MLAB wiki

Máte načtenou starší verzi dokumentu! Pokud ji uložíte, vytvoříte tím novou aktuální verzi.

====== 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.

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.

==== 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 UNO =====

Tato realizace arduina je stejná jako Arduino UNO, 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 DTR# od modulu USB232R01B se přivede na jumper označený jako boot (aktivuje bootloader). 
Napájení modulu ATmegaTQ3201A je obvykle řešeno přímo z USB (připojením napájecího kablíku).

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.

===== LABduino ports mapping =====

^Aruino ^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 |:::|

==== Nahrani bootloaderu ====

Vybraný firmware lze nahrát do mikroprocesoru programátorem  [[cs:atprogispusb|ATprogISPUSB02A]] v [[http://www.mlab.cz/Web/Downloads.cs.html|SVN repositáři]] MLABu je k dispozici nahrávací skript (svnMLAB/Designs/LABduino/SW/bootloader/flash.sh) a firmware kompatibilní s Arduino Duemilanove.  Je doporučeno jej použít k nahrání firmware místo nástroje přímo v Arduinu IDE nebo Wiringu.

=== Linux ===

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 MLAB svn: http://www.mlab.cz/WebSVN/listing.php?repname=MLAB&path=%2FDesigns%2FLABduino%2FSW%2Fbootloader%2F#_Designs_LABduino_SW_bootloader_
  - K nahrání do procesoru je možné využít program AVRdude, který je ke stažení na: http://sourceforge.net/projects/winavr/
  - Návod na instalaci: http://www.ladyada.net/learn/avr/setup-win.html http://www.ladyada.net/learn/avr/avrdude.html
  - 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. Ukázka zápisu příkazu pro uložení souboru přímo na diskové jednotce E.
  - Následně by se měl bootloader nahrát do procesoru a proběhne kontrola zápisu.
  - Nyní stačí modul ATmegaTQ3201A propojit s modulem USB232R01B a je LABduino připraveno.

==== 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.

====== 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]]

===== 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.]]

Vyplňte, prosím, všechna písmena v poli, abyste dokázali, že nejste robot. S G K O C Ponechte prosím toto pole prázdné:

Komentář k úpravám

Poznámka: Tím, že editujete tuto stránku, souhlasíte, aby váš obsah byl licencován pod následující licencí: CC Attribution-Noncommercial-Share Alike 4.0 International