Arduino Ailesinin ARM Tabanlı İşlemcili Yeni Üyesi ile Tanışmak İster Misiniz?

Yeni Arduino M0 Pro kartı sayesinde sahip olacağınız ARM Tabanlı İşlemci potansiyeliyle nesnelerin interneti (IoT: Internet of Things), giyilebilir teknolojiler,  yüksek teknoloji otomasyon ve sınırı hayal gücünüz olan yeni fikirleriniz ile maker dünyasına adım atabilirsiniz.

Arduino'ya yabancıysanız, blog sitemizde bulunan Arduino Dersleri serimize http://maker.robotistan.com/etiket/arduino-dersleri/ adresinden ulaşabilirsiniz.

Arduino M0 Pro, Arduino UNO platformunun basit ve daha güçlü bir temsilcisidir. Bu kart, 32-bit ARM Cortex® M0 mimarisine sahip, Atmel'in SAMD212 MCU işlemcisi ile güçlendirilmişti r. M0 kartı ile Arduino ailesi, yüksek işlem gücüne sahip yeni bir üyeye sahip olmuştur.

Atmel’in güçlü çekirdeğine sahip bu kart, esneklik sağlayarak size projelerinizin kapsamını artıracak yeni fikirler verecektir. Ayrıca 32-bit uygulama geliştirme öğrenmeniz için M0 Pro en ideal aracınız olacaktır.

Karta entegre Atmel'in Embedded Debugger (EDBG), ek bir donanım gerekmeden size tam işlevli bir hata ayıklama arayüzü (debugging) sağlamaktadır. Ayrıca EDBG ek olarak programlama ve bootloader işlevi sağlayan sanal COM portu işlevi de sağlamaktadır.

Ürün Şematiği

Güç:

Arduino M0 Pro, kart üzerindeki micro-USB konektör veya harici olarak orta kısmı + olan 6 - 15 V arasında bir DC adaptör ile beslenebilir. Bu şekilde bağlantı yapıldığında adaptörün + ve – bağlantıları, kart üzerindeki Vin ve GND pinleri ile bağlanmış olur.

Kart otomatik olarak güç kaynaklarını şu önceliğe göre kendisi seçer:

   1 - Harici güç girişi
   2 - Kart üzerindeki USB debug bağlantısı
   3 - Harici USB cihaz

Harici USB cihaz bağlandığında kart üzerindeki USB konektöründen çekilen 500 mA akım yetmediği takdirde harici güç girişi kullanılmalıdır.

Kart üzerindeki güç pinleri şunlardır:

- VIN: Harici adaptör kullanıldığı durumda adaptörün voltajı bu pin üzerindedir. Ayrıca adaptör kullanmak yerine bu pinden 6-20V arasında güç sağlayarak kartı besleyebilirsiin iz.
- 5V: Mikrokontrolcü ve diğer elemanların kullanması için kart üzerinde bulunan 5V regülatörün çıkışına bağlıdır. Bu pinden çekebileceğiniz en fazla akım miktarı 1A’dir.
- 3.3V: Kart üzerinde bulunan 3.3V regülatör çıkışına bağlıdır. En fazla 1A akım çekebilirsiniz.
- GND: Toprak pinleridir.
- IOREF: Giriş/çıkış pinlerinin çalışma voltajıdır. Arduino M0 için 3.3V tur.

Hafıza:

ATSAMD21G18 mikrokontrolcü 256KB boyutunda flash program belleğine sahiptir (4KB kadarlık kısmı bootloader için kullanılmaktadır ). Bootloader, Atmel tarafından fabrika çıkışı mikrokontrolcünü n ROM belleğine yazılı olarak gelmektedir. Bootloader NVM sigortası tarafından korunmaktadır. ATSAMD21G18, 32KB SRAM belleğe sahiptir.

Giriş/Çıkış:

Arduino M0 Pro üzerinde bulunan 14 dijital giriş/çıkış pininin her biri pinMode(), digitalWrite() ve digitalRead() fonksiyonları kullanılarak giriş veya çıkış olarak kullanılabilmekt edir. Pinler 3.3V lojik seviyesinde çalışmaktadır. Her bir pinden en fazla 7 mA akım çekilebilir. Her bir pine ait 20-60 kΩ değerinde pull-up direnci bulunmaktadır. Ayrıca bazı pinler özel görevlere atanmıştır:

- Seri Haberleşme (UART): 0 (RX) ve 1 (TX) numaralı pinler, TTL lojik seviyesinde seri haberleşme için kullanılmaktadır . Arduino M0 Pro’da Serial komutları USB üzerinden sanal COM portu haberleşmesi için kullanılmaktadır . Kart üzerindeki 0 (RX) ve 1 (TX) numaralı pinler kullanılarak haberleşme yapılacaksa Serial1 komutları kullanılmalıdır.
- TWI (I2C): 2 (SDA) ve 3 (SCL) numaralı pinleri kullanmaktadır. Two-Wire Interface haberleşmesi için Wire kütüphanesi kullanılabilir.
- PWM: 2’den 13’e kadar numaralı pinler analogWrite() komutu kullanılarak 8-bit PWM çıkışı olarak kullanılabilir. PWM çıkış çözünürlüğü analogWriteResol ution() komutu ile değiştirilebilir . NOT: 4 ile 10 numaralı pinler ve 5 ile 12 numaralı pinler aynı anda PWM çıkışı olarak kullanılamazlar.
- SPI: ICSP bağlantısında bulunmaktadır. SPI kütüphanesi kullanılarak haberleşme yapılabilir. Dikkat edilmesi gereken husus iseArduino UNO kartındaki gibi bu kartta SPI pinleri, dijital giriş çıkışlar ile aynı bağlantıyı taşımamaktadır. Sadece ICSP konektöründe SPI bağlantısı mevcuttur. Bu demek oluyor ki eğer SPI iletişime sahip bir shield’ınız var ise ICSP konektörü bulunmadığı takdirde bu kart ile kullanamayacaksı nız.
- LED: Kart üzerinde 13 numaralı pine bağlı bir LED bulunmaktadır. 13 numaralı pin HIGH olarak çıkış verildiğinde yanar, LOW olarak çıkış verildiğinde söner.
- Analog Girişler: Arduino M0 Pro üzerinde A0’dan A5’e kadar numaralandırılmı ş 6 adet analog giriş mevuttur. Arduino UNO kartıyla aynı konumda yer almaktadır. Her bir analog giriş 12-bit çözünürlüğe sahiptir (okunan değer 0 ile 4096 arasında değişir). Varsayılan olarak bu pinler toprak hattı ile - - 3.3V aralığında çalışır. AREF pini ve analogReference( ) fonksiyonu kullanılarak giriş aralığı değiştirilebilir .
- DAC (Digital-to-Anal og Converter): A0 pini anaogWrite() fonksiyonu kullanılarak gerçek 10-bitlik analog çıkış olarak kullanılabilir. Bu pin Audio kütüphanesi kullanılarak ses çıkışı olarak kullanılabilir.
- Reset: Bu pine LOW sinyali verilerek mikrokontrolcünü n resetlenmesi sağlanabilir. Bu pin kart üzerindeki reset butonuna bağlıdır. Genellikle shield kullanımında altta kalan reset butonunu shield üzerine taşımak için kullanılır.

Haberleşme:

Arduino M0 Pro; bilgisayar, başka bir Arduino veya mikrokontrolcü veya tablet, telefon, kamera gibi çeşitli cihazlarla haberleşmeye yarayan çeşitli arabirimlere sahiptir. Kartta seri haberleşme için 1 adet UART ve 3 adet 3.3V lojik seviyesinde çalışan USART bulunmaktadır.

Programming Port, bilgisayar tarafından sanal COM portu olarak tanınmayı sağlayan EDBG’ye bağlıdır. Bu portun bilgisayar tarafından tanınması için Windows sistemlerde sürücü yüklemek gereklidir. Mac ve Linux bilgisayarlarda ise otomatik olarak tanınmaktadır. EDBG aynı zamanda SAMD21’in donanımsal UART’ına bağlıdır. RX0 ve TX0 pinleri seriden USB’ye haberleşme sağlayarak ATSAMD21G18 mikrokontrolcünü n bilgisayar tarafından programlanabilme sini sağlar. Arduino yazılımı, seri portu metin tabanlı okuma/yazma işlevine sahip bir seri monitöre sahiptir. Haberleşme sırasında kart üzerindeki TX ve RX ledleri yanıp söner.

Native Port, SAMD21’e bağlıdır. USB üzerinden seri haberleşme sağlar. Bu sayede bilgisayarınızda ki seri monitör ya da diğer uygulamalarla haberleşme yapabilirsiniz. Aynı zamanda bu port üzerinden bağlantı yapıldığında kart kendisini bilgisayara USB klavye veya fare olarak tanıtabilir. Ayrıca Native Port üzerinden doğrudan karta klavye, fare veya akıllı telefon gibi cihazlarınızı bağlayabilirsini z.

SAMD21, aynı zamanda TWI ve SPI haberleşme protokollerini de destekler.

Programlama:

Arduino M0 Pro, Arduino yazılım pakedi kullanılarak programlanabilir . AVR mikrokontrolcüle rden farklı olarak, SAMD21 yeni program yüklenmeden önce flash belleğinin silinmesine ihtiyaç duyar. Program yükleme işlemini SAMD21’in ROM belleğindeki özel bir alan kontrol eder.

Her iki USB portu da bilgisayar ile kartı programlamak için kullanılabilir.

Programming Port (DC adaptör girişine yakın olan port): Bu portu kullanmak için Arduino yazılımından kart tipi olarak "Arduino M0 Pro (Programming Port)" seçilmelidir. Bu port kullanılarak programlama yapıldığında SAMD21 çipine "hard erase” yapılmış olur. Bu yöntem, Native Port kullanılarak yapılan "soft erase”den daha sağlıklı sonuç vermektedir. Tavsiye edilen programlama portu bu porttur. "Hard erase” yapılarak mikrokontrolcü kilitlendiğinde dahi programlama ve silme işlemi yapılabilir.

Native Port (reset butonuna yakın olan port): Bu port kullanılarak programlama yapmak için Arduino yazılımından kart tipi olarak "Arduino M0 Pro (Native USB Port)" seçilmelidir. Bu port ile programlama yapıldığında "soft erase” işlemi yapılır ve mikrokontrolcü resetlenerek bootloader ile tekrar çalışır.

USB Aşırı Akım Koruması:

Arduino M0 Pro, resetlenebilir aşırı akım sigortalarına sahiptir. Bilgisayarınız kendi USB portları için korumaya sahip olsa bile kart üzerindeki sigortalar 500 mA’den fazlasını geçirmeyecek şekilde ayarlıdır. Eğer bu miktar aşılırsa sigortalar kısa devre ortadan kalkana kadar bağlantıyı kesik tutacaktır.