Alex_EXE

Давно существует и пользуются большой популярностью всем известные мезонинный контроллер Arduino и одноплатный ARM миникомпьютер RaspberryPi. Они давно полюбились сообществу, в первую очередь за свою простоту и то, что обзавелись огромной комьюнити и бесчисленным числом примеров работы с той или иной задачей и периферией. Но у них есть и недостатки: Arduino ограниченна в вычислительной мощности, а под некоторые задачи нужно что-то помощнее, а малинка ограничена в портах ввода/вывода, на ней нет АЦП и она не очень предназначена для real-time задач. А что если попробовать их объединить? Тогда они смогут компенсировать недостатки друг друга и круг охватывающих ими задач значительно расширится.

RPiDuino установленный на RaspberryPi

Именно такой задачей пару лет назад совместно с Олегом Евсигнеевым, резидентом местного ХакСпейса, мы и задались. Так на свет появился контроллер на основе Arduino, расширяющий возможности обычной RaspberryPi, которому было дано простое название RPiDuino.

RPiDuino с RaspberryPi

Данный контроллер получил основную направленность на мобильную робототехнику, поэтому на своём борту он содержит встроенный драйвер 2-х коллекторных двигателей на основе drv8833 с током до 1А на движок (есть версия без драйвера двигателя). В качестве источника питания был взят старый добрый стабилизатор LM2596, который способен питать контроллер RPiDuino с RaspberryPi и дополнительной периферией током до 2-х А.

RPiDuino вид сверху

RPiDuino вид снизу

Источник питания имеет дополнительную фильтрацию на выходе — в итоге получаем низкий уровень пульсаций, менее 1%. Есть два варианта данного контроллера: с установленным драйвером двигателя и без него. Без драйвера двигателей питаться всё это может или от адаптера 7,5 — 24В со стандартным коннектором 5.5х2.1 или 5.5х2.5мм. Или от 2-4-х баночного Li-Ion / Li-Poly аккумулятора, свинцового или набора Ni-Cd/Mg аккумуляторов соответствующего напряжения, подключенного через клеммник. С установленным драйвером двигателей максимальный уровень входного напряжения снижается до 10.5В или 2-х банок Li-Ion/Li-Poly, 6-7 Ni-Cd. Самое главное, что бы источник питания выдавал требуемый контроллерам ток. Для удобного включения контроллера и малинки плата оснащена специальным удобным тумблером.

Arduino и RaspberryPi связываются через UART. Так же через него происходит прошивка и связь ардуины с внешним компьютером по средством преобразователь USB-UART cp2102 через mini-USB разъём. Связь через этот же разъём ПК с Raspberry и прошивка ардуины с неё невозможна. Но при желании можно подключить ардуино к малинке через USB.

RPiDuino с RaspberryPi, вид со стороны USB

Для удобства подключения различной периферии в виде аналоговых или цифровых датчиков, сервоприводов, различных других исполнителей, контроллер оснащен удобными гребенками под 3-х контактные стандартные разъёмы. Причём аналого/цифровые выводы имеют универсальное расположение, в результате которого к ним можно подключать аналоговые и цифровые датчики со стандартными для них распиновками. Из дополнительной периферии RPiDuino содержит пьезоизлучатель со встроенным генератором.

Подробнее всю имеющеюся периферию, и то как к ней подключиться, можно посмотреть на следующих картинках.

Периферия RPiDuino

Плата контроллера разрабатывалась под RaspberryPi модель A и имеет соответствующее ей расположение крепежных отверстий. При желании её можно поставить на модель B, по выводам они совместимы, но крепежные отверстия не совпадают и требуется изоляционная прокладка на USB разъёмы.

Установка RPiDuino на RaspberryPi модель B

Технические характеристики

Для чего может быть использован данный контроллер решать Вам! я лишь приведу несколько примеров. Его можно использовать, как совместно с RaspberryPi, так и без неё. Основная область под которую RPiDuino был разработан – мобильная робототехника.

Робота собранный на основе RPiDuino и RaspberryPi

Так же своё применение он может найти в любительских системах автоматизации, самодельных контроллерах умных домов. На его основе можно построить метеостанцию с аналоговыми и цифровыми датчиками с выходом в интернет. Данный контроллер поможет решить те задачи, с которыми RaspberryPi и Arduino по отдельности справиться раньше не могли.