robogeek.ru

все о роботах и робототехнике

edu.robogeek.ru

все об обучении робототехнике

14.09.2015 4

От идеи до прототипа: «Particle.io»

Сегодня хотелось бы поговорить об IoT («Internet of Things») платформе «Spark», запущенной в далёком 2012 году на краудфандинговой платформе «Kickstarter». Нет, проект не умер. Собрав определённую сумму, он начал бурно расти и развиваться. К тому же недавно данная платформа обзавелась новым именем - Particle. В своём блоге они разъяснили, что прошлое название путало пользователей с названиями таких ресурсов, как Autodesk Spark, SparkFun, Spark NZ и т.д. Предлагаю к прочтению первую часть материала об этой платформе.

К истокам

Всё началось с производства девайса под названием «Core». Это устройство представляет собой комплект разработки для интернет-подключенного оборудования с помощью Wi-Fi. Это, по сути, «мозг» подключенного аппаратного продукта или проекта. Core имеет на борту микроконтроллер, который является небольшим, недорогим, маломощным компьютером, который может запускать одновременно одну программу. Микроконтроллер включается, запускает программу и говорит остальным частям устройства, что делать. Он не имеет операционной системы, как компьютер. Устройство просто запускает одно приложение (микропрограмму), которая может быть простой, всего пару строк кода, или очень сложной, в зависимости от того, что хотите сделать.

У Core есть набор «пинов» (ножки, торчащие из платы), которые называются «GPIO» (система ввода и вывода общего назначения) контакты ввода/вывода. Они могут быть подключены к датчикам или кнопкам, чтобы получать информацию извне, или могут быть подключены к светотехнике и моторам, чтобы воздействовать на окружающий мир.

Микроконтроллер может также общаться с другими устройствами с помощью протоколов Serial (также называемые интерфейсы UART), последовательного интерфейса SPI, или I2C (также называемый Wire). Также можно сделать ядро мощнее, подключив его к специальным платам, таким как драйвера моторов или регистры сдвига. У Core есть Wi-Fi модуль, который подключается к локальной Wi-Fi сети также, как и компьютер или смартфон. Устройство Core запрограммировано, чтобы оставаться на связи с интернетом по умолчанию так долго, насколько это возможно (пока сеть Wi-Fi доступна).

Когда Core подключается к интернету, он устанавливает соединение с облаком Particle. Подключившись к облаку, Core становится доступным из любого места с помощью простого API-интерфейса REST. Этот API разработан, чтобы сделать взаимодействие с Core через веб-приложение или мобильное приложение простым и безопасным, так, что только разработчик сможет получить доступ к устройству. Далее будут рассмотрены основные технические характеристики устройства Core.

Размеры устройства:

  1. Длина: 37мм
  2. Ширина: 20мм
  3. Высота: 12мм
  4. Вес: 14 грамм

Описание «начинки» начинается с главного управляющего устройства – микроконтроллера  STM32F103CB.

Микроконтроллер обладает следующими техническими характеристиками:
  • ARM 32-битный процессор Cortex-M3
  • Рабочая частота 72МГц
  • 128Кб Flash-памяти
  • 20Кб памяти SRAM
  • 12 разрядный АЦП
  • Полно скоростной USB 2.0
  • Интерфейсы: USART, SPI, I2C
  • Режим отладки JTAG.

Далее приведём технические характеристики модуля Wi-Fi CC3000:

  • Стандарт IEEE 802.11 b/g
  • TX мощность: +18.0 дБм на скорости 11Мбит/с
  • RX чувствительность: 88 дБм, 8% PER, 11 Мбит /с
  • Рабочая температура: – 20° C до 70° C
  • Шифрование: WEP,WPA,WPA2
  • Интерфейсы: FCC, IC и CE.

В дополнение к наличию 128 Кбайт встроенной флэш-памяти для хранения прошивки, ядро также имеет внешнюю память SPI на основе флэш-памяти чипа - SST25VF016B. Это пространство памяти (всего 2Мб) используется для хранения заводских настроек, копию прошивки и ключи безопасности. Часть пространства также доступна пользователю, который может использовать его для хранения данных, параметров пользователя и т. д.

Поскольку флэш-память является энергонезависимой, она сохраняет данные даже после выключения питания. По заявлению производителя чипа, данные могут храниться больше, чем 100 лет. Также ограничение по чтению-записи данных составляет 100 000 циклов.

Всё устройство, включая все периферийные устройства на борту, работают от 3.3 В постоянного тока. Итак, для того, чтобы запитать Core от порта USB или внешнего питания, нужно понизить напряжения перед подачей. За питание устройства отвечает микрочип MCP1825S-3302E.Ключевые особенности данного регулятора мощности:

  • 500 мА выходной ток
  • Диапазон входного напряжения от 3.6 до 6.0 В (для 3.3 В выхода)
  • Низкое падение напряжения (LDO)
  • Корпус sot-223, который хорошо сидит по другую сторону разъема USB. Этот разъем также служит дополнительным теплоотводом
  • Защита от перегрева, короткого замыкания и ограничение входного тока.

Это значит, что вы можете подавать питание для Core через USB-порт или через разъем Vin от внешнего источника питания, который может находиться в диапазоне от 3.6 V до 6.0 V постоянного тока.

На сегодня это все. Дальнейший разговор о платформе Particle.io продолжим во второй части материала.

Комментарии

(4) Добавить комментарий