WeMos Mega ultimo aggiornamento 4 marzo 2018

Indice

• Descrizione;

• Caratteristiche;

• Il microcontrollore ATmega2560;

• Modulo ESP8266;

• Alimentazione;

• Installazione del driver CH340G;

Descrizione

La scheda presentata in questa pagina è la WeMos Mega, si tratta in pratica di un clone scheda Arduino Mega combinata con un controller ESP8266.
Quindi, la scheda è fatta con le dimensioni del controller originale Arduino Mega .

La scheda è disponibile presso il sito

Il microcontrollore è come nella Arduino Mega un ATmega2560, di 54 pin digitali e 16 analogici, 4 porte seriali UART, un cristallo oscillatore a 16 MHz, una porta USB e un jack di alimentazione, un header ICSP e un pulsante di reset.
Ha tre tipi di memoria: Flash, SRAM ed EPROM. La scheda lavora ad una tensione nominale di 5V e sopporta una corrente massima di 40 mA.
Il controller ATmega2560 viene spostato sul lato destro e il controller ESP8266 si trova sul lato sinistro.
Oltre controllore WiFi è un connettore USB, che viene sostituito con un convenzionale tipo-B sul Micro-B, e l'interazione del terminale con i componenti può essere eseguita tramite il convertitore CH340G (connesso  RX0/TX0 di ATmega2560) a USB-TTL e l'interruttore DIP 8 contatti.

Caratteristiche

Il microcontrollore ATmega2560

Il microcontrollore presente sulla scheda WeMos Mega è un ATmega2560 è un AVR RISC 8 bit a bassa potenza prodotto da Atmel ora confluita nella Microchip e unisce 256KB di  memoria ISP flash, 8 KB SRAM, 4KB EEPROM, 86 linee I/O general purpose,   32 registri di lavoro general-purpose, un  contatore in tempo reale, sei timer , PWM, quattro porte USART, interfaccia seriale a 2 fili, 16 canali A/D a 10-bit, un'interfaccia JTAG per il debugging on-chip.
Il dispositivo raggiunge un throughput di 16 MIPS a 16 MHz e opera tra 4,5-5,5 volt.
Con l'esecuzione di istruzioni potenti in un singolo ciclo di clock, il dispositivo raggiunge un throughput di avvicinamento 1 MIPS per MHz, bilanciando il consumo di energia e l'elaborazione veloce.

Modulo ESP8266

Sulla scheda WeMos Mega è istallata un chip ESP8266 prodotto dalla Espressif, si tratta di un SoC (system-on-a-chip) Wi-Fi integrato con un MCU a 32bit LX106, il chip è collegato al microcontrollore ATmega2560 tramite RX3/TX3.

Datasheet del Chip Descrizione del sistema Set istruzioni

Specifiche:

• 802.11 b/g/n

• Wi-Fi Direct (P2P), soft-AP

• Stack TCP/IP integrato

• Integra lo switch TR, l'amplificatore RF e l'antenna

• Integra un PLL, il regolatore e un circuito per il controllo della potenza

• Potenza in uscita +19.5dBm in modo 802.11b

• Corrente a riposo <10uA

• La CPU a 32 bit può essere utilizzata per gestire contemporaneamente altre applicazioni

• SDIO 1.1/2.0, SPI, UART

• STBC, 1×1 MIMO, 2×1 MIMO

• A-MPDU & A-MSDU aggregation & 0.4ms guard interval

• Accensione e trasmissione < 2ms

Sulla scheda WeMos Mega è presente un connettore maschio 7x2 che permette l'accesso diretto ad alcuni pin del chip ESP8266, la funzione è riportata nella parte inferiore del PCB.

Alimentazione

La tensione di funzionamento della scheda è compreso tra i 7 e i 16 volts. Per quanto riguarda la tensione di output, è possibile scegliere tra due differenti valori: 5V e 3.3V.

• Per l'uscita di 5V sulla scheda è presente un integrato MP2307 di tipo Step-Down con un range di tensione di ingresso compreso 4.75V to 23V con una corrente continua in uscita di 3A.

• Per l'uscita di 3,3 è invece utilizzato un AMS1117 3.3 un regolatore lineare con basso dropout con una corrente massima in uscita di 1A

MP2307 3A, 23V, 340KHz Synchronous Rectified Step-Down Converter
Piedinatura	Datasheet	Foto dell'integrato

AMS1117 1A Low Dropout Voltage Regulator
Piedinatura	Datasheet	Foto dell'integrato

Sono disponibili quattro pin di alimentazione:

• Pin VIN, corrisponde alla tensione di ingresso della scheda quando si decide di alimentarla tramite sorgente esterna. Più nel dettaglio, è possibile usufruire di tale tensione nel caso l’input arrivi tramite il power jack.

• Pin 5V, è utilizzato per alimentare il microcontrollore o gli altri componenti della scheda con una tensione stabilizzata a 5V.

• Pin 3.3V, come il precedente ma utilizzato nel caso di componenti che necessitano di questo tipo di voltaggio.

• Pin GND, corrisponde al pin negativo, ovvero la massa.

Input/Output

La scheda WeMos Mega come la Arduino Mega è provvisto di 54 pin digitali e 16 analogici.
I pin digitali possono essere utilizzati indifferentemente come input o output. Il settaggio della tipologia di pin (I/O) può essere effettuata tramite le funzioni pinMode(), digitalWrite(), e digitalRead(). Essi lavorano a 5V ed un massimo di 40 mA.

• I pin (RX/TX) sono utilizzati per poter inviare o ricevere dati tramite la comunicazione seriale TTL (si veda paragrafo Comunicazione)

• I pin (PWM) forniscono un output di tipo PWM a 8 bit mediante la funzione analogWrite().

• I pin (MISO) supportano la comunicazione SPI utilizzando la libreria SPI().

• I pin (SDA) e (SCL) supportano la comunicazione I2C per mezzo della libreria WireLibrary

• LED è un led integrato collegato al pin 13: impostando un valore su HIGH il led risulta acceso, mentre settandolo su LOW, il led si spegne.
  Per quanto riguarda i 16 pin analogici invece, essi operano esclusivamente come pin di input ed hanno una risoluzione di 10 bit, potendo quindi determinare fino a 1024 differenti valori.

Sono inoltre presenti due altri pin: AREF e RESET.

• AREF permette di configurare (tramite la funzione analogReference()) la tensione di riferimento per i pin analogici.

• RESET è di solito utilizzata per avere a disposizione un pulsante di RESET aggiuntivo, nel caso che quello a bordo è reso inaccessibile da qualche shield aggiuntivo.

Comunicazione

WeMos Mega è in grado di comunicare con un computer, con un Arduino o anche con un microcontrollore. Per fare questo la WeMos Mega mette a disposizione 4 UART hardware per la comunicazione seriale di tipo TTL (5V).
La scheda utilizza come convertitore USB-seriale il chip CH340G, in questo caso occorre installare i driver in quanto non riconosciuto automaticamente dal sistema operativo.
WeMos Mega inoltre è dotato di un ICSP (In Circuit Serial Programming) che permette di programmare l' ATmega2560 ignorando la procedura di caricamento del codice (ad esempio già sviluppato in un altro ambiente) tramite bootloader; in tal modo si ha la possibilità di sfruttare più memoria sulla scheda, passando da 8 KB a 256 KB.
Altra possibilità data dalla WeMos Mega è il chip ESP8266 che permette il collegamento Wi-Fi il chip è collegato al microcontrollore ATmega2560 tramite RX3/TX3.
La scelta del tipo di interfaccia utilizzare può essere fatta agendo su un gruppo di dip switch presenti sulla scheda
Attraverso la libreria SoftwareSerial è possibile effettuare una comunicazione seriale anche sui pin digitali della scheda.

Tabella impostazione dip switch per scelta tipo di connessione

CH340G  USB to serial chip
Piedinatura	Datasheet	Foto dell'integrato

Installazione del driver CH340G

Come spiegato la scheda utilizza come convertitore USB-seriale il chip CH340G  invece che il più diffuso chip di FTDI, siccome Windows non supporta nativamente questo chip, il modulo non viene riconosciuto.

Per questo motivo è necessario scaricare il driver dal sito ufficiale del fornitore (sfortunatamente è in cinese).Una volta eseguito l’unzip del pacchetto, è possibile procedere con l’aggiornamento del driver per la periferica:

Per cui si dovrà lanciare il programma SETUP.EXE

Dopo l'apertura della finestra si effettuerà l'installazione dei driver, che avverrà in automatico premendo INSTALL
A fine procedura sarà mostra la seguente finestra

A questo punto collegando il modulo, questo sarà riconosciuto e Windows configurerà correttamente la nuova porta COM

Il successo sarà anche rappresentato dal successo della programmazione di uno sketch di prova come "Blink" in cui il led L  inizierà a lampeggiare, Per che avesse sistemi operativi diversi (Linux, Mac e Android) sul sito sono disponibili i relativi driver

Fotografia della scheda