D. PETROVIĆ

1. maj 2022.

Arhiva naše rubrike „SK Labs” je sa svakim izdanjem sve veća i veća. Svojevremeno (SK 12/2018, i.sk.rs/15535) smo pisali o jednoj razvojnoj pločici iz Inhaosa. Serija razvojnih ploča iz Inhaosa, kompatibilnih sa Arduino okruženjem, naziva se Massduino. Inhaos u dobroj meri prati staze koje je utabao Arduino, ali daleko od toga da nema razlika, naprotiv.

Pro Uno je unapređena varijanta mikrokontrolerske pločice koja donekle prati format Una. Inhaos je format Una produžio u meri da je pločica duža čak i od Mege. Taj produžetak donosi neke, zaista nove opcije koje do sada na Arduinu i njemu kompatibilnim pločama nismo sretali. Ipak, krenućemo prvo od „glave”, MD-3248P mikrokontrolera. Kod razvojnih ploča Inhaos osnovna razlika je u tome što se proizvođač ne drži ATmega mikrokontrolera. Tehnička dokumentacija, pak, nije toliko štura za ovaj TQFP48. Eksterni oscilator daje radni takt od 16 megaherca mikrokontroleru, kome je na raspolaganju 32 kilobajta fleša i dva kilobajta SRAM-a. Tu je i jedan kilobajt fleša koji simulira EEPROM. Jednim delom, sve što bi se našlo na Unu je tu. Počevši od pinouta headera (ovde u dva reda - muški i ženski), preko ICSP headera, strujnog priključka i taster ’Reset’. Zanimljivo je i to da Pro Uno može da radi na pet i 3,3 volta (sistemski napon), za šta se koristi džamper do strujnog priključka. Za komunikaciju sa računarom zadužen je CH340, preko jednog od mikro-USB priključaka. Ovde primećujemo 1x6 header za klasičan UART adapter, ako se ukaže potreba njime. Na pločici nalaze se dva mikro-USB priključka, a drugi od njih nosi oznaku VUSB (virtuelni USB). Preko njega se Pro Uno postavlja kao HID uređaj, u zavisnosti od samog korisničkog programa. Podrazumeva se da prilikom povezivanja Pro Una sa računarom preko VUSB, ploča radi na 3,3 volta. U ovom delu se nalaze četiri LED koje nalazimo i na Unu, s tim što su PWR i SCK (D13) na nestandardnom mestu za jedan Arduino. Postoje još dve LED za dva referentna analogna napona, 4,096 i 2,048 volti. Već se nazire da je Pro Uno usmeren ka analognoj elektronici, a tome u prilog ide i GND omča za testiranje.

Produženi deo donosi dvoredi 18-pinski muški header za neke od GPIO mikrokontrolera koji nisu mogli da stanu na standardni Uno format. Tri od ovih dodatnih GPIO povezani su na dodatni set LED, poređanih pored tri korisnička tastera pri dnu ploče. Tasteri, takođe, imaju svoje GPIO označene sa K. Oznake pinova su ispisane sa gornje strane, međutim, dodatne oznake sa donje bacaju više svetla na ovaj header. Tu može da se vidi da je Inhaos stavio na raspolaganje osam dodatnih analognih pinova, ali i četiri DAC-a, što se svakako retko viđa na jednoj razvojnoj pločici formata Una. Mikrokontroler preko svojih GPIO upravlja sa tri 3PEAK 1564A integralna kola, te se na taj način dobiju ovih devet pinova sa interesantnim funkcijama. Serija TP156xA integralnih kola pripada grupi jednostrukih, dvostrukih i četvorostrukih CMOS operacionih pojačivača (OP-AMP) koja se odlikuje stabilnim odzivom na visoke frekvencije. Ova pojačala imaju mali ofset i malu snagu. Sposobna su za odlične performanse kod naizmeničnih struja sa propusnim opsegom od 64 megaherca, 4,5V/μs brzine napona i malim izobličenjem pri „povlačenju” od samo pola ampera. Pomenuti header sadrži izvode mikrokontrolera koji su povezani sa OP-AMP čipovima i mogu se koristiti kao IO, ali i radi testiranja. Postoji dodatni par dvoredih headera koji su, zapravo, izvodi samih OP-AMP. Oznake ukazuju da je na raspolaganju čak pet HV analognih ulaza. HV se odnosi na visoki napon, ovde i do 32 volta, pri analognoj referenci od 4,096 volti, uz 15-bitnu rezoluciju. Niži analogno-referentni napon koristi se za napone do 16 volti. Manji dvoredi header donosi četiri PWM DAC kanala. Dva kanala su u 16-bitnoj rezoluciji, gde je naponski raspon od 0 do 4,096 volti. Ako to prevedemo u brojeve, kanali mogu da pri 62,5μV rezoluciji pruže 12,5 sps (samples per second). Druga dva kanala imaju 12-bitnu rezoluciju sa 200 uzoraka po sekundi, pri naponu od jednog milivolta.

Inhaos nema klasičnu podršku za svoje ploče u vidu JSON paketa, već podrška mora da se unese ručno, kopiranjem fajlova u Sketchbook direktorijum. Paket sa neophodnim fajlovima preuzima se sa zvaničnih Inhaos stranica. Podrška Inhaosa za Pro Uno je izvanredna. U paketu se dobijaju mapa pinouta prema portovima i Arduino referenca, sve neophodne biblioteke i brdo primera.

Prvo što može da se vidi jesu neke dodatne funkcije, kakve se ne sreću kod Una. Recimo, digitalToggle() je zanimljiva funkcija za LED, gde bi SCK LED na pinu 13 treptala uz samo par linija kôda.

void setup(){

 pinMode(13, OUTPUT);

}

void loop(){

 digitalToggle(13); // Toggle the pin status

 delay(1000); // waits for a second

}

Ako ovo nije dovoljno brzo za upravljanje LED, tu su fastioMode(), fastioToggle(), fastioRead() i fastioWrite(). Recimo, primer iznad bi mogao i ovako da se napiše:

void setup(){

 fastioMode(13, OUTPUT);

}

void loop(){

 fastioToggle(13); // Toggle the pin status

}

Predefinisano je da mikrokontroler koristi interni kristal, što se može promeniti funkcijom sysClock(). Tu su još funkcije kojima se upravlja Watchdogom, ali i za čitanje analognih vrednosti. Recimo, analogRead_11bits() ili neka od vrednosti do 16 bita. Viša rezolucija, duži vremenski prozor za uzimanje uzoraka i manji broj uzoraka, ali i veća preciznost. Postoji i odabir analogne naponske reference koja može biti interna ili eksterna. Eksterna se može dovesti na AREF pin, Default zavisi od odabranog napona džamperom o kome smo napisali koju reč iznad, a isto važi i za vrednosti interne reference. Kada se radi o PWM, čip na Pro Unu, za razliku od klasičnog Una, ima četiri tajmera (jedan tajmer više). Postoji nekoliko dodatnih funkcija za određivanje režima, frekvencije i drugo. Veoma korisna je i pwmFuncs.h biblioteka koja umnogome olakšava rad. Od biblioteka koje dolaze u paketu podrške za MD-3248P, tu je i PMU za upravljanje režimom sleep, kao i kod low-power projekata. Na kraju, tu su i biblioteke povezane sa HID, uz primere kao što su VUsbMouse, VUsbKeyboard, VUsbDatInOut i druge. Inače su svi primeri dobro dokumentovani, što u samim primerima, što u tehničkoj dokumentaciji. U okviru paketa dolazi i programčić MassduinoHidDataDemo, koji u paru sa nekim od primera prikazuje podatke koje Pro Uno šalje ka računaru, a može se koristiti da podatke pošalje ka Pro Uno. Jedan od primera, ako je Pro Uno povezan sa računarom sa oba USB porta, omogućava dvosmernu komunikaciju. Ipak, smatramo da je najkorisniji UnoPro_Code_Template koji sve nedoumice pojašnjava, sve oznake pinova, kao i posebne funkcije na njima. Prilikom pisanja programa, smatramo da je ovaj skeč prva referenca od koje treba početi.

Kao i kod našeg ranijeg susreta sa razvojnim pločama Inhaos, i ovde smo prijatno iznenađeni, što izradom, što podrškom. Pro Uno podiže format Una na zaista viši nivo. Akcenat je na analognoj elektronici, a mišljenja smo da nje u ovakvom formatu nedostaje. Pregršt primera i obilje mogućnosti neće predstavljati problem ni za početnike. Možemo slobodno da tvrdimo da je ploča odlična za vežbanje rada sa osciloskopom. Ono što svakako predstavlja problem jeste činjenica da MD-3284P nismo nigde našli u prodaji. Eventualni razrađen projekat je osuđen na život u sklopu ove razvojne ploče.