(SKU:DFR0651)TinkerNode Gravity IO扩展板
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概述
TinkerNode Gravity IO扩展板是一款为TinkerNode物联网开发板系列量身打造的IO扩展板,它扩展了丰富的接口,让你方便地连接各类符合Gravity接口标准的模块,让你摆脱面包板繁杂的连线,项目搭建更加轻松优雅。此外,为了实现物联网场景下,电池供电系统经常遇到的低功耗设计问题,扩展板提供了2路电源控制,可通过数字IO打开或关闭连接在扩展板上外设的供电,让其只在需要的时候通电工作,以最小化系统功耗。
特性
- TinkerNode物联网开发板系列专用IO扩展
- Gravity标准接口,繁琐连线瞬间变得轻松简单
- 外设供电可动态控制,轻松实现系统低功耗
技术规格
- 丰富的接口扩展
- Gravity Analog 3P接口:2个
- Gravity Digital 3P接口:5个
- Gravity IIC 4P接口:3个
- Gravity UART 4P接口:1个
- SPI 6P接口:1个
- 复位RST 2P接口:1个
- 电池BAT、5V、3V3供电输出2P接口:各2个
- 产品尺寸:31×38 mm
- 重量:8 g
接口说明
连接指南
- 如下图将模块左上角带有白色丝印的一角与底部的主控板对齐,插入即可。
使用教程
- SPI接口使用排母,片选信号SS可通过拨码开关连接到D0~D2中的任意一个。
- SPI接口可直接连接microSD/TF模块,当开发板自身存储空间不足时,外接microSD/TF模块可提供海量数据的存储需要。除了将模块插入SPI接口,需要注意将拨码开关的其中一路拨到ON,以将D0~D2中任意一个IO连接到片选SS,并在代码中对管脚映射作相应修改。
- 如下图,开发板的供电被划分为两块(橘蓝两色框选的区域),并分别通过EN1和EN2进行控制。当EN1和EN2悬空时(内部上拉),GND1和GND2与开发板的系统地GND相连,正常供电。当EN1或EN2通过数字管脚(D0~D4)被拉至低电平时(需要杜邦线连接),GND1或GND2与开发板的系统地GND断开,相对应的供电被断开。通过这种方式,可以将连接到扩展板的外设供电关断,实现外设的间歇工作,以达到低功耗。
应用实例
通过SPI接口读写TF卡
- 连接:将TF卡插入microSD/TF模块,microSD/TF模块如上图插入到扩展板的SPI接口,并将标有D0一路的拨码开关拨到ON位置,并将扩展板插入TinkerNode主板中。
- 测试代码:将如下代码上传至TinkerNode主板中,进行TF卡的读写测试。
#include "FS.h" #include "SD.h" #include "SPI.h" #define SS D0 // For TinkerNode Series, SS can be one of D0~D2 void listDir(fs::FS &fs, const char * dirname, uint8_t levels){ Serial.printf("Listing directory: %s\n", dirname); File root = fs.open(dirname); if(!root){ Serial.println("Failed to open directory"); return; } if(!root.isDirectory()){ Serial.println("Not a directory"); return; } File file = root.openNextFile(); while(file){ if(file.isDirectory()){ Serial.print(" DIR : "); Serial.println(file.name()); if(levels){ listDir(fs, file.name(), levels -1); } } else { Serial.print(" FILE: "); Serial.print(file.name()); Serial.print(" SIZE: "); Serial.println(file.size()); } file = root.openNextFile(); } } void createDir(fs::FS &fs, const char * path){ Serial.printf("Creating Dir: %s\n", path); if(fs.mkdir(path)){ Serial.println("Dir created"); } else { Serial.println("mkdir failed"); } } void removeDir(fs::FS &fs, const char * path){ Serial.printf("Removing Dir: %s\n", path); if(fs.rmdir(path)){ Serial.println("Dir removed"); } else { Serial.println("rmdir failed"); } } void readFile(fs::FS &fs, const char * path){ Serial.printf("Reading file: %s\n", path); File file = fs.open(path); if(!file){ Serial.println("Failed to open file for reading"); return; } Serial.print("Read from file: "); while(file.available()){ Serial.write(file.read()); } file.close(); } void writeFile(fs::FS &fs, const char * path, const char * message){ Serial.printf("Writing file: %s\n", path); File file = fs.open(path, FILE_WRITE); if(!file){ Serial.println("Failed to open file for writing"); return; } if(file.print(message)){ Serial.println("File written"); } else { Serial.println("Write failed"); } file.close(); } void appendFile(fs::FS &fs, const char * path, const char * message){ Serial.printf("Appending to file: %s\n", path); File file = fs.open(path, FILE_APPEND); if(!file){ Serial.println("Failed to open file for appending"); return; } if(file.print(message)){ Serial.println("Message appended"); } else { Serial.println("Append failed"); } file.close(); } void renameFile(fs::FS &fs, const char * path1, const char * path2){ Serial.printf("Renaming file %s to %s\n", path1, path2); if (fs.rename(path1, path2)) { Serial.println("File renamed"); } else { Serial.println("Rename failed"); } } void deleteFile(fs::FS &fs, const char * path){ Serial.printf("Deleting file: %s\n", path); if(fs.remove(path)){ Serial.println("File deleted"); } else { Serial.println("Delete failed"); } } void testFileIO(fs::FS &fs, const char * path){ File file = fs.open(path); static uint8_t buf[512]; size_t len = 0; uint32_t start = millis(); uint32_t end = start; if(file){ len = file.size(); size_t flen = len; start = millis(); while(len){ size_t toRead = len; if(toRead > 512){ toRead = 512; } file.read(buf, toRead); len -= toRead; } end = millis() - start; Serial.printf("%u bytes read for %u ms\n", flen, end); file.close(); } else { Serial.println("Failed to open file for reading"); } file = fs.open(path, FILE_WRITE); if(!file){ Serial.println("Failed to open file for writing"); return; } size_t i; start = millis(); for(i=0; i<2048; i++){ file.write(buf, 512); } end = millis() - start; Serial.printf("%u bytes written for %u ms\n", 2048 * 512, end); file.close(); } void setup(){ Serial.begin(115200); if(!SD.begin(SS)){ Serial.println("Card Mount Failed"); return; } uint8_t cardType = SD.cardType(); if(cardType == CARD_NONE){ Serial.println("No SD card attached"); return; } Serial.print("SD Card Type: "); if(cardType == CARD_MMC){ Serial.println("MMC"); } else if(cardType == CARD_SD){ Serial.println("SDSC"); } else if(cardType == CARD_SDHC){ Serial.println("SDHC"); } else { Serial.println("UNKNOWN"); } uint64_t cardSize = SD.cardSize() / (1024 * 1024); Serial.printf("SD Card Size: %lluMB\n", cardSize); listDir(SD, "/", 0); createDir(SD, "/mydir"); listDir(SD, "/", 0); removeDir(SD, "/mydir"); listDir(SD, "/", 2); writeFile(SD, "/hello.txt", "Hello "); appendFile(SD, "/hello.txt", "World!\n"); readFile(SD, "/hello.txt"); deleteFile(SD, "/foo.txt"); renameFile(SD, "/hello.txt", "/foo.txt"); readFile(SD, "/foo.txt"); testFileIO(SD, "/test.txt"); Serial.printf("Total space: %lluMB\n", SD.totalBytes() / (1024 * 1024)); Serial.printf("Used space: %lluMB\n", SD.usedBytes() / (1024 * 1024)); } void loop(){ }
- 结果:如读写卡测试正常,将会打印类似于如下TF卡的类型和存储空间等测试信息。
使用电源控制管脚实现系统的超低功耗
- 在使用Gravity: 模拟pH计V2作户外水质监控时,pH计实际仅在需要测量时短暂通电,然后关闭即可。假如根据水质监测的要求,需要每隔10分钟测量一次pH值,每次系统唤醒->测量->数据记录->休眠花费1s,将传感器仅在需要时通电,置于间歇的工作状态,可极大降低系统功耗。在这里pH计功耗约为20mW,通过间歇工作可将其平均功耗降到原来的1/600,即33uW,并随着测量间隔变长而进一步降低。D0可通过杜邦线连接到EN1,通过将其拉低来关断pH计的电源。
pinMode(D0,OUTPUT); //将D0配置为输出 digitalWrite(D0,HIGH); //将D0输出高电平,打开pH计的供电 //读取pH计值,并将数据记录到FLASH或TF卡中 digitalWrite(D0,LOW); //将D0输出低电平,关断pH计的供电
常见问题
Q1. 为什么5V端口测出不是5V电压? |
- A. 5V端口供电由主板提供,由于主控板通常不带有升压功能,当主板由太阳能或者电池供电时,5V端口悬空,无法对外供电;只有当主板由外部6V-24V或者USB供电时,5V端口才有5V电压输出对外供电。详情参考DFR0530 TinkerNode NB-IoT 物联网开发板。
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