Elektronika
Interfejs USB–Android FT311D - PCB do projektu AVT 5557
- Umożliwia wykorzystanie telefonu lub tabletu z Androidem jako panelu sterującego dla układów z interfejsem GPIO, UART, I²C, SPI albo PWM. Wersja A zawiera płytkę PCB.
Interfejs USB–Android - płytka drukowana do AVT5557
Płytka PCB do wykonania interfejsu FT311D łączącego urządzenie z Androidem z układami zewnętrznymi.
Telefon z Androidem jako panel sterujący
AVT5557 to projekt interfejsu USB–Android opartego na układzie FT311D. Moduł pozwala wykorzystać smartfon lub tablet z Androidem jako przenośny panel sterujący z ekranem dotykowym, bez konieczności stosowania klasycznego komputera PC.
FT311D pełni rolę hosta USB i udostępnia linie IOBUS, które można skonfigurować jako GPIO, UART, I²C Master, SPI Master/Slave albo PWM. Wersja A obejmuje samą płytkę PCB, dlatego elementy elektroniczne, złącza, gniazdo USB, zworki i przycisk należy skompletować osobno.
Karta techniczna
AVT5557
Interfejs USB–Android z układem FT311D, przeznaczony do komunikacji urządzenia z Androidem z układami wykonawczymi i mikrokontrolerami.
| Wersja | A - płytka PCB |
| Typ modułu | interfejs USB–Android / host USB FT311D |
| Układ interfejsu | FT311D |
| Kompatybilność Android | Android 3.1 lub nowszy, obsługa Android Open Accessory |
| Połączenie z urządzeniem Android | gniazdo USB A |
| Tryby pracy IOBUS | GPIO, UART, I²C Master, SPI Master, SPI Slave, PWM |
| Liczba linii IOBUS | 7 linii IOBUS0…IOBUS6, funkcja zależna od trybu pracy |
| Konfiguracja trybu | zworki CNFG0…CNFG2; zmiana trybu wymaga resetu interfejsu i ponownej inicjacji |
| UART | 300 bps…6 Mbps, sygnały TXD/RXD oraz kontrola przepływu RTS/CTS |
| PWM | 4 kanały, wspólny okres 1…250 ms, wypełnienie 5…95% albo 0% |
| I²C | tryb Master, maksymalnie 125 kbit/s |
| SPI | tryb Master lub Slave |
| Poziomy wejściowe GPIO | wejścia tolerują poziomy 3,3 V lub 5 V |
| Zasilanie modułu | 6…9 V DC, dobrze filtrowane, przez gniazdo śrubowe lub DC |
| Zasilanie urządzenia Android | +5 V podawane na gniazdo USB A, możliwe ładowanie telefonu lub tabletu |
| Reset | przycisk S1 do ręcznego zerowania interfejsu |
| Płytka PCB | 73x68 mm |
Wersja A - płytka PCB i wykaz elementów
AVT5557 A - płytka PCB. Elementy elektroniczne, układ FT311D, złącza, gniazdo USB, zworki i przycisk trzeba skompletować osobno.
| Rezystory | R1 - 220Ω; R2-R4 - 27Ω |
| Kondensatory | C1 - 10nF; C2 - 47pF; C3, C5, C10, C11, C14, C15 - 100nF; C4, C7 - 10µF tantalowe; C6 - 47µF; C8, C9, C12, C13 - 27pF |
| Półprzewodniki i układy | IC1 - 7805; IC2 - FT311D; IC3 - LP2980-3,3; IC4 - LD1117-5; LED1 - dioda LED; D1-D3 - 1N5819 |
| Taktowanie | Q1 - rezonator kwarcowy 12 MHz |
| Złącza i sterowanie | G1 - gniazdo USB A; G2 - gniazdo DC; G3 - złącze ARK2; JP1 - goldpin 2x3; SV1 - goldpin 1x7; SV2 - goldpin 1x4; S1 - przycisk reset |
Notes
Wszystkie linie IOBUS pracują w jednym wybranym trybie. Nie można jednocześnie uruchomić np. transmisji UART i użyć pozostałych linii jako niezależnych GPIO, jeśli dany tryb ich nie przewiduje.
Zmiana trybu pracy wymaga zmiany ustawień zworek CNFG0…CNFG2, wyzerowania interfejsu i ponownej inicjacji połączenia w aplikacji Android. Samo przestawienie zworek w czasie pracy nie zastępuje resetu i inicjalizacji.
Dla ustanowienia komunikacji konieczne jest podanie +5 V na pierwszy styk gniazda USB. To napięcie może również ładować telefon, dlatego przy rozładowanym akumulatorze urządzenia Android stabilizator 5 V może się mocno nagrzewać.
Przy dużym prądzie ładowania telefonu warto zasilać moduł możliwie niskim napięciem z dopuszczalnego zakresu, około 6 V, albo rozdzielić zasilanie telefonu od zasilania samego interfejsu FT311D.
Uwaga: interfejs nie jest uniwersalnym adapterem USB dla dowolnych aplikacji Android. Do pracy potrzebna jest aplikacja obsługująca FT311D w wybranym trybie oraz urządzenie z Androidem zgodne z Android Open Accessory. Należy też kontrolować nagrzewanie stabilizatora 5 V, szczególnie gdy telefon jest jednocześnie ładowany.
Najczęściej zadawane pytania
Nie. Aplikacja musi obsługiwać FT311D i wybrany tryb pracy interfejsu. Firma FTDI udostępnia przykłady aplikacji dla trybów GPIO, UART, I²C, SPI i PWM, ale docelowe sterowanie wymaga programu dopasowanego do konkretnego urządzenia.
Tryb pracy jest wybierany globalnie przez linie CNFG0…CNFG2. Po wybraniu UART, PWM, I²C albo SPI funkcje poszczególnych IOBUS są przypisane przez FT311D według tabeli trybów, więc nie można mieszać np. UART i niezależnych GPIO w jednej konfiguracji.
Nie jest to klasyczny przypadek, w którym telefon działa jako host USB. W tym projekcie hostem jest FT311D, a urządzenie z Androidem pracuje w trybie Android Open Accessory. Wymagany jest Android 3.1 lub nowszy z obsługą AOA.
FT311D generuje do czterech kanałów PWM, ale wszystkie mają wspólny okres od 1 do 250 ms. Wypełnienie można ustawiać osobno w zakresie 5…95% albo wyłączyć kanał ustawiając 0%, więc układ nadaje się raczej do sterowania i demonstracji niż do precyzyjnych szybkich przebiegów PWM.
Na gniazdo USB podawane jest +5 V potrzebne do połączenia z Androidem i ewentualnego ładowania telefonu. Jeżeli telefon pobiera kilkaset miliamperów, liniowy stabilizator musi rozproszyć znaczną moc, zwłaszcza przy zasilaniu bliższym 9 V, dlatego korzystniejsze jest zasilanie około 6 V lub rozdzielenie torów zasilania.
