LilyPad Arduino SimpleSnap

Общие сведения

LilyPad Arduino SimpleSnap - это микропроцессорное устройство, специально разработанное для использования с предметами одежды и раличным текстилем. Устройство похоже на LilyPad Arduino Simple, и отличается от него встроенным литий-полимерным аккумулятором, а также наличием проводящих застежек вместо контактных отверстий. Использование соответствующих застежек на ткани позволяет не только надежно подсоединять LilyPad к различным макетам, но и легко снимать его перед стиркой или для переноса на другой макет. LilyPad SimpleSnap имеет 9 цифровых входов/выходов, а также содержит узел для подзарядки аккумулятора. LilyPad SimpleSnap построен на базе микроконтроллера ATmega328.

LilyPad Arduino SimpleSnap спроектирован и разработан компаниями Leah Buechley и SparkFun Electronics.

Схема и исходный проект

Файлы EAGLE: LilyPadSimpleSnap_Board.zip

Схема: LilyPadSimpleSnap_schematic.pdf

Характеристики

Микроконтроллер ATmega328
Рабочее напряжение 2.7 - 5.5В
Напряжение питания 2.7 - 5.5В
Цифровые входы/выходы 9 (из них 5 могут использоваться как ШИМ-выходы)
Аналоговые входы 4
Максимальный ток одного вывода   40 мА
Flash-память 32 КБ (из которых 2 КБ используются загрузчиком)
SRAM 2 КБ
EEPROM 1 КБ
Тактовая частота 8 МГц

Программирование

LilyPad Arduino SimpleSnap программируется с помощью программного обеспечения Ардуино (скачать). Для этого из меню Tools > Board необходимо выбрать "LilyPad Arduino" с микроконтроллером, соответствующим вашей плате. Для получения более подробной информации см. инструкцию "Начало работы с LilyPad".

ATmega328 в LilyPad Arduino SimpleSnap выпускается с прошитым загрузчиком, позволяющим загружать в микроконтроллер новые программы с помощью программного обеспечения Ардуино.

Поскольку LilyPad SimpleSnap не содержит ни встроенного USB-UART преобразователя, ни USB-разъема, для прошивки микроконтроллера понадобится специальный адаптер, совместимый с микросхемами FTDI (например, USBSerial Light Adapter).

Питание

LilyPad Arduino SimpleSnap может быть запитан от встроенного аккумулятора либо от FTDI-совместимого адаптера.

Включение/выключение платы осуществляется встроенным переключателем. Когда устройство отключено от адаптера FTDI и запитано от встроенного аккумулятора, этот переключатель отвечает за питание микроконтроллера: в положении "ON" на микроконтроллер подается питание и устройство включается, в положении "OFF" - отключается. Когда устройство запитано от адаптера FTDI - плата все время остается включенной; при этом в положении "ON" микроконтроллер потребляет энергию от аккумулятора, а в положении "OFF" - от адаптера FTDI. 

Основным источником питания платы является встроенный литий-полимерный аккумулятор. LilyPad Arduino SimpleSnap содержит микросхему MCP73831, управляющую процессом заряда LiPo-аккумулятора. Процесс заряда активизируется при подключении устройства с установленным аккумулятором к компьютеру через кабель FTDI, о чем будет свидетельствовать светодиод возле переключателя. Подзарядка аккумулятора осуществляется вне зависимости от положения переключателя питания и автоматически прекращается, когда аккумулятор полностью заряжен.

Из-за особенностей организации цепей подзарядки аккумулятора, в устройстве не предусмотрена возможность питания внешних компонентов (таких, как bluetooth-модем) через разъем FTDI.

Входы и выходы

В LilyPad SimpleSnap не так много входов и выходов, как в базовой модели LilyPad Arduino. На плате Ардуино SimpleSnap предусмотрено всего 9 цифровых входов/выходов, один вывод +5VDC и один вывод земли.

С использованием функций pinMode()digitalWrite() и digitalRead() каждый из 9 цифровых выводов LilyPad Arduino SimpleSnap может работать в качестве входа или выхода. Рабочее напряжение выводов составляет 3.3В. Максимальный ток, который может отдавать или потреблять один вывод, составляет 40 мА. Все выводы сопряжены с внутренними подтягивающими резисторами (по умолчанию отключенными) номиналом 20 кОм. Помимо этого, некоторые выводы Ардуино могут выполнять дополнительные функции:

  • ШИМ: выводы 5, 6, 9, 10 и 11. С помощью функции analogWrite() могут выводить 8-битные аналоговые значения в виде ШИМ-сигнала.
  • Аналоговые входы: выводы A2 - A5. В LilyPad Arduino SimpleSnap есть 4 аналоговых входа (A2 - A5), каждый из которых может использоваться как обычный цифровой вывод. Каждый из входов может представить аналоговое напряжение в виде 10-битного числа (1024 различных значения). По умолчанию, измерение напряжения осуществляется относительно диапазона от 0 до 5 В. Однако, верхнюю границу этого диапазона можно изменить с помощью функции analogReference().

Автоматический (программный) сброс и запуск загрузчика

Чтобы каждый раз перед загрузкой программы не требовалось нажимать кнопку сброса, LilyPad Arduino SimpleSnap спроектирован таким образом, который позволяет осуществлять его сброс программно с подключенного компьютера. Инициировать загрузчик можно также нажатием кнопки сброса. 

Из-за особенностей механизма сброса LilyPad Arduino SimpleSnap, рекомендуется предоставлять программному обеспечению Ардуино возможность осуществить сброс перед загрузкой программы. Если же программное обеспечение не сможет сбросить устройство, вы всегда сможете запустить загрузчик вручную, нажав кнопку сброса.

Физические характеристики

Печатная плата LilyPad Arduino SimpleSnap имеет форму круга диаметром около 50мм (2"). Толщина самой платы составляет 0.8мм (1/32"), а общая высота с учетом всех компонентов - приблизительно 3мм (1/8").

Устойчивость к стирке и мытью

LilyPad Arduino SimpleSnap нельзя подвергать стирке, поскольку устройство содержит встроенный аккумулятор. Воздействие на него влаги приведет к выходу из строя не только аккумулятора, но и всего устройства. Поэтому, перед тем, как приступить к аккуратной ручной стирке, следует обязательно отсоединить Arduino LilyPad от вашего макета.

Дополнительная информация

Для начала работы с LilyPad Arduino SimpleSnap см. это руководство.

SparkFun Electronics предлагает ряд аксессуаров для совместного использования с устройствами серии LilyPad Arduino.

Для получения дополнительной информации о LilyPad Arduino SimpleSnap, включая подробные указания о том, как пришить устройство к ткани, см. на странице LilyPad Arduino SimpleSnap на веб-сайте LilyPad.