Arduino Esplora

Descripción

La Arduino Esplora es una placa microntroladora derivada de la Arduino Leonardo. La Esplora difiere de todas las placas Arduino predecesoras en que lleva incorporados un número de dispositivos sensores listos para usar. Está diseñada para gente que quiere entrar en el mundo de Arduino sin tener que aprender antes electrónica. Para una introducción paso a paso mirad en la guía de introducción a la Esplora.

La Esplora lleva montadas salidas de sonido y luz, además de varios sensores, incluyendo un joystick, un potenciómetro lineal, un sensor de temperatura, un acelerómetro de tres ejes, un micrófono y un sensor de luz. También cuenta con todo el potencial de expandir sus capacidades con 2 entradas y 2 salidas Tinkerkit, y un zócalo para la conexión a una pantalla TFT LCD en color.

Al igual que la Leonardo la Esplora utiliza un microcontrolador AVR Atmega32U4 a 16 MHz y conexión micro USB capaz de actuar como un dispositivo USB cliente, como un ratón o un teclado.

En la parte superior izquierda hay un pulsador de reset por si surge la necesidad de resetear la placa. Hay 4 LEDs de estado :

  • ON [verde] indica que la placa está operativa.
  • L [amarillo] conectado directamente al microcontrolador, accesible a través del pin 13.
  • RX y TX [amarillo] sirven para indicar que la placa está recibiendo o transmitiendo datos a través de comunicación por el puerto USB.

La placa contiene todo lo necesario para el funcionamiento del microcontrolador, simplemente hay que conectarle el cable USB para empezar a utilizarla.

La Esplora utiliza comunicación  USB nativa; puede aparecer conectada a un ordenador como un ratón o un teclado además de un puerto Serie virtual (CDC). Ello tiene otras implicaciones en el comportamiento de la placa, estas se detallan en la guía de introducción a la Esplora.

Descripción

Microcontrolador ATmega32u4
Voltaje de funcionamiento 5V
Memoria Flash 32 KB de los cuales el bootloader utiliza 4 KB
SRAM 2.5 KB
EEPROM 1 KB
Velocidad del reloj 16 MHz

Esquemas y diseño
Ficheros EAGLE: arduino-esplora-reference-design.zip
Esquema: arduino-esplora-schematic.pdf

Memoria

El ATmega32u4 tiene 32 KB (con 4 KB utilizados para el gestor de arranque). También cuenta con 2.5 KB de SRAM y 1 KB de EEPROM (la cual puede ser escrita y leída utilizando la librería EEPROM).

Entradas y salidas:

Eldiseño de la Esplora recuerta a un gamepad tradicional con un joystick analógico a la izquierda y 4 pulsadores en el lado derecho.

La Esplora tiene las siguientes entradas y salidas incorporadas en la placa:

  • Joystick analógico con pulsador central  de dos ejes (X e Y) y un pulsador central.
  • 4 pulsadores dispuestos en formación de diamante.
  • Potenciómetro lineal deslizante cerca de la parte inferior de la placa.
  • Microfono para captar sonidos de ambiente.
  • Sensor de luz para tomar medidas de luz ambiental.
  • Sensor de temperatura lee la temperatura ambiente.
  • Acelerómetro de 3 ejes mide la relación de la placa con la gravedad en los tres ejes (X, Y y Z)
  • Buzzer puede producir ondas de sonido cuadradas.
  • LED RGB  brillante LED con los colores rojo, verde y azul y mezclas entre ellos.
  • 2 entradas TinkerKit para conectar módulos TinkerKit con sensores.
  • 2 Salidas TinkerKit  para conectar actuadores del sistema TinkerKit.
  • Zócalo para pantalla TFT conector opcional para la conexión de una pantalla LCD color, lector de tarjetas micho SD u otros dispositivos que utilicen el protocolo SPI.

Para poder utilizar todos los sensores disponibles la placa utiliza un multiplexor analógico. Esto significa que uno solo de las entradas analógicas del microcontrolador está compartida por todos los canales de entrada (excepto el acelerómetro de 3 ejes). Cuatro pines adicionales del microcontrolador eligen el canal a leer.

Comunicación

Tanto la Leonardo como la  Esplora cuentan con un número de facilidades para comunicarse con el ordenador o con otros Arduinos u otros microcontroladores. El ATmega32U4 provee de comunicación Serie (CDC) sobre el USB y puede aparecer como un puerto COM virtual por software en el ordenador. El chip también actua como un dispositivo USB 2.0  utilizando los drivers standard USB COM. En Windows se requiere de un archivo .inf . El software de Arduino incluye un monitor serie el cual permite que datos en formato de texto puedan ser enviados y recibidos desde la placa. Los LEDs  RX y TX montados en la placa brillaran cuando los datos sean transmitidos via la conexión USB con el ordenador.

El ATmega32U4 también soporta comunicación SPI, esta es accesible a través de la librería SPI.

La Esplora puede aparecer como un teclado generico o como un ratón y puede ser programada para controlar estos dispositivos de entrada utilizando la librería Keyboard and Mouse.

Programación

La Esplora puede ser programada con el Arduino IDE. Solo  hay que seleccionar “Arduino Esplora” desde el menú herrammientas > placa. Para mas detalles consultar la página getting started.

El ATmega32U4 de la Arduino Esplora viene con el gestor de arranque pregrabado, lo cual permite  subir nuevos programas sin la utilización de un grabador externo por hardware. Se comunica utilizando el protocolo AVR109.

Es posible programarla saltándose el gestor de arranque mediante la utilización de un programador externo a través del puerto ICSP (In-Circuit Serial Programming); ver estas instrucciones para más detalles.

Librería Esplora

Para facilitar la escritura de sketches para la Esplora hay una librería dedicada la cual contiene métodos para la lectura de los sensores y para la escritura en las salidas de la placa.

La librería ofrece metodos de alto nivel para trabajar con datos pre-procesados, como grados Fahrenheit o Celsius dell sensor de temperatura. También permite un fácil acceso a las salidas, como dar valores al LED RGB.

Visita la página de referencia Esplora library para ver la documentación completa de la librería y ejemplos.

Reset automático (por software) e inicialización del gestor de arranque.

En lugar de necesitar que se presione el botón de reset de forma manual al cargar un nuevo programa la Esplora ha sido diseñada de forma que permite ser reseteada por software mientras trabaja conectada a un ordenador. El reset se dispara cuando el puerto COM virtual se abre a una velocidad de 1200 baudios y después se cierra. Cuando esto ocurre el microprocesador se resetea interrumpiendo la comunicación USB con el ordenador (ello implica que la comunicación por el puerto serie/COM desaparece). Tras el reseteo del microprocesador el gestor de arranque comienza a hacer su trabajo durante, aproximadamente, 8 segundos. El gestor de arranque también puede ser iniciado presionando el botón de reset en la Esplora. Notese  que cuando la placa se conecta ejecuta el programa subido por el usuario si hay alguno presente aunque se inicialice con el gestor de arranque.

Por este motivo la Esplora no necesita un reseteo manual, es mejor dejar que el software de Arduino la inicie después de subir un programa, especialmente si tienes la costumbre de hacer un reset manual antes de subir un programa en otras placas. Si el software no puede hacer un reset a la placa siempre se puede hacer un reset presionando el botón de reset de la placa.

Protección del USB ante sobre-corrientes

La Esplora tiene un fusible rearmable que protege el puerto USB de tu ordenador ante cortocircuitos o sobre corrientes. Además muchos ordenadores tienen su propia protección interna para sus puertos USB. Si más de 500 mA se le piden al puerto USB, el fusible automáticamente corta la conexión hasta que el cortocircuito o la sobre-tensión se solucionan.

Características físicas

La anchura y altura máxima del PCB de la Esplora PCB son 6.5 y 2.4 pulgadas respectivamente con el conector micro USB y los conectores TinkerKit sobresaliendo de la última dimensión. Cuatro agujeros para tornillos permiten que la placa se pueda fijar en una superficie o en una caja.


Si este tutorial te ha sido de utilidad puedes considerar hacerme un donativo, por pequeño que sea estarás contribuyendo a que siga con esta labor.


Un Comentario

  1. Por fin información importante para principiantes, me sirvió para saber con cual PCB comenzar.
    Agradezco la información

Deja un comentario

Campos requeridos marcados con *.


Una estúpida ley me obliga a molestarte con algo obvio: este sitio utiliza cookies. Aquí tienes el ladrillo en cuestión por si quieres leerlo