Seria Adafruit Feather - czy warto? Ktoś używał? :D

[hubert27]

Witam 😃

Ostatnio natrafiłem na serię Adafruit Feather - płytki oparte o procesor ARM M0 Cortex. Płytki te są o tyle interesujące, że konkretne modele z serii mają wbudowane określone moduły, dodatkowo są małe, co wydaje się być idealnym dla kompaktowych rozwiązań. Dodatkowo producent na stronie pisze, że zasilanie bateryjne jest proste w obsłudze i zasilaniu - wystarczy podpiąć Li-Pola, i można nawet ładować przez USB płytki - ma ona moduł do ładowania takich akumulatorów.

Moje pytanie? Czy ktoś z Was miał do czynienia z tym ustrojstwem? Jakie są wrażenia? Czy nadaje się to na projekty robotyczne, automatyki domowej itp. Jak jest z bibliotekami? Chodzi mi o wasze, praktyczne doświadczenia, research oczywiście w google.com robię ;D Ja dotychczas bawiłem się Arduinami, teraz do pewnego projektu rozważam właśnie Adafruita

Z góry dziękuję

[deshipu]

Ja mam z tym trochę do czynienia, bo pisałem ostatnio parę bibliotek dla ich sprzętu i dostałem próbki. Wygląda to tak:

[*] To nie jest tylko Cortex M0. W serii Feather masz płytki z różnymi procesorami: HUZZAH ma ESP8266; 32u4 ma, jak sama nazwa wskazuje, ATmega32u4; Feather M0 mają Atmel SAMD, są jeszcze jakieś z dziwnymi procesorami z bluetoothem czy wifi (jakies CC--).

[*] Fajne jest to, że pomimo dużej różnorodności mikrokontrolerów, wszystkie one są kompatybilne ze wszystkimi rozszerzeniami (które są nazywane FeatherWing) -- pinout jest tak przemyślany, że i2c, spi i piny analogowe są w tych samych miejscach.

[*] Jest ładowarka LiPo na pokładzie, ale nie jest idealnie. Nie można ładować i jednocześnie używać i nie ma zabezpieczenia przed rozładowaniem baterii (te baterie, które do tego sprzedają, mają wbudowane zabezpieczenie, ale jak używasz innych, to jest problem). Irytujący jest też brak wyłącznika, więc musisz to lipo podłączać i odłączać, albo dorobić wyłącznik na kablu.

[*] Dostępne FeatherWingi są bardzo efektowne i wygodne -- dużo jest migających światełek wszelkiego rodzaju, jest sterownik serw i drugi do silników, jest nawet odtwarzacz MP3. Sporo modułów radiowych, jakiś GPS, przekaźniki, etc. -- ogólnie jest czym się bawić.

[*] Wszystko jest bardzo dokładnie udokumentowane, z viedo-tutorialami, przykładami, bibliotekami, do tego udostępnione schematy i noty katalogowe wszystkiego.

[*] Design jest przemyślany. Nie da się nic podłączyć odwrotnie (bo z jednej strony headery są krótsze), nie ma zasilania i masy zaraz obok siebie, płytka pasuje do breadboarda, wszystkie komponenty są po jednej stronie, tam gdzie się dało to wcisnęli jeszcze dodatkowe dziurki do prototypowania.

[*] Ceny niestety są wyższe niż przeciętne, do tego mają bardzo drogą wysyłkę -- lepiej kupować u lokalnych dystrybutorów.

[hubert27]

NA obecną chwilę interesuje mnie Adalogger, ze slotem na micro SD, i na nim właśnie jest M0 😃 Prawdopodobnie nie będę używał wingów, ponieważ peryferia i tak muszę wykonać samemu (obwód pomiarowy), ew. jak coś znajdę co lepiej będzie się korelować z urządzeniem niż moduł samodzielnie zamontowany. Deshipu, czy wiesz może ile taka płytka może chodzić na jednym ładowaniu na LiPo?

EDIT: Płytki te mają jedną wadę: pomiar ADC tylko do 3,3v. Jak sobie najlepiej z tym poradzić? Modułami ADC dającymi na wyjściu sygnał cyfrowy?

[deshipu]

Płytka na jednym ładowaniu lipo może chodzić od 10 sekund do 4 lat, w zależności od tego jakie to jest lipo i co robi płytka.

Z napięciem ADC możesz sobie poradzić za pomocą prostego dzielnika napięcia z dwóch rezystorów. Jeśli potrzebujesz większej precyzji albo więcej kanałów jednocześnie, to tak jak piszesz, są do tego dedykowane czipy z ADC na pokładzie i interfejsem I2C albo SPI.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[marek1707]

ADC mają w większości przypadków wejścia napięciowe o niewielkich zakresach. Napisz co chcesz mierzyć, jakie wielkości fizyczne, jak duże, jak często i jak dokładnie. Jeśli to nie jest napięcie w zakresie lub powyżej możliwości przetwornika - gdy rzeczywiście wystarcza zwykły dzielnik - to i tak musisz robić kondycjonowanie sygnału z czujnika.

[hubert27]

Przejrzałem moje materiały raz jeszcze, i okazuje się że sygnał który chciałbym mierzyć mieściłby się w pożądanym zakresie.Mierzę sygnał pochodzący z transformatora sieciowego - 9VAC (pomiar napięcia w sieci), w rzeczywistości 11,4 VAC (taki punkt pracy przy dzielniku 100k + 10 k 😋 ). Maksymalna wartość sinusoidy to ok. 1v, co daje 2v rozpiętości. Oczywiście trzeba brać poprawkę na skoki napięcia.

BTW: myślę nad zasilaniem bateryjnym do urządzenia które już mam na Arduino. Wpadłem na pomysł aby wykorzystać napięcie z transformatora 230/ 9 V AC które mierzę. Mam jednak wątpliwości, czy układ prostowniczo-zasilający nie wprowadzi przekłamań :/

[marek1707]

Nikt tych wątpliwości nie rozwieje ani nie potwierdzi dopóki nie pokażesz schematu. Przecież nie zgadnę co tam sobie wymyśliłeś. Chyba w każdym układzie można coś spaprać. Narysuj swój transformator, prostownik, stabilizator itd oraz procesor (tylko piny GND, VCC, ADCn ) wraz z dzielnikiem na wejściu analogowym. Czy robisz rejestrator napięcia (i innych parametrów?) sieci AC, ale będziesz mierzył napięcie wtórne trafo?

Tego motywu z zasilaniem bateryjnym z transformatora nie pojmuję. Wyrażaj się jaśniej i spróbuj czytać swoje posty (przed wysłaniem) z założeniem, że kompletnie nie wiesz o co chodzi. Jeśli zrozumiesz bez żadnych dodatkowych założeń i wiedzy, jest szansa że inni także.

[hubert27]

Dzięki za taką burę 😋 Często stosuję swoje skróty myślowe, i często się motam, mając nadzieję, że adresat się połapie ;D

Ale do rzeczy.

Wrzucam naprędce skleconą laurkę, jak ja widzę zasilanie arduino z 9 V napięcia zmiennego. Trafo jest podpięte do jacka. To samo napięcie 9 VAC idzie do prostownika jak i na obwód pomiarowy - dzielniki napięcia. Prostownik stanowi mostek Graetza, kondensator dla wygładzenia, dalej przyjąłem że stabilizator poradzi sobie z powstałym przebiegiem napięcia. To wszystko na rysunku idzie do VIN, jednak to jest uproszczenie, lepiej żeby to poszło na jack zasilający Arduino.

Jeżeli chodzi o trafo, jest to takie coś: https://openenergymonitor.org/files/datasheet/EUR77DE-06-09-MI.pdf

Napięcie wyjściowe jest 9 VAC, jednak podłączenie do dzielnika o dużej wartości rezystancji powoduje że w rzeczywistości mam na wyjściu 11,4 V.

Tak, mierzę napięcie wtórne. Przeprowadziłem kalibrację, i wiem, jaka wartość na wtórnym odpowiada napięciu w sieci. Dotychczas pomiar napięcia na pinie VOLT_MEAS był zadowalająco dokładny. Program Arduino analizował "sinusoidę" napięcia i obliczał skuteczną oraz wartości maksymalne. Obawiam się czy prostownik zasilający w ten sposób arduino nie wprowadzi zniekształceń w przebiegu napięcia mierzonym, tak, aby jego pomiar stał się przekłamany.

Do rozwoju tego projektu chciałbym właśnie wykorzystać Adalogera 😃 Oczywiście, w razie czego powrócę do realizacji zasilania z akumulatorka.

[marek1707]

Ok, tak podejrzewałem. Nabrałeś się na mostek prostowniczy jak wielu przed Tobą 😐

Sam układ pomiarowy skalujący i przesuwający sinusoidę z transformatora o 2.5V w górę jest oczywiście OK.

Sam zasilacz z prostownikiem pełnookresowym i kondensatorem to układ opisany (nota bene przez polaka..) pod koniec XIX wieku - sprawdzony i działa 🙂

Ale te dwie rzeczy razem niestety nie. Problem jest z masą. Masa mostka prostowniczego jest " pływająca" względem obu wyprowadzeń transformatora i nie możesz jej zewrzeć z masą oporników pomiarowych.

Jeżeli chcesz mierzyć sinusoidę i jednocześnie zasilać z tego samego trafo komputerek, to masz dwa wyjścia:

a. Mostek prostowniczy wyposażyć w kondensator a ten bezpośrednio zapodać na wejście gotowej, izolowanej przetwornicy DCDC, np. takiej:

http://www.tme.eu/pl/details/am1g-0505sz/przetworniki-dcdc/aimtec/

b. Użyć transformatora z dwoma identycznymi uzwojeniami wtórnymi, np. takiego:

http://www.tme.eu/pl/details/tez6_d_9-9v/transformatory-do-druku/breve-tufvassons/tez6d2309-9v/

w którym masz wspólny środek uzwojeń na masie wyjściowej a prostownik składa się z dwóch diod.

No i jest jeszcze sprawa obciążenia. Słabiutkie trafo jakie wskazałeś ma napięcie wyjściowe zależne od poboru prądu. Każde tak ma, ale im mniejsze tym bardziej. Wystarczy, że Twój komputerek będzie robił różne rzeczy w różnym czasie (np. zapisy na kartę, korzystanie z interfejsów komunikacyjnych) a wyniki pomiarów napięcia wtórnego będą się zmieniać 🙁

Moim zdaniem nie ma co kombinować i do zasilania Arduino (czy co tam planujesz) trzeba wstawić mały impulsowy zasilacz (ładowarkę USB) dający wprost 5V na Vcc albo (lepiej) coś z napięciem 9VDC podanym na VIN. Przecież takie "wtyczkowe coś" kosztuje dziś grosze.

Możesz też użyć izolowanej kostki ACDC "do druku":

http://www.tme.eu/pl/details/ameof3-9sjz/przetworniki-acdc/aimtec/

http://www.tme.eu/pl/details/ame3-5saz/przetworniki-acdc/aimtec/

Jest tego pełno, do wyboru do koloru.

[hubert27]

Moim zdaniem nie ma co kombinować i do zasilania Arduino (czy co tam planujesz) trzeba wstawić mały impulsowy zasilacz (ładowarkę USB) dający wprost 5V na Vcc albo (lepiej) coś z napięciem 9VDC podanym na VIN. Przecież takie "wtyczkowe coś" kosztuje dziś grosze.

Wiadomo, mam nawet coś takiego 😉 tyle że angażuję w to drugie gniazdko, w najlepszym wypadku złodziejkę. Dlatego myślę nad bateryjką. Pomysł zasilania sygnałem pomiarowym wziął się ze szczytnej idei dorównania projektantom elektroniki do Voyagerów ;D nie no żart... Twoje propozycje przejrzę, ale na razie to nie jest priorytet, w każdym razie dzięki za uwagi, na pewno się przydadzą.

@deshipu, wiem że płytka może chodzić na Lipolu od 0 do nieskończoności, ale czy mógłbyś jakimiś konkretnymi wartościami w mA rzucić? Oczywiście studiowałem dokumentację ATSAMD21G18, zużycie wydaje się niskie, na poziomie kilku mA. Jednak prąd zużywa cała płytka, łacznie z regulatorem napięcia itp. Ile może ciągnąć w trakcie zapisu na SD?

[marek1707]

No ale teraz nie pytasz o płytkę tylko raczej o kartę. Sam procesor to rzeczywiście jakieś mA w zależności od tego jak obciążasz CPU, ile peryferiów i jak szybko je odpalisz. Natomiast nowoczesne karty SD mogą wciągnąć naprawdę sporo (str.7):

http://www.farnell.com/datasheets/1836582.pdf

Oczywiście na malutkim SAMie takich transferów ani nawet trybów pracy (i dzięki temu prądów) nie uzyskasz, ale poniżej 50mA w czasie zapisu bym nie oczekiwał. A operacje systemu plików czasem wymagają wielu zapisów nawet gdy Twój program zleca dodanie tylko jednego sektora danych.

Ile tych danych chcesz pamiętać? Bo są szeregowe pamięci FLASH nad którymi masz większą kontrolę:

http://www.tme.eu/pl/details/26vf064b-104i_sm/pamieci-flash-szeregowe/microchip-technology/sst26vf064b-104ism/

http://pl.farnell.com/spansion/s25fl256sagmfi001/memory-flash-256mbit-16soic/dp/2136297

Niestety na pytanie "Ile mocy będzie pobierało moje urządzenie?" nikt Ci nie odpowie. Musisz je zbudować i oprogramować żeby wiedzieć ile czasu (z jakim wypełnieniem) będą pracować poszczególne elementy systemu i programu. Górny pułap oszacuj z danych katalogowych scalaków które masz na płytce i wszystkiego co chcesz do niej podłączyć (diodki LED, wyświetlacze, interfejsy, radio itp). Jeśli dobrze je zaprojektujesz, to dolny pułap może osiągnąć nawet kilka uA w standby.

[hubert27]

Jak na razie priorytetem jest karta SD. Już mniej więcej wiem jak się z nią obchodzić i na razie przy niej pozostanę. Niemniej szeregowa pamięć FLASH wygląda interesująco, zaznajomię się z tym gdy będe miał czas. Danych będzie co najmniej kilka MB, a może nawet kilkadziesiąd, zalezy na ile to ustrojstwo zostawię do pomiarów...

Co się zaś tyczy samego zużycia, to przeanalizowałem to co mam pod ręką, i nie powinno być aż tak źle 😋 Pobór prądu w trakcie zapisu rzeczywiście skacze, niemniej jednak zapis będzie realizowany raz na kilka sekund, będzie to z 30 bajtów. Do tego czas akwizycji danych i obliczeń, około 200 ms, też może być pik. Ale to wszystko w cyklach kilkusekundowych, w przerwie aktywności zastosuję sleep mode, mam nadzieję, że na ARM nie jest to trudne 😋 tak więc powiedzmy 300 ms zużycia na poziomie 50 mA, co kilka sekund, przy baterii 2000 mAh nie wygląda źle.

Tu jest fajnie pokazane, akapit Average Power:

https://learn.adafruit.com/adafruit-feather-m0-adalogger/power-management#average-power-draw-w-slash-sd-card

[marek1707]

Jeśli strumień danych jest tak mały, to powinno być jeszcze lepiej. Gdy zlecasz zapis 30 bajtów przecież nikt tego do karty nie wysyła. System plików (biblioteka) na procesorze buforuje to w RAMie dopóki nie zgromadzi pełnego sektora (512 bajtów) i dopiero wtedy odpala rzeczywisty zapis. To niestety czasem skutkuje większą liczbą operacji na karcie właśnie z powodu istnienia FAT, ale zwykle jest to szybka operacja. No i co jakiś czas musisz zamykać plik i otwierać kolejny (co znów kosztuje prąd) żeby nie stracić ostatnio wpisywanych danych w razie jakiejś awarii zasilania lub zwisu programu, ale ten temat już był wałkowany.

"Gołe" pamięci są o tyle bardziej przewidywalne, że sam ustalasz ich organizację i sam wykonujesz rzeczywiste operacje - nie zdajesz się na magię wewnętrznego kontrolera karty SD lub fochy systemu FAT16/32. Tu wiadomo ile czasu trwa kasowanie strony czy sektora, ile czasu zapis bajtu lub jakiejś ich paczki i ile dokładnie prądu to wymaga.

Swoją drogą dziwnym wydaje mi się zasilanie urządzenia nadzorującego sieć AC z baterii. Owszem, powinno być jakieś podtrzymanie choćby w celu ochrony danych i/lub możliwości zapisywania informacji o awariach sieci, ale tylko w tym celu. Skoro i tak są dociągnięte druty 230V, to po co wymuszać na obsłudze wymianę/ładowanie akumulatorów? Moduł zasilania AC/DC można położyć na PCB lub jakoś inaczej wbudować w urządzenie i żadnych dwóch wtyczek nie potrzebujesz.

[hubert27]

No i właśnie dlatego myślałem o zasilaniu z tego samego źródła co pomiar napięcia. Z tym, że jak na razie wiem że transformator jaki posiadam wprowadza przewidywalne przesunięcie fazy, nie wiem jak to będzie z transformatorem ze zdwojonym uzwojeniem, który proponujesz. Myślę, że skoro zasilanie Adaloggera jest tak pomyślane, aby łatwo korzystać z ogniwa 3,7 v, to spróbuję, ew. na przyszłość jako wersję rozwojową wprowadzę ładowanie z sieci (albo gdy się okaże że Lipo po prostu nie podoła 😃 ).

EDIT: Jeszcze odnośnie zabezpieczenia przed nadmiernym rozładowaniem. Z tego co widzę na forach ludzie mierzą na ADC napięcie, żeby wychwycić niebezpieczny spadek, niektórzy robią własne układy w oparciu o MOSFET, są też gotowe moduły PCM. Co jest najlepsze?

[marek1707]

Acha, czyli dawkujesz wiedzę po troszeczku. Nie pisałeś wcześniej, że faza będzie ważna. To cecha każdego transformatora a nie tylko tego który masz. Pytanie jest: do czego Ci ta faza potrzebna? Czy będziesz gdzieś obok mierzył prąd i liczył cos(φ), czy chcesz synchronizować jakiś proces z siecią AC? Czy możesz po prostu opisać co chcesz zrobić? Powoli odechciewa mi się zgadywać.

Nie no proszę. A który samochód jest najlepszy? A które narty, jabłka lub tranzystory? Czy możesz podać kryterium Twojej "najlepszości"?

Pomiar ADC przydaje się niezależnie od wszystkiego innego, bo system wie co się dzieje. Może to sygnalizować i alarmować albo odmawiać pracy w kulturalny sposób.

Układy zabezpieczeń wbudowywane w ogniwa to raczej pasy bezpieczeństwa dla szaleńców. Odcinają przy naprawdę małym napięciu, ale za to na dobre. Musisz podłączyć ładowarkę by "odblokowały" ogniwo. Inaczej wygląda ono jak popsute: 0V. Robienie tego samodzielnie jest możliwe (komparatory, napięcie odniesienia, MOSFETy), ale zrobienie tego dobrze jest trudne i chyba nie ma sensu.