O Arduino Esplora Original da Itália é uma placa de microcontrolador derivado do Arduino Leonardo. O Esplora difere de todas as placas Arduino anteriores pois fornece uma série de sensores incorporados prontos para usar disponíveis para a interação. Ele foi projetado para pessoas que querem se aprofundar com Arduino sem ter que aprender sobre a eletrônica primeiro.

Para uma introdução passo-a-passo sobre o Esplora, confira o Guia de Introdução ao Esplora (Inglês). O Esplora tem som onboard e saídas de luz, e vários sensores de entrada, incluindo um joystick, um controle deslizante, um sensor de temperatura, um acelerômetro, um microfone e um sensor de luz. Ele também tem o potencial de expandir as suas capacidades com duas entradas TINKERKIT e conectores de saída, e conta ainda com um soquete para um display LCD TFT colorido.

Como a placa Leonardo, o Esplora usa um microcontrolador AVR ATmega32u4 com oscilador de cristal de 16 MHz e uma conexão micro USB capaz de operar como um dispositivo USB client, como um mouse ou um teclado.

No canto superior esquerdo da placa, há um botão reset, que você pode usar para reiniciar a placa. Há quatro LEDs de status:

* ON [verde] indica se a placa está recebendo alimentação

* L [amarelo] conectado diretamente ao microcontrolador, acessível através do pino 13

* RX e TX [amarelos] indicam os dados que estão sendo transmitidos ou recebidos através da comunicação USB

A placa contém tudo que é necessário para dar suporte ao microcontrolador, basta conectá-lo a um computador com um cabo USB para começar. O Esplora foi construído com comunicação USB incorporada, que pode aparecer em um computador conectado, como um mouse ou teclado, além de uma porta virtual (CDC) serial / COM port.  Isto tem outras implicações no comportamento da placa, que estão detalhados na página de primeiros passos (em inglês).

Esquema e Referência de design

Dados técnicos:

Arquivos EAGLE: arduino-esplora-reference-design.zip
Esquema: arduino-esplora-schematic.pdf

Características físicas

O Esplora possui um polyfuse ressetável que protege a porta USB do seu computador contra sobre-corrente e curtos circuitos. Embora muitos computadores tenham sua própria proteção interna, o fusível fornece um grau a mais de proteção. Se mais de 500mA forem aplicados à porta USB, ele automaticamente irá interromper a conexão até que o curto ou a sobrecarga sejam removidos.

Proteção contra sobre corrente na USB

Devido ao modo como o Leonardo lida com o reset é melhor deixar o software Arduino tentar iniciar o reset antes de enviar um novo scketch, especialmente se você tiver o hábito de pressionar o botão de reset antes de fazer upload. Se o software falhar em resetar a placa, você sempre pode iniciar o bootloader pressionando o botão de reset.

Ao invés de necessitar do pressionamento físico de um botão antes de um upload, o Arduino Esplora é desenvolvido de modo que permita esta operação ser feita por meio do software rodando em um computador. O reset é disparado quando a porta serial virtual (CDC) é aberta a 1200 baud e depois fechada. Quando isto ocorre o processador é ressetado interrompendo a comunicação USB (isto significa que a porta serial virtual COM desaparece). Após o reset o bootloader roda ficando ativo por aproximadamente 8 segundos. O bootloader também pode ser inicializado precionando-se o botão de reset do Esplora. Note que quando a placa é inicialmente alimentada ela rodará imediatamente a sketch do usuário, caso esteja presente, ao invés de iniciar o bootloader.

Reset automático por software

Visite a referência da biblioteca Esplora para ver a documentação completa.

A biblioteca oferece métodos de alto nível que fornecem dados pré-processados, com graus Celsius ou Fahrenheit a partir do sensor de temperatura. Também habilita fácil acesso às saídas com escrever valores no LED RGB.

Para facilitar a criação de códigos para o Esplora há uma biblioteca dedicada que contém métodos para leitura dos sensores e escrita nas saídas embarcadas.

Biblioteca Esplora

Você também pode saltar o bootloader e programar o microcontrolador através da conexão ICSP (In-Circuit Serial Programming. Veja estas instruções para mais detalhes.

O ATmega32U4 no Arduino Esploa vem pré-gravado com um bootloader que permite o envio de novos códigos sem a utilização de um programador externo (um hardware auxiliar). Ele se comunica através do protocolo AVR109.

O Esplora pode ser programado com o software Arduino (download). Selecione "Arduino Esplora" em Tools > Board.

Programando

O Esplora também pode aparecer como um teclado ou uma mouse genérica, e pode ser programado para controlar estes dispositivos de entrada utilizando as bibliotecas mouse e teclado.

O ATmega32U4 também oferece suporte à comunicação SPI que pode ser acessada através da biblioteca SPI.

O Leonardo e o Esplora têm uma grande quantidade de facilidades de comunicação com um computador, com outro Arduino ou com outros microcontroladores. O ATmega32U4 fornece comunicação serial (CDC) sobre a USB e aparece como uma porta virtual COM para o software do computador. O chip funciona ainda como um dispositivo USB 2.0 de velocidade total utilizando drivers USB COM padrão. No windows um arquivo .inf é necessário. O software Arduino inclui um monitor serial que permite que informações simples de texto sejam envidas de e para a placa Arduino. Os LEDs RX e TX na placa piscarão quando dados estiverem sendo transmitidos através da conexão USB.

Comunicação

Para utilizar o número total de sensores disponíveis a placa utiliza um multiplexador analógico. Isto significa que uma única entrada analógica do microcontrolador é dividida entre todos os canais de entrada (exceto o acelerômetro). Quatro pinos adicionais do microcontrolador indicam qual canal deve ser lido.

• Joystick analógico com botão central.
• 4 botões.
• potenciômetro linear.
• Microfone para o audio ambiente.
• Sensor de luz.
• Sensor de temperatura ambiente.
• Acelerômetro triaxial que mede a relação da placa com a gravidade em 3 eixos
• Buzina para produção de ondas quadradas
• LED RGB para reprodução de cores
• 2 entradas com conector de 3 pinos
• 2 saídas com conector de 3 pinos
• conector para display sensível ao toque, tela LCD, cartão SD ou outros dispositivos que utilizem o padrão SPI

O Esplora tem as seguintes entradas e saídas embarcadas:

O design do Esplora relembra o dos tradicionais gamepads com um joystick analógico à esquerda e quatro botões à direita.

Entrada e saída:

O ATmega32u4 tem 32KB (dos quais 4KB são utilizados pelo bootloader). Também tem 2.5KB de SRAM e 1KB de EEPROM (que pode ser lida e escrita com a biblioteca EEPROM)

Memória

O comprimento e largura máximos da placa do Esplora são de 16,5cm e 6,1cm respectivamente. Com os conectores USB e de 3 pinos se extendendo para além deste limite. Quatro parafusos permitem que a placa seja fixada em uma superfície ou um case.