Qué es un microcontrolador Beaglebone Black y su funcionamiento

Texas Instruments ha presentado un ordenador de placa única de bajo consumo llamado Beagleboard en colaboración con Newark element 14 y Digi-Key. Se trata de una placa educativa desarrollada por un grupo de ingenieros con la funcionalidad de software y hardware necesaria y diseñada mediante Cadence o CAD para los esquemas. No requiere ninguna simulación de software. Han fabricado algunos procesadores como Beagleboard rev. C, Beaglebone, Beaglebone Black Microcontrollers, Beagleboard-XM y Beagleboard-X15. Este artículo ofrece una breve descripción del Microcontrolador Beaglebone Black con un ejemplo.

¿Qué es un microcontrolador Beaglebone Black?

El Beaglebone Black (BBB) es como un ordenador, que viene en un paquete compacto con un procesador, aceleración gráfica, memoria y todos los circuitos integrados necesarios soldados para formar una sola placa de circuito. De ahí que también se le denomine ordenador de placa única. Utiliza un potente procesador llamado ARM Cortex-A8 de 1GHz AM335x. El microcontrolador Beaglebone Black se ilustra en la siguiente figura.

Esta placa del microcontrolador Beaglebone Black proporcionará todas las conexiones necesarias para la pantalla, la red Ethernet, el ratón y el teclado. El arranque de este procesador se realiza mediante el sistema operativo Linux.

Esta herramienta es utilizada principalmente por los investigadores para diseñar proyectos complejos y aprender sobre el sistema operativo Linux de forma eficaz. Este Beaglebone Black es similar al Beaglebone con características adicionales. La velocidad de funcionamiento es más rápida y se utiliza mucho en comparación con el Beaglebone. Se utiliza en proyectos de robótica, IoT y automatización a nivel de desarrollo.

Sigue los pasos para poner en marcha el Beaglebone Black muy fácil y rápidamente

• En primer lugar, enciende el Beaglebone Black en tu PC/ordenador con la ayuda de un cable mini USB. A continuación, arranca en el sistema operativo Linux. Esta es la distro de Linux, Angstrom.
• Ahora conecta todas las unidades periféricas como el USB, y la pantalla.
• Para conectar el Beaglebone Black al navegador web y controlarlo con el ordenador, se instala el controlador.
• Ahora, el Beaglebone Black está preparado con un sistema operativo Linux, en el que los usuarios pueden escribir y ejecutar el programa de software utilizando las funciones de la biblioteca y python sin ningún límite. Ayuda a gestionar y controlar todos los pines GPIO del procesador.

Configuración de pines/diagrama de pines

Hay 8 modos diferentes: modo 0, modo 1, modo 2, modo 3, modo 4, modo 5, modo 6, modo 7 en el beaglebone black para cada pin de E/S digital, incluidos los pines GPIO. Contiene 2 cabezales de expansión P9 y P8 con 46 pines cada uno y puede proporcionar una señal de E/S con 3,3 voltios.

Si se proporcionan 5 voltios en el pin, entonces toda la placa se daña. El diagrama de pines/configuración de pines del microcontrolador beaglebone black se ilustra en la siguiente figura. La configuración de los pines del microcontrolador beaglebone black de los dos cabezales de extensión P8 y P9 se indican en las siguientes tablas. El PIN del procesador está representado por el número PROC.

Configuración de pines del cabezal de extensión P8

Algunos pines como el 11-22 son utilizados por el almacenamiento interno eMMC y otros pines del 27 al 46 son utilizados por el HDMI.

Configuración de los pines del cabezal de extensión P9

Para generar señales para controlar los motores sin utilizar ningún ciclo adicional de la CPU, se configuran hasta 8 pines de E/S con un modulador de anchura de impulsos (PWM)

En este cabezal de extensión P9, los pines nº 32 a nº 40 contienen un único ADC (convertidor analógico-digital) de 12 bits con 8 canales

Tiene 2 puertos I2C. Uno de los puertos se utiliza para leer EEPROMs y para realizar funciones de E/S digitales sin interferir con esa operación. El otro puerto I2C se utiliza para configurar las necesidades del usuario.

Para cambiar los datos rápidamente, hay dos puertos SPI

Especificaciones del microcontrolador Beaglebone Black

El Especificaciones del microcontrolador Beaglebone Black son las siguientes

• El tipo de procesador - Sitara AM3358BZCZ100 con 1 GHz y 2000 MIPS
• Motor gráfico - 20M Polígonos/S, SGX530 3D
• Tamaño de la memoria SDRAM - 512 MB DDR3L, 800 MHz
• Memoria Flash integrada - MMC integrada de 8 bits con 4 GB
• PMIC - 1 LDO adicional, regulador PMIC TPS65217C
• Soporte de depuración - Cabezal de serie, CTI opcional de 20 pines incorporado
• Fuente de alimentación - mini USB, USB o toma de CC; 5 voltios de CC externa a través del cabezal de expansión
• PCB - 3,4″ X 2,1″; 6 capas
• Tipo de indicadores - 1 de alimentación, 2 de Ethernet, 4 LEDs, que son controlables por el usuario
• Puerto anfitrión USB 2.0 HS - Accesible a USB1, toma de tipo A, 500 mA LS/FS/HS
• Puerto serie - Acceso a UART0 a través de un cabezal TTL de 6 pines de 3,3 voltios. Cabezal poblado
• Ethernet - 10/100, RJ45
• Entrada del usuario - Botón de encendido, botón de reinicio, botón de arranque
• Conector SD/MMC - microSD, 3,3 voltios
• Salida de vídeo - HDMI 16b, 1280×1024 (máx.), 1025×768, 1280×720, 1440×900, con soporte EDID
• Puerto cliente USB 2.0 HS - Acceso a USB0, modo cliente a través de miniUSB
• Audio - Estéreo, a través de la interfaz HDMI
• Peso - 39,68 gms (1,4 oz)
• Conectores de expansión - 5 voltios, 3,3 voltios de alimentación, VDD_ADC 1,8 voltios.

3.3 voltios en todas las señales de E/S - GPIO (69 como máximo), McASP0, I2C, SPI1, LCD, GPMC, MMC1, MMC2, 4 puertos serie, 4 temporizadores, 7 AIN (1,8 voltios como máximo), CAN0, interrupción XDMA, EHRPWM (0, 2), botón de encendido, ID de la placa de expansión (apilamiento de hasta 4)

Diagrama del circuito/Cómo utilizarlo

La principal característica del microcontrolador beaglebone black es la adición de diferentes capas a él. Las capas no son más que complementos que se añaden al beaglebone black para aumentar su funcionalidad. Estas capas sirven para controlar motores, cámaras, VGA, LCD y otras funciones.

Se utiliza para ejecutar y operar sistemas pesados. Ya que Arduino no es suficiente para algunas condiciones durante los proyectos de bricolaje. Considera un ejemplo de arranque de un sistema operativo. Al arrancar un SO, es necesario ejecutar un software pesado y el Arduino requiere más potencia. En tales situaciones, se utiliza el beaglebone black para realizar esas operaciones con menos energía.

• Se utiliza cuando cualquier proyecto requiere una conexión de hardware de gran tamaño.
• Se utiliza para iniciar el proyecto muy rápidamente.

Ahora conozcamos el diagrama del circuito/cómo utilizar los microcontroladores beaglebone black en el proyecto de parpadeo de LEDs. El diagrama del circuito del proyecto de parpadeo de LEDs en interfaz con el beaglebone black se muestra en la siguiente figura.

Los componentes necesarios en un proyecto de parpadeo de LEDs utilizando un microcontrolador beaglebone black son

• Dos resistencias de 330 ohmios
• Dos LEDs
• Un microcontrolador Beaglebone Black
• Placa de conexiones
• Cables de conexión.

Conecta las patillas VCC y tierra del beaglebone negro a la protoboard. El pin de alimentación nº 3 de 3,3 voltios de la cabecera P9 y el pin de tierra del pin nº 2 de la cabecera P8 se conectan como se indica arriba. Los cables positivo y negativo de los dos LEDs se conectan a las resistencias de 330 ohmios y a la tierra respectivamente.

El otro extremo de ambas resistencias se conecta al pin nº 8 y al pin nº 9 del cabezal P8. La alimentación se da al beaglebone black con la conexión del PC mediante el cable USB. Ahora el circuito para el parpadeo del LED está listo.

El código necesario para ejecutar este proyecto se indica a continuación.

importar Adafruit_BBIO.GPIO como GPIO [The GPIO library is imported from the adafruit beaglebone black ]

LED1 = "P8_8" [ pin no 8 of P8 header is assigned with LED1]
LED2 = "P8_9" [ pin no 9 of P8 header is assigned with LED1]

GPIO. SETUP (LED1, GPIO. OUT) [ The LED1 is configured as output]
GPIO. SETUP (LED2.GPIO.OUT) [ The LED2 is configured as output]

DESDE EL TIEMPO DE SUEÑO IMPORTANTE

PARA i en el rango (0, 5) :

GPIO. OUTPUT (LED1, GPIO. HIGH) [ To turn ON the LED1]
GPIO. SALIDA (LED2, GPIO. ALTO) [To turn ON the LED2]

SLEEP (1)

GPIO. SALIDA (LED1, GPIO. BAJO) [ To turn OFF the LED1]
GPIO. SALIDA (LED2, GPIO. BAJA) [ To turn OFF the LED 2]

GPIO. LIMPIAR()
[/RESTRICTO[/RESTRICT

En el diagrama del circuito anterior, podemos observar que los dos LEDs están conectados a los pines GPIO del BBB. Cuando está en fase de ejecución, los LEDs se encienden y se apagan cada segundo. El estado del pin se configura claramente tras ejecutar esta operación 5 veces.

Dónde usar / Aplicaciones del microcontrolador Beaglebone

Conozcamos dónde utilizar/ aplicaciones del microcontrolador beaglebone black.

• Controladores de motor
• Robótica
• Puede funcionar como servidor en varios proyectos de IoT
• Monitorización y control de unidades con la ayuda de la capa de visualización
• AWS
• En varios proyectos relacionados con la conectividad Bluetooth.
• Utilizado por los desarrolladores en pequeños proyectos de red para diseñar y probar
• Se utiliza como unidad de control de señales en varios sistemas industriales.

Microcontrolador alternativo Beaglebone Black

Beagleboard - XM, Beaglebone, Beaglebone-X15, Pocket Beagle, Aurdino Yun, ARM LPC 2129, Intel Edison, Beaglebone green, Raspberry Pi son los microcontroladores alternativos del Beaglebone Black.

Por lo tanto, se trata de una visión general del microcontrolador Beaglebone Black hoja de datos- definición, configuración de pines/diagrama de pines, diagrama de circuito/cómo usar las especificaciones técnicas, dónde usar/aplicaciones. El microcontrolador beaglebone black tiene una baja latencia de 25 E/S PRU. Para realizar algunas tareas en tiempo real, utilizan dos microcontroladores incorporados de 32 bits a 20 MHz llamados Unidad de Tiempo Real Programable (PRU). Aquí tienes una pregunta: "¿Cuáles son las diferencias entre los microcontroladores Beaglebone y Beaglebone Black? "