====== Klon Arduina postavený z MLABu - LABduino ====== Protože Arduino není nic jiného, než mikrokontroler AVR případně ARM s nahraným specifickým bootloaderem, který umožňuje komunikaci s programátorským IDE rozhraním. Tak lze tuto konstrukci stejně jako mnoho jiných postavit ze stavebnice MLAB. {{:labduino_isl2920.jpg?direct&300|Ukázka složeného LABduina}} Můžeme tak vytvořit s Arduinem plně elektricky a pragramově kompatibilní zařízení postavené z modulů MLAB. Lze jej programovat v prostředích určených pro Arduino a využívajících jazyk [[http://processing.org/|Processing]]. Další moduly a rozšíření pak mohou být používány stejně, jako je ve stavebnici MLAB zvykem. ===== Programovací nástroje ===== Programy pro Arduino jsou obvykle psané v jednoduchém jazyku [[https://processing.org/|Processing]] k kterému existují dva hlavní programovací nástroje pro mikrokontroléry. ==== Arduino IDE ==== Konstrukci s LABduinem, lze programovat klasickym nastrojem [[http://arduino.cc/en/Main/Software|Volne dostupnym ke stazeni]]. Arduino IDE je však nástroj vytvořený přímo pro Arduino a neliberálně nepodporuje některé další vlastnosti Arduino klonů. Je proto vhodnější používat vývojové prostředí Wiring, které obsahuje přímo nastavení pro MLAB konstrukci. sudo apt-get install arduino ==== Wiring ==== Wiring je otevřenější nástroj pro práci s Arduinem/LABduinem, který obsahuje více základních knihoven a podporuje méně obvyklé konfigurace hardwaru a volby rychlostí krystalů. Je taktéž [[http://wiring.org.co/download/|volně ke stažení]] i [[https://github.com/WiringProject/Wiring|včetně zdrojových kódů]]. K nahrávání přeloženého programu do procesoru používá identický bootloader, který komunikuje s počítačem přes [[cs:usb232r|sériové rozhraní]] jako Arduino. Od listopadu 2012 je v poslední vývojové verzi Wiringu na githubu LABduino přímo podporováno. === Instalace Wiringu v Ubuntu === Pod Ubuntu 14.04 a ve vyšších verzích lze Wiring snadno přeložit ze zdrojového kódu přímo v příkazové řádce. Nejprve nainstalujeme potřebné nástroje: sudo apt-get install ant git default-jdk librxtx-java V nových verzích processingu není plně podporována OpenJAVA. Proto je v případě požadavku na bezproblémovou funčnost nainstalovat Oracle JAVA. Což uděláme následovně: sudo add-apt-repository ppa:webupd8team/java sudo apt-get update sudo apt-get install oracle-java7-installer Následně stáhneme nejnovější verzi Wiringu přímo z GitHubu. git clone git://github.com/WiringProject/Wiring.git Přepneme se do složky se staženými soubory cd Wiring Spustíme vývojové prostředí. ant A spustíme Wiring IDE ant run ===== LABduino Duemilanove ===== Tato realizace arduina je stejná jako Arduino Duemilanove, které využívá mikrokontrolér ATmega328P. Klasicky se LABduino skládá ze dvou modulů [[cs:usb232r|USB232R01B]] a [[cs:atmegatq32|ATmegaTQ3201A]] osazený mikroprocesorem ATmega328 tak že signály TXD a RXD se přivedou kablíky na RX a TX (křížené spojení) a řídící signál RTS# od modulu USB232R01B se přivede na jumper označený jako boot (aktivuje bootloader). Napájení modulu ATmegaTQ3201A je obvykle řešeno přímo z USB (připojením napájecího kablíku). {{:cs:labduino_sdcard.jpg?direct&200|LABduino a SDcard modul}} V této konfiguraci tedy hardwarově odpovídá Arduinu Duemilanove s ATmega328. Na rozdíl od nových verzí Arduina však pro komunikaci s USB nepoužívá ATmega s firmwarem emulujícím sériovou linku, ale převodník [[http://www.ftdichip.com/Products/ICs/FT232R.htm|FT232]] v modulu [[cs:usb232r|USB232R01B]] je tak odolnější proti závadě vzniklé poškozením firmwaru v MCU, který umožňuje komunikaci přes USB. ==== Nahrani bootloaderu ==== Vybraný firmware lze nahrát do mikroprocesoru programátorem [[cs:atprogispusb|ATprogISPUSB02A]] v [[https://github.com/MLAB-project/LABduino/tree/master/SW/bootloader|repositáři]] MLABu je k dispozici nahrávací skript a bootloader kompatibilní s Arduino Duemilanove. Doporučujeme jej použít k nahrání firmware místo nástroje přímo v Arduinu IDE nebo Wiringu. === Linux === Instalace avrdude sudo apt-get install avrdude Nahrávací skript spustíme například následovně: sudo ./flash.sh /dev/ttyUSB0 Správný výstup po zapsání firmware do MCU vypadá takto: avrdude: erasing chip avrdude: reading input file "ATmegaBOOT_168_atmega328.hex" avrdude: input file ATmegaBOOT_168_atmega328.hex auto detected as Intel Hex avrdude: writing flash (32670 bytes): Writing | ################################################## | 100% 20.50s avrdude: 32670 bytes of flash written avrdude: verifying flash memory against ATmegaBOOT_168_atmega328.hex: avrdude: load data flash data from input file ATmegaBOOT_168_atmega328.hex: avrdude: input file ATmegaBOOT_168_atmega328.hex auto detected as Intel Hex avrdude: input file ATmegaBOOT_168_atmega328.hex contains 32670 bytes avrdude: reading on-chip flash data: Reading | ################################################## | 100% 334.94s avrdude: verifying ... avrdude: 32670 bytes of flash verified avrdude: safemode: Fuses OK avrdude done. Thank you. K fungování skriptu je potřeba mít nainstalovanou správnou verzi programu avrdude. Podrobnosti viz [[cs:avr_programming]]. === Windows === Příklad pro modul ATmegaTQ3201A s procesorem ATmega328P a 16MHz krystalem - Bootloader je umístěn v [[https://github.com/MLAB-project/LABduino/tree/master/SW/bootloader|MLAB repozitáři]]. - K nahrání do procesoru je možné využít program [[http://sourceforge.net/projects/winavr/|AVRdude]] - Návod [[http://www.ladyada.net/learn/avr/setup-win.html| na instalaci]] - [[ http://www.ladyada.net/learn/avr/avrdude.html| Návod k použití avrdude]] - Nahrání bootloaderu se provede v operačním systému Windows programem AVRdude přes příkazový řádek. - Nejprve je dobré zjistit, že se AVRdude nainstaloval dobře. Stačí v příkazové řádce napsat avrdude a stisknout enter. Na obrazovce se zobrazí options. - K nahrání je potřeba modul ATprogISPUSB02A propojit s modulem ATmegTQ3201A (napájení a ISP kabel). - Nejprve se musí nastavit pojistky procesoru. V příkazové je potřeba zadat tento příkaz: - ''avrdude -F -p atmega328P -P COM17 -c stk500v2 -B 50 -v -U efuse:w:0x05:m -U lfuse:w:0xff:m -U hfuse:w:0xda:m'' - Na místo COM17 je potřeba doplnit aktuální port v daném počítači. Možno dohledat ve správci zařízení ve WIN. - Druhým příkazem je potřeba nahrát ATmegaBOOT_168_atmega328.hex - ''avrdude -F -p atmega328P -P COM17 -c stk500v2 -B 50 -U flash:w:ATmegaBOOT_168_atmega328.hex:a'' - Příkaz je potřeba zadávat v příkazové řádce ve složce, kde je ATmegaBOOT_168_atmega328.hex uložen. - Následně by se měl bootloader nahrát do procesoru a proběhne kontrola zápisu. - Nyní stačí modul ATmegaTQ3201A propojit s modulem USB232R01B a je LABduino připraveno. === Připojení na USB === ''USB232R01B/RXD => ATmegaTQ3201A/PD1'' ''USB232R01B/TXD => ATmegaTQ3201A/PD0'' ''USB232R01B/RTS# => ATmegaTQ3201A/boot'' ''USB232R01B/VCCIO SEL => 5V'' ===== Arduino porty na LABduinu ===== ^Arduino ^ATmega8DIL01A ^Note ^ |D0 |RXD |PD0, if you disconnect USB232R01B| |D1 |TXD |PD1, if you disconnect USB232R01B| |D2 |PD2| Digital I/Os.| |D3/PWM |PD3|:::| |D4 |PD4|:::| |D5/PWM |PD5|:::| |D6/PWM |PD6|:::| |D7 |PD7|:::| |D8 |PB0|:::| |D9/PWM |PB1|:::| |D10/PWM |PB2|:::| |D11/PWM |PB3|:::| |D12 |PB4|:::| |D13 |PB5|:::| |A0 |PC0 |Analog inputs.| |A1 |PC1 |:::| |A2 |PC2 |:::| |A3 |PC3 |:::| |A4 |PC4 |:::| |A5 |PC5 |:::| ===== LABduino MightyCore ===== Realizace s procesorem ATmega1284P. [[https://github.com/MCUdude/MightyCore|Označení vývodů a postup instalace do Arduino IDE]] Nastavení pojistek: ''avrdude -v -patmega1284p -cstk500 -P /dev/ttyUSB1 -e -Ulock:w:0xff:m -Uefuse:w:0xff:m -Uhfuse:w:0b11010110:m -Ulfuse:w:0xf7:m'' ====== Příklad zapojení LABduino a LCD ====== Jednoduchý příklad zapojení modulů [[cs:lcd2l4p|LCD2L4P02A]], ATmegaTQ3201A a USB232R01B. === Propojení modulů === == Napájení == ''USB232R01B/POWER OUT => ATmegaTQ3201A/POWER'' ''ATmegaTQ3201A/POWER => LCD2L4P02A/POWER'' == LCD display == ''LCD2L4P02A/RS => ATmegaTQ3201A/PB4'' ''LCD2L4P02A/RW => ATmegaTQ3201A/J4'' ''LCD2L4P02A/E => ATmegaTQ3201A/PB3'' ''LCD2L4P02A/D0 => ATmegaTQ3201A/PD5'' ''LCD2L4P02A/D1 => ATmegaTQ3201A/PD4'' ''LCD2L4P02A/D2 => ATmegaTQ3201A/PD3'' ''LCD2L4P02A/D3 => ATmegaTQ3201A/PD2'' == Pípák == ''LCD2L4P02A/BEEP => ATmegaTQ3201A/PB0'' == Tlačítka == ''LCD2L4P02A/S1 => ATmegaTQ3201A/PB1'' ''LCD2L4P02A/S2 => ATmegaTQ3201A/PB2'' ''LCD2L4P02A/S3 => ATmegaTQ3201A/PD6'' ''LCD2L4P02A/S4 => ATmegaTQ3201A/PD7'' ''LCD2L4P02A/J9 => osadit všechny jumpery'' ''LCD2L4P02A/CONTRAST SELECT => jumper smerem k trimru'' == Interface to PC == ''USB232R01B/RX => ATmegaTQ3201A/PD1'' ''USB232R01B/TX => ATmegaTQ3201A/PD0'' ''USB232R01B/RTS# => ATmegaTQ3201A/boot'' ''USB232R01B/VCCIO SEL => 5V'' === Program === [[http://www.mlab.cz/WebSVN/filedetails.php?repname=MLAB&path=%2FDesigns%2FLABduino%2FSW%2Fdemos%2FHelloMLAB%2FHelloMLAB.ino|Code Example]] ===== Dalsi příklady použití ===== * [[cs:spectrograph|Spektrograf]] - elektronika pro spektrograf využívající LABduino. * [[cs:luxmetrsd|Luxmetr]] - Přístroj pro měření intenzity osvětlení za znamenající údaje na SD kartu. * [[cs:aws]] - Vyčítání meteorologických čidel s binárními nebo analogovými výstupy. ===== Labduino - Mega 2560 ===== Tato varianta Arduina využívá mikrokontroler [[http://www.atmel.com/devices/atmega2560.aspx|ATMEGA2560-16AU]], který má ve stavebnici MLAB modul [[cs:atmegatq100|ATmegaTQ10001A]] a Arduino MEGA 2560 proto může být ze stavebnice sestaveno obdobným způsobem. ==== Příklady použití ==== * [[cs:designs:3dprint]] - řízení krokových motorů varianty klasické RepRap tiskárny. ===== Reference ===== * [[http://www.i2cdevlib.com/|Knihovny ovladačů I2C pro Arduino.]]