Platforma śmigła: 20 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:34

Czym jest śmigło?

Parallax Propeller to 32-bitowy 8-rdzeniowy mikrokontroler. Możliwe, że widziałeś już kilka projektów z napędem śmigłowym, takich jak:

OpenStomp Coyote-1: cyfrowy pedał efektów gitarowych typu open source

Demo muzyczne (.mp3) (strona internetowa)

Replika 1, klon Apple 1

(Strona internetowa)

ybox2, DIY sieciowy dekoder

(strona internetowa) i wiele więcej. Śmigło jest powszechnie używane ze względu na wysoką wydajność, łatwe wyjście wideo i wiele wejść/wyjść.

Czym więc jest platforma śmigła?

Platforma śmigła umieszcza Prop na płytce drukowanej z regulatorami napięcia, pamięcią, kryształem i złączami do innych modułów. Jest bardzo podobny do Arduino z kilkoma ulepszeniami podstawowej idei; 1 - Moduły (tzw. osłony) można łączyć ze sobą na górze i na dole. Na przykład możesz mieć moduł Propeller na środku, interfejs użytkownika LCD na górze i prototyp na dole. 2 - Rozstaw pinów wynosi 0,1". Odstęp między gniazdami również wynosi 0,2". To sprawia, że Platforma jest kompatybilna z płytkami stykowymi i pozwala używać modułów Platformy w połączeniu z innymi płytkami projektowymi. 3 - Rozmiar płyty wynosi 3,8" x 2,5", co jest tym samym rozmiarem, co usługa MiniBoard ExpressPCB, więc dodanie własnego niestandardowego modułu jest niedrogie i proste. 4 - Są dobrze udokumentowane. Są one opisane w kolumnie Jona Williamsa w Nuts and Volts, a moduł platformy śmigłowej będzie podstawą wielu projektów opisanych w jego nadchodzących kolumnach. 5 - Są domeną publiczną. Projekty modułów wykorzystują licencję MIT, co zapewnia większą elastyczność niż bardziej restrykcyjne licencje, takie jak Creative Commons Share-Alike. Szablony i specyfikacje można pobrać tutaj. Platforma śmigła jest dostępna jako zestaw lub wstępnie zmontowana z Gadget Gangster. Czas budowy to około 45 minut. Zacznij od następnego kroku!

Krok 1: FAQ

Czym jest platforma śmigła?

Platforma Propeller to wbudowana platforma obliczeniowa typu open source - jest bardzo podobna do Arduino, ale udoskonala koncepcję dzięki zastosowaniu szybszego mikrokontrolera, standardowego rozstawu pinów i mniej restrykcyjnej licencji (Licencja MIT).

Jakie są specyfikacje?

Mikrokontroler śmigła:

• Wbudowany generator wideo do wyświetlania na wyświetlaczach NTSC/PAL lub VGA
• Wbudowany język wysokiego poziomu (Spin), który jest łatwy do nauczenia
• Wysoka wydajność (160 milionów operacji na sekundę)
• Prędkość można zmienić w czasie pracy, aby poprawić wydajność energetyczną
• Dostępny w przyjaznym dla hobbystów opakowaniu DIP
• 32 piny I/O, każdy pin można ustawić jako wejście lub wyjście

Platforma śmigła dodaje:

• Regulatory napięcia 5V i 3.3V, każdy o obciążalności 800mA
• Kryształ 5Mhz, z możliwością wymiany przez użytkownika
• Wbudowana pamięć 32kB, z miejscem na drugi układ scalony pamięci
• Wszystkie układy scalone znajdują się w gniazdach, co ułatwia wymianę i montaż
• Standardowe listwy pinowe.1" w konfiguracji dwurzędowej, dzięki czemu moduły można układać nad i pod lub dodawać do płytki prototypowej lub płytki prototypowej

Platforma śmigła z platformą akumulatorową i modułami ProtoPlus

Jak wypada na tle Arduino?

Cons:

• Droższe Arduino kosztuje 30 USD, a platforma śmigła z PropPlug (to, czego używasz do programowania Prop) to 50 USD. Ale potrzebujesz tylko jednej wtyczki PropPlug, a sama platforma śmigła kosztuje 35 USD.
• Mniejsza społeczność Słowo 'Arduino' w Make Magazine zobaczysz znacznie częściej niż słowo 'Śmigło'.
• Brak wbudowanego 'Analog In' Zamiast tego musisz użyć kondensatora i rezystora, aby odczytać wartości analogowe. Nie trudne, ale nie tak łatwe jak Arduino.
• 2 chipy Potrzebujesz 2 układów scalonych podczas korzystania ze śmigła, samego podpory i pamięci EEPROM do przechowywania programu

Plusy:

• Dużo szybszy mikrokontroler WAAY Szybszy. Pozwala to na robienie naprawdę fajnych rzeczy, takich jak wyjście VGA, synteza mowy, odtwarzanie plików.wav i wiele innych, a wszystko to na chipie. Śmigło robi 160 MIPS, podczas gdy atmega168 robi 16.
• Wysokiej jakości audio i wideo Sprzęt wideo jest wbudowany, a liczne biblioteki audio są dostępne na licencji MIT.
• Prawdziwa wielozadaniowość każe jednemu trybikowi zająć się wideo, a drugiemu obsługiwać klawiaturę / mysz i to wszystko. Bez przerwań, bez timerów - NAPRAWDĘ łatwo jest wykonywać wielozadaniowość na śmigle
• Więcej we/wy, większa elastyczność Każde we/wy można przekonfigurować i jest ich 32.
• Standardowy rozstaw pinów Platforma śmigła pasuje do płytki stykowej lub prototypowej
• Lepsze zużycie energii Śmigło może zmieniać prędkość zegara w locie, aby oszczędzać energię i wyłączać nieużywane trybiki. Zużycie energii może spaść od 80mA do 4-5mA
• Better License Arduino jest na licencji Creative Commons Attribution Share-alike (przeczytaj - to kilka stron). Platforma Propeller jest dostępna na licencji MIT (przeczytaj - to 2 akapity). Nie martw się o to, jak wykorzystasz nasze projekty - nie pozwiemy!

Mieszana torba:

• Koncentracja na oprogramowaniu Wiele mikrokontrolerów ma dedykowany sprzęt do wykonywania określonych zadań. Zamiast tego Propeller robi większość rzeczy w oprogramowaniu. Mnie to nie przeszkadza, ale niektórzy ludzie mają z tym problemy.
• Spin Językiem wysokiego poziomu dla Prop jest Spin - jest to znacznie nowocześniejszy język niż C/C++, ale wymaga trochę przyzwyczajenia się
• Obsługa komputerów Mac Nie ma oficjalnego klienta Mac, ale uruchomienie i uruchomienie z komputerem Mac nie jest trudne. Parallax ma tutaj stronę Mac.

Osobiście używam śmigła do większości prac programistycznych i używam PICaxe (czytaj: 08M 555 naszych czasów?), Kiedy potrzebuję tylko prostej / taniej logiki. Arduino jest w porządku, ale uważam, że Propeller jest łatwiejszy do zaprogramowania io wiele potężniejszy. Arduino jest zbyt drogie, gdy potrzebuję prostej logiki. Jakie moduły są dostępne? Nie ma ostatecznej listy modułów, ale możesz sprawdzić Gadget Gangster, aby znaleźć niektóre z obecnie dostępnych modułów. Kilka przykładowych modułów:

• Wideo / Audio
• Bateria
• DMX
• Wyświetlacze LCD
• Płyty prototypowe
• microSD
• Sterownik silnika

Cały czas pojawiają się też kolejne moduły.

Krok 2: Zbierz części

Najpierw włącz lutownicę. Pozwól mu się nagrzać podczas sprawdzania, czy masz następujące części:

Lista części

• 3x nasadki elektrolityczne 47uF (upewnij się, że są to mikro-mini, aby inne moduły zmieściły się na górze)
• 1x4.7 uF czapka tantalowa;
• 1x104 czapka ceramiczna
• 1x Rezystor 10k Ohm (brązowo-czarno-pomarańczowy)
• 1x Rezystor 220 Ohm (czerwony - czerwony - brązowy)
• Rezystor 1x 470 Ohm (żółto-fioletowo-brązowy)
• 1x Rezystor 1,1 kΩ (brązowo-brązowo-czerwony)
• 2x zielone 3mm zielone diody LED
• 1x czerwona dioda LED
• 2x gniazda wtykowe maszyny
• 2x 4-pinowe gniazda
• 2x 16-pinowe gniazda
• 1x 4-pinowy nagłówek kątowy
• 1x przełącznik zasilania pod kątem prostym;
• 1x przełącznik dotykowy
• 1x 40-pinowe gniazdo DIP
• 1x 8-pinowe gniazdo DIP
• Gniazdo zasilania 1x2mm
• 1x 5Mhz Crystal (upewnij się, że ma połowę wysokości, aby inne moduły mogły zmieścić się na górze)
• 1x regulator napięcia 5 V
• 1x regulator napięcia 3.3 V
• 1x śmigło paralaksy
• 1x 32 kB i2c EEPROM
• 1x płytka PCB platformy śmigła

Krok 3: Gniazda IC

Najpierw wskocz do gniazd. Gniazda mają ładny mechanizm blokujący, który utrzymuje je na płytce drukowanej podczas lutowania. Wolę używać gniazd, ponieważ możesz łatwo usunąć układ scalony, jeśli masz problemy i nie musisz się martwić o uszkodzenie układu scalonego podczas lutowania. 8-pinowe gniazdo DIP przechodzi na U2, wycięcie skierowane do góry. 40-pinowe gniazdo DIP idzie na U1, wycięcie wskazuje w lewo.

Krok 4: Dodaj pierwszy zestaw gniazd kołkowych

Weź jedno z 16-pinowych gniazd i dodaj je do płytki. Możesz dodać go do rzędu zewnętrznego (najbliżej krawędzi planszy) lub rzędu wewnętrznego, ale sugeruję dodanie go do rzędu zewnętrznego. Na razie zachowaj pusty wewnętrzny wiersz, ale możesz wypełnić nagłówkami pinów, aby ułożyć kolejny moduł pod platformą śmigła.

Krok 5: 4-pinowe gniazdo

Dodaj 4-pinowe gniazdo. Użyj listew wtykowych pod kątem prostym, aby oba gniazda były wyrównane, jak pokazano na zdjęciu. To utrzyma 4-pinowe gniazda podczas odwracania płyty i utrzyma gniazda 4-pinowe i 16-pinowe prosto. Gniazdo 4-pinowe znajduje się w tym samym rzędzie co gniazdo 16-pinowe.

Krok 6: Drugi zestaw gniazd

Ta sama oferta po drugiej stronie.

Krok 7: Dodaj gniazdo zasilania

Dodaj gniazdo zasilania w lewym górnym rogu płyty, w pudełku tuż pod „7,5 - 12VDC”. Podczas lutowania gniazda zasilającego bądź hojny w stosunku do lutu - to właśnie przytrzymuje gniazdo podczas wkładania / wyjmowania wtyczki zasilania

Krok 8: Programowanie nagłówków

Śmigło jest zaprogramowane za pomocą wtyczki Prop. dodaj nagłówki pod kątem prostym w polu oznaczonym „Wtyczka”, jak pokazano na zdjęciu. Tutaj podłączysz Prop Plug do programowania. Możesz zdobyć Prop Plug od Gadget Gangster lub Parallax. Zaletą trzymania sprzętu do programowania poza płytą jest mniejszy całkowity rozmiar płyty i niższy koszt. Kiedy skończysz i będziesz gotowy do zaprogramowania śmigła, włóż wtyczkę podpory „czapką do góry”.

Krok 9: Dodaj przełączniki

Dodaj przełączniki po lewej i prawej stronie. Prawy przełącznik dotykowy zresetuje rekwizyt, gdy jest uruchomiony (wystarczy go dotknąć, aby zresetować). Lewy przełącznik to wyłącznik zasilania. Oba przełączniki są umieszczone na krawędzi płyty, aby ułatwić dostęp do nich, jeśli inne moduły są ułożone na górze.

Krok 10: Dodaj kondensatory mocy

Trzy nasadki (wyglądają jak małe puszki) znajdują się obok przełącznika kątowego. Pomagają zapewnić płynne zasilanie mikrokontrolera i innych modułów. Kondensatory są wrażliwe na polaryzację, przewód znajdujący się najbliżej paska jest ujemny i jest skierowany w dół. Upewnij się, że używasz mikro-mini nakładek, w przeciwnym razie inne moduły mogą nie pasować na górze platformy śmigła.

Krok 11: Przygotuj kryształowe gniazdo

Fajnie jest używać gniazda dla kryształu, ponieważ Prop może obsługiwać inne wartości kryształów. Oto sposób wykonania kryształowego gniazda;1 - Zidentyfikuj dwa gniazda pinów maszyny (jak na zdjęciu poniżej). Użyj swoich grobli, aby podzielić je na pół.

Krok 12: Usuń plastik

Używając ponownie swoich wałów, usuń plastik wokół każdego kołka, jak pokazano na zdjęciu. Potrzebujesz tylko lekkiego nacisku, aby zeskrobać plastik.

Krok 13: Kryształowe Gniazda

Oto, co otrzymasz:

Krok 14: Dodawanie Kryształowych Gniazd

Włóż je, jak pokazano na zdjęciu. Do ich przytrzymania używam taśmy, odwracam płytkę i lutuję je na miejscu. Z tyłu płyty przytnij kołki montażowe z gniazd maszyny. Dodaj również rezystory na R1, R2 i R3. Te maluchy ograniczą prąd diod LED, które poinformują Cię, kiedy zasilanie jest włączone. R1: Rezystor 1,1k (Brązowy - Brązowy - Czerwony)R2: Rezystor 470 omów (Żółty - Fioletowy - Brązowy)R3: Rezystor 220 omów (Czerwony - Czerwony - Brązowy)

Krok 15: Dodaj regulatory napięcia

Śmigło działa przy napięciu 3,3 V, ale platforma śmigła zawiera również regulator 5 V, który zapewnia 5 V innym modułom. VR1: regulator 5V. To ON Semi (część nr MC33269T-5.0G). W porównaniu do regulatora 3,3 V ma nieco cieńszą kwadratową zakładkę. Czarna skrzynka też nie ma małego wycięcia. VR2: regulator 3.3V. To ST (część # LD1117V33). Posiada grubszą zakładkę z przyciętymi rogami zakładek. Możesz również użyć odrobiny dodatkowego lutu, aby połączyć wypustkę z płytą. Pomoże to regulatorom obniżyć więcej ciepła.

Krok 16: Dodaj czapki

Nasadka z tantalu idzie tuż obok kryształowego gniazda. Zauważ, że tantalowa nasadka jest spolaryzowana. Jeśli przyjrzysz się uważnie ciału, zobaczysz znak + obok jednej z nóg. Noga z plusem powinna przejść przez otwór bliżej kryształu. Ceramiczna zaślepka wchodzi poniżej 40-pinowego gniazda DIP. Nie jest wrażliwy na polaryzację. Czapeczka ceramiczna jest oznaczona jako '104', jest również mniejsza od skuwki tantalowej.

Krok 17: Kroki wykończeniowe

Dodaj diody LED -

PWR Dioda LED umieszczona w kółku oznaczonym „PWR” ma przezroczystą soczewkę. W przypadku tej diody KRÓTSZY przewód przechodzi przez okrągły otwór (bliżej rezystora), DŁUŻSZY przewód przechodzi przez kwadratowy otwór. 5.0 Dioda świecąca w kółku oznaczonym „5.0” ma zieloną soczewkę. W przypadku tej diody DŁUŻSZY przewód przechodzi przez okrągły otwór (bliżej rezystora), KRÓTSZY przewód przechodzi przez kwadratowy otwór. 3.3 Dioda świecąca w kółku oznaczonym „3.3” ma zieloną soczewkę. W przypadku tej diody DŁUŻSZY przewód przechodzi przez okrągły otwór (bliżej rezystora), KRÓTSZY przewód przechodzi przez kwadratowy otwór. Dodaj również rezystor 10 kΩ (brązowy - czarny - pomarańczowy) na R4 Następnym krokiem jest przetestowanie mocy. Podłącz zasilacz i przestaw przełącznik kątowy w dół. Wszystkie diody LED powinny się zaświecić, wskazując, że Regulatory wysyłają moc.

Krok 18: Dodaj IC

Dodaj Prop w 40-stykowym gnieździe DIP, a EEPROM w 8-stykowym gnieździe. Dodaj kryształ i odetnij nadmiar ołowiu. Przejdź do następnego kroku, a pokażę Ci przykładowy program, który pomoże Ci zacząć

Krok 19: Używanie go: Twój pierwszy program śmigła

Najpierw pobierz narzędzie Propeller (Windows lub Mac), aby móc napisać swój program. Upewnij się również, że masz wtyczkę PropPlug.

Uruchom narzędzie Propeller Tool i zacznijmy od najprostszego programu, mrugająca dioda LED;

Podzielę każdą linię: PUB main Programy rozpoczynają wykonywanie od pierwszej znalezionej metody. W tym przypadku jest tylko jedna metoda (główna) i jest to metoda PUBlic, ale nie musimy się tym martwić, teraz dira[0]:= 1 dira[0] jest „rejestrem kierunku” dla pinu 0. Wpisując do rejestru wartość 1, ustawiamy pin 0 jako wyjście.:= jest operatorem przypisania. REPEAT zrób wszystko, co podano poniżej. Pętla REPEAT bez UNTIL będzie się powtarzać w nieskończoność. Tabulatory są ważne w obrocie - wszystko wcięte pod tą linią jest częścią pętli REPEAT. !OUTA[0] ! operator oznacza 'flip', a OUTA jest rejestrem wyjściowym dla pinu 0. Więc ta linia pobiera bieżącą wartość outa[0], odwraca ją i zapisuje z powrotem. Jeśli szpilka jest wysoko, odbije się nisko. Jeśli szpilka jest nisko, odbije się wysoko. Fantazyjny sposób na opisanie ! jest 'bitowym operatorem przypisania NOT'. WAITCNT(CLKFREQ + cnt) Tłumaczenie: Przytrzymaj przez 1 sekundę. WAITCNT(Czas) wstrzyma wykonywanie do czasu, aż zegar systemowy == Czas. CLKFREQ jest wartością systemową - jest równa liczbie tików w każdej sekundzie. CNT to kolejna wartość systemowa, jest to aktualny czas systemowy (ile tików od uruchomienia śmigła). Dodając do zegara systemowego wartość 1 sekundy tyknięć, ustalamy, jaki będzie zegar systemowy za jedną sekundę od teraz. I to jest twój pierwszy program! Co byś zmienił, gdybyś chciał, aby dioda LED migała dwa razy na sekundę?

Krok 20: Pobieranie

Propeller to niesamowity mikrokontroler, który:

• Niesamowicie szybki (160 milionów instrukcji na sekundę),
• Ma mnóstwo I/O (32 piny, które mogą wykonywać wejście lub wyjście),
• Ma świetne możliwości wideo i audio
• I jest łatwy do opracowania

Sprawdź stronę Parallax, aby znaleźć mnóstwo informacji na temat śmigła. Powinieneś również sprawdzić Parallax's Object Exchange, gdzie znajduje się mnóstwo bibliotek open-source, które pomogą Ci podczas wykonywania projektów za pomocą Prop. Pobierz Propeller Manual Pobierz Propeller Platform PCB Design (format ExpressPCB) Schemat z częścią mouser # tutaj (Format ExpressPCB)Szablony projektowe platformy śmigłowejChwyć zestaw lub zmontuj go z gadżetu Gangster.