Iskra Neo

Российская плата на ATmega32U4, эквивалентная итальянской Arduino Leonardo.

Iskra Neo — платформа для разработки с микроконтроллером ATmega32U4. Она является эквивалентом итальянской Arduino Leonardo, но производится в России и по качеству ничуть не хуже. Если для вашего проекта нужна бюджетная микроконтроллерная плата с максимальной совместимостью с платами расширения, сенсорами и другими электронными модулями, Iskra Neo — это отличный выбор.

Arduino — это открытая платформа, которая позволяет собирать всевозможные электронные устройства. На базе неё и построена Iskra Neo. Она будет интересна креативщикам, дизайнерам, программистам и всем пытливым умам, желающим собрать собственный гаджет. Устройства могут работать как автономно, так и в связке с компьютером. Всё зависит от идеи.

Программирование

Для программирования используется упрощённая версия C++, известная также как Wiring. Разработку можно вести как с использованием привычной бесплатной среды Arduino IDE, так и с помощью произвольного C/C++ инструментария. Поддерживаются операционные системы Windows, MacOS X и Linux.

Прошивать плату вы можете через стандартный microUSB-кабель. Сам кабель не включён в комплект.

При работе из Arduino IDE в настройках среды выбирайте плату «Arduino Leonardo».

Производительность

Iskra Neo работает на частоте 16 МГц. Микроконтроллер ATmega32U4 предоставляет в ваше распоряжение 32 КБ флеш-памяти для хранения прошивки, 2,5 КБ оперативной памяти SRAM и 1 КБ энергонезависимой памяти EEPROM для хранения данных при обесточивании.

Этого вполне достаточно для решения множества задач вроде управления роботом, промышленной автоматикой, умным домом, световыми инсталляциями и т. д.

Совместимость

На плате вы найдёте традиционные для Arduino контактные колодки. Они расположены в соответствии со стандартной распиновкой Arduino R3, поэтому на плату могут быть установлены платы расширения для Arduino.

Родным логическим напряжением для Iskra Neo является 5 В. Это обеспечивает электрическую совместимость с большей частью Arduino-периферии.

Если какой-то сенсор или модуль обозначен, как совместимый с Arduino, он совместим и с Iskra Neo.

Порты ввода-вывода

На контактные колодки выведены 20 пинов ввода-вывода. Среди них вы найдёте:

7 пинов с ШИМ
12 аналоговых входов на 1024 градации
1 аппаратный интерфейс UART (Serial)
1 аппаратный интерфейс TWI (I²C)
5 пинов, поддерживающих аппаратное прерывание

На отдельной группе пинов расположен интерфейс SPI.

В отличие от оригинала, на Iskra Neo маркировкой мы обозначили все аналоговые входы и пины с прерываниями, чтобы вам было проще ориентироваться.

Питание

Для питания платформы используйте порт micro-USB, контакт Vin или внешний разъём 2,1 мм. Источник определится автоматически.

Рекомендуемое входное напряжение при питании через гнездо или пин Vin — 7–12 В. В качестве источника питания можно использовать сетевой адаптер или сборку из аккумуляторов.

При питании через USB используйте зарядник на 5 В совместно с кабелем micro-USB.

Для питания подключенной периферии используйте пины 5V и 3.3V, которые выдают соответствующие их названию уровни напряжения. С пина 5V можно суммарно получить до 1000 мА, с пина 3.3V — до 800 мА. Обратите внимание, что на оригинальных платах максимальный ток с 3.3V составляет всего 50 мА, что не даёт возможность подключения прожорливых 3,3-вольтовых модулей напрямую. С Iskra Neo это возможно.

Коммуникация

Iskra Neo, в отличие от той же Arduino Uno, смотрит в сторону USB через отдельный USB CDC-интерфейс. Это означает, что 0-й и 1-й пины аппаратного порта UART остаются свободными, и вы можете использовать их одновременно с коммуникацией с компьютером, а периферия, висящая на них, не мешает прошивке.

При сбросе микроконтроллера его соединение с компьютером теряется и поднимается заново. Это усложняет процесс прошивки, но не должно являться проблемой, т. к. Arduino IDE поддерживает этот процесс.

При открытии serial-соединения с компьютера загруженный скетч не перезагружается. Это означает, что если вы отсылаете данные по serial до реального открытия соединения, они уйдут в никуда и вы не сможете их увидеть. Эту проблему можно решить программно.

С точки зрения компьютера Iskra Neo является ещё и HID-устройством, так что собрать игровой DIY-джойстик не составит труда.

Защита USB

Iskra Neo мы снабдили предохранителем, защищающим USB-порты вашего компьютера от перенапряжения и коротких замыканий. Хотя большинство компьютеров обладают собственными средствами защиты, предохранитель даёт дополнительную уверенность. Он разрывает соединение, если на USB-порт подаётся более 500 мА, и восстанавливает его после нормализации ситуации.

Характеристики

Микроконтроллер: ATmega32U4
Тактовая частота: 16 МГц
Флеш-память: 32 КБ (из них 4 КБ занято загрузчиком)
SRAM-память: 2,5 КБ
EEPROM-память: 1 КБ
Рабочее напряжение: 5 В
Рекомендуемое входное напряжение: 7–12 В
Максимальный ток с пина 5V: 1 А
Максимальный ток с пина ввода-вывода: 40 мА
Максимальный суммарный ток с пинов ввода-вывода: 200 мА
Портов ввода-вывода общего назначения: 20
Портов с поддержкой ШИМ: 7
Портов, подключённых к АЦП: 12
Разрядность АЦП: 10 бит
Аппаратные интерфейсы: UART, I²C, SPI
Габариты: 69×53 мм

Документация

Видеообзор

Элементы платы

Микроконтроллер ATmega32U4

Сердцем платформы Iskra Neo является 8-битный микроконтроллер семейства AVR — ATmega32U4. Он предоставляет в ваше распоряжение 32 КБ флеш-памяти для хранения прошивки, 2.5 КБ оперативной памяти SRAM и 1 КБ энергонезависимой памяти EEPROM для хранения данных.

Пины питания

VIN: Напряжение от внешнего источника питания (не связано с 5 В от USB или другим стабилизированным напряжением). Через этот вывод можно как подавать внешнее питание, так и потреблять ток, если устройство запитано от внешнего адаптера.
5V: На вывод поступает напряжение 5 В от стабилизатора напряжения на плате. Данный стабилизатор обеспечивает питание микроконтроллера ATmega32U4. Запитывать устройство через вывод 5V не рекомендуется — в этом случае не используется стабилизатор напряжения, а это может привести к выходу платы из строя.
3.3V: 3,3 В от стабилизатора напряжения платы. Максимальный ток — 800 мА.
GND: Выводы земли.
IOREF: Вывод предоставляет платам расширения информацию о рабочем напряжении микроконтроллера. В зависимости от напряжения, плата расширения может переключиться на соответствующий источник питания либо задействовать преобразователи уровней, что позволит ей работать как с 5 В, так и с 3,3 В устройствами.

Порты ввода/вывода

Цифровые входы/выходы: пины 0–13
Логический уровень единицы — 5 В, нуля — 0 В. Максимальный ток выхода — 40 мА. К контактам подключены подтягивающие резисторы, которые по умолчанию выключены, но могут быть включены программно.
ШИМ: пины 3,5,6,9,10,11 и 13
Позволяют выводить 8-битные аналоговые значения в виде ШИМ-сигнала.
АЦП: пины A0–A5, A6–A11(на цифровых пинах 4, 6, 8, 9, 10 и 12).
В Arduino Uno есть 12 аналоговых входов, каждый из которых может представить аналоговое напряжение в виде 10-битного числа (1024 значений). Разрядность АЦП — 10 бит.
TWI/I²C: пины SDA и SCL
Для общения с периферией по синхронному протоколу, через 2 провода. Используйте библиотеку Wire.
SPI: пины разъема ICSP
C использованием библиотеки SPI, данные выводы позволяют работать по интерфейсу SPI. Обратите внимание, линии SPI выведены только на разъем ICSP и не соединены с выводами платы. SPI-платы расширений у которых нет 6-контактного разъема ICSP для подсоединения к Leonardo — работать не будут.
UART: пины 0(RX) и 1(TX)
Используются для коммутации платы Iskra Neo с другими устройствами через класс Serial1. Для связи Iskra Neo с компьютером через порт micro-USB, используйте класс Serial

Светодиодная индикация

Имя светодиода	Назначение
RX и TX	Мигают при обмене данными между платформой Iskra Neo и ПК.
L	Светодиод вывода `13`. При отправке значения HIGH светодиод включается, при отправке LOW – выключается.
ON	Индикатор питания платы.

Разъём micro-USB

Разъём micro-USB предназначен для прошивки платформы Arduino Leonardo с помощью компьютера.

Разъём для внешнего питания

Разъём для подключения внешнего питания от 7 В до 12 В.

ICSP-разъём

ICSP-разъем предназначен для внутрисхемного программирования микроконтроллера ATmega32U4. С применением библиотеки SPI данные выводы могут осуществлять связь по интерфейсу SPI. Обратите внимание — линии SPI не продублированы на цифровых контактах. Если плата расширения использует SPI и не имеет снизу ICSP-разъёма ответного к этим штырькам на Iskra Neo, она работать не будет.