Piattaforma dell'elica: 20 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:06

Cos'è l'elica?

Il Parallax Propeller è un microcontrollore a 32 bit e 8 core. È probabile che tu abbia già visto alcuni progetti Propeller Powered come:

OpenStomp Coyote-1: pedale effetti per chitarra digitale open source

Demo musicale (.mp3) (sito web)

La replica 1, un clone di Apple 1

(sito web)

ybox2, set-top box in rete fai da te

(sito web) e molto altro ancora. L'elica è comunemente usata perché è ad alte prestazioni, ha un'uscita video facile e offre molti I/O.

Allora, qual è la piattaforma dell'elica?

La piattaforma dell'elica mette il Prop su un circuito con regolatori di tensione, memoria, un cristallo e connettori ad altri moduli. È molto simile ad Arduino con alcuni miglioramenti sull'idea di base; 1 - I moduli (a.k.a. shield) possono essere collegati tra loro in alto e in basso. Ad esempio, potresti avere un modulo Propeller al centro, un'interfaccia utente LCD in alto e un prototipo in basso. 2 - La distanza tra i pin è 0,1". Anche lo spazio tra le prese è 0,2". Ciò rende la piattaforma compatibile con le breadboard e consente di utilizzare i moduli della piattaforma in combinazione con altre schede di progetto. 3 - L'ingombro della scheda è 3,8" x 2,5", che è lo stesso ingombro del servizio MiniBoard di ExpressPCB, quindi aggiungere il proprio modulo personalizzato è economico e semplice. 4 - Sono ben documentati. Sono presenti nella colonna di Jon Williams in Nuts and Volts e il modulo della piattaforma dell'elica sarà la base per molti dei progetti descritti nelle sue prossime colonne. 5 - Sono di pubblico dominio. I progetti dei moduli utilizzano la licenza MIT, offrendoti maggiore flessibilità rispetto a licenze più restrittive come Creative Commons Share-Alike. Modelli e specifiche possono essere scaricati qui. La piattaforma dell'elica è disponibile come kit o preassemblata da Gadget Gangster. Il tempo di costruzione è di circa 45 minuti. Inizia andando al passaggio successivo!

Passaggio 1: domande frequenti

Che cos'è la piattaforma dell'elica?

La piattaforma Propeller è una piattaforma di elaborazione integrata open source: è molto simile ad Arduino, ma migliora il concetto utilizzando un microcontrollore più veloce, spaziatura dei pin standard e una licenza meno restrittiva (licenza MIT).

Quali sono le specifiche?

Microcontrollore ad elica:

• Hardware del generatore video integrato per l'output su display NTSC/PAL o VGA
• Linguaggio di alto livello integrato (Spin) facile da imparare
• Alte prestazioni (160 milioni di operazioni al secondo)
• La velocità può essere modificata in fase di esecuzione per una migliore efficienza energetica
• Disponibile in un pacchetto DIP adatto agli hobbisti
• 32 pin I/O, ogni pin può essere impostato come ingresso o uscita

La piattaforma dell'elica aggiunge:

• Regolatori di tensione da 5 V e 3,3 V, con una potenza nominale di 800 mA, ciascuno
• Cristallo 5Mhz, sostituibile dall'utente
• Memoria interna da 32 kB, con spazio per una seconda memoria IC
• Tutti i circuiti integrati sono negli zoccoli per facilitare la sostituzione e l'assemblaggio
• Intestazioni pin standard da 0,1" in una configurazione a doppia fila, in modo che i moduli possano essere impilati sopra e sotto o aggiunti a una breadboard o a una Protoboard

Piattaforma dell'elica con piattaforma della batteria e moduli ProtoPlus

Come si confronta con Arduino?

Contro:

• Più costoso L'Arduino costa $ 30, una piattaforma elica con PropPlug (quello che usi per programmare il Prop) costa $ 50. Ma avrai solo bisogno di un PropPlug e una piattaforma elica da sola costa $ 35.
• Comunità più piccola Vedrai la parola 'Arduino' in Make Magazine molto più spesso della parola 'Propeller'.
• Nessun 'Analog In' integrato Invece, devi usare un condensatore e un resistore per leggere i valori analogici. Non difficile, ma non facile come Arduino.
• 2 chip Sono necessari 2 IC quando si utilizza un'elica, l'elica stessa e l'EEPROM per memorizzare il programma

Professionisti:

• Microcontrollore molto più veloce WAAY Faster. Ciò ti consente di fare cose davvero interessanti come l'uscita VGA, la sintesi vocale, la riproduzione di file.wav e altro ancora, tutto sul chip. L'elica fa 160 MIPS mentre un atmega168 ne fa 16.
• Audio e video di alta qualità L'hardware per il video è integrato e numerose librerie audio sono disponibili con la licenza MIT.
• Il vero multitasking dice a un ingranaggio di occuparsi del video e a un altro di gestire la tastiera / il mouse, e il gioco è fatto. Nessuna interruzione, nessun timer: è DAVVERO facile fare multitasking su Propeller
• Più I/O, più flessibile Ciascun I/O può essere riconfigurato e ce ne sono 32.
• Spaziatura standard dei pin La piattaforma dell'elica si adatta a una breadboard o a una scheda prototipi
• Migliore utilizzo dell'energia Il Prop può cambiare la velocità di clock al volo per risparmiare energia e spegnere gli ingranaggi non utilizzati. Il consumo di energia può andare da 80 mA fino a 4-5 mA
• Licenza migliore Arduino è concesso in licenza con Creative Commons Attribution Share-alike (leggilo - sono diverse pagine). La piattaforma Propeller è disponibile con licenza MIT (leggilo - sono 2 paragrafi). Non preoccuparti di come utilizzi i nostri design: non faremo causa!

Borsa mista:

• Incentrato sul software Molti microcontrollori hanno hardware dedicato per svolgere determinate attività. Invece, l'elica fa la maggior parte delle cose nel software. Questo non mi preoccupa, ma alcune persone hanno problemi con esso.
• Spin Il linguaggio di alto livello per Prop è Spin - questo è un linguaggio molto più moderno di C/C++, ma ci vuole un po' per abituarsi
• Supporto Mac Non esiste un client Mac ufficiale, ma iniziare a lavorare con un Mac non è difficile. Parallax ha una pagina Mac proprio qui.

Personalmente, uso l'elica per la maggior parte dello sviluppo e uso un PICAxe (leggi: 08M il 555 del nostro tempo?) Quando ho solo bisogno di una logica semplice / economica. L'Arduino va bene, ma trovo il Propeller più facile da programmare e molto più potente. L'Arduino è troppo costoso quando ho solo bisogno di una logica semplice. Quali moduli sono disponibili? Non esiste un elenco definitivo dei moduli, ma puoi controllare Gadget Gangster per alcuni dei moduli attualmente disponibili. Alcuni moduli di esempio:

• Video / Audio
• Batteria
• DMX
• Display LCD
• Schede prototipi
• microSD
• Controllore motore

Inoltre, escono sempre più moduli.

Passaggio 2: raccogliere le parti

Per prima cosa, accendi il saldatore. Lascia che si riscaldi mentre controlli per assicurarti di avere le seguenti parti:

Elenco delle parti

• 3x cappucci elettrolitici 47uF (assicurati che siano mico-mini in modo che altri moduli si adattino sopra)
• 1x cappuccio in tantalio da 4,7uF
• 1x 104 tappo in ceramica
• 1x resistore da 10k Ohm (marrone - nero - arancione)
• 1x resistenza da 220 Ohm (rosso - rosso - marrone)
• 1x resistenza da 470 Ohm (giallo - viola - marrone)
• 1x resistenza da 1,1 k Ohm (marrone - marrone - rosso)
• 2x LED verdi verdi da 3 mm
• 1x LED rosso
• 2 prese per pin macchina
• 2 prese a 4 pin
• 2 prese a 16 pin
• 1x intestazione ad angolo retto a 4 pin
• 1x interruttore di alimentazione ad angolo retto
• 1x interruttore tattile
• 1x presa DIP a 40 pin
• 1x presa DIP a 8 pin
• 1x jack di alimentazione da 2 mm
• 1x 5Mhz Crystal (assicurati che sia a metà altezza in modo che altri moduli possano adattarsi alla parte superiore)
• 1x regolatore di tensione 5V
• 1x regolatore di tensione da 3,3 V
• 1x elica parallasse
• 1x 32 kB EEPROM i2c
• 1x PCB della piattaforma dell'elica

Passaggio 3: prese CI

Per prima cosa, inserisci le prese. Le prese hanno un bel meccanismo di bloccaggio per fissarle al pcb mentre si salda. Preferisco usare i socket poiché puoi rimuovere facilmente un IC se hai problemi e non devi preoccuparti di danneggiare l'IC durante la saldatura. La presa DIP a 8 pin va su U2, la tacca è rivolta verso l'alto. La presa DIP a 40 pin va su U1, la tacca punta a sinistra.

Passaggio 4: aggiungere il primo set di prese pin

Prendi una delle prese a 16 pin e aggiungila alla scheda. Puoi aggiungerlo alla riga esterna (più vicino al bordo del tabellone) o alla riga interna, ma suggerisco di aggiungerlo alla riga esterna. Mantieni vuota la riga interna per ora, ma puoi popolare con le intestazioni dei pin per impilare un altro modulo sotto la piattaforma dell'elica.

Passaggio 5: presa a 4 pin

Aggiungi la presa a 4 pin. Utilizzare le intestazioni dei pin ad angolo retto per mantenere allineate entrambe le prese, come mostrato nella foto. Questo manterrà le prese a 4 pin mentre capovolgi la scheda e mantieni dritte le prese a 4 pin e 16 pin. La presa a 4 pin va nella stessa riga della presa a 16 pin.

Passaggio 6: secondo set di prese

Stesso affare dall'altra parte.

Passaggio 7: aggiungere il jack di alimentazione

Aggiungi il jack di alimentazione in alto a sinistra della scheda, nella casella appena sotto '7.5 - 12VDC'. Quando saldi il jack di alimentazione, sii generoso con la saldatura: è ciò che tiene premuto il jack mentre inserisci / rimuovi una spina di alimentazione

Passaggio 8: programmazione delle intestazioni

L'elica è programmata con un Prop Plug. aggiungi intestazioni ad angolo retto nella casella denominata "Plug", come mostrato nella foto. Qui è dove collegherai il Prop Plug per la programmazione. Puoi ottenere un Prop Plug da Gadget Gangster o Parallax. Il vantaggio di mantenere l'hardware di programmazione fuori dalla scheda è una dimensione complessiva della scheda più piccola e un costo inferiore. Quando hai finito e sei pronto per programmare l'elica, inserisci il tappo dell'elica con il lato del cappello rivolto verso l'alto.

Passaggio 9: aggiungi interruttori

Aggiungi interruttori a sinistra e a destra. L'interruttore tattile destro ripristinerà il Prop quando è in funzione (basta toccarlo per ripristinare). L'interruttore di sinistra è l'interruttore di alimentazione. Entrambi gli interruttori sono posizionati sul bordo della scheda per facilitarne l'accesso se altri moduli sono impilati sopra.

Passaggio 10: aggiungere condensatori di alimentazione

I tre tappi (sembrano piccoli barattoli) vanno vicino all'interruttore ad angolo retto. Aiutano a fornire un'alimentazione uniforme al microcontrollore e ad altri moduli. I condensatori sono sensibili alla polarità, il cavo più vicino alla striscia è negativo e va verso il basso. Assicurati di utilizzare micro-mini cap, o altri moduli potrebbero non adattarsi alla parte superiore della piattaforma dell'elica.

Passaggio 11: preparare la presa di cristallo

È bello usare una presa per il cristallo poiché il Prop può supportare altri valori di cristallo. Ecco il trucco per creare una presa di cristallo;1 - Identifica le due prese dei pin della macchina (come nella foto sotto). Usa le tue dighe per dividerle a metà.

Passaggio 12: rimuovere la plastica

Usando di nuovo le dighe, rimuovi la plastica attorno a ciascun perno, come mostrato nella foto. Hai solo bisogno di un po' di pressione per raschiare via la plastica.

Passaggio 13: prese di cristallo

Questo è ciò che otterrai:

Passaggio 14: aggiunta delle prese di cristallo

Inseriscili come mostrato nella foto. Uso un po' di nastro adesivo per tenerli, capovolgo la scheda e li saldo in posizione. Sul retro della scheda, ritaglia i perni di montaggio dalle prese della macchina. Inoltre, aggiungi i resistori su R1, R2 e R3. Questi piccoli ragazzi limiteranno la corrente per i LED che ti diranno quando l'alimentazione è accesa. R1: Resistenza 1.1k (Marrone - Marrone - Rosso)R2: Resistenza 470 ohm (Giallo - Viola - Marrone)R3: Resistenza 220 ohm (Rosso - Rosso - Marrone)

Passaggio 15: aggiungere i regolatori di tensione

L'elica funziona a 3,3 V, ma la piattaforma dell'elica include anche un regolatore da 5 V per fornire 5 V ad altri moduli. VR1: il regolatore 5V. È un ON Semi (parte # MC33269T-5.0G). Rispetto al regolatore da 3,3 V, ha una linguetta quadrata un po' più sottile. Neanche la scatola nera ha un piccolo notch. VR2: il regolatore da 3,3V. È un ST (parte # LD1117V33). Ha una linguetta più spessa con gli angoli della linguetta tagliati. Puoi anche usare un po' di saldatura in più per collegare la scheda alla scheda. Questo aiuterà i regolatori ad assorbire più calore.

Passaggio 16: aggiungi maiuscole

Il cappuccio in tantalio va proprio accanto alla presa di cristallo. Notare che il cappuccio in tantalio è polarizzato. Se osservi attentamente il corpo, vedrai un segno + accanto a una delle gambe. La gamba con il segno più dovrebbe passare attraverso il foro più vicino al cristallo. Il cappuccio in ceramica va sotto la presa DIP a 40 pin. Non è sensibile alla polarità. Il cappuccio in ceramica è contrassegnato con "104", è anche più piccolo del cappuccio in tantalio.

Passaggio 17: passaggi finali

Aggiungi i LED -

PWR Il LED che va nel cerchio contrassegnato con 'PWR' ha una lente trasparente. Per questo LED, il cavo PI CORTO passa attraverso il foro circolare (più vicino al resistore), il cavo PI LUNGO passa attraverso il foro quadrato. 5.0 Il LED che va nel cerchio contrassegnato con '5.0' ha una lente verde. Per questo LED, il cavo PI LUNGO passa attraverso il foro circolare (più vicino al resistore), il cavo PI CORTO passa attraverso il foro quadrato. 3.3 Il LED che va nel cerchio contrassegnato con '3.3' ha una lente verde. Per questo LED, il cavo PI LUNGO passa attraverso il foro circolare (più vicino al resistore), il cavo PI CORTO passa attraverso il foro quadrato. Inoltre, aggiungi un resistore da 10k ohm (marrone - nero - arancione) a R4 Il passaggio successivo consiste nel testare la potenza. Collega l'alimentatore e abbassa l'interruttore ad angolo retto. I LED dovrebbero accendersi tutti, indicando che i regolatori stanno emettendo potenza.

Passaggio 18: aggiungere i circuiti integrati

Aggiungere il Prop nella presa DIP a 40 pin e l'EEPROM nella presa a 8 pin. Aggiungere il cristallo e tagliare il piombo in eccesso. Vai al passaggio successivo e ti mostrerò un programma di esempio per aiutarti a iniziare

Passaggio 19: utilizzo: il tuo primo programma di eliche

Innanzitutto, scarica lo strumento Propeller (Windows o Mac) in modo da poter scrivere il tuo programma. Inoltre, assicurati di avere un PropPlug.

Avvia lo strumento Propeller e iniziamo con il programma più semplice, un LED lampeggiante;

Analizzerò ogni riga: PUB main I programmi iniziano l'esecuzione al primo metodo che trova. In questo caso, c'è solo un metodo (main) ed è un metodo PUBlic, ma non dobbiamo preoccuparci di questo ora dira[0]:= 1 dira[0] è il "registro di direzione" per il pin 0. Scrivendo un valore 1 nel registro, rendiamo il pin 0 un'uscita.:= è l'operatore di assegnazione. REPEAT fai tutto ciò che è indicato sotto. Un ciclo REPEAT senza UNTIL si ripeterà per sempre. Le tabulazioni sono importanti nella rotazione: tutto ciò che rientra in questa riga fa parte del ciclo REPEAT. !OUTA[0] il ! operator significa 'flip' e OUTA è il registro di output per il pin 0. Quindi questa linea prende il valore corrente di outa[0], lo capovolge e lo riscrive. Se il perno è alto, si capovolgerà in basso. Se il perno è basso, si capovolgerà in alto. Un modo elegante per descrivere il ! è un 'operatore di assegnazione NOT bit per bit'. WAITCNT(CLKFREQ + cnt) Traduzione: tenere premuto per 1 secondo. WAITCNT(Time) sospenderà l'esecuzione fino a quando l'orologio di sistema == Time. CLKFREQ è un valore di sistema - è uguale al numero di tick in ogni secondo. CNT è un altro valore di sistema, è l'ora di sistema corrente (quanti tick dall'avvio di Propeller). Aggiungendo 1 secondo di tick all'orologio di sistema, stiamo calcolando quale sarà l'orologio di sistema tra un secondo. E questo è il tuo primo programma! Cosa cambieresti se volessi che il LED lampeggi due volte al secondo?

Passaggio 20: download

L'elica è un fantastico microcontrollore che è:

• Incredibilmente veloce (160 milioni di istruzioni al secondo),
• Ha un sacco di I/O (32 pin che possono fare input o output),
• Ha ottime capacità video e audio
• Ed è facile da sviluppare per

Controlla il sito di Parallax per tonnellate di informazioni sull'elica. Dovresti anche dare un'occhiata allo scambio di oggetti di Parallax dove ci sono un sacco di librerie open source per aiutarti quando fai progetti con il tuo Prop. Scarica il manuale dell'elica Scarica il design PCB della piattaforma dell'elica (formato ExpressPCB) Schema con il numero di parte di mouser qui (Formato ExpressPCB) Modelli di progettazione della piattaforma dell'elica Prendi il kit o pre-assemblato da Gadget Gangster.