Plate-forme d'hélice : 20 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:11

Qu'est-ce que l'hélice?

Le Parallax Propeller est un microcontrôleur 32 bits à 8 cœurs. Il y a de fortes chances que vous ayez déjà vu quelques projets Propeller Powered tels que:

OpenStomp Coyote-1: pédale d'effets de guitare numérique open source

Démo Musique (.mp3) (Site Web)

La réplique 1, un clone d'Apple 1

(site Internet)

ybox2, décodeur en réseau bricolage

(site Web) et bien plus encore. L'hélice est couramment utilisée car elle est très performante, a une sortie vidéo facile et offre beaucoup d'E/S.

Alors, qu'est-ce que la plate-forme Propeller ?

La plate-forme Propeller place le Prop sur une carte de circuit imprimé avec des régulateurs de tension, une mémoire, un cristal et des connecteurs vers d'autres modules. C'est un peu comme l'Arduino avec quelques améliorations sur l'idée de base; 1 - Les modules (alias blindages) peuvent être connectés les uns aux autres en haut et en bas. Par exemple, vous pourriez avoir un module Propeller au milieu, une interface utilisateur LCD en haut et un prototype en bas. 2 - L'espacement des broches est de 0,1". L'espace entre les prises est également de 0,2". Cela rend la plate-forme compatible avec les maquettes et vous permet d'utiliser les modules de la plate-forme en combinaison avec d'autres cartes de projet. 3 - L'empreinte de la carte est de 3,8" x 2,5", ce qui est la même empreinte que le service MiniBoard d'ExpressPCB, donc l'ajout de votre propre module personnalisé est peu coûteux et simple. 4 - Ils sont bien documentés. Ils sont présentés dans la chronique de Jon Williams dans Nuts and Volts et le module de plate-forme Propeller sera la base de nombreux projets décrits dans ses prochaines chroniques. 5 - Ils sont du domaine public. Les conceptions de modules utilisent la licence MIT, vous offrant plus de flexibilité que des licences plus restrictives comme Creative Commons Share-Alike. Les modèles et les spécifications peuvent être téléchargés ici. La plate-forme Propeller est disponible en kit ou pré-assemblée auprès de Gadget Gangster. Le temps de construction est d'environ 45 minutes. Commencez par passer à l'étape suivante !

Étape 1: FAQ

Qu'est-ce que la plate-forme Propeller ?

La plate-forme Propeller est une plate-forme informatique embarquée open source - elle ressemble beaucoup à l'Arduino, mais améliore le concept en utilisant un microcontrôleur plus rapide, un espacement des broches standard et une licence moins restrictive (licence MIT).

Quelles sont les spécifications ?

Microcontrôleur d'hélice:

• Matériel de générateur vidéo intégré pour la sortie vers des écrans NTSC/PAL ou VGA
• Langage de haut niveau intégré (Spin) facile à apprendre
• Haute performance (160 millions d'opérations par seconde)
• La vitesse peut être modifiée au moment de l'exécution pour une efficacité énergétique améliorée
• Disponible dans un emballage DIP adapté aux amateurs
• 32 broches d'E/S, chaque broche peut être définie comme entrée ou sortie

La plate-forme Propeller ajoute:

• Régulateurs de tension 5v et 3,3v, évalués à 800mA, chacun
• Cristal 5Mhz, échangeable par l'utilisateur
• 32 Ko de mémoire embarquée, avec de l'espace pour un deuxième IC de mémoire
• Tous les circuits intégrés sont dans des sockets pour un remplacement et un assemblage plus faciles
• Embases à broches standard de 0,1" dans une configuration à deux rangées, de sorte que les modules peuvent être empilés au-dessus et en dessous ou ajoutés à une maquette ou à une carte Protoboard

Plateforme Hélice avec Plateforme Batterie et modules ProtoPlus

Comment se compare-t-il à l'Arduino?

Les inconvénients:

• Plus cher L'Arduino coûte 30 $, une plate-forme Propeller avec PropPlug (ce que vous utilisez pour programmer le Prop) coûte 50 $. Mais vous n'aurez besoin que d'un seul PropPlug et d'une plate-forme Propeller à elle seule coûte 35 $.
• Plus petite communauté Vous verrez le mot « Arduino » dans Make Magazine beaucoup plus souvent que le mot « Propeller ».
• Pas d'entrée analogique intégrée À la place, vous devez utiliser un condensateur et une résistance pour lire les valeurs analogiques. Pas difficile, mais pas aussi facile que l'Arduino.
• 2 puces Vous avez besoin de 2 circuits intégrés lorsque vous utilisez une hélice, l'hélice elle-même et l'EEPROM pour stocker le programme

Avantages:

• Microcontrôleur beaucoup plus rapide WAAY Faster. Cela vous permet de faire des choses vraiment intéressantes comme la sortie VGA, la synthèse vocale, la lecture de fichiers.wav, etc., le tout sur la puce. Le Propeller fait 160 MIPS tandis qu'un atmega168 en fait 16.
• Audio et vidéo de haute qualité Le matériel pour la vidéo est intégré et de nombreuses bibliothèques audio sont disponibles sous la licence MIT.
• Real Multitasking dit à un rouage de s'occuper de la vidéo et à un autre de gérer le clavier/la souris, et c'est tout. Pas d'interruptions, pas de minuteurs - c'est VRAIMENT facile de faire du multitâche sur le Propeller
• Plus d'E/S, plus de flexibilité Chaque E/S peut être reconfigurée, et il y en a 32.
• Espacement standard des broches La plate-forme d'hélice s'adapte sur une planche à pain ou un protoboard
• Meilleure utilisation de l'énergie L'hélice peut modifier les vitesses d'horloge à la volée pour économiser de l'énergie et arrêter les rouages inutilisés. La consommation d'énergie peut aller de 80mA jusqu'à 4-5mA
• Meilleure licence Arduino est sous licence Creative Commons Attribution Share-alike (lisez-le - il s'agit de plusieurs pages). La plate-forme Propeller est disponible sous la licence MIT (lisez-la - c'est 2 paragraphes). Ne vous inquiétez pas de la façon dont vous utilisez nos designs - nous ne poursuivrons pas !

Sac mixte:

• Axé sur le logiciel De nombreux microcontrôleurs disposent d'un matériel dédié pour accomplir certaines tâches. Au lieu de cela, le Propeller fait la plupart des choses dans le logiciel. Cela ne me dérange pas, mais certaines personnes ont des problèmes avec ça.
• Spin Le langage de haut niveau pour le Prop est Spin - c'est un langage beaucoup plus moderne que C/C++, mais il faut un peu de temps pour s'y habituer
• Support Mac Il n'y a pas de client Mac officiel, mais il n'est pas difficile d'être opérationnel avec un Mac. Parallax a une page Mac ici.

Personnellement, j'utilise le Propeller pour la plupart des développements, et j'utilise un PICaxe (lire: 08M le 555 de notre époque ?) quand j'ai juste besoin d'une logique simple/pas chère. L'Arduino est correct, mais je trouve l'hélice plus facile à programmer et beaucoup plus puissante. L'Arduino est trop cher quand j'ai juste besoin d'une logique simple. Quels modules sont disponibles ? Il n'y a pas de liste définitive de modules, mais vous pouvez consulter Gadget Gangster pour certains des modules actuellement disponibles. Quelques exemples de modules:

• Vidéo/Audio
• Batterie
• DMX
• Écrans LCD
• Protoboards
• microSD
• Dispositif de commande de moteur

De plus en plus de modules sortent également tout le temps.

Étape 2: Rassemblez les pièces

Tout d'abord, retournez votre fer à souder. Laissez-le chauffer pendant que vous vérifiez que vous avez les pièces suivantes:

Liste des pièces

• 3x 47uF Capuchons électrolytiques (assurez-vous qu'ils sont mico-mini afin que d'autres modules s'adaptent sur le dessus)
• 1x 4.7uF Capuchon de Tantale
• 1x 104 bouchon en céramique
• 1x Résistance 10k Ohm (Marron - Noir - Orange)
• 1x Résistance 220 Ohm (Rouge - Rouge - Marron)
• 1x Résistance 470 Ohm (Jaune - Violet - Marron)
• 1x Résistance 1.1k Ohm (Marron - Marron - Rouge)
• 2x LED vertes vertes de 3 mm
• 1x LED rouge
• 2x douilles de broche de machine
• 2x prises 4 broches
• 2x prises 16 broches
• 1x en-tête à angle droit 4 broches
• 1x interrupteur d'alimentation à angle droit
• 1x interrupteur tactile
• 1x prise DIP 40 broches
• 1x prise DIP 8 broches
• 1x prise d'alimentation 2 mm
• 1x cristal 5Mhz (assurez-vous qu'il est à mi-hauteur pour que d'autres modules puissent s'adapter sur le dessus)
• 1x 5V Régulateur de Tension
• 1x régulateur de tension 3.3V
• 1x hélice de parallaxe
• 1x EEPROM i2c 32 Ko
• 1x PCB de plate-forme d'hélice

Étape 3: Prises IC

Tout d'abord, insérez les sockets. Les prises ont un joli mécanisme de verrouillage pour les maintenir sur le circuit imprimé pendant que vous soudez. Je préfère utiliser des sockets car vous pouvez facilement retirer un CI si vous rencontrez des problèmes, et vous n'avez pas à vous soucier d'endommager le CI pendant le soudage. La prise DIP à 8 broches va à U2, l'encoche pointe vers le haut. La prise DIP 40 broches va à U1, l'encoche pointe vers la gauche.

Étape 4: ajoutez le premier jeu de douilles à broches

Prenez l'une des prises à 16 broches et ajoutez-la à la carte. Vous pouvez l'ajouter à la rangée extérieure (la plus proche du bord du tableau) ou à la rangée intérieure, mais je suggère de l'ajouter à la rangée extérieure. Gardez la rangée intérieure vide pour le moment, mais vous pouvez remplir avec des en-têtes de broches pour empiler un autre module sous la plate-forme Propeller.

Étape 5: prise à 4 broches

Ajoutez la prise 4 broches. Utilisez les en-têtes de broche à angle droit pour maintenir les deux prises alignées, comme indiqué sur la photo. Cela maintiendra les prises à 4 broches pendant que vous retournerez la carte et gardera les prises à 4 broches et 16 broches droites. La prise 4 broches va dans la même rangée que la prise 16 broches.

Étape 6: Deuxième jeu de douilles

Même affaire de l'autre côté.

Étape 7: ajouter une prise d'alimentation

Ajoutez la prise d'alimentation en haut à gauche de la carte, dans la boîte juste en dessous de '7,5 - 12VDC'. Lorsque vous soudez la prise d'alimentation, soyez généreux avec la soudure - c'est ce qui maintient la prise vers le bas lorsque vous insérez / retirez une prise d'alimentation

Étape 8: Programmation des en-têtes

L'hélice est programmée avec un Prop Plug. ajoutez des en-têtes à angle droit dans la case intitulée « Plug », comme indiqué sur la photo. C'est là que vous connecterez le Prop Plug pour la programmation. Vous pouvez obtenir un Prop Plug auprès de Gadget Gangster ou Parallax. L'avantage de garder le matériel de programmation hors de la carte est une taille globale de carte plus petite et un coût inférieur. Lorsque vous avez terminé et prêt à programmer l'hélice, insérez la prise d'hélice « côté chapeau vers le haut ».

Étape 9: ajouter des commutateurs

Ajoutez des commutateurs à gauche et à droite. L'interrupteur tactile droit réinitialisera l'accessoire lorsqu'il est en cours d'exécution (appuyez simplement dessus pour le réinitialiser). L'interrupteur de gauche est l'interrupteur d'alimentation. Les deux commutateurs sont placés au bord de la carte pour faciliter leur accès si d'autres modules sont empilés sur le dessus.

Étape 10: ajouter des condensateurs de puissance

Les trois bouchons (ils ressemblent à de petites canettes) vont à côté de l'interrupteur à angle droit. Ils aident à fournir une alimentation fluide au microcontrôleur et aux autres modules. Les condensateurs sont sensibles à la polarité, le fil le plus proche de la bande est négatif et il pointe vers le bas. Assurez-vous d'utiliser des micro-mini capuchons, sinon d'autres modules pourraient ne pas tenir sur la plate-forme de l'hélice.

Étape 11: préparer la douille de cristal

C'est bien d'utiliser une prise pour le cristal car l'accessoire peut prendre en charge d'autres valeurs de cristal. Voici le hack pour faire une prise en cristal;1 - Identifiez les deux prises de broche de la machine (comme sur la photo ci-dessous). Utilisez vos digues pour les diviser en deux.

Étape 12: Retirez le plastique

En utilisant à nouveau vos digues, retirez le plastique autour de chaque broche, comme indiqué sur la photo. Vous avez juste besoin d'un peu de pression pour gratter le plastique.

Étape 13: Douilles de cristal

Voici ce que vous obtiendrez:

Étape 14: Ajout des douilles de cristal

Insérez-les comme indiqué sur la photo. J'utilise un peu de ruban adhésif pour les maintenir, je retourne la carte et je les soude en place. À l'arrière de la carte, coupez les broches de montage des prises de la machine. Ajoutez également les résistances à R1, R2 et R3. Ces petits gars limiteront le courant pour les LED qui vous diront quand le courant est allumé. R1: Résistance 1.1k (Marron - Marron - Rouge) R2: Résistance 470 ohms (Jaune - Violet - Marron) R3: Résistance 220 ohms (Rouge - Rouge - Marron)

Étape 15: ajouter les régulateurs de tension

L'hélice fonctionne à 3,3 V, mais la plate-forme Propeller comprend également un régulateur 5 V pour fournir 5 V aux autres modules. VR1: le régulateur 5V. C'est un ON Semi (pièce # MC33269T-5.0G). Par rapport au régulateur 3.3V, il a une languette carrée un peu plus fine. La boîte noire n'a pas non plus de petite encoche. VR2: le régulateur 3.3V. C'est un ST (pièce # LD1117V33). Il a une languette plus épaisse avec les coins de la languette coupés. Vous pouvez également utiliser un peu de soudure supplémentaire pour connecter la languette à la carte. Cela aidera les régulateurs à évacuer plus de chaleur.

Étape 16: Ajouter des majuscules

Le capuchon de tantale va juste à côté de la douille en cristal. A noter que la calotte en tantale est polarisée. Si vous regardez attentivement le corps, vous verrez un signe + à côté d'une des jambes. La jambe avec le signe plus doit passer par le trou le plus proche du cristal. Le capuchon en céramique passe sous la prise DIP à 40 broches. Ce n'est pas sensible à la polarité. Le capuchon en céramique est marqué '104', il est également plus petit que le capuchon en tantale.

Étape 17: Étapes de finition

Ajouter les LED -

PWR La LED qui va dans le cercle marqué 'PWR' a une lentille claire. Pour cette LED, le fil PLUS COURT passe par le trou circulaire (plus proche de la résistance), le fil PLUS LONG passe par le trou carré. 5.0 La LED qui va dans le cercle marqué '5.0' a une lentille verte. Pour cette LED, le fil PLUS LONG passe par le trou circulaire (plus proche de la résistance), le fil PLUS COURT passe par le trou carré. 3.3 La LED qui va dans le cercle marqué '3.3' a une lentille verte. Pour cette LED, le fil PLUS LONG passe par le trou circulaire (plus proche de la résistance), le fil PLUS COURT passe par le trou carré. Ajoutez également une résistance de 10k ohms (Marron - Noir - Orange) à R4. L'étape suivante consiste à tester la puissance. Branchez votre adaptateur secteur et abaissez l'interrupteur à angle droit. Les LED doivent toutes s'allumer, indiquant que les régulateurs fournissent de l'énergie.

Étape 18: Ajoutez les circuits intégrés

Ajoutez le Prop dans la prise DIP 40 broches et l'EEPROM dans la prise 8 broches. Ajoutez le cristal et coupez l'excès de plomb. Passez à l'étape suivante et je vous montrerai un exemple de programme pour vous aider à démarrer

Étape 19: Utilisation: votre premier programme d'hélice

Tout d'abord, téléchargez l'outil Propeller (Windows ou Mac) pour pouvoir écrire votre programme. Assurez-vous également d'avoir un PropPlug.

Démarrez-le avec l'outil Propeller et commençons par le programme le plus simple, une LED clignotante;

Je vais décomposer chaque ligne: Les programmes principaux de PUB démarrent l'exécution à la première méthode qu'il trouve. Dans ce cas, il n'y a qu'une seule méthode (principale), et c'est une méthode PUBlic, mais nous n'avons pas à nous en soucier maintenant dira[0]:= 1 dira[0] est le 'registre de direction' pour la broche 0. En écrivant une valeur de 1 dans le registre, nous faisons de la broche 0 une sortie.:= est l'opérateur d'affectation. REPEAT faire tout ce qui est onglet ci-dessous. Une boucle REPEAT sans UNTIL se répétera indéfiniment. Les tabulations sont importantes dans la rotation - tout ce qui est indenté sous cette ligne fait partie de la boucle REPEAT. !OUTA[0] le ! L'opérateur signifie "retourner" et OUTA est le registre de sortie de la broche 0. Cette ligne prend donc la valeur actuelle de outa[0], la retourne et la réécrit. Si la broche est haute, elle basculera vers le bas. Si la broche est basse, elle basculera haut. Une façon élégante de décrire le ! est un 'opérateur d'affectation NON au niveau du bit'. WAITCNT(CLKFREQ + cnt) Traduction: Maintenez enfoncé pendant 1 seconde. WAITCNT(Time) suspendra l'exécution jusqu'à ce que l'horloge système == Time. CLKFREQ est une valeur système - elle est égale au nombre de ticks par seconde. CNT est une autre valeur système, c'est l'heure système actuelle (combien de ticks depuis que l'hélice a démarré). En ajoutant 1 seconde de ticks à l'horloge système, nous déterminons quelle sera l'horloge système dans une seconde. Et c'est votre premier programme ! Que changeriez-vous si vous vouliez que la LED clignote deux fois par seconde ?

Étape 20: Téléchargements

Le Propeller est un microcontrôleur génial qui est:

• Incroyablement rapide (160 millions d'instructions par seconde),
• A une tonne d'E/S (32 broches qui peuvent faire une entrée ou une sortie),
• Possède d'excellentes capacités vidéo et audio
• Et est facile à développer pour

Consultez le site de Parallax pour des tonnes d'informations sur l'hélice. Vous devriez également consulter Object Exchange de Parallax où il existe une tonne de bibliothèques open source pour vous aider lors de la réalisation de projets avec votre Prop. (Format ExpressPCB)Modèles de conception de plate-forme d'hélicePrenez le kit ou obtenez-le pré-assemblé à partir de Gadget Gangster.