De SODAQ ExpLoRer

Het SODAQ ExpLoRer ontwikkelbord is een Arduino compatibel bord gemaakt voor onderzoeks- en labo doeleinden. Doordat het een Arduino compatibel bord is, is het natuurlijk ook heel toegankelijk voor studenten.

Naast een LoRaWAN module voor draadloze communicatie, bevat het bord eveneens een Bluetooth Low Energy (BLE) module. Standaard is het bord voorzien van een oplaadbare batterij die kan worden opgeladen via USB, externe voeding of een zonnepaneel. Externe sensoren kunnen daarbij via de I/O's of het Grove systeem worden aangekoppeld. Kortom heel wat functionaliteit voor zo'n klein bordje.

SODAQ ExpLoRer

Eigenschappen

Eigenschap	Waarde
Microcontroller	ATSAMD21J18, 32-Bit ARM Cortex M0+
Compatibiliteit	Arduino M0
Grootte	93 x 55 mm
Voeding	3.3V
I/O	20 pinnen
Analoge outputs	10-bit DAC
Externe interrupts	Mogelijk op alle pinnen
Maximale DC stroom per I/O	7 mA
Flash geheugen	256KB en 4MB (externe flash)
SRAM	32KB
EEPROM	Tot 16KB door emulatie
Kloksnelheid	48 MHz
Stroomvoorziening	5V USB power and/or 3.7 LiPo batterij
Opladen	Via zonnepaneel charger, tot 500mA oplaadstroom
LEDs	RGB LED, Blue LED
LoRa	Microchip RN2483 module
Bluetooth	Microchip RN4871 module
Cryptochip	ATECC508A
Temperatuursensor	MCP9700AT
USB	MicroUSB Port

Starten met de SODAQ ExpLoRer

Begin met het downloaden van de laatste nieuwe Arduino IDE van de website van Arduino https://www.arduino.cc/en/softwareopen in new window.

Arduino op de Raspberry Pi

Tijdens de workshop moet je Arduino IDE niet meer installeren. Dit werd reeds voor jullie gedaan. Op de Raspberry Pi's kan je niet de standaard Arduino IDE op installeren. Hier heb je de Linux ARM editie voor nodig. De installatieinstructies hiervoor kan je hier terugvinden: Install the Arduino Software (IDE) on Linuxopen in new window

Start de Arduino IDE op.

Vooraleer er van start kan worden gegaan moet het ontwikkelbord worden toegevoegd aan de board manager van Arduino. Dit doe je door in de Arduino IDE te navigeren naar File => Preferences en in het invulvak Additional Boards Managers URLs het volgende in te vullen:

http://downloads.sodaq.net/package_sodaq_samd_index.json

Toevoegen van een Board URL

Vervolgens dienen we de nieuwste definitie van dit bord te installeren. Ga hiervoor naar Tools => Board => Boards Manager ... en type dan sodaq in het filterveld.

Lijst van SODAQ Boards

Klik vervolgens op Install voor het bord SODAQ SAMD Boards by SODAQ.

Zorg er vervolgens voor dat het SODAQ ExpLoRer bord is geselecteerd onder Tools => Board => SODAQ SAMD (32-bits ARM Cortex-M0+ ) Boards.

Selecteer het SODAQ ExpLoRer bord

Als laatste dien je ook aan te duiden op welke seriele poort het bord is aangesluiten. Ga naar Tools => Port en selecteer de correcte poort.

Pin benamingen

Onderstaand vind je de benamingen van de pinnen die je kan gebruiken binnen je Arduino sketch.

Pin benamingen

Handige benamingen voor veelgebruikte pinnen

Naast de standaard Arduino benamingen kan je tevens gebruik maken van een aantal handige benamingen voor de veelgebruikte pinnen. Deze worden voorzien door de definitie van het bord dat werd ingeladen.

Beschrijving	Pin nummer	Benaming
RGB Red LED		LED_RED
RGB Green LED		LED_GREEN
RGB Blue LED		LED_BLUE
Blue LED	D13	LED_BUILTIN
Bluetooth Wake		BLUETOOTH_WAKE
Bluetooth Reset*		BT_RESET
Push Button*		BUTTON
LoRa Reset*		LORA_RESET
Temperature Sensor	A6	TEMP_SENSOR

*Bord revisie 5 en hoger

Batterijbeheer

De ExpLoRer werkt op een oplaadbare knoopcel batterij die er standaard wordt bijgeleverd. Om de batterij op te laden, kan de ExpLoRer op USB en/of op een zonnepaneel worden aangesloten.

De ExpLoRer kan echter maar 1 batterij tegelijkertijd gebruiken. Verplaats de schakelaar om te kiezen tussen de interne knoopcel batterij of een externe batterij. Enkel de geselecteerd batterij wordt opgeladen.

Je kan eveneens een 3,3V tot 5,2V voeding aansluiten op de zonnepaneel-connector om de batterij op de laden.

Bootloader mode

Om stroom uit te sparen is het eveneens mogelijk om de USB-verbinding uit te schakelen. Als de reset-knop dan binnen een seconde tweemaal wordt ingedrukt, wordt er de bootloader gestart in plaats van de Arduino sketch. Dit laat dan toe om een nieuwe sketch in te laden. Merk wel op dat je een andere COM-poort zal zien op de computer.

Hardware seriele poorten

De SODAQ ExpLoRer heeft 4 hardware seriele poorten:

SerialUSB – Deze kan je gebruiken om te communiceren met je computer via de seriele monitor in je Arduino IDE.
Serial – Dit is een seriele poort die naar buiten werd gebracht om te communiceren met andere hardware (via pin D1/TX en D0/RX).
Serial1 – Deze wordt gebruikt om de Bluetooth module aan te sturen.
Serial2 – Deze wordt gebruikt om de RN2483 LoRaWAN module aan te sturen.

De snelheden (te kiezen uit 9600, 19200, 38400, 57600, 74880, 115200, ...) van de verschillende seriele poorten kan je instellen door dit mee te geven met de begin() methode. Hieronder vind je een starter voorbeeld van een sketch die de poort instelt op 115200 en vervolgens om de 5 seconden Hello World uitstuurt op SerialUSB (dit kan je zien via de seriele monitor in je Arduino IDE).

// Put your setup code here, to run once:
void setup() {
  SerialUSB.begin(115200);
}

// Put your main code here, to run repeatedly:
void loop() {
  // Output "Hello World" to SerialUSB which is connected
  // to the computer via USB
  SerialUSB.println("Hello World");

  // Wait 5 seconds before continueing
  delay(5000);
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

Selecteer het upload icoon (pijl naar rechts) om de sketch te compileren en in het bord te laden. Als je de seriele monitor opent en de snelheid instelt op 115200 zou je volgende output moeten krijgen:

Hello World van SODAQ ExpLoRer

Even wachten

De sketch wordt na het opladen of het inpluggen van de voeding direct gestart. Als je dan een seriele monitor opent zal de code niet herstarten en kan het dus zijn dat je de beginberichten van je sketch niet ziet. Dit kan je oplossen door de sketch te laten wachten tot er een seriele monitor is aangesloten. Door er tevens een timeout op te zetten, zal de sketch toch starten indien binnen de aangegeven tijd geen seriele monitor wordt aangesloten.

// Put your setup code here, to run once:
void setup() {
  SerialUSB.begin(115200);

  // Wait for SerialUSB or start after 10 seconds
  while ((!SerialUSB) && (millis() < 10000)) {}

  SerialUSB.println("Starting Hello World demo code ...");
}

// Put your main code here, to run repeatedly:
void loop() {
  // Output "Hello World" to SerialUSB which is connected
  // to the computer via USB
  SerialUSB.println("Hello World");

  // Wait 5 seconds before continueing
  delay(5000);
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

Je zou dan volgende output moeten krijgen:

Hello World van SODAQ ExpLoRer met wachten op seriele monitor

Alive LED

Een device zoals dit is niet altijd aangesloten op een computer. Toch willen we soms in een oogopslag zien of het device nog werkt. Vandaar dat we dit soort systemen meestal voorzien van een LED die af en toe eens knippert. Typisch noemen we dit een alive LED.

Onderstaande sketch voegt ook nog een alive LED toe aan het "Hello World" programma.

// Put your setup code here, to run once:
void setup() {
  SerialUSB.begin(115200);

  // Configure LED_BUILTIN  as output
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);

  // Wait for SerialUSB or start after 10 seconds
  while ((!SerialUSB) && (millis() < 10000)) { }

  SerialUSB.println("Starting Hello World demo code ...");
}

// Put your main code here, to run repeatedly:
void loop() {
  // Output "Hello World" to SerialUSB which is connected
  // to the computer via USB
  SerialUSB.println("Hello World");

  // Blink LED shortly
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
  delay(200);
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);

  // Wait 5 seconds before continueing
  delay(5000);
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27

Indien de batterij van het device is opgeladen, kan je de USB connector even uitrekken om te kijken of het systeem nog steeds operationeel is. Dit natuurlijk nadat je de nieuwe firmware hebt ingeladen.

Bluetooth

Het ExpLoRer bord bevat eveneens een Bluetooth Low Energy module (RN4871) die je kan gebruiken om draadloos te communiceren met andere apparaten zoals bv. een GSM of laptop. Indien je dit wil doen dien je wel de Bluetooth bibliotheek voor Arduino te downloaden.

Deze kan je vinden op Microchip_RN487xopen in new window.

Bord schema's

Indien je dit ooit nodig heb, kan je hieronder ook de schema's van de verschillende bord revisies downloaden.

# De SODAQ ExpLoRer

# Eigenschappen

# Starten met de SODAQ ExpLoRer

# Pin benamingen

# Handige benamingen voor veelgebruikte pinnen

# Batterijbeheer

# Bootloader mode

# Hardware seriele poorten

# Even wachten

# Alive LED

# Bluetooth

# Bord schema's

De SODAQ ExpLoRer

Eigenschappen

Starten met de SODAQ ExpLoRer

Pin benamingen

Handige benamingen voor veelgebruikte pinnen

Batterijbeheer

Bootloader mode

Hardware seriele poorten

Even wachten

Alive LED

Bluetooth

Bord schema's