2 KB
EEPROM 1 KB
Clock rate 16 MHz
PWM 6
Ingressi analogici 6
Interfacce 1 PC, 1 SPI, 1 UART, 1 USB
Tipo C-Control
Altezza 15 mm
Larghezza 53 mm
Lunghezza 69 mm

Tabella 1: Dati tecnici del C-Control Duino

LA SCHEDA C-CONTROL DUINO OPEN ARDUINO COMPATIBILE E' DISPONIBILE A CATALOGO CONRAD CON SPEDIZIONE 24 H.

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3 Commenti

  1. eth000 . 26 febbraio 2016
  2. Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio 26 febbraio 2016
  3. Emanuele Bonanni Emanuele 26 febbraio 2016

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