Arduino Mega ADK (para Android) + Cabo USB 2.0 - A-B

O Arduino ADK (Android Development Kit) é um microcontrolador baseado no ATmega2560 (datasheet). Ele tem uma interface USB host, para se conectar com celulares Android, baseada no CI MAX3421e. Tem ainda 54 pinos de entradas e saídas digitais (dos quais 14 podem ser utilizados como saídas PWM), 16 entradas analógicas, um cristal oscilador de 16MHz, uma conexão USB, um conector de alimentação um conector ICSP e um botão de reset.

Do mesmo modo que o Mega2560 e o Uno ele tem um ATmega8u2 programado como conversor de USB para Serial.

Para informação de como utilizar esta placa com o Android OS veja a documentação Google's ADK.

Esquema, Referencia de Design e Mapeamento de pinos

Arquivos EAGLE: Arduino_ADK-Mega_2560-Rev2-reference-design.zip

Esquema: Arduino ADK_Mega_2560-schematic.pdf

Mapeamento de pinos: PinMap2560 page

Alimentação

O Arduino Mega2560 pode ser alimentado pela conexão USB ou com uma fonte externa. A entrada de alimentação é selecionada automaticamente.

Alimentação externa (não USB) pode ser tanto de uma fonte como de baterias. A fonte pode ser conectada plugando um conector de 2,1mm, positivo no centro, na entrada de alimentação. Cabos vindos de uma bateria podem ser inseridos nos pinos terra (Gnd) e entrada de voltagem (Vin) do conector de energia.

Nota: Devido ao fato do ADK ser um host USB o celular tentará se alimentar através dele quando necessitar de recarga. Quando o ADK é aliemntado pela USB um total de 500mA estão disponíveis para a placa e para o celular. O regulador de voltagem pode fornecer até 1500mA; 750mA para a placa e para o celular e os outros 750mA para para atuadores e sensores conectados à placa. Uma fonte de alimentação capaz de fornecer 1,5A deve ser utilizada nesta situação.

A placa pode operar com alimentação externa entre 6 e 20 volts. No entanto, se menos de 7 volts forem fornecidos o pino de 5V pode fornecer menos de 5 volts e a placa pode ficar instável. Com mais de 12V o regulador de voltagem pode super-aquecer e danificar a placa. A faixa recomedável é de 7 a 12 volts.

Os pinos de alimetação são os seguintes:

• VIN. A entrada de voltagem da placa Arduino quando se está usando alimentação externa (em oposicão aos 5 volts fornecidos pela conexão USB ou outra fonte de alimentação regulada) É possível fornecer alimetação através deste pino ou acessá-la desde ai se etiver alimentando pelo conector de alimentação.
• 5V. Fornecimento de alimentacão regulada para o mcrocontrolador e outros componentes da placa.
• 3V3. Uma alimentação de 3,3 vots gerada pelo chip FTDI. A corrente máxima é de 50 mA.
• GND. Pinos terra.

Memória

O SDK tem 256 KB de memória flash para armazenamento de código(dos quais 8KB são usados pelo bootloader), 8 KB de SRAM e 4 KB de EEPROM (que poder ser lidos e escritos com a biblioteca EEPROM).

Entrada e Saída

Cada um dos 50 pinos digitais do ADK pode ser usado como entrada ou saída, usando as funções de pinMode(), digitalWrite(), e digitalRead(). Eles operam a 5 volts. Cada pino pode fornecer ou receber um máximo de 40 mA e possui um resistor interno (desconectado por default) de 20-50KΩ. Em adição alguns pinos possuem funções especializadas:

• Serial: 0 (RX) and 1 (TX); Serial 1: 19 (RX) and 18 (TX); Serial 2: 17 (RX) and 16 (TX); Serial 3: 15 (RX) and 14 (TX). Usados para receber (RX) e transmitir (TX) dados seriais TTL. Pinos 0 e 1 são também conectados aos pinos correspondentes do chip serial FTDI USB-to-TTL.
• Interruptores externos: 2 (interruptor 0), 3 (interruptor 1), 18 (interruptor 5), 19 (interruptor 4), 20 (interruptor 3), and 21 (interruptor 2). Estes pinos podem ser configurados para disparar uma interrupção por um valor baixo, um limite diminuindo ou subindo, ou uma mudança em um valor. Para mais dealhes veja a função attachInterrupt().
• PWM: 0 a 13. Fornecem saída analógica PWM de 8-bits com a função analogWrite().
• SPI: 50 (MISO), 51 (MOSI), 52 (SCK), 53 (SS). Estes pinos dão suporte à comunicação SPI utilizando a biblioteca SPI. Os pinos SPI também estão disponíveis no conector ICSP que é fisicamente compatível com o Uno, Duemilanove e Diecimila.
• USB Host: MAX3421E. O MAX3421E se comunica com o Arduino através do bus SPI. Portanto ele utiliza os seguintes pinos:LED: 13. Há um LED connectado ao pino digital 13. Quando o pino está em HIGH o led se acende.
  • Digitais: 7 (RST), 50 (MISO), 51 (MOSI), 52 (SCK).
    Nota: Nao utilize este pino como E/S por que ele é utilizado na comunicação com o MAX3421E.
  • Não disponíveis nos conectores: PJ3 (GP_MAX), PJ6 (INT_MAX), PH7 (SS).
• TWI: 20 (SDA) e 21 (SCL). Fornecem suporte à comunicação TWI utilizando a biblioteca Wire. Note que estes pinos não estão na mesma posição que no Duemilanove ou Diecimila.

O ADK tem 16 entradas analógicas, cada uma das quais com 10 bits de resolução (i.e. 1024 valores diferentes). Por padrão elas medem de 0 a 5 volts, embora seja possível mudar o limite superior usando o pino AREF e a função analogReference().

Há um par de pinos diferentes na placa:

• AREF. Voltagem de referência para as entradas analógicas. Usados com analogReference().
• Reset. Marque este valor como LOW para resetar o microcontrolador. Tipicamente usado para adcionar um botão de reset em shields que bloqueiam o que há na placa.

Comunicação

O Arduino Mega ADK possui várias facilidades para se comunicar com um computador, com outro Arduino ou outros microcontroladores. O ATmega2560 fornece quatro portas de comunicação serial UARTs para TTL (5V). Um chip FTDI FT232RL direciona uma destas portas para a conexão USB e os drivers FTDI (que acompanham o software do Arduino) fonecem uma porta com virtual para softwares no computador. O software do arduino inclui um monitor serial que permite que dados simples de texto sejam enviados de e para a placa Arduino. Os LEDs RX e RT piscarão enquanto dados estiverem sendo transmitidos pelo chip FTDI e pela conexão USB ao computador (mas não para comunicação serial nos pinos 0 e 1).

Uma biblioteca SoftwareSerial permite comunicação serial em qualquer um dos pinos digitais do Mega2560.

O ATmega2560 também fornece suporte para comunicação I2C (TWI) e SPI. O software Arduino inclui uma biblioteca Wire para simplificar o uso do bus I2C; veja a documentação no site do Wiring para mais detalhes. Para usar a comunicação SPI veja o datasheet do ATmega2560.

A interface host USB do CI MAX3421E permite ao ADK se conectar e interagir com qualquer tipo de dispositivo que tenha uma porta USB. Por exemplo permite interação com muitos celulares, controle de câmeras Canon, e interfaces com teclados mouses e controles de jogos como Wiimote e PS3.

Programação

O Arduino Mega ADK pode ser programado com o software do Arduino (download). Para detalhes, veja a referência e os tutoriais.

O ATmega2560 no Arduino MegaADK vem com o bootloader pré gravado o possibilita o envio de novos códigos sem o uso de um programador de hardware externo. Ele se comunica usando o protocolo original STK500 (reference, C header files).

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

O código fonte do firmware do ATmega8u2 está disponível no repositório do Arduino. O ATmega8U2 é gravado com um bootloader DFU que pode ser ativado conectando-se o jumper de solda na parte posterior da placa (próximo ao mapa da Itália) e então resetando-se o 8U2. Você pode usar o software Atmel's FLIP (Windows) ou o programador DFU (Mac OS X e Linux) para gravar um novo firmware. Ou utilizar a conexão ISP com um programador externo (sobrescrevendo o bootloader DFU) Veja este tutorial para mais informações.

Você pode usar o software Atmel's FLIP (Windows) ou o DFU programmer (Mac OS X e Linux) para caarregar um novo firmware. Ou você pode usar um programador externo através do conector header ISP (sobrescrevendo o DFU bootloader). Para mais informações veja este tutorial .

Reset Automático (Software)

Ao invés de necessitar o pressionamento físico do botão de reset antes de um upload, o ADK é desenhado de modo a permitir que o reset seja feito pelo software executado em um computador conectado. Uma das linhas dos fluxos de controle de hardware (DTR) do FT232RL é conectada diretamente à linha de reset do ATmega2560 através de um capacitor de 100 nanofarads. Quando esta linha é acessada (rebaixada), a linha de reset decai por tempo suficiente para resetar o chip. O software Aduino utiliza esta capacidade para possibilitar que novos códigos sejam enviados simplesmente clicando no botão de upload do ambiente de programação do Arduino. Isto significa que o bootloader fica fora do ar por um tempo mais curto, uma vez que o rebaixamento do DTR pode ser bem coordenado com o início do upload.

Esta montagem tem outras implicações. Quando o ADK é conectado a um computador rodando Mac OS X ou Linux ele é resetado cada vez uma conexão é feita com o software (via USB). Durante o próximo meio segundo (aproximadamente) o bootloader estará rodando no Mega2560. Uma vez que ele é programado para ignorar dados mal formados (i.e. qualquer coisa que não seja um upload de novo código), ele vai interceptar os primeiros bytes de informação enviado à placa depois que uma nova conexão seja aberta. Se um programa rodando na placa recebe uma pré configuração ou outros dados assim que ele comaça, certifique-se de que o software com o qual ele se comunica espera meio segundo depois que a conexão seja estabelecida antes de começar a enviar os dados.

O ADK tem uma trilha que pode ser cortada para desabilitar o auto-reset. Esta trilha pode depois ser unida novamente por solda para re-habiltar esta funcionalidade.Esta trilha tem a identificação "RESET-EN" Também é possível desabilitar o autoreset conectando um um resitor de 110Ω do 5V à linha de reset; veja este post do forum para mais detalhes.

Proteção de sobre-corrente USB

O ADK possue um fusível resetável que protege as portas USB do computador contra curto-circuitos e sobrecorrente. Apesar de muitos computadores possuírem sua própria proteção interna, o fusível resetável dá um grau extra de segurança . Se mais de 500 mA forem drenados ou aplicados na porta USB , o fusível automaticamente abrirá o circuito até que o curto ou a sobrecarga sejam removidos.

Características Físicas e Compatibilidade com Shields

As dimensões máximas de comprimento e largura da placa ADK são 4,0" (101,60 mm ) e 2,1" ( 53,34 mm ) respectivamente, com o conector USB e jack de alimentação ultrapassando um pouco as dimensões da placa em si . Três furos para montagem com parafusos permitem montar a placa numa superfície ou caixa . Note que a distância entre os pinos de entrada e saída digitais no. 7 e 8 é de 160 mil ( 0,16") , não é sequer múltiplo dos 100 mil ( 0,10") do espaçamento entre os outros pinos .

O ADK é projetado para ser compatível com a maioria dos shiels feitos para o Diecimila ou Duemilanove. Os pinos de entrada e saída digitais 0 a 13 , os adjacentes AREF e GND, entradas analógicas 0 a 5, o conector power e o ICSP estão todps em posições equivalentes . Além do mais, a UART principal ( porta serial ) está localizada nos mesmos pinos (0 e 1), bem com as interruções 0 e 1 ( pinos 2 e 3 respectivamente ). SPI está disponível através do conector ICSP em ambos ( Mega2560 e Uno/Duemilanove/Diecimila ). Note que o I²C não está localizado nos mesmos pinos no Mega2560 ( 20 E 21 ) e no Duemilanove ( entradas analógicas 4 e 5 ) .

Configuração

Com esta placa você necessitará substituir o arquivo boards.txt no seu diretório Arduino. (Arduino-00xx->hardware->arduino).

Arduino 0022 ou anterios:

- boards.txt

Arduino 1.0 Beta

- boards1.0.txt

Usuários de Windows necessitam um arquivo .inf para este produto específico: Arduino_ADK.zip
Para instalação siga os mesmos procedimentos que para uma placa Uno.