Плата розробки Teensy 4.0

Teensy 4.0 — компактна та дуже продуктивна плата розробки на мікроконтролері NXP i.MX RT1062 з ядром ARM Cortex-M7, що працює на частоті 600 МГц. Ядро виконує до двох інструкцій за такт і має апаратний блок обчислень з плаваючою комою (32 та 64 біти), тому плата значно швидша за більшість плат Arduino та STM32. Teensy 4.0 має 40 цифрових виводів, 31 PWM-вихід, 14 аналогових входів, 7 послідовних портів, по 3 інтерфейси SPI, I2C і CAN, цифрове аудіо I2S та S/PDIF, а також високошвидкісний USB 480 Мбіт/с. Плата програмується в Arduino IDE з доповненням Teensyduino і сумісна з більшістю бібліотек Arduino. Завдяки малим розмірам 35,6 × 17,8 мм вона підходить для обробки аудіо, синтезаторів і MIDI-пристроїв, керування світлодіодними стрічками, робототехніки, систем збору даних та інших задач, де потрібна висока швидкодія. Плату виготовляє SparkFun Electronics за ліцензією PJRC.

Технічні характеристики

• Мікроконтролер: NXP i.MX RT1062, ARM Cortex-M7
• Тактова частота: 600 МГц
• Флеш-пам'ять: 2048 КБ (1984 КБ для програм, 64 КБ під емуляцію EEPROM)
• Оперативна пам'ять: 1024 КБ (з них 512 КБ швидкої пам'яті TCM)
• Емуляція EEPROM: 1080 байт
• Блок обчислень з плаваючою комою: 32 і 64 біти
• Живлення: від USB (5 В) або через вивід VIN 3,6–5,5 В
• Струм споживання: близько 100 мА на частоті 600 МГц
• Вихід стабілізатора 3,3 В: до 250 мА для зовнішніх пристроїв
• Логічні рівні: 3,3 В (виводи не толерантні до 5 В)
• Рекомендований струм виводу: до 4 мА
• Цифрові входи/виходи: 40 (24 по краях плати, 16 площадок на звороті)
• PWM-виходи: 31
• Аналогові входи: 14 (роздільна здатність 10 біт за замовчуванням, до 12 біт)
• Послідовні порти UART: 7
• SPI: 3
• I2C: 3 (100, 400, 1000 кбіт/с)
• CAN: 3 (один з підтримкою CAN FD)
• Цифрове аудіо: 2 порти I2S/TDM, S/PDIF, MQS
• USB: micro-USB, 480 Мбіт/с; USB Host 480 Мбіт/с (площадки на звороті)
• SD-картка: площадки 4-бітного інтерфейсу SDIO на звороті
• Годинник реального часу (RTC) з живленням від батареї через VBAT
• Додатково: 32 канали DMA, апаратний генератор випадкових чисел, вбудований датчик температури
• Розміри: 35,6 × 17,8 мм
• Виробник: SparkFun Electronics (за ліцензією PJRC)

Функціонал

• Висока продуктивність для обробки аудіо, сигналів і графіки
• Програмування в Arduino IDE (Teensyduino), PlatformIO, CircuitPython
• Підтримка режимів USB: послідовний порт, MIDI, аудіо, клавіатура, миша, джойстик
• Підключення USB-пристроїв через USB Host
• Робота з SD-картками через швидкий інтерфейс SDIO
• Програмне налаштування частоти процесора
• Режим енергозбереження та вимкнення через вивід On/Off

Розпіновка

Призначення службових виводів

• VIN — вхід живлення 3,6–5,5 В. За замовчуванням з'єднаний з VUSB.
• VUSB (зворот) — напруга 5 В від USB. Щоб живити плату від зовнішнього джерела при підключеному USB, розріжте доріжку між площадками VIN і VUSB на звороті плати.
• 3.3V — вихід стабілізатора 3,3 В, до 250 мА.
• VBAT (зворот) — підключення батареї 3 В (наприклад, CR2032) для роботи годинника реального часу.
• Program — кнопка та площадка для примусового переходу в режим завантаження програми.
• On/Off (зворот) — утримання на GND близько 5 с вимикає плату, коротке замикання на GND вмикає її.
• 13 / LED — вбудований світлодіод.

Початок роботи

1. Встановіть Arduino IDE. У «Файл → Налаштування» додайте адресу менеджера плат: https://www.pjrc.com/teensy/package_teensy_index.json
2. Відкрийте «Інструменти → Плата → Менеджер плат», знайдіть «Teensy» та встановіть пакет.
3. Підключіть плату до комп'ютера кабелем micro-USB з лініями передачі даних.
4. Оберіть «Інструменти → Плата → Teensy 4.0» та відповідний порт.
5. Відкрийте приклад «Blink» і натисніть «Завантажити». Програма Teensy Loader запише код автоматично; якщо цього не сталося, натисніть кнопку Program на платі.
6. У меню «Інструменти → USB Type» можна обрати, яким пристроєм плата буде для комп'ютера (Serial, MIDI, Audio, Keyboard тощо), а в «Інструменти → CPU Speed» — частоту процесора.

Важливі примітки

• Виводи працюють з рівнями 3,3 В і не витримують 5 В. Для підключення 5 В пристроїв використовуйте перетворювачі рівнів.
• Аналогові входи вимірюють напругу 0–3,3 В.
• Не перевищуйте навантаження 250 мА на виході 3,3 В.
• Під час роботи на 600 МГц процесор помірно нагрівається — це нормально. Для роботи на частотах понад 600 МГц потрібне додаткове охолодження.

Можливі несправності та їх усунення

• Комп'ютер не бачить плату — кабель призначений лише для заряджання. Використайте кабель з лініями передачі даних.
• Програма не завантажується автоматично — натисніть кнопку Program на платі під час завантаження.
• Порт не з'являється в Arduino IDE — перевірте, що встановлено пакет Teensy, а в «USB Type» обрано режим із Serial.
• Плата «зависла» після завантаження програми з помилкою — утримуйте кнопку Program близько 15 секунд, доки не блимне світлодіод, і відпустіть. Плата повернеться до заводської програми Blink, після чого можна завантажити новий код.
• Нестабільна робота при підключенні зовнішніх модулів — перевірте, що модулі працюють з рівнями 3,3 В, а сумарне споживання від виводу 3.3V не перевищує 250 мА.