V podjetju Rutronik smo razvili nov razvojni komplet: RDK2 ponuja niz uporabnih funkcij in vmesnikov. Njegov koncept razvojnega kompleta in razširitev Arduino ponuja razvijalcem sodobno strojno platformo, ki je preprosta za uporabo ter lahko bistveno skrajša razvoj najrazličnejših aplikacij.
Rutronik GmbH
Avtorja: David Werthwein in Gintaras Drukteinis
2022-307-23
Sistem RDK2 temelji na programirljivem sistemu na integriranem vezju PSoC62 podjetja Infineon. Mikrokrmilnik z ultranizko porabo je izdelan s 40-nanometrsko proizvodno tehnologijo in združuje dvojedrno CPE Arm Cortex M4 ter CPE Arm Cortex M0+.
Z vgrajenim vrtljivim stikalom za izbiro napajanja in stikalnim napajalnikom (Switched-Mode Power Supply, SMPS) ponuja sistem RDK2 številne možnosti napajanja: poganja ga lahko običajen vtični napajalnik, USB C ali celo samo gumbna baterija. Stikalni pretvornik (Buck-Boost) BD83070GWL lahko zagotavlja napajanje 3,3 V pri 2 A za razširitve Arduino Shield iz litijeve baterije z eno celico ali drugega napajalnega vira z napetostjo od 2,0 do 5,5 V. Pretvornik navzdol AP63357DV-7 lahko za razširitve Arduino Shield dovaja napetost 5 V pri 3 A iz poljubnega zunanjega napajalnega vira z napetostjo od 5 do 20 V.
Poleg vmesnika USB ima sistem RDK2 vgrajena tudi vmesnika CAN FD in RS485 za komunikacijo med različnimi napravami ali komponentami, kot so tipala ali aktuatorji. V kombinaciji z zunanjim pomnilnikom PSRAM (64 Mb QSPI) ali NOR-bliskovnim pomnilnikom (512 Mb bliskovnega pomnilnika Semper NOR s funkcijami za funkcionalno varnost po IEC 61508, npr. Safe Boot ali ECC) je razvojni komplet še posebej primeren za razvoj nosljivih naprav in tipal. Z režo za kartico microSD je mogoče podatke shraniti tudi zunaj sistema.
Za še večjo prilagodljivost pri uporabi krmilnika je mogoče do vseh splošnih vhodnih/izhodnih priključkov (GPIO – General Purpose Input/Output) dostopati s priključnimi letvicami, ki jih lahko prispajkamo na sistem. Vgrajen potenciometer pomaga pri prvi nastavitvi A/D-pretvornika in je primeren tudi za poznejšo uporabo.
Vgrajeno integrirano vezje za upravljanje napajanja (PMIC – Power Management IC) se napaja s pomožnim virom napajanja, kot je baterija ali superkondenzator, in upravlja napajanje krmilnika ter preostalega sistema (tipala in aktuatorji ali razširitve Arduino Shield). Vklopi se s pritiskom tipke ali alarmom ure realnega časa (RTC – Real Time Clock). To omogoča izvedbo energetsko varčnih rešitev za industrijo in avtomobile.
Priključek USB C s specifikacijo USB Power Delivery omogoča prenos več energije v istem času kot njegova predhodnika USB A in USB B. To bistveno skrajša čas polnjenja. V ta namen je sistem RDK2 tudi skladen s specifikacijo USB PD.
Za elegantne in zanesljive aplikacije z upravljanjem na dotik
Tehnologija CapSense sistema PSoC62 zagotavlja veliko občutljivost za natančno zaznavanje tudi v okoljih z veliko šuma in hitro vzorčenje za elegantne, zanesljive ter preprosto uporabne rešitve s kapacitivnim zaznavanjem dotika. Za to uporablja patentirani algoritem kapacitivnega sigma-delta vzorčenja (Capacitive Sigma Delta – CSD), ki vzorčenje izvaja s tehnologijo preklapljanja kondenzatorjev (Switched Capacitor) in modulatorjem delta-sigma.
Sistem KitProg3 podjetja Infineon omogoča razhroščevanje neposredno na plošči brez zunanjega razhroščevalnika. KitProg je nizkonivojska komunikacijska vgrajena programska oprema za programiranje in razhroščevanje mikrokrmilnikov PSoC. KitProg3 uporablja kot prenosni mehanizem industrijsko standardno rešitev CMSIS-DAP, končne točke USB Bulk pa zagotavljajo hitro komunikacijo.
Podjetje Infineon je za programiranje pripravilo brezplačno razvojno okolje (IDE) »ModusToolbox«. To vključuje zbirko preprosto uporabne programske opreme in zmogljiva samostojna orodja, na primer konfiguratorje. Vse to je mogoče prilagodljivo kombinirati z vsemi prevajalniki, urejevalniki, razhroščevalniki in sistemi za sledenje različicam.
Preprosto razširljivo z razširitvenimi ploščami Arduino
Sistem RDK2 ima obliko metulja. Na sredini je priključek Arduino (Arduino Stackable Header), na katerega lahko uporabnik priključi poljubno razširitveno ploščo Arduino Shield. Ta edinstvena zasnova ne zagotavlja le prepoznavnosti, ampak tudi odlično elektromagnetno združljivost (EMC). Ker so razširitvene plošče Arduino dvignjene, pri visokih frekvencah ne prihaja do tokovnih motenj, na primer zaradi bakra na tiskanem vezju.
V podjetju Rutronik smo že razvil dve takšni razširitveni plošči in zanje pripravili tudi ustrezno programsko opremo:
RutAdaptBoard-TextToSpeech pospeši razvoj kakovostnega predvajanja govora. Na voljo je z integriranim vezjem za govor podjetja Epson, ki skupaj z ustrezno programsko opremo za osebni računalnik omogoča predvajanje prosto določljivih povedi v dvanajstih jezikih. V ta namen smo v podjetju Rutronik razvili programsko opremo, s katero lahko ustvarjene besedilne datoteke iz osebnega računalnika z grafičnim uporabniškim vmesnikom (GUI) prenesete v sistem RDK2. Nato lahko s kompletom krmilite zvočni ojačevalnik in 3,5-milimetrsko zvočno vtičnico ter povedi predvajate z zvočnikom.
RutAdaptBoard-HMS temelji na omrežnem procesorju Anybus NP40 podjetja HMS. Ta omogoča zaporedno krmiljenje in podpira različne industrijske protokole za Ethernet ter procesna vodila. Omogoča integracijo optimiziranih infrastrukturnih komponent, kot so stikala za visokozmogljiva omrežja Ethernet. Dodatne komponente ASIC in FPGA za komunikacijo niso potrebne. S programsko opremo TwinCAT za osebne računalnike iz podjetja Beckhoff je mogoče izvesti aplikacije EtherCAT. Drugi protokoli so trenutno v razvoju.
Seveda je mogoče s kompletom RDK2 kombinirati tudi poljubne druge razširitvene plošče Arduino Shield, vendar pa mora uporabnik sam izvesti potrebne prilagoditve programske opreme.
Podjetje Rutronik poleg tega ponuja brezplačno vgrajeno programsko opremo in predstavitvene aplikacije. Vse komponente za zasnovo po vaši meri lahko dobite na enem mestu pri podjetju Rutronik.
Dodatne informacije o sistemu RDK2:
https://www.rutronik.com/development-stories/rutronik-development-kit-rdk2.
Rutronik GmbH,Podružnica v Ljubljani
Motnica 5, 1236 Trzin, Slovenia
E-pošta: rutronik_si@rutronik.com
Tel. +386 1 561 09-80
https://www.rutronik.com
