Würth Elektronik Serial Bridge FeatherWing recenzija

Krajem 2015. godine Adafruit Industries su predstavile Feather ekosistem mikrokontrolerskih razvojnih sistema, veoma kompaktinh dimenzija. Standardizovan je oblik i raspored pinova, što je omogućilo da se paralelno sa mikrokontrolerskim razvojnim sistemima u Feather formatu razvijaju za njih kompatibilne add-on FeatherWing pločice sa senzorima, aktuatorima, displejima, relejima i tako dalje. Ova odlična ideja je omogućila da se isti FeatherWing-ovi mogu koristiti na svim mikrokontrolerskim Feather pločama. U isto vreme se manjuju troškovi pri izradi novog prototipa, jer je moguče isti FeatherWing koristiti u nekoliko projekata, čak i sa različitim mikrokontrlerima na osnovnom Feather-u. Na sve, moguće je „stekovanje“ jednog FeatherWing-a u drugi i na taj način je omogućeno korišćenje većeg broja FeatherWing-ova na istom mikrokkontrolerskom razvojnom sistemu. U mejkerskom svetu danas referentna firma otvorila je ovaj standard, pa je i pored svoje proizvodnje omogućila velikom broju nezavisnih proizvođača da izrade sopstvene FeatherWing dodatke.

Iako prvenstveno tarketuje mejkersku publiku, lakoća izrade prototipa, kao i sve veći upliv mejkerske zajednice prvo u konzjumer, a sada u industrijsku zonu otvorilo je posebno u zoni bežičnih komunikcija, kao recimo Conexio Stratus Pro ili Particle Photon 2, ili neobičnih realizacija poput BrisbaneSilicon ELM11 mikrokontrolera koji se programira u LUA jeziku da se kompanije odlučuju za izradu svojih sistema u ovom ekosistemu. A onda se pojavila „velika zverka“ Würth Elektronik i odlučila da za deo svojih industrijski targetovanih čipova ponudi razvojne ploče kompatibilne sa Feather standardom. U domenu bežičnih komunikacija tu su Adrastea-I, Setebos-I i Calypso, napajanja MagI3C, LED pločica ICLED i pločica na nizom Würth Elektronik senzora. O njima smo već pisali i sada je pred nama novi proizvod koji koketira sa industrijskom primenom – FeatherWing koji je most između modernih serijskih interfejsa i industrijkog standarda koji se ogleda u RS-232 i RS-485 (potencijalno i RS-422) standardima.

Hardver

Ovaj FeatherWing je sagrađen oko MaxLine XR3160ECU-F multiprotokol transivera koji podržava RS-232, RS-485 i RS-422 serijski standard. Ovo je unapređen i pin kompatibilan čip Analog Device MAX3160 transiveru, sa time da mu je ESD zaštita podignuta na IEC Level 4 (±15kV Air, ±15kV HBM, ±8kV Contact), a uz to je povećan broj jedinica koji je moguće povezati sa 128 na 256.

Bitno poboljšanje je i u maksimalnoj brzini prenosa podataka u RS-485 standardu, sa 10 Mbps na 20 Mbps. RS-232 je ostao kao i kod MAX3160 transivera na do 1 Mbps. Izbor ovog čipa omogućio je veoma jednostavno kolo sa samo par kondenzatora, te je stoga i bio pogodan za featherWing format. Izabran je model sa oznakom XR3160ECU-F, što govori da je namenjen radu u generalnom opsegu temperature od 0°C do +70°C. MaxLine ima i model XR3160EIU-F sa opsegom od -40°C do +85°C koji je namenjen za industrijsku primenu. Sa obzirom da je ovo razvojni sistem za izradu prototipa koji će se koristiti u laboratorisjkim uslovima, nije ni bilo potrebe za skupljom verzijom transivera.

Na ploči se nalazi nekoliko prekidača. Bočni sa oznakom S1 služi za izbor moda rada, tj. da li FeatherWing rad kao RS-232 ili RS-485 bridž. U zavisnosti od izbora upaliće se jedna od sve LED diode smeštene odmah do prekidača.

Drugi se nalazi između dva hedera u koje se utiskuju nožice Feather ploče, pa je neophodno njega postaviti u odgovarajući položaj pre montaže razvojnog sistema. To je prekidač na kome se vrši izbor između Calypso i svih ostalih Feather mikrokontrolerskih ploča. Naime, Calypso ima inverzno okrenute RX i TX linije u odnosu na standard i potrebno je, da bi se serijska komunikacija uspostavila pravilno povezati odgovarajuće pinove sa RX i TX signalima na čipu sa onima na Calypso Wing-u.

Do ovog prekidača je i šest džampera koji određuju mod rada. Levi JP1 određuje da li je RS-485 half ili full duplex, odnosno da li se komunikacija prebacuje u slew, tj ograničava na 250 kbps kako bi se minimalizovale elektromagnetne interference (EMI).

JP2 džamper određuje da li se UART0 ili UART1 sa mikrokontrolera vodi na RX i TX linije, pri čemu je moguća i kombinacija. JP3 direktno povezuje GPIO13 mikrokontrolera na UCTS, a GPIO12 na URTS DE koji omogućavaju mikrokontroleru na Feather-u flow control u RS-232 modu.

Softver

Ono što krasi sve Würth Elektronik FeatherWing-ove je odlična biblioteka, odnosno SDK, kao i detaljan primer C++ koda u Arduino IDE stilu koji je moguće preuzeti na njihovom GitHub-u. Za njegov rad je od hardvera, osim ovog FeatherWing-a potreban i Adafruit Espressif M0 Express Feather kao i Calypso ili Thyone FeatherWing. No, pošto je kod otvoren i samim iščitavanjem i analizom možete ući u suštinu SDK-a, pa time i prilagoditi kod svojim potrebama. Dat primer je za Visual Studio Code sa instaliranom PlatformIO ekstenzijom i predstavlja kompletan code-workspace.

Zaključak

Krenimo od cene koja je za Serial RS-232/RS-485 Bridge FeatherWing oko $50 u zavisnosti od mesta gde se kupuje i zemlje u koju se isporučuje. Zvanična cena nije dostupna na Würth Elektronik sajtu. U ovom formatu nismo našli adekvatnu zamenu ovom modulu. Adafruit ima svoj breakout board sa MAX2343 kolom za samo $7, ali ono niti je u Feather formatu, niti ima podršku za RS-485, a maskimalna brzina prenosa je 250 kbps.

Kvalitet koji Würth Elektronik donosi u Feather ekosistem ovim, kao i svim drugim FeatherWing-ovima koje smo videli do sada uzdiže primenu sa mejkerske u vrlo ozbiljnu konzjumersku nišu samo na korak od industrijske prmene. Zato zaslužuje i vrlo visoku ocenu u našoj recenziji.