Durante o 1o. Encontro Open Hardware de Brasilia, O Isaias Coelho fez uma apresentação sobre as suas experiencias com o Arduino Minimo Standalone, basicamente um microcontrolador atmega8/168 ou 328 montado em um breadboard, possibilitando começar a brincar com o arduino por um custo minimo. Gostei muito da apresentação mas fiquei pensando se não poderia usar menos componentes. Sabia que os ATMEGAs possuem um gerador de clock interno ao microcontrolador , que podem gerar clocks de 1,4 e 8 Mhz e que o kit Lilypad ja tinha ido por essa linha de desenvolvimento há algum tempo atrás.

Configurar o atmega é tranquilo , é só alterar os fuses , o maior trabalho é gerar o bootloader e configurar a ide do arduino para trabalhar corretamente com o novo Arduino. Comecei a pesquisar sobre o assunto, achei diversas referencias na internet sobre o assunto e usei principalmente os experimentos do blog ( muito interessante !!) do todbot que já realizou esta implementação em 2009. Coloco aqui o resumo da implementação do meu Arduino minimo sem cristal.

O circuito.

O circuito é praticamente apenas o microcontrolador ATMEGA 8. Adicionei um resistor de 10k do pino de reset para o VCC , um resistor de 330 ohms e um led para ligar ao pino pb.5 que equivale ao pino digital 13 do Arduino para testar o funcionamento do arduino com o programa Blink. Para alimentar o circuito usei uma bateria CR2032 de 3 Volts, destas usadas em relógios, já que o ATMEGA 8 comum precisa de uma alimentação minima de 2.7 volts.

Os fuses.

Os fuses do ATMEGA 8 devem ser setados como: HighFuses = OXC4 , LowFuses=0XE4. Esta configuração garante principalmente a velocidade de 8MHz e que um bootloader estará presente neste ATMEGA 8

O bootloader.

Usei o bootloader antigo do Arduino usado nas versões com ATMEGA 8. Neste bootloader foram alterados a velocidade de funcionamento para 8 Mhz. Os arquivos para download estão no meu github nos links no final do post.  Para gravar o bootloader usei o programa Avr Studio 4 da Atmel e um kit STK500 mas existem diversas outras formas de grava-lo das mais simples com um cabo ligado a porta paralela até programadores mais sofisticados. Apos gravar o bootloader é so montar  na breadboard. O blog do Daniel Quadros fez uma serie de posts sobre os programadores mais usados, links no final deste post.

A IDE Arduino.

A IDE foi modificada com a colocação da configuração do novo tipo de Arduino no arquivo boards.txt. Os parâmetros configurados indicam qual é o chip usado , sua freqüência de funcionamento, qual a velocidade de comunicação para a gravação dos sketches , etc. O código a ser adicionado está também no github. Nas versões da IDE Arduino para Windows e Linux é só acessar o arquivo boards.txt no diretório arduino00xx/hardware/boards.txt. No MAC OS X, o arquivo boards.txt fica dentro do Arduino.app . É necessario acionar o Finder , posicionar-se no diretório de Aplicativos e  abrir o Arduino.app com a opção “Mostrar o conteudo do pacote” ,  abrir o arquivo boards.txt no diretório Arduino.app/Contents/Resources/Java/ hardware/arduino e edita-lo.

Como transmitir o sketch  o Arduino.

Este Arduino minimo não tem USB, como conversar com ele ? A opção mais simples é usar uma placa arduino ng, duemilanove ou outra com interface USB que voce ja tenha: tire o chip Atmega da placa e ligue da seguinte forma:

• pino 2 do ATMEGA8 (RXD)  na saída D0 do Arduino
• pino 3 do ATMEGA8 (TXD) na saída D1 do Arduino
• pino 7 do ATMEGA8 (VCC) na saída 5V do Arduino
• pino 8 do ATMEGA8 (GND) na saída 0V do Arduino

Arduino com Ethernet

Adafruit lançou um novo Arduino, resultado da junção do UNO com um shield ethernet. A nova placa incorpora uma interface ethernet baseada no Wiznet W5100, mesmo chip do shield ethernet “oficial” e de brinde acrescentou um socket para memorias SD.  Este novo Arduino não possui USB e precisa de um cabo USB-TTL para ser programado.

Por 65 obamas, está mais caro que um mBed ( kit ARM da NXP com lpc1768, ethernet, 2 usb, 3 seriais , …)   mas não deixa de ser interessante pelo tamanho compacto.

Links:
Arduino Uno Ethernet

Post Relacionado:
Embedded, I’m Bad , mBed

O encontro foi muito bom , tendo tido a presença de um plateia interessada. Foram realizadas apresentações sobre open-hardware e oficinas de introdução ao Arduino

Links:

Site sobre o evento e inscrições nas oficinas : http://www.bnb.df.gov.br/index.php/sala-de-imprensa/item/566-bnb-realiza-encontro-gratuito-sobre-hardware-livre

No próximo dia 9 de abril vai acontecer na UNIRIO – URCA a edição carioca do maior evento de divulgação de software livre da América Latina: o FLISOL (Festival Latino Americano de Instalação de Software Livre). O FLISOL2011 RJ é organizado pelo SoftwareLivre-RJ.org, trazendo voluntários para realizar instalações de Software Livre nos computadores dos visitantes do FLISOL2011. A participação no FLISOL2011 é totalmente gratuita e aberta à comunidade.

As comunidades de Hardware Livre do Rio de Janeiro, ArduInRio e BeagleBoardInRio estarão presentes com workshops e palestras. Destaques para a palestra sobre Arduino, apresentada pelo Alvaro “Turicas” Justen de (08:00 as 09:00 na sala A) e o Workshop de Arduino a ser realizado pelo pessoal do ArduInRio .

Não Percam !!

Link:

FLISOL 2011 Rio de Janeiro

A Atmel (fabricante do AVR32 e do ATMega8/168/328 usado no Arduino) liberou ontem , 01 de março de 2011 , a versão beta 2 do seu studio integrado de desenvolvimento de aplicações, AVR Studio. A nova versão traz muitas novidades , entre elas a integração na mesma ferramenta do desenvolvimento para os AVRs de 8 bits e 32 bits,  a integração do compilador baseado em GNU C/C++ Compiler, simulador e bibliotecas prontas para acesso aos recursos dos microcontroladores. O AVR Studio 5 disponibiliza integração com os diversos programadores existentes para a familia AVR.

Em conjunto com o Atmel AVR Studio 5,  A Atmel está fornecendo o AVR Software Framework, um conjunto de bibliotecas de códigos fonte para os AVR de 8 e 32 bits , com aproximadamente 400 exemplos de utilização dos periféricos internos dos microcontroladores e de componentes externos ligados a eles. Este framework visa acelerar o desenvolvimento de aplicações e dispositivos baseados nos AVR.

Até o momento não existe menção a este ambiente vir a ser vendido e deverá manter a tradição da Atmel de fornecer boas ferramentas de desenvolvimento gratuitas. O arquivo de instalação do software tem tamanho de 548 Mbytes, ocupa aproximadamente 1,5 Gbyte depois de instalado e ontem no dia de lançamento levou 4 horas para descer, em um link de 10 MBps.

A nota destoante é que a ferramenta só foi lançada na versão Windows (ela é dependente do .NET Framework e do Visual Studio Isolated Shell), esquecendo os usuários Mac e Linux, que terão de apelar para o VirtualBox , VMWare e outros para usar o ambiente.

Vamos aproveitar o carnaval ( até parece !!!) vendo o que realmente funciona nesta versão beta.

Links:

Anuncio da versão 5 do Atmel AVR Studio 5

Pagina para download do Atmel AVR Studio 5

• Overview

O mBed  é um kit de desenvolvimento que fornece uma plataforma de prototipagem baseada na arquitetura ARM CORTEX-M3. Este kit possui um conjunto de características únicas que tem como objetivo final torna-lo muito fácil de usar. Simon Ford e outros engenheiros da ARM Holdings, iniciaram o projeto mBed de forma voluntária , com o objetivo de diminuir a curva de aprendizagem para o desenvolvimento de projetos usando a arquitetura ARM. Inicialmente foi utilizado o controlador LPC2368 da NXP mas a versão final do projeto do mBed é baseada no LPC 1768. Este chip por si só já é um microcontrolador poderoso e em torno dele foram colocadas algumas características muito interessantes, tais como a área de armazenamento, para a gravação de arquivos via USB e um chip PHY que implementa a camada física da interface ethernet.

• Hardware

O mBed é baseado no LPC1768 , controlador da NXP  com núcleo ARM CORTEX-M3. Possui 3 interfaces seriais , interfaces CAN , SPI , I2C , Ethernet, clock de 96MHz,  512Kb de flash e 64Kb de ram. O conjunto está montado em formato DIP de 40 pinos , facilitando a sua inserção em protoboards.  O mBed pode ser alimentado pela porta USB ou pelos pinos específicos, com uma tensão de 4,5 ate 9 volts. Os pinos, quando configurados para I/O suportam sinais de 3.3 volts, capacidade de 40 mA, 400 mA no total para o controlador.

Ao ligar-se o mBed na interface usb do seu computador, ele se apresenta como um pen-drive de capacidade 2 Mbytes. Essa característica é uma das mais interessantes neste kit: a habilidade de se gravar um novo programa na flash do mBed pela simples cópia da nova versão do seu executável neste driver. Na sequência do boot do mBed, ele verificará qual é o arquivo com o a extensão BIN mais recente, presente neste pen-drive emulado, fará a carga na flash e começará a executa-lo.

• Software

Esta é parte mais interessante e controversa do mBed: o ambiente de desenvolvimento é nas “nuvens” ! Não é por causa do preço do ambiente de desenvolvimento que eles está nas nuvens ou pensando melhor , é por causa exatamente do preço que ele está nas nuvens. Explicando , para poder disponibilizar uma plataforma de desenvolvimento de qualidade a baixo custo de distribuição e com facilidade de utilização , o projeto mBed optou por disponibilizar uma IDE via web, hospedada em servidores configurados em cloud-computing. Este ambiente é acessível através da url http://mbed.org e nele encontramos a opção “compiler”.

Esta opção abre uma ambiente de desenvolvimento tendo do lado esquerdo uma tela de edição de programa e do lado direito, uma arvore de projetos, contendo os projetos já construídos ou em desenvolvimento. Os programas são escritos neste ambiente usando C/C++, compilados e caso não tenham erros de sintaxe, são imediatamente linkados. Ao final, o seu browser abrirá um message box indicando que um arquivo está pronto para ser baixado. Este arquivo é o produto da final da compilação , com extensão BIN e voce deverá indicar a unidade de disco ou diretório, que o seu sistema operacional associou ao pen-drive que corresponde  ao mBed . Após fazer este download no mBed , basta apenas apertar o botão de reset e o mBed irá executar seu código. Muito fácil ! Com estas características , este se torna o kit com a largada de desenvolvimento do “hello world” mais rápida que já vi: em cinco minutos voce terá o seu LED azul piscando. O site mbed.org ainda disponibiliza para os usuários o HANDBOOK, contendo as referências de todas as funções da api mbed e a explicação de como usa-las para acessar o hardware do mbed. O mbed.org também disponibiliza o COOKBOOK, contendo uma série de receitas básicas para criar um webserver , como conectar em um banco de dados mysql , como usar o pwm, etc. Com essa ajuda,  voce sai do zero muito rápidamente na utilização deste ambiente de desenvolvimento

O lado controverso deste ambiente é que tudo isso só é possível se voce tiver internet , se ela for banda larga e principalmente se o mbed.org estiver online. Eu venho testando o mBed desde o final do ano passado e no dia 5 fevereiro de 2011, o site estava fora do ar para manutenção. Como não iria afetar as experiências que estava fazendo, a manutenção do site não me preocupou. Agora se voce está completando um protótipo de algum novo produto ou está na reta final do seu projeto para o TCC,  então a coisa pega e voce vai ficar p… da vida pela escolha que fez.  Mas nada tema , porque existe solução para este problema, não perca o proximo post.

• Ecossistema, Rede Social , etc

Em tempos de facebook, twitter e compras coletivas, tudo que se cria atualmente na web, tem que ter um viés socialmente colaborativo, uma comunidade , vamos nos ajudar, vamos divulgar etc e tal. Assim o mbed.org resolveu surfar esta onda e juntou o compilador a um ambiente onde os usuários podem publicar seus perfis , gostos pessoais e principalmente compartilhar projetos, partes de códigos , bookmarks para referencias no handbook e no cookbook. Este ambiente social inclusive, incorporou recentemente uma geo-localização dos usuários. Se voce preencher no seu perfil qual é sua localização no planeta Terra, então uma interface, baseada no google maps, irá exibir onde voce está e onde estão os outros usuários . Com esta interface eu vi que no Brasil já tem uma boa quantidade de usuários e posso saber quem são e entrar em contato com eles se eu quiser.

• Aplicações

O principal objetivo do mBed é o desenvolvimento rápido de protótipos baseados no LPC1768. Ele facilita muito a criação de código executável, através das apis da biblioteca do mbed e muito rápidamente voce pode testar os conceitos do seu produto antes de construir a sua versão final . Para o hobbysta, é a oportunidade de desenvolver utilizando um controlador muito poderoso e rápido,  com interfaces já integradas, com mais de 20 pinos de GPIO disponíveis para construir qualquer dispositivos. A adição destas interfaces em outros kits, os tornariam muito mais caros que os US$ 59,00 do mBed. Com estas funcionalidades, é possível utiliza-lo em robótica , automação residencial, UAVs, gadgets piscadores de leds de diversos tipos , dispositivos controlados ou monitorados via internet e uma multidão de aplicações onde a velocidade e variedade de interfaces é importante ou um diferencial.

• Conclusões

O mBed é do k7 ou é uma furada ?  Eu acho que é uma mudança de paradigma interessante, causada pelo uso do compilador nas nuvens. Nada é instalado no seu desktop, nada tem que ser configurado e nenhum manual tem que ser lido para começar a usar o ambiente de desenvolvimento, por outro lado se o site estiver offline, voce dança . Mas é possivel criar o seu próprio ambiente de desenvolvimento baseado no GCC e compilar os seus programas no seu próprio computador. Mas tem um pulo do gato , voce perde a biblioteca mbed, que proporciona um acesso muito completo ao hardware do mBed e permite que se concentre na criação da aplicação . A biblioteca até este momento é proprietária mas existem sinais que venha a ser aberta no futuro.

De qualquer forma é um excelente produto e recomendo a quem tiver a possibilidade, que o compre e experimente , é realmente viciante ver este kit funcionando. Eu tenho um e recomendo.

• Referências

http://mbed.org

Onde comprar o mBed

Arquitetura ARM na Wikipedia

Site da Empresa ARM Holdings

Grupo mbed-br para discussão do kit

Foto de Vanessa…?ï?’s, on flickr

Caramba , faz tempo que não escrevo nada aqui no blog. O ultimo post foi em outubro de 2010 e teias de aranha caem do header do blog. Mas tudo bem , 2011 ainda está nas vesperas do carnaval, tenho muito assunto para escrever e não é itinerário de trio elétrico ou onde será o ensaio do Monobloco ( quem puder, não perca … ).

2011 ainda terá muito post sobre Arduino que ainda tem muita novidade para vir por aí, apesar de agora ser mainstream total, com projetos de automação que vão de vaso sanitário automático até satelites caseiros.

Vou falar mais dos ARMs, dos KIT’s baseados neles e do desenvolvimento rápido para a arquitetura.  Eles estão dominando a cena e o custo de entrada para aprender a usa-los está acessivel. Vale a pena experimentar.

Não percam os próximos posts.

Arduino & WiFly Shield, originally uploaded by tinkerlog.

Novo WI-FI shield para Arduino. Visto no Flickr em 26/10/2010.

Link:

http://www.flickr.com/photos/8123185@N02/5117861344/

A Atmel lançou recentemente a Atmel Store, uma loja na internet dedicada as suas ferramentas de desenvolvimento e depuração para os produtos fabricados por ela. O site tem as seguintes categorias de produtos a venda : Starter kits, Debuggers, Programmers, Touch kits, Wireless kits, Evaluation kits, Reference designs, Spare parts & Accessories.

Estão disponiveis para venda , por exemplo, o STK-500 por US$ 79,00 e o STK-600 por US$ 199,00 na categoria Starter Kits e o Atmel AVR RZ Raven por US$ 119,00 na categoria Wireless Kits. O AVR RZ Raven permite o desenvolvimento e depuração de aplicações wireless com os protocolos EEE 802.15.4, 6LoWPAN e ZigBee.

Para comprar na loja é necessário preencher um cadastro com dados pessoais e não é obrigatório estar associado a nenhuma empresa. O frete minimo para o Brasil está fixado em US$ 41,00 ( dolares americanos). Não existem informações sobre a possivel venda de componentes através do site.

Links:

Atmel Store