Spark-Photon-Matériel

Présentation

Vous connaissiez le Spark Core de Spark Labs Inc ? Nous vous présentons le Particle Photon, digne successeur du Spark Core.

Photon Kit est un kit de développement IoT (Internet of Things) de Particle.IO. Le Photon offre tout ce dont vous avez besoin pour réaliser un projet connecté. Spark Labs Inc à réalisé le Photon à l'aide d'un puissant microcontrôleur ARM Cortex M3 cadencé à 120Mhz, accompagné d'une support WiFi prit en charge par Broadcom, le tout dans un mini module nommé PØ (P-Zero) pas plus grand qu'un ongle. Le Photon kit inclus le "photon" équipé de connecteurs, un petit breadboard, un câble USB et quelques petits composants permettant de vous lancer directement dans la découverte de l'internet des objets.

Faire du prototypage est vraiment aisé puisque le Photon s'insère directement dans un breadboard (ou plaque de prototypage). Vous pouvez également le connecter directement sur une carte disposant de connecteurs 2x12 broches (par exemple, ce produit ou encore le module relais). Le Photon n'est pas seulement puissant mais aussi facile à utiliser. Son petit facteur de forme en fait un composant idéal pour les projets IoT ayant besoin d'une connectivité sur le Cloud. Pour aider les Maker a démarrer rapidement, Spark Lab Inc à ajouter une excellente et robuste alimentation 3.3V continu de type SMPS. L'alimentation, le P0, l'interface RF et utilisateur tiennent tous sur cette toute petite carte.

Le Photon inclus un accès au Cloud de Particle et services cloud gratuit. Le Cloud de particle dispose que fonctionnalités géniales pour réaliser des objets/projets connectés, avec, en autre,:

• la mise-à-jour/programmation du firmware via la connexion WiFi,
• Une interface de programmation REST facile à utiliser,
• Un environnement de développement en ligne (appelé build) et un environnement de développement IDE que vous pouvez installer sur votre ordinateur.

Spécification

• Module Wi-Fi PØ Wi-Fi de Particle
  • Puce WiFi Broadcom BCM43362
  • WiFi 802.11b/g/n
  • STM32F205 120Mhz ARM Cortex M3
  • 1MB flash, 128KB RAM
• Une LED RGB (sur la carte) indiquant le statut du Core (pilotage externe autorisé)
• 18 signaux GPIO - diverses fonctionnalités et périphériques avancé
• Conception Open-Source
• Systèmes d'exploitation temps réel (FreeRTOS)
• Configuration du point d'accès via logiciel (Soft AP setup)
• Certifié FCC, CE et IC

Interface

Diagramme

Crédit: Particle.IO www.particle.io

Alimentation

L'alimentation du Photon est faite via le connecteur USB microB ou directement via la broche VIN. Si l'alimentation est founie via VIN, la tension doit être régulée entre 3.6V et 5.5V DC. Lorsque le photon est alimenté via le port USB, VIN offira une tension de sortie d'environ 4.8V DC (à cause de la diode schottky de protection contre la polarisation inverse). Lorsque VIN est utilisé comme sortie, le charge max de VIN est de 1A.

Avec une tension d'alimentation de 5V, la consommation de courant est de l'ordre de 80mA. En mode d'hibernation (Deep sleep), le courant est de 160µA.

Utiliser un câble USB de qualité

Lorsque vous alimentez votre Photon depuis le connecteur USB, utilisez un câble de qualité pour minimiser la chute de tension dans câble (chute_de_tension = courant x résistance_du_cable). Si vous utilisez un câble pour faible courant (ayant une plus grande résistance car utilisant moins de cuivre) alors les pics de courant du Photon durant les phases d'émission/réception WiFi provoqueront de chutes de tensions intermittentes. Le Photon sera alors instable et/ou fonctionnera de façon intermittente.

De même, la source d'alimentation doit être capable de fournir un courant de 1A régulé correctement.

RF

La section Radio Fréquence (RF) du photon est constitué d'un réseau de composants dont l'impédance est finement contrôlé en vue d'optimiser l'efficacité et la sensibilité des communications WiFi.

Le module PØ dispose d'un "sélecteur RF" permettant de sélectionner la ligne/source RF qui alimente le module (la sélection se présente sous la forme d'un commutateur RF SPDT). Les lignes de contrôle du niveau logique du module PØ sélectionne, à l'aide du commutateur RF, la source RF qui alimente le module. Une capacité de découplage de 100pF est placée sur chaque ligne de contrôle. Une des ligne (un port) est connecté sur l'antenne céramique présente sur la carte et l'autre ligne (port) sir le connecteur µFL pour y connecter une antenne externe. La ligne (le port) par défaut est configuré sur l'antenne céramique.

Une API permet à l'utilisateur de passer entre l'antenne interne ou externe ou un mode automatique qui sélectionne automatiquement (et continuellement) l'antenne avec le meilleur signal. Les trois lignes/ports sur le commutateur RF ont un capacité de blocage-DC de 10pF (RF quality DC-blocking capacitor) en série sur la ligne. Ces capacité laissent passer efficacement les fréquences de 2.4GHz tandis qu'elles bloquent les tensions continues (DC) indésirables pouvant endommager le commutateur RF. Toutes les pistes RF sont considérées comme de petites lignes de transmissions dont l'impédance est contrôlée pour etre à 50 Ohms.

L'antenne céramique a une impédance qui correspond aux 50 ohms de la ligne/port source RF par l'intermédiaire d'un réseau en Pi composé de 3 inducteurs RF (1 séries, 2 shunt). Ces valeurs sont vraiment spécifique au Photon et correspondent au layout de la partie RF et méthode de fabrication de la carte. Même si le Photon et son layout était exactement copié, il faudrait ré-éxaminer le réseau an Pi sur quelques exemplaire en vue d'atteindre les meilleurs performances.

Périphériques et GPIO

The Photon has ton of capability in a small footprint, with analog, digital and communication interfaces.

Type de périphérique	Quantité	Entrée/Input(I) - Sortie/Output(O)	FT[1] / 3V3[2]
Digital	18	I/O	FT/3V3
Analog (ADC)	8	I	3V3
Analog (DAC)	2	O	3V3
SPI	2	I/O	3V3
I2S	1	I/O	3V3
I2C	1	I/O	FT
CAN	1	I/O	FT
USB	1	I/O	3V3
PWM	93	O	3V3

Notes:

[1] FT = 5.0V tolerant pins. All pins except A3 and DAC are 5V tolerant (when not in analog mode). If used as a 5V input the pull-up/pull-down resistor must be disabled.

[2] 3V3 = 3.3V max pins.

[3] PWM is available on D0, D1, D2, D3, A4, A5, WKP, RX, TX with a caveat: PWM timer peripheral is duplicated on two pins (A5/D2) and (A4/D3) for 7 total independent PWM outputs. For example: PWM may be used on A5 while D2 is used as a GPIO, or D2 as a PWM while A5 is used as an analog input. However A5 and D2 cannot be used as independently controlled PWM outputs at the same time.

JTAG

Photon Pin	Description	STM32 Pin	PØ Pin #	PØ Pin Name	Default Internal[1]
D7	JTAG_TMS	PA13	44	MICRO_JTAG_TMS	~40k pull-up
D6	JTAG_TCK	PA14	40	MICRO_JTAG_TCK	~40k pull-down
D5	JTAG_TDI	PA15	43	MICRO_JTAG_TDI	~40k pull-up
D4	JTAG_TDO	PB3	41	MICRO_JTAG_TDO	Floating
D3	JTAG_TRST	PB4	42	MICRO_JTAG_TRSTN	~40k pull-up
3V3	Power
GND	Ground
RST	Reset

Notes:

[1] Default state after reset for a short period of time before these pins are restored to GPIO (if JTAG debugging is not required, i.e. USE_SWD_JTAG=y is not specified on the command line.

A standard 20-pin 0.1" shrouded male JTAG interface connector should be wired as follows:

Crédit: Particle.IO www.particle.io

Interface Externe Coexistante

The Photon supports coexistence with Bluetooth and other external radios via the three gold pads on the top side of the PCB near pin A3. These pads are 0.035" square, spaced 0.049" apart. This spacing supports the possibility of tacking on a small 1.25mm - 1.27mm pitch 3-pin male header to make it somewhat easier to interface with.

Crédit: Particle.IO www.particle.io

When two radios occupying the same frequency band are used in the same system, such as Wi-Fi and Bluetooth, a coexistence interface can be used to coordinate transmit activity, to ensure optimal performance by arbitrating conflicts between the two radios.

Pad #	PØ Pin Name	PØ Pin #	I/O	Description
1	BTCX_RF_ACTIVE	9	I	Signals Bluetooth is active
2	BTCX_STATUS	10	I	Signals Bluetooth priority status and TX/RX direction
3	BTCX_TXCONF	11	O

When these pads are programmed to be used as a Bluetooth coexistence interface, they're set as high impedance on power up and reset. Alternatively, they can be individually programmed to be used as GPIOs through software control. They can also be programmed to have an internal pull-up or pull-down resistor.

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Source: Particle Photon Hardware créé par Particle.IO.

Traduction réalisée par Meurisse D pour MCHobby.be - Translated by Meurisse D. for MCHobby.be

Traduit avec l'autorisation de Particle.IO - Translated with the permission from Particle.IO - Particle.IO

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