JavaScript programozható mikrovezérlők: melyiket válasszon, funkciók és lehetőségek

2010 után hazánkban az amatőr rádiós hobbi másodszor is megkapta azt a lehetőséget, hogy a mikrovezérlőket magas szintű programozási nyelveken lehet programozni, messze a vasalótól. Az első tömegprojekt volt Arduino Board Family. Ezeket a mikrovezérlőket már többször megvizsgáltuk cikkeiben, de ma a javascriptbe beprogramozott mikrokontrollerekről fogunk beszélni. Igen! Ugyanaz a nyelv, amelyet főleg a WEB-oldalak írásakor használtak.

Hatály, vagy szükség van-e ilyen mikrokontrollerekre?

Ha figyelembe vesszük az elektronika szempontjából azokban az eszközökben, amelyeket az alábbiakban figyelembe veszünk, akkor a szokásos mikrovezérlőket használjuk. A gyártótól való eltérés csak az, hogy rendelkeznek egy előre telepített betöltő programmal, bár hívják, amit akarnak, amely lehetővé teszi az Ön számára letöltött programkód végrehajtását, és egyes esetekben USB-n keresztül kommunikálhat a számítógéppel, ha nem hardveresen valósítja meg.

Mire vonatkoznak a javascript mikrovezérlői és más nem hagyományos nyelvek? Az amatőrök és a szakemberek között vita folyik az elektronika fejlesztésével kapcsolatban a speciális fórumokon, ahol néhány dicsérettel bír az olyan projektek miatt, mint az "Arduino", mások pedig minden lehetséges módon megalázják és nevetségessé teszik a fejlesztő egyszerűsége és elvont képességei miatt a legtöbb vas kérdéssel.

Fontos: A cikk ebben a részében azt mondjuk: „Arduino”, mivel ez a legtöbb rajongó számára kiindulópontja lett az elektronikus eszközök tervezéséhez.

Arduin programozható a C-ben. De erre van szükség? Nézzük meg, hogy a legtöbb esetben miért nincs szükség a mikrokontrollerek reakciósebességére. Az arduino munkások gyakran szeretnék vezérlőket összeállítani az automatikus öntözéshez és a növények „megvilágításához” világítás beépítéséhez. Egy ilyen kombinált eszköz kiváló segítséget nyújt azok számára, akik szeretnek valamit terjeszteni apartmanokban vagy üvegházakban.

De mekkora sebességre van szükség a vezérlőberendezéshez? 15-20 évvel ezelőtt senki sem fogja használni itt mikrokontroller - egy amatőr tervező sikeresen menedzselt volna pár operációs erősítőt vagy logikai elemet. De ha beszélünk a tárgyalt mikrokontrollerek alkalmasságáról ezekre a projektekre, akkor itt teljesen közömbös, hogy hány milliszekundum alatt bekapcsol a háttérvilágítás, vagy a föld elkezdi öntözni a vizet.

A következő népszerű projekt az otthoni meteorológiai állomás, és kiderül, hogy ilyen célokra az arduinok alapvető képességei elegendőek az érzékelőkből származó információk olvasásához és egy karakter-szintetizáló képernyőn való megjelenítéséhez.

Menedzsment példákban RGB LED szalag a normál vagy intelligens LED-eknek "pixel-by-pixel" vezérléssel (egy ilyen SMART szalag és annak jelölése az alábbi ábrán látható) szintén elég erőforrásokkal rendelkezik.

De hol van szüksége sebességre, és nem alkalmasak az egyszerűsített programozási nyelvek, például a Scratch vagy a javascript használatához? Minden nagyon egyszerű:

• Precíziós áramkörökben;

• Riasztásokban és biztonsági rendszerekben;

• Nagy pontosságú mérőműszerekben, amelyekkel gyorsan ki kell gyűjteni az adatokat az ADC-től, beleértve a normál oszcilloszkópokat is;

• Eszközökben, amelyek alvó üzemmódban szükségesek a hosszú távú önálló munkavégzésre;

• Azokban az esetekben, amikor a lehető legtöbb funkciót és kódot kell beillesztenie a mikrovezérlőbe, de ez a közelmúltban nem vált nagyon sürgős feladatnak a piacon lévő legtöbb eszköz költségcsökkentésének kapcsán.

Ezen feladatok többségében az akadály a sebesség és a memória.Az optimális eredmény érdekében ebben az esetben ésszerűbb még a C / C ++ -ot sem használni, hanem az összeszerelőt (ASM). Valójában, ha ilyen projektekre törekszik, ez azt jelenti, hogy van bizonyos mennyiségű ismerete, azaz nincs szükség.

A következtetés?

Az egyszerű nyelvű mikrovezérlőkre van szükség, ahol nincsenek olyan szigorú követelmények, mint például a sebesség vagy a mérési pontosság, de még bizonyos helyzetekben is pontosságot biztosítanak az amatőr használatra szánt nem specializált eszközök számára.

Espruino - erőteljes mikrovezérlő és egyszerű javascript nyelv

Az Espruino platform szoftver- és hardverkészlet a mikrovezérlők javascript nyelvű programozására, három elemből áll:

1. Firmware egy mikrokontrollerhez JS nyelvi tolmács segítségével.

2. Az Espruino Web IDE fejlesztési környezete.

3. Mikrokontrollerrel ellátott tábla, amely magában foglalja a firmware-t az Espruino-val való közvetlen munkához.

Az ötletet Gordon Williams fejlesztette ki és valósította meg 2013-ban, és pénzeszközöket gyűjtött ehhez a tömegfinanszírozási platform (Kickstarter) segítségével. Valójában a fejlesztés lényege az Espruino firmware (motor) fejlesztése volt annak mikrokontrollerekbe történő betöltésére. Elsősorban az STM32 család mikrokontrollerein használják, ARM-cortex architektúrával. Kényelmesebb eszközök működtetésére, az alábbiakban foglalkozunk.

A mikrokontroller programjainak javascript-be történő írásához telepítenie kell az Espruino Web IDE-t. Ez egy népszerű Google Chrome böngésző programja vagy kiterjesztése, amely egyetlen kattintással telepíthető.

Miután rákattintott a „Telepítés” gombra a „szolgáltatások” menüben, megjelenik egy alkalmazás, és beléphet ebbe a menübe a címsorba történő beírásával: chrome: // apps /

Ha egy csésze kávéval kattint az ikonra, megnyílik a fejlesztési környezet, amely nem a böngészőben, hanem egy külön ablakban figyelhető meg.

Ez a környezet érdekes mind a gyermekek, mind a kezdõ felhasználók számára, mivel a kód manuálisan adható meg, vagy a Scratch programozási nyelv alapján a grafikus szerkesztõt is felhasználhatja. Ehhez kattintson arra a ikonra, amelyre a nyíl mutat.

Ezután a képernyő jobb oldala, amely a kóddal együtt, a másik ábrára változik:

Az interfész intuitív, a központi panelen fentről lefelé: nyisson meg egy új fájlt, mentse el a vázlatot, és töltse be a mikrovezérlőbe.

következtetés

Az Espruino táblák és hasonlók egy nyomtatott áramköri kártya, a szükséges mellékletekkel, és egy mikrovezérlő, egy javascript interpreterrel, amely feldolgozza a kódot, és a parancsokat lefordítja az egyikek és a nulla nyelvére közvetlenül futásidejűleg. Miközben a klasszikus forma, a mikrovezérlők programját már gépi kód formájában töltik be az utóbbiba.

Ez a megközelítés számos feladatban nyújt teljesítményt, például Arduino esetében.

A hivatalos Espruino vonal áttekintése

A készülék műszaki adatai:

• 54x41 mm (hitelkártya fele);

• STM32F103RCT6 32 bites, 72 MHz-es ARM Cortex M3 CPU

• 256KB Flash, 48KB RAM;

• Mikro USB port

• Bemeneti feszültség 3,6-15 V;

• Akkumulátor csatlakozó (JST PHR-2 2 tűs);

• Beépített SD-kártya nyílás;

• Három LED (piros zöld és kék);

• Platformok a HC-05 Bluetooth modul telepítéséhez;

• A bányák közötti távolság - 2.54 mm (0.1 ");

• 44 GPIO tű, ebből 26 PWM (PWM), 16 ADC (ADC), 3 USART, 2 SPI, 2 I2C és 2 DAC (DAC);

• A táblán levő terület számos eszköz, például Wi-Fi modulok, szervók csatlakoztatására használható, 14 kimenetre bővíthető, legfeljebb 500 mA árammal.

A tábla megjelenése és csomópontjainak feltételes zónákra osztása

Sokak számára az alaplap vonzónak és hiányosnak tűnhet, de ez volt csak az első lehetőség, akkor ismerősebben és progresszívebben néznek ki. A Puck.JS miniatűr tábla, a fedélzeten Bluetooth és infravörös adóval rendelkezik.

A hivatalos weboldalon található információk szerint műszaki specifikációi és jellemzői a következők:

• Alacsony energiaigényű Bluetooth;

• Előzetesen telepített Espruino javascript tolmács;

• A tábla szíve: nRF52832 SoC - 64MHz ARM Cortex M4, 64kB RAM, 512kB Flash;

• 8 x 0,1 "GPIO portok (beleértve a PWM (PWM), SPI, I2C, UART, analóg bemenetet);

• 9 x SMD GPIO portok (ideértve a PWM, SPI, I2C, UART);

• ABS műanyagból készült házmosó;

• Szilikon burkolat kulccsal;

• MAG3110 Magnetométer - háromtengelyes mágneses mezőmérő;

• IR adó

• Hőmérő, fényérzékelő és akkumulátor töltöttségi szintje;

• Három LED (piros, zöld és kék);

• Programozható JS NFC címkével.

• A csapok kapacitással érzékelik az érintést (az okostelefonok érintőképernyőinek működésének alapelve);

• Tömeg 14 g;

• A műanyag tok mérete: 36 mm átmérő, vastagság - 12,5 mm;

• Lemez méretei: átmérő 29mm, vastagsága 9mm.

A munka bemutatása:

A következő tábla az Espruino Wi-Fi, ahogy a neve is sugallja, funkciója egy beépített vezeték nélküli modul a Wi-Fi-hez.

Műszaki jellemzői:

• Lemez méretei: 30x23 mm;

• A kártya rendelkezik egy Micro USB csatlakozóval;

• 21 GPIO: 8 analóg bemenet, 20 PWM, 1 soros port, 3 SPI, 3 I2C;

• A táblán 3 LED van, ezek közül 2 felhasználó által programozható, és 1 a Wi-Fi tevékenységet jelzi;

• A portok feszültségük szempontjából kompatibilisek az Arduino-val, és támogatják az 5 voltos jelet;

• 1 gomb;

• STM32F411CEU6 mikrovezérlőre épített, 32 bites 100MHz ARM Cortex M4 CPU;

• Memória: 512 kb flash, 128 kb RAM;

• Wi-Fi kommunikáció az ESP8266-tal (802.11 b / g / n);

• RTC (valós idejű óra külső generátorral).

• A táblára egy 3,3 V-os, 250 mA-es áramerősségű stabilizátort szereltek fel, 3,5 - 5 V tápfeszültséget támogattak.

• A jelenlegi fogyasztás alvó üzemmódban akár 0,05 mA, ami lehetővé teszi, hogy 2,5 évig dolgozzon egy 2500mAh-os akkumulátorral (bár ez inkább marketing, de maga az akkumulátor nagyobb valószínűséggel gyorsabban merül fel).

Fórum demonstráció:

Espruino Pico - mikrokontroller javascript-hez, USB-státusz formátumban

Külön részben fogjuk megvizsgálni, mivel ez Oroszországban és a közeli külföldön leggyakoribb, talán sok köszönet az Amperka cégnek. Az alaplap kényelmes a befejezett projektek kiképzésére és végrehajtására, egy miniatűr tábla, amelyet közvetlenül a számítógép USB-portjába illeszt be a programozáshoz.

Műszaki adatok:

• Méretek: 33x15 - figyelembe véve az USB csatlakozót;

• 22 GPIO port, beleértve: 9 analóg bemenet, 21 PWM, 2 soros (soros port), 3 SPI, 3 I2C;

• A GPIO csapok támogatják az 5 V-os jelszintet, amely lehetővé teszi a tábla kombinálását pajzsokkal és arduino eszközökkel;

• Az A típusú USB-csatlakozó a tábla része.

• Két LED és egy programozható gomb

• STM32F401CDU6 32 bites, 84 MHz-es ARM Cortex M4 CPU mikrovezérlőre építve

• Memória: 384 kb flash, 96 kb RAM

• A táblára 3,3 V 250 mA feszültségszabályozó van beforrasztva, és lehetővé teszi 3,5-16 V feszültségű tápellátást.

• Alvó üzemmódban 0,05 mA-ig terjedő áramot fogyaszt, és a gyártó itt azt állítja, hogy 2,5 év működik egy akkumulátorral, 2500 mAh-nál;

• Beépített terepi tranzisztor a nagyáramú áramkörök vezérléséhez.

Ez a sor legkisebb táblája. Élei mentén I / O portok vannak. Ebben az esetben a fémréteg mind magukon a lyukakon, mind a nyomtatott áramköri lemez végén van jelen.

Az érintkező hangmagassága szabványos, ez lehetővé teszi a szabványos PLS vonalak forrasztását hozzá (ez a név, amelyet hordoznak).

Az igazgatóság részletes áttekintése:

Az Amperka online áruház és annak táblázata a Javascript segítségével

Tetszik vagy sem, de a mikrokontrollerek nem hagyományos programozásának legnagyobb népszerűsítője, különösen a javascript-ben az Amperka webhely. Van egy YouTube-csatornájuk, ahol megtanítják a termékek használatát és programozását, valamint bemutatják a projektek megvalósítását a saját mikrovezérlők tábláinak felhasználásával.

A hazai gyártó márkaneve az ISKRA JS, amelynek neve a beszélt nyelv nevének olvasható. Műszaki jellemzői:

• Mikrokontroller: STM32F405RG (32 bites ARM Cortex M4);

• Órafrekvencia: 168 MHz;

• Flash memória: 1024 kB;

• SRAM: 192 kB;

• Névleges üzemi feszültség: 3.3V;

• Ajánlott bemeneti feszültség: 7–15 V vagy 3,6–12 V;

• Az 5 V-os busz maximális árama: 1000 mA;

• A 3.3 V-os busz maximális árama: 300 mA (a mikrovezérlő tápegységével együtt);

• Csapból vagy tűből származó legnagyobb áram: 25 mA;

• A csapokból vagy csapokból származó maximális teljes áram: 240 mA;

• Általános célú I / O portok: 26;

• Portok PWM támogatással: 22;

• ADC portok: 12 (12 bit);

• Portok DAC-nal: 2 (12 bit);

• Rendelkezésre álló hardver interfészek: 4 × UART / soros, 3 × I²C / TWI, 2 × SPI;

• Méretek: 69 × 53 mm.

Strukturálisan az alaplap nagyon közel áll az Arduino Uno R3-hoz - ez azt jelenti, hogy ehhez a bővítőkártyát is használhatja.Milyen érdekes dolgokat látunk a műszaki specifikációkban? Hasonlítsuk össze őket az összes kedvenc arduinóval.

Ezek különböznek memória és képességek szempontjából, és mindegyik meg fogja találni alkalmazását. Bár az arduino a legtöbb esetben előnyösebb, mert párszáz rubelért megvásárolható, de a szikra nem.

Az Amperka mikrokontrollereket és mikroszámítógépek, mint a Raspberry Pi, valamint a velük való együttműködéshez szükséges képzési készletek. Van egy sor bővítőkártya is a mikrovezérlőkhöz, ezek az úgynevezett Troyka modulok. Ugyanazon fehér színben készülnek, mint a cég többi terméke.

Mint minden egyéb pajzs, az Amperka termékei fő funkcionális egységként nyomtatott áramköri táblákat is tartalmaznak - érzékelőt, kapcsolókészüléket, egy mestert vagy működtetőt és a hozzá szükséges kiegészítőket. Az Arduino tipikus moduljainak durva áttekintését már elvégeztük - Arduino legnépszerűbb pajzsai, itt minden analógia útján történik. A weboldalon vagy az Amperka közösségben könyvtárakat találhat az Iskra JS vagy az Arduino modulokkal való modulokhoz.

A három modul között vannak:

• joystick;

• jeladó;

• Modul relével;

• Portkártyák (Troyka-pajzs);

• Gyorsulásmérők és más helyzetérzékelők;

• Fényérzékelők, közelség, áram, hőmérséklet, terem, zaj, gáz, alkohol és egyéb dolgok;

• Vevők NFC címkék olvasásához;

• Berendezések motorvezérléshez (H-hidak, meghajtók) és így tovább.

Eladó egy érdekes készlet kezdőknek, "IODO".

A konfiguráció egyes elemeiről külön szó van # a kivitelező. Ezek alkatrészek a házak összeszereléséhez és a szerkezetek csapágy alkatrészei, össze vannak kapcsolva, mint egy gyermek tervezője, és lehetővé teszik egy normál esetben stabil elrendezés elkészítését a biztonságos hordozhatóság lehetőségével, valamint kulcsrakész megoldást kínálnak mindennapi használatra.

Egyébként összeállíthatja az edzőkészletét, és a készletből származó edzőfüzet elektronikus formában és a szabadon elérhető a hivatalos weboldalon.

következtetés

A mikrokontrollerek javascript-be történő programozásához csak telepítenie kell a megfelelő shell-t a mintába. Ugyanakkor nem minden példány rendelkezik megfelelő firmware-rel, annak ellenére, hogy a népszerű eszközök megtalálhatók a tematikus fórumokon. Például a BBC Micro: bit mikroszámítógépen a környezettel való munka folyamatát a következő videó mutatja be, és a telepítést csak néhány lépésben hajtják végre.

Szüksége van-e javascript-re a mikrovezérlőkön? Teljesen igen! A legtöbb amatőr feladathoz a csináld magadnak nincs szükségük pontosságra vagy a válasz sebességére, és számos szakmai feladathoz elegendő az ilyen platformok képessége. A programozás ilyen megközelítése lehetővé teszi az eszközök fejlesztését a mikrovezérlő felépítésének és parancsának tanulmányozása nélkül. A programozás klasszikus módszerében azonban számos dolgot kellett figyelembe venni, például különféle típusú változókat, memóriacímeket és így tovább.