Manual Técnico Arduino Supervisório 64

Sumário Manual Técnico...1 Introdução...3 Características...3 Programação...3 Comparação Entre Arduino Supervisório 64 e Arduino UNO/MEGA...4 Semelhanças...4 Diferenças...4 Tabela Comparativa Entre Arduino's...5 Produtividade...7 Usando o Arduino Supervisório 64...8 Configurando o Ambiente de Desenvolvimento do Arduino...8 Instruções de Instalação da Modificação na IDE do Arduino...8 Testando o Funcionamento do Arduino Supervisório 64...10 Conectores Adicionais da REV1 do Arduino Supervisório 64...18 JP1 Saída 5V/GND...18 JP2 Configuração do Reset...20 Esquema Elétrico...21 Design da Placa...22 2014 Todos os direitos reservados Página 2 de 19

Introdução O Arduino Supervisório 64 é uma criação da Serial Link, por Renato Aloi. Inicialmente foi desenvolvido para ajudar no processamento da Central de Controle Automation, mas é um produto muito versátil e pode ser usado em RepRap's, pois é totalmente compatível com o Arduino e também com sua variação, chamado de Sanguino. O Arduino Supervisório 64 é uma placa compatível com Arduino, baseada no microcontrolador ATMega644p. Neste manual veremos como utilizar as funcionalidades dessa placa e como utilizá-la na IDE do Arduino. Características 64K bytes de memória flash (onde gravamos nossos programas) 4K de memória RAM 2K de memória EEPROM 2 Portas Seriais físicas (hardware USART) 32 Portas Digitais de uso geral (sendo 8 compartilhadas com as portas analógicas) 6 Portas PWM 8 Portas Analógicas I2C, SPI, JTAG Realtime counter 4 Saídas 5V/GND 3 Bornes 1 MODU Alimentação 12V DC com proteção de curto Jumper para programação de sketches do Arduino (via Arduino FTDi Basic) E muito mais! Programação O Arduino Supervisório 64 é compatível com Arduino; isto significa que com algumas poucas modificações, a IDE do Arduino pode ser utilizada para programar e carregar sketches para o Arduino Supervisório 64. Para fazer isso, verifique a seção Usando o Arduino Supervisório 64, adiante neste manual, que descreve em detalhes como configurar o ambiente do Arduino para programá-lo. 2014 Todos os direitos reservados Página 3 de 19

Comparação Entre Arduino Supervisório 64 e Arduino UNO/MEGA Semelhanças Ambos usam microcontroladores da família megaavr da Atmel, e são muito similares. Os mesmos conhecimentos necessários para programação do Arduino são diretamente aplicáveis a programação do Arduino Supervisório 64, dadas as diferenças nos chips. A intenção geral de todos os produtos baseados na plataforma Arduino, é que eles sejam programáveis através do ambiente de programação (IDE) do Arduino, considerando um mínimo de hacks ou plugins. O Arduino Supervisório 64 é totalmente customizavel (hackable). Como todos os produtos compatíveis com a plataforma Arduino, o Arduino Supervisório 64 utiliza bootloader para carregar sketches através de comunicação Serial. Diferenças A diferença mais gritante entre o Arduino UNO e o Arduino Supervisório 64 é o microcontrolador. O Supervisório 64 utiliza o chip ATMega644p. Todas outras diferenças derivam deste fato; exceto pela falta da conversão USB/Serial embutida, que o Supervisório 64 não possui (necessita Arduino FTDi Basic para carregar programas). Sobre a questão dos Arduino's da linha Supervisório não possuirem Conversor USB/Serial embutido, a Serial Link exclusivamente (única no Brasil) fabrica o famoso Arduino FTDi Basic, um Conversor USB/Serial TTL completo e totalmente compatível com qualquer sistema operacional, Windows 7, 8 64 bits, MAC etc. Vide maiores informações sobre o Arduino FTDi Basic, conforme segue: Manual Técnico do Arduino FTDi Basic http://www.seriallink.com.br/lab/arduino/datasheet_ftdibasic_seriallink.pdf Ilustração do Protuino FTDi ligado em um LCD 16x2 http://www.seriallink.com.br/lab/arduino/exemplo_protuino_lcd.png Manual Técnico do Protuino FTDi http://www.seriallink.com.br/lab/arduino/datasheet_protuino_ftdi_seriallink.pdf Material do Professor http://www.seriallink.com.br/lab/arduino/manual_professor_protuino_ftdi.pdf Instalação do Driver FTDi http://seriallink.com.br/lab/arduino/protuino_seriallink.html#upload_de_programas_.28sketches.29 Abaixo temos uma tabela comparativa entre as placas Supervisório / Supervisório64 / UNO / MEGA 2014 Todos os direitos reservados Página 4 de 19

Tabela Comparativa Entre Arduino's Características Supervisório Supervisório 64 Arduino UNO Arduino MEGA Microcontrolador ATMega328p ATMega644p ATMega328p ATMega1280/2560 Portas Digitais (GPIO) 20 32 20 54 Portas Analógicas 6 8 6 16 Portas PWM 6 6 6 15 Memória Flash 32K 64K 32K 128/256K Memória RAM 2K 4K 2K 8K Memória EEPROM 1K 2K 1K 4K Portas de Interrupções Externas 2 3 2 6 Clock 16Mhz 16Mhz 16Mhz 16Mhz Portas Seriais Físicas (USART's) 1 2 1 4 JTAG não sim não sim Conversor USB/Serial Não (necessita Arduino FTDi Basic, vendido a parte) Não (necessita Arduino FTDi Basic, vendido a parte) Sim, embutido. LED na Porta 13? não não sim sim Sim, embutido. Fabricante Serial Link Serial Link Arduino Team Arduino Team 2014 Todos os direitos reservados Página 5 de 19

Produtividade Este modelo de Arduino foi baseado na linha Supervisório da Serial Link. A intenção é justamente facilitar a entrega de produtos baseados na plataforma Arduino. Infelizmente a equipe italiana de desenvolvimento do Arduino só produz ferramentas e equipamentos para o desenvolvimento de protótipos; mas não oferecem nenhuma plataforma para entrega de produtos. A plataforma Supervisório veio para trazer um pouco do mundo CLP, onde temos módulos e painéis, para o mundo do Arduino, onde só temos jumpers e protoboards. Ou seja, o Arduino Supervisório 64 é uma ferramenta criada para você entregar um produto de qualidade para seu cliente, com pontos de fixação, e não uma protoboard tipo espaguetti, cheia de fios emaranhados e soltando toda hora. 2014 Todos os direitos reservados Página 6 de 19

Usando o Arduino Supervisório 64 Configurando o Ambiente de Desenvolvimento do Arduino O Arduino Supervisório 64 é um produto novo que não existe semelhante no mercado. Ele é compatível com a plataforma Arduino, mas não é igual a nenhum modelo existente; portanto o ambiente (IDE) do Arduino não exibe nenhuma opção para nossa placa, sequer alguma parecida que possamos utilizar. Para utilizarmos o Arduino Supervisório 64 precisamos instalar um plugin na IDE do Arduino para que esta enxergue a nossa placa e consiga se comunicar com o nosso bootloader. Na verdade são alguns arquivos texto que alteram um pouco o comportamento do ambiente de desenvolvimento do Arduino para se comunicar com o bootloader do Supervisório 64. Mas é muito simples colocar a plataforma Supervisório 64 para funcionar. Em questão de apenas 5 minutos você estará carregando seus sketches no Arduino Supervisório 64, como se faz em qualquer outro Arduino (Atenção! Requer o Arduino FTDi Basic). E o melhor de tudo é que será tão fácil que você apenas escolherá a placa do Supervisório 64 no menu Ferramentas > Placas, da IDE do Arduino! Instruções de Instalação da Modificação na IDE do Arduino No Windows 7 e 8 Baixar e instalar a IDE do Arduino para Windows via Windows Installer: http://arduino.googlecode.com/files/arduino-1.0.5-r2-windows.exe via Arquivo Zip: http://arduino.googlecode.com/files/arduino-1.0.5-r2-windows.zip Após instalar e configurar a IDE do Arduino, instalar e configurar uma Virtual COM Port (drivers do Arduino FTDi Basic) x86: http://www.ftdichip.com/drivers/cdm/cdm%20v2.10.00%20whql%20certified.zip x64: http://www.ftdichip.com/drivers/cdm/cdm%20v2.10.00%20whql%20certified.zip Agora precisamos baixar o pacote de Modificações do Supervisório 64 para IDE do Arduino Link direto: https://github.com/renatoaloi/supervisorio64/archive/master.zip Verifique sempre atualizações do repositório no link: https://github.com/renatoaloi/supervisorio64 Descompactar o arquivo master.zip Copiar todos os arquivos para a pasta hardware/arduino, exemplo: C:\Arquivos de Programas\Arduino\hardware\arduino Atenção! Você precisará de privilégios de Administrador para efetuar essas substituições na pasta de aplicações. 2014 Todos os direitos reservados Página 7 de 19

No Mac OS X Baixar e instalar a IDE do Arduino para Mac OS X via Arquivo Zip: http://arduino.googlecode.com/files/arduino-1.0.5-macosx.zip Após instalar e configurar a IDE do Arduino, instalar e configurar uma Virtual COM Port (drivers do Arduino FTDi Basic) (no Mac, os Drivers do FTDi acompanham o pacote DMG do Arduino) Agora precisamos baixar o pacote de Modificações do Supervisório 64 para IDE do Arduino Link direto: https://github.com/renatoaloi/supervisorio64/archive/master.zip Verifique sempre atualizações do repositório no link: https://github.com/renatoaloi/supervisorio64 Descompactar o arquivo master.zip Copiar todos os arquivos para a pasta hardware/arduino, exemplo: Applications/Arduino/Contents/Resources/Java/hardware/arduino Atenção! No MAC, arrastar as pastas apaga o conteúdo anterior, copie os arquivos individualmente! Atenção 2! Você precisará de privilégios de Administrador para efetuar essas substituições na pasta de aplicações. 2014 Todos os direitos reservados Página 8 de 19

Testando o Funcionamento do Arduino Supervisório 64 Primeiro devemos abrir a IDE do Arduino (após instalar o Pacote de Modificação do Arduino Supervisório 64) e veremos uma tela parecida com a imagem abaixo: 2014 Todos os direitos reservados Página 9 de 19

Vamos configurar a IDE com as novas modificações e selecionar a placa do Arduino Supervisório 64. Primeiro clique no menu Ferramentas > Placa > Arduino Supervisório 64: 1 2 3 1) Clique no menu Ferramentas 2) Passe o ponteiro do mouse sobre o sub-menu Placa > 3) Clique na opção Arduino Supervisório 64 2014 Todos os direitos reservados Página 10 de 19

Agora precisamos conectar o Arduino Supervisório 64 no Arduino FTDi Basic e depois na USB do computador. Siga a tabela de conexões abaixo como referência para ligação dos jumpers. Em caso de dúvidas, consulte a foto, mais abaixo. Arduino FTDi Basic Arduino Supervisório 64 DTR RXD TXD 5V CTS GND Reset (RST) Digital 9 (Serial TX0) Digital 8 (Serial RX0) 5V Não Conectado GND Fio Vermelho 5V Fio Preto GND Fio Branco DTR-RST Fio Verde TXD-D8 Fio Amarelo RXD-D9 2014 Todos os direitos reservados Página 11 de 19

Nesta etapa do processo é importante que você já tenha instalado os drivers do FTDi. Verifique os links no início deste manual para revisar os detalhes da instalação do Arduino FTDi Basic. Para finalizar nosso teste, vamos utilizar um produto que estou lançando exclusivamente para a Plataforma Supervisório (também é compatível com a linha Arduino italiana), o Rabicho de LED Com Resistor de Proteção: Vamos ligar esse Rabicho LED Com Resistor da seguinte forma Rabicho LED Com Resistor Arduino Supervisório 64 Fio Preto GND Fio Vermelho Porta D13 2014 Todos os direitos reservados Página 12 de 19

Agora vamos navegar novamente nos menus da IDE do Arduino, acessando: Arquivo > Exemplos > Basics > Blink 1 3 4 2 1) Clique no menu Arquivo 2) Passe o mouse sobre o sub-menu Exemplos > 3) Passe o mouse sobre o sub-menu Basics > 4) Clique na opção Blink 2014 Todos os direitos reservados Página 13 de 19

O programa Blink deve se parecer com o código da imagem abaixo. Vamos ver alguns detalhes: Porta Digital 13 No Arduino Supervisório 64 você pode colocar valores até 31! São 32 portas digitais, no total! Configurando Porta Configura a porta do led como sendo saída, fornecendo corrente! Laço Principal Executa para sempre, ligando e desligando o led, em intervalos de 1 segundo (1000 milisegundos) 2014 Todos os direitos reservados Página 14 de 19

Para executar o exemplo e fazer o led do Rabicho LED Com Resistor de Proteção, piscar, vamos clicar no botão Carregar, que é responsável por transferir o nosso programa exemplo para o chip ATMega644p, vide a tela abaixo: Botao Carregar Transfere o programa para o chip ATMega644p, do Arduino Supervisório 64 Ao clicar no botão Carregar, a IDE do Arduino fará uma série de tarefas (que podem levar até alguns minutos, principalmente na primeira vez) e começará a transferir o código para a placa. Ao terminar deveremos ver uma informação no final da tela, conforme imagem que segue: Mensagem de Transferência A mensagem acima aparece quando o Arduino termina o processo de transferência do código. O LED deve começar a piscar! 2014 Todos os direitos reservados Página 15 de 19

Conectores Adicionais da REV1 do Arduino Supervisório 64 O Arduino Supervisório 64 possui dois jumpers adicionais, incluidos no projeto durante a revisão 1. Vejamos quais são e como funcionam. JP1 Saída 5V/GND Saída 5V no padrão MODU, para oferecer compatibilidade com a plataforma Arduino italiana que é totalmente baseada em conexões através desse padrão. Saída de Alimentação 5V e GND para alimentação de dispositivos externos no padrão MODU, compatível com Arduino italiano. 2014 Todos os direitos reservados Página 16 de 19

JP2 Configuração do Reset O JP2 é uma adição bem interessante, pois configura como o Reset se comporta na placa. Podemos configurar de três formas: Sem jumper (Reset desativado) Jumper Posição 1 (Reset com resistor de elevação) Jumper Posição 2 (Reset com resistor de elevação e capacitor de programação) Posição 1 Posição 2 2014 Todos os direitos reservados Página 17 de 19