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Arduino Yún Original da Itália

O Yún é a versão Arduino para comunicação entre a tecnologia ATmega e o ambiente Linux e para execução de scripts python.

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Arduino

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Descrição do Produto

Detalhes

 

O Arduino Yún é uma placa de microcontrolador baseado no ATmega32u4 (datasheet) e no Atheros AR9331. O processador Atheros suporta uma distribuição Linux baseada no OpenWRT chamado Linino. A placa possui suporte Ethernet e WiFi integrados, uma porta USB, slot para cartão micro-SD, 20 entradas / saídas digitais (das quais 7 podem ser usadas como saídas PWM e 12 como entradas analógicas), um cristal de 16 MHz oscilador, uma conexão micro USB, um conector header ICSP, e 3 botões de reset.

               Partes Yún

O Yún difere de outras placas Arduino no sentido de que pode se comunicar com a distribuição Linux onboard, oferecendo um poderoso computador em rede com a facilidade do Arduino. Além de comandos do Linux, como cURL, você pode escrever seu próprio shell e scripts em Python para interações robustas.

 

Dados Técnicos:

Como o Arduino Yún possui dois processadores, os dados técnicos de cada um estão descritos em duas tabelas.

Microcontrolador AVR Arduino                               
Microcontrolador ATmega32u4
Tensão de operação 5V
Tensão de alimentação 5V
Entradas e saídas digitais 20
Saídas PWM 7
Entradas analógicas 12
Corrente contínua por pino de I/O       40 mA
Corrente contínua para o pino 3.3V 50 mA
Memória Flash 32 KB (dos quais 4 KB são usado pelo bootloader)
Memória SRAM 2.5 KB
EEPROM 1 KB
Velocidade do Clock 16 MHz

 

Microprocessador Linux                                          
Processador Atheros AR9331
Arquitetura MIPS @400MHz
Tensão de operação 3.3V
Ethernet IEEE 802.3 10/100Mbit/s
WiFi IEEE 802.11b/g/n
USB Tipo-A 2.0 Host/Device
Leitor de cartão Micro-SD only
Memória RAM 64 MB DDR2
Memória Flash 16 MB
Compatível com PoE suporta cartão 802.3af   

 

Dimensões  
Peso                                                                                                                                                           

 

O Yún é semelhante ao Leonardo no sentido de que o ATmega32u4 tem comunicação USB integrada, eliminando a necessidade de um segundo processador. Isto permite ao Yún aparecer em um computador conectado como um mouse ou um teclado além de uma porta COM virtual (CDC) serial.

Bridge Yún

A biblioteca Bridge facilita a comunicação entre os dois processadores, dando aos sketches Arduino a capacidade de executar shell scripts, se comunicar com interfaces de rede, e receber informações do processador AR9331. O host USB, interfaces de rede e cartão SD não estão conectados ao 32u4, e sim ao AR9331, e a biblioteca Bridge também permite que o Arduino se comunique com estes periféricos.

 

Esquema

Esquema: arduino-Yun-schematic.pdf

 

Alimentação

Recomenda-se alimentar a placa através da ligação micro-USB com 5VDC.

 Se você estiver alimentando a placa através do pino Vin, você deve fornecer 5VDC regulado. Não há regulador de tensão on-board para proteger contra tensões mais elevadas, o que irá danificar a placa.

 O Yún também é compatível com a fonte de alimentação PoE, mas para usar este recurso você precisa montar um módulo PoE na placa ou comprar uma versão pré-montada.

 Os pinos de energia são os seguintes:

  • VIN. A tensão de entrada para a placa Arduino. Que ao contrário de outras placas Arduino, se você estiver alimentando a placa através deste pino, você deve fornecer um 5V regulado.
  • 5V. A fonte de alimentação usada para alimentar os microcontroladores e outros componentes na placa. Essa tensão pode vir tanto do VIN ou ser fornecida por USB.
  • 3.3V. Uma alimentação de 3,3 volts gerada pelo regulador embarcado. A corrente máxima que pode ser fornecida é de 50mA.
  • GND. Pinos de aterramento.
  • IOREF. A tensão na qual os pinos de Entradas e Saídas difitais da placa estão operando (Exemplo: VCC para a placa). No caso do Yún é 5V. 

 

Memória

O ATmega32u4 tem 32 KB (com 4 KB usados pelo bootloader). Tem também de 2,5 KB de SRAM e 1 KB de EEPROM (que pode ser lido e escrito com a biblioteca EEPROM). 

A memória do AR9331 não é incorporada ao processador. A memória RAM e a memória de armazenamento estão conectados externamente. O Yún tem 64 MB de memória RAM DDR2 e 16 MB de memória Flash. A memória flash é pré-carregada de fábrica com uma distribuição Linux baseada no OpenWRT chamada Linino. Você pode alterar o conteúdo da imagem de fábrica, por exemplo, quando você instala um programa ou quando você altera um arquivo de configuração. Você pode retornar à configuração de fábrica, pressionando o botão "WLAN RST" por 30 segundos.

 

Entrada e Saída

Cada um dos 20 pinos digitais do Yún podem ser utilizados como uma entrada ou uma saída utilizando-se as funções pinMode()digitalWrite(), e digitalRead(). Eles operam a 5V. Cada pino pode fornecer ou receber um máximo de 40mA e tem um resistor pull-up interno (desconectado por padrão) de 20-50kΩ. Além disso alguns pinos tem funções especializadas:

  • Serial: 0 (RX) e 1 (TX). Usados para receber (RX) e transmitir (TX) dados seriais TTL através da funcionalidade de hardware do ATmega32u4. Perceba que no Yún, a classe Serial é referente à comunicaçãoUSB (CDC); para comunicação Serial TTL através dos pinos 0 e 1, use a classe Serial1. Os hardwares de comunicação serial do ATmega32u4 e do AR9331 no Yún estão interligados e são utilizados para comunicação entre os doi processadores. Como já é comum nos sitemas Linux, na porta serial do AR9331 está exposto o console para cesso ao sistema, isso significa que você pode ter acesso aos programas e ferramentas ofececidas pelo Linux através de seu sketch.
  • TWI. 2 (SDA) e 3 (SCL). Usados para comunicação TWI utilizando a biblioteca Wire.
  • Interruptores Externos: 3 (interrupt 0), 2 (interrupt 1), 0 (interrupt 2), 1 (interrupt 3) and 7 (interrupt 4). Estes pinos podem ser configurados para disparar uma interrupção em nível baixo (nível lógico 0), borda de descila, de subida ou de acordo com alguma variação de valor. Veja a função attachInterrupt() para mais detalhes. Não é recomendado utilizar os pinos 0 e 1 como interruptores porque eles também são utilizados para comunicação serial com o processador Linux. O pino 7 é conectado ao processador AR9331 a poderá ser usado como sinal de handshake no futuro. É recomendado que se tenha bastante cuidado para evitar possíveis conflitos caso haja a necessidade de utilizá-lo como interrupção.
  • PWM: 3, 5, 6, 9, 10, 11 e 13. Estes pinos podem ser utilizados também como saída PWM de 8 bits através da função analogWrite().
  • SPI: nos pinos header ICSP. Estes pinos dão suporte à comunicação SPI utilizando a biblioteca SPI. Note que os pinos SPI não estão conectados a nenhum pino de I/O como ocorre no Arduino Uno , eles estão disponíveis apenas no conector ICSP. Isso quer dizer que se você possui um Shield que utiliza comunicação SPI mas não possui um conector ICSP de 6 pinos que se conecte ao conector header ICSP do Yún, este Shied não funcionará.
Os pinos SPI são conectados também aos pinos gpio do AR9331, onde foi implementada interface SPI via software. Isso quer dizer que tanto o ATmega32u4 quanto o AR9331 podem comunicar usando protocolo SPI.
  • LED: 13. Há um LED integrado ao pino digital 13. Quando este pino está no valor HIGH este LED está aceso, quando o pino está em LOW o LED está apagado.
  • Existem alguns outros LEDs de status no Yún, indicando alimentação, conexão WLAN, conexão WAN e conexão USB.
                                                Yun Status LEDs
  • Entradas Analógicas: A0 - A5, A6 - A11 (nos pinos digitais 4, 6, 8, 9, 10 e 12). O Yún possuí 12 entradas analógicas, identificadas de A0 até A11, todas elas podem também ser utilizadas como entradas ou saídas digitais. Os pinos A) - A5 aparecem na mesma localização que no Arduino UNO; e as entradas A6 - A11 estão nos pinos de entradas e saídas digitais 4, 6, 8, 9, 10 e 12 respectivamente. Cada entrada analógica fornece 10 bits de resolução (ex. 1024 valores diferente). Como padrão as entradas analógicas medem de 0V (GND) até 5V (VCC), é possível ainda alterar esse limite usando o pino AREF e a função analogReference().
  • AREF. Voltagem de referência para as entradas analógicas. Utilizado com a função analogReference().
  • Reset. Existem 3 botões de RESET com funções diferentes na placa: 

 RESET Yún

 

  • Yún RST. Leva esta linha para nível baixo (nível lógico 0) para resetar o microprocessador AR9331. Resetando o AR9331 ocorrerá o reboot do sistema Linux. Com isso todos os dados salvos na memória RAM serão perdidos e todos os programas que estiverem sendo executados serão finalizados.
  • 32u4 RST. Leva esta linha para nível baixo (nível lógico 0) para resetar o microprocessador ATmega32u4. Tipicamente usado para adcionar um botão de de reset para shileds montados sobre a placa original.
  • WLAN RST. Este botão possui dupla funcionalidade. Primeiramente serve para restaurar o Wi-Fi para as configurações de fábrica. As configurações de fábrica consistem em colocar o Wi-Fi do Yún em modo Access Point (AP) e atribuir a ele o IP padrão que é 192.168.240.1, nesta condição você pode se conectar com seu computador à rede Wi-Fi que aparece com o nome SSID "Arduino Yún-XXXXXXXXXXXX", onde os doze 'X' correspondem ao MAC-ID do seu Yún. Uma vez conectado, você pode acessar a página WEB do Yún através de um navegador de internet por meio do endereço IP 192.168.240.1 ou através da URL "http://arduino.local". Note que restaurando as configurações Wi-Fi ocorrerá o reboot do ambiente Linux. Para restaurar as configurações Wi-Fi, você deve pressionar e segurar o botão WLAN RST por 5 segundos. Quando você precionar o botão o LED azul WLAN vai começar a piscar e vai permanecer piscando quando você soltar o botão após os 5 segundos indicando que o procedimento de restauração do Wi-Fi foi gravado. A segunda função do botão WLAN RST é restaurar a imagem do Linux para a versão de fábrica. Para restaurar o ambiente Linux, você deve precionar o botão por 30 segundos. Note que restaurando a imagem do Linux para aversão de fábrica, todos os arquivos salvos e softwares instalados na memória flash conectada ao AR9331 serão perdidos.

 

Comunicação

O Arduino Yún possui uma série de facilidades para se comunicar com um computador, outro Arduino, ou outros microcontroladores. O ATmega328 fornece comunicação serial UART TTL (5V). O 32u4 também permite comunicação Serial (CDC) através do USB e aparece como uma porta virtual para o software no computador. O chip também opera como um dispositivo de velocidade máxima USB2.0, usando drivers USB COM padrão. O software do Arduino inclui um monitor serial que permite dados textuais ser enviados e recebidos da placa. Os LEDs RX e TX piscarão enquanto dados estiverem sendo transmitidos via USB para o computador.

Os pinos digitais 0 e 1 são utilizados para comunicação entre o 32u4 e o AR9331. A comunicação entre os processadores é manipulada através da biblioteca Bridge.

Uma biblioteca de SoftwareSerial permite comunicação serial em qualquer dos pinos digitais do Yún, exceto para os pinos 0 e 1.

O ATmega32u4 também suporta comunicação I2C (TWI) e SPI. O software do Arduino inclui uma biblioteca Wire para simplificar o uso do bus I2C, veja a documentação para mais detalhes. Para comunicação SPI utilize a biblioteca SPI.

O Yún aparece conectado como um teclado e mouse genéricos, e pode ser programado para controlar esses dispositivos de entrada através das classes  Keyboard e Mouse.

As interfaces Ethernet e Wi-Fi incorporadas na placa estão fisicamente interligadas ao processador AR9331. Para enviar e receber dados através desta interfaces, utilize a Biclioteca Bridge. Para configurar as interfaces, você pode acessar o painel como descrito na página primeiros passos.

 O Yún também possui as funcionalidades de um Host USB através do Linino. Você pode conectaar periféricos como dispositivos de meméria Flash USB para expansão de memória gravável, teclados, ou webcams. Você precisa fazer o download e instalar um software adicional para que esses periiféricos possam funcionar. Para mais informações sobre como adicionar um software no AR9331, veja os descritivo em usando o package manager.

 

Programação

O Arduino Yún pode ser programado com o software Arduino (download). Simplesmente selecione "Arduino Yún" no menu Tools > Board (de acordo com o microcontrolador em sua placa). Para mais detalhes, veja a referencia e tutoriais.

O ATmega32u4 no Arduino Yún vem pré-gravado com um bootloader que permite a você enviar código novo para ele sem a utilização de um programador de hardware externo. Ele se comunica utilizando o protocolo AVR109.

Você também pode ignorar o bootloader e programar o microcontroaldor através do conector ICSP (In-Circuit Serial Programming); veja estas instruções para mais detalhes.

 

Reset automatico por software e Inicialização do Bootloader

Ao invés de necessitar do pressionamento físico de um botão antes de um upload, o Arduino Yún 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 Yún é aberta a 1200baud e então fechada. Quando isso ocorre, o processador vais 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 Yún. 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 Yún manipula o reset, é recomendado que se deixe o software Arduino tentar inicializar o reset antes do apload, principalmente se você possui o hábito de outras placas Arduino de pressionar o botão de reset antes de fazer o upload.

 

Proteção contra sobre-corrente na USB

O Arduino Yún possui um polyfuse resetável que protege a porta USB do seu computador contra sobre-corrente e curots 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 Yún 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 160mil (milésimos de polegada ou 0,16"), e nem mesmo um múltiplo dos 100milésimos de polegada os que separam os outros pinos.

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