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Arduino Leonardo ETH Original da Itália

Leonardo ETH
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Arduino

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Descrição do Produto

Detalhes

O Arduino Leonardo ETH é uma placa baseada no microcontrolador ATmega32U4 (datasheet) e o novo controlador Ethernet W5500 TCP/IP (datasheetintegrado. Ele tem 20 pinos de entrada e saída (7 delas podendo ser usadas como saída PWM e 12 como entradas analógicas), um cristal oscilador de 16 MHz, conexão RJ45, um conector micro USB, entrada de alimentação, em um ICSP header, e um botão reset. Ele contém tudo que necessita para apoiar o microcontrolador, simplesmente conecte a um computador por um cabo USB ou energize com um adaptador AC/DC ou também com uma bateria para ligá-lo.

 

Dados técnicos:

Microcontrolador ATmega32u4 
Tensão de operação  5V
Tensão de alimentação (recomendada)                    7-12V
Tensão de alimentação (limite)  6-20V
Tensão de Entrada PoE (limite) 36-57V
Entradas e saídas digitais  20
Canais PWM 7
Pinos reservados Arduino 4 usado para selecionar SD card 
10 usado para selecionar W5500 
Entradas analógicas  12
Corrente contínua por pinos I/O  40 mA
Corrente contínua para pino 3.3V 1 A (somente quando energizada por uma fonte externa))
Memória Flash  32 KB (ATmega32u4) dos quais 4 KB são usados para bootloader
SRAM  2.5 KB (ATmega32u4)
EEPROM 1 KB (ATmega32u4)
Velocidade do Clock  16 MHz
W5500 TCP/IP Controlador Ethernet embutido   
Power Over Ethernet ready Magnetic Jack  
Micro SD card, com tradutores de tensão ativados  

 

 

Descrição

O Leonardo ETH difere da placa Ethernet anterior na construção da comunicação USB no ATmega32U4, eliminando a necessidade de usar um conversor USB-to-serial. Isso permite ao Leonardo ETH a aparecer conectado a um computador como um mouse ou teclado, além de uma porta COM serial (CDC) virtual. (Ele também tem outras implicações para o comportamento da placa). Somando tudo isso com o novo controlador Ethernet W5500 TCP/IP integrado a placa.
Um módulo opcional Power over Ethernet (PoE) pode ser adicionado à placa também.
O Leonardo ETH tem a mesma inteface Wiznet Ethernet que o Ethernet Shield 2 tem.
Um leitor de cartão microSD na placa, do qual pode ser usado para armazenar arquivos para usar sobre a rede é acessível através da biblioteca SD. O pino 10 é reservado para a interface Wiznet, e o pino 4 para SS do cartão SD.

A placa usa a pinagem padrão 1.0, consistente de:

  • Pinos SDA e SCL adicionado: ao lado do pino AREF, dois pinos TWI foram adicionados. Isso vai permitir o Leonardo ETH se conectar à Shields que usem comunicação 12C ou TWI bus para funcionarem
  • IOREF: Ele permite que os Shields se adaptem aos 10 níveis de tensão fornecidos pela placa. O shield que usa o pino IOREF será compatível com 5V e também com 3.3V (Uno e Due) Placas Arduino com 10 níveis. Próximo ao pino IOREF pode ser encontrado outro pino (não muito utilizado), que esta reservado para usos futuros.

 

 

Esquema e Referência de Design

Arquivos EAGLE: Arduino-Leonardo-ETH-XX-reference-design.zip

Esquema: Arduino-Leonardo-ETH-XX-schematic.pdf

 

 

Alimentação

 A placa pode ser energizada através de uma fonte externa, um módulo Power over Ethernet (PoE), ou usando uma conexão micro USB. Alimentação externa (não USB) pode ser tanto de um adaptador CA / CC ou bateria. Há um conector para alimentação de 2,1mm com o positivo no centro. Cabos vindos de uma bateria podem ser inseridos diretamente nos pinos Gnd e Vin do conector de alimentação.

Esta placa pode funcionar com uma fonte de alimentação externa de 6 a 20 volts. No entanto se a alimentação for inferior a 7V, o pino 5V pode fornecer menos de cinco volts e a placa pode se mostrar instável. E se a alimentação for maior do que 12V o regulador de tensão pode superaquecer e danificar a placa. A faixa recomendada é de 7 a 12 volts.

Os pinos de alimentação são os seguintes:

  • VIN. A entrada de alimentação para a placa Arduino quando se está utilizando uma fonte de alimentação externa (em oposição à conexão USB ou outra fonte de alimentação regulada). Você pode fornecer alimentação através deste pino, ou se estiver utilizando o conector de alimentação, acessar esta voltagem aqui.
  • 5V. Esse pino tem uma saída de 5V regulados, do regulador embarcado na placa. A placa pode ser energizada pela entrada de alimentação DC (7-12V), pelo conector USB (5V) ou pelo pino VIN da placa (7-12V). O fornecimento de tensão através dos pinos 5V ou 3.3V igonra o regulador, e pode danificar placa. Não aconselhamos isso.
  • 3V3. Uma fonte de 3,3V gerada pelo regulador embarcado. A corrente máxima suportada é de 50mA.
  • GND. Pinos terra.
  • IOREF.Esse pino na placa Arduino fornece a tensão referente a qual o microcontrolador opera. Shields devidamente configurados podem ler a tensão do pino IOREF e selecionar forma de alimentação apropriada ou libera os tradutores de nivel de tensão nas saídas para funcionar com 5V ou 3.3V.

O módulo PoE opcional é designado a extrair alimentação de um par de cabos trançados Ethernet categoria 5.

 Módulo PoE tem as seguintes características:

  • IEEE802.3af compliant
  • Faixa de tensão na entrada de 36V a 57V
  • Proteção contra sobrecarga e curto-circuito
  • 12V de saída
  • Conversor DC/DC de alta eficiência: typ 85% @ 80% load
  • Isolação de 1500V (input para output)

 

Memória

 O ATmega32U4 tem 32 KB (com 4 KB destinados ao boot loader). E também tem 2.5 KB de SRAM e 1 KB de EEPROM (qual pode ser lido com a biblioteca EEPROM).

 

Entrada e Saída

 Qualquer dos 14 pinos digitais da placa Leonardo ETH podem ser usados como entradas ou saída, usando as funções pinMode(), digitalWrite() e digitalRead(). Eles operam com 5V. Cada pino fornece ou recebe no máximo 40 mA e tem um resisitor pull-up interno (desconectados por padrão) de 20-50 kΩ.

  • Serial: 0 (RX) e 1 (TX): Usados para receber (RX) e transmitir (TX) dados seriais TTL usando a capacidade serial de hardware do ATmega32U4. Note que que no Leonardo ETH, a classe Serial da comunicação USB (CDC), para o serial TTL nos pinos 0 e 1, use a classe Serial1.
  • Interruptores Externos: 2 e 3. .
  • PWM:  3,5,6,9,10,11 e 13. Fornecem saídas PWM de 8-bits com a função analogWrite().
  • Interruptores Externos: 3 (interruptor 0), 2 (interruptor 1), 1 (interruptor 3) com 7 (interruptor 4). Esses pinos podem ser configurados para disparar um interruptor em um valor baixo, uma borda crescente ou decrescente, ou uma mudança de valor. Veja a funçao attachInterrupt() para detalhes.
  • TWI: 2 (SDA) e 3 (SCL): Esses suportam comunicação TWI usando a biblioteca Wire.
  • SPI: No pino ICSP header. esses pinos suportam comunicação SPI usando a biblioteca SPI. Note que os pinos SPI não são conectados em nenhuma das entradas ou saídas digitais como na versão Uno, eles são somente váilidos no conector ICSP. Isso significa que se você tiver um shield que use SPI, mas não tenha um conector ICSP de 6 pinos que se conectem aos 6 pinos ICSP header do Leonardo, o shield nã vai funcionar. 
  • LED: 13: Tem um Led embutido conectado ao pino digital 13. Quando o pino estiver em valor HIGH o Led acenderá, quando o pino estiver em valor LOW o Led apagará.
  • Entradas Analógicas: A0-A5, A6-A11 (nos pinos digitais 4,6,8,9,10 e 12). O Leonardo tem 12 entradas analógicas, nomeadas de A0 a A11, qualquer uma delas pode também ser usada como entrada ou saída digital. Os pinos A0-A5 aparecem nos mesmos locais da versão Uno, entradas A6-A11 são nos pinos I/O digital 4,6,8,9,10 e 12 respectivamente. Qualquer entrada analógica fornece 10 bits de precisão. Por padrão, as entradas analógicas medem de GND a 5V, no entanto é possível mudar o limite dessa escala usando o pino AREF e a função analogRefence().
  • AREF: Tensão de referência na entrada analógica. usada com a função analogReference().
  • Reset: Envio o valor LOW para esta linha para resetar o microcontrolador. Tipicamente usado para adcionar um botão de de reset para shileds montados sobre a placa original.

 

Comunicação

 O Arduino ETH tem um número de facilidades para a comunicação com um computador, com outro Arduino ou com outro microcontroladores.
O ATmega32U4 fornece comunicação serial UART TTL (5V), qual está disponível nos pinos digitais 0 (RX) e 1 (TX). O 32U4 permite também a comunicação serial (CDC) por USB e aparece como uma porta COM virtual do software para o computador. O CI pode atuar ainda como dispositivo USB 2.0 Full Speed, usando COM USB drivers normal. No Windows, um arquivo .inf é necessário. O software Arduino inclui um monitor serial permitindo que a placa Arduino envie e receba dados textuais simples. Os LEDs RX e TX da placa acenderão quando dados estiverem sendo transmitidos através da comunicação USB do computador (mas não a comunicação nos pinos 0 e 1).

A biblioteca SoftwareSerial permite comunicação serial para qualquer um dos pinos digitais do Leonardo ETH. O ATmega32U4 também suporta comunicação SPI e 12C (TWI). O software Arduino inclui uma biblioteca Wire para simplificar o uso do 12C bus. Para a comunicação SPI, use a bibioteca SPI.

O Leonardo ETH pode aparecer como um mouse e teclado genérico, e pode ser programado para contolar esses dispositivos de entrada usando classes de teclado e mouse.

A placa pode também conectar-se com uma rede a cabo via Ethernet. Quando conectada a uma rede, vocé precisará de fornecer endereço de IP e endereço MAC. A biblioteca Ethernet é totalmente assistida. Um leitor de cartão microSD é acessivel através da biblioteca SD. Quando trabalhado com essa biblioteca, o SS é no pino 4.

 

Programação

 O Leonardo ETH pode ser programado com o software Arduino. Selecione "Arduino Leonardo ETH" através das Ferramentas (Tools > Board menu). Para mais detalhes veja o tutorial referenciado.

O ATmega32U4 em seu Arduino ETH vem pré escrito com um boot loader que lhe permite escrever novos códigos sem o uso de um hardware de programação externo. E se comunica através do protocolo AVR109.

Todos os exemplos de sketches do Leonardo ETH funcionam como os do Ethernet shield 2. Tenha certeza de trocar as configurações de rede para as configurações de sua rede.

 

 

Resest Automático pelo Software

Ao invés de necessitar do pressionamento físico de um botão antes de um upload, o Leonardo ETH é desenvolvido de maneira que permita que esta operação seja feita por meio do software rodando em um computador. O Reset é disparado quando a porta virtual (CDC) serial / COM do Leonardo é aberta a 1200baud e então fechada. Quando isso ocorrer, o processador irá resetar, interrompendo a comunicação USB com o computador (o que significa que a porta virtual (CDC) serial/COM vai desaparecer). Após o reset do processador, o bootloader inicializa, permanecendo ativo por 8 segundos. O bootloader pode também ser inicializado pressionando o botão de reset do Leonardo ETH. Note que quando a placa for ligada pela primeira vez, ela vai pular diretamente para o sketch do usuário, caso esteja gravado, ao invés de inicializar o bootloader.

Em função da maneira que o Leonardo ETH manipula o reset, a melhor coisa a se fazer é deixar que o software Arduino tentar inicializar o reset antes do apload, principalmente se você possui o hábito de pressionar o botão de reset antes de fazer o upload nas outras placas Arduino.

 

 

Proteção contra sobre-corrente na USB

 O Leonardo ETH possui um polyfuse resetável que protege a porta USB do seu computador contra sobre-corrente e curtos circuitos. Embora muitos computadores tenham sua própria proteção interna, o fuso fornece uma camada a mais de proteção. Se mais de 500mA forem aplicados a porta USB ele automaticamente irá interromper a conexão até que o curto ou a sobrecarga seja removido.

 

 

Características físicas

 A largura e o comprimento máximos da placa do Uno são 68,58 e 53,34mm respectivamente (2,7" x 2,1"), com os conectores USB e de alimentação extendendo-se além destas dimensões. Quatro orifícios para parafusos permitem que a placa seja fixada a uma superfície ou encapsulamento. Verifique que a distância entre os pinos digitais 7 e 8 é de 160 mil (milésimos de polegada ou 0,16"), e nem mesmo um múltiplo dos 100 milésimos de polegada os que separam os outros pinos. 

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