KL05Z e Caixa

Apresentando a FRDM-KL05Z Deixe um comentário

Com relação à FRDM-KL05Z, fizemos aqui no blog algo inusitado: Primeiro mostramos como usar a placa, e depois, agora, falamos um pouco mais sobre ela!

Curiosidades à parte, podemos começar falando dela da seguinte forma: Se de um lado temos a FRDM-K64F que é um poderoso canhão embarcado, temos do outro lado um membro da família um pouco mais simples, mas que nem por isso deve ser subestimado! A FRDM-KL05Z veio para ser uma porta de entrada para quem quer se aventurar na arquitetura ARM no desenvolvimento de aplicações de baixo consumo.

O coração da KL05Z

Microcontrolador MKL05Z32VFM4

O coração da KL05Z é o microcontrolador MKL05Z32VFM4, um ARM Cortex-M0+ Kinetis da série L, voltado para aplicações de baixo consumo de energia. Dentre os seus atributos, podemos citar:

  • Frequência de operação de 48 MHz
  • 32 KB de Memória Flash
  • 4 KB de Memória RAM
  • Encapsulamento de 32 pinos QFN
  • 9 Modos de Baixo Consumo
  • 41 sinais GPIO
  • Interface para Sensor Touch de baixo consumo
  • Alimentação de energia com 1.8 V (até 1.71 V considerando a tolerância)
  • Comunicação
    • 1 Módulo SPI
    • 1 Módulo UART de baixo consumo
    • 1 Módulo I2C
  • Módulos Analógicos
    • Conversor Analógico-Digital SAR de 12-bits
    • Conversor Digital-Analógico de 12-bit
  • Timers
    • Timer/PWM de 6 canais
    • 1 Módulo Timer/PWM de 2 canais
    • Relógio de Tempo Real
    • Timer de baixo consumo de 16-bits
    • Timers de Interrupção Periódica

A Irmandade

Na FILIPEFLOP há também um irmão um pouco mais aprimorado da KL05Z, que é a KL25Z, apresentada por mim mesmo nesse artigo. Ambas são ARM voltadas para aplicações de baixo consumo, porém, a KL25Z possui alguns recursos a mais, como USB OTG, 128 KB de Flash e 16 KB de RAM, além de ter um encapsulamento de 80 pinos LQFP.

FRDM-KL05Z e FRDM-KL25Z

A diferença de pinos entre um e outro também se reflete na respectiva placa FRDM. Se você observar bem, verá que a FRDM-KL05Z possui uma pinagem nos moldes do Arduino R3, sendo que já a FRDM-KL25Z possui fileiras duplas de sinais em ambos os lados.

Pensando nisso, você deve se perguntar… Se há um, por quê o outro? Simples: Aplicações.

Se você quer um substituto tunado de um “Arduino R3”, a FRDM-KL05Z é uma ótima escolha. Porém, se você precisa de recursos como USB e mais sinais de interface e controle,  a FRDM-KL25Z será uma melhor escolha.

A FRDM-KL05Z

Como mencionado anteriormente, a FRDM-KL05Z é a placa que expõe e facilita o acesso aos recursos do MKL05Z32VFM4, ou KL05Z. Dessa forma, a placa possui regulador de energia, cristal, alimentação via USB, expõe os sinais de interface para comunicação e IOs, agregando alguns mimos a mais, tais como acelerômetro de 3 eixos MMA8451Q, led RGB e Touch Slider – Sim, a KL05Z possui, assim como a KL25Z, capacidade para lidar com entradas de sinais capacitivos.

Componentes da KL05ZAssim como as demais placas FRDM, a FRDM-KL05Z também possui um depurador OpenSDA integrado, que basicamente é um microcontrolador K20 “programado para programar”.

OpenSDA em detalhe

Dessa forma, além de não precisar de nenhum hardware adicional para programar o microcontrolador, o depurador OpenSDA também permite que você veja em tempo-real a execução de programas no microcontrolador, identificando o valor de variáveis, fluxo do programa, etc, o que é algo que vem muito a calhar em situações diversas no desenvolvimento de sistemas embarcados.

Esse mesmo depurador é usado na ferramenta MBED para gravar no microcontrolador o código gerado pela ferramenta online. Infelizmente, o MBED ainda não possui, até o presente momento, o recurso para depuração do código em execução. Para utilizar desse recurso é preciso usar ferramentas como a IDE Kinetis Design Studio.

Pinagem Arduino Uno R3

Uma das características que dei bastante destaque é a compatibilidade com a pinagem Arduino UNO R3. Não é pra menos: Os projetistas respeitaram minuciosamente a ordem dos sinais, como pode ser observado na figura abaixo, ou seja, desde a parte de alimentação, passando pelas entradas analógicas, e até mesmo a parte de sinais digitais, Serial UART, I2C/SPI e PWM.

Pinout KL05Z

Além disso, essa compatibilidade com Arduino UNO R3 torna possível utilizar shields Arduino com a FRDM-KL05Z.

Mimos Adicionais

Dentre os mimos adicionais que foram mencionados anteriormente, temos um LED RGB, Touch Slider capacitivo e um acelerômetro de 3 eixos. Na figura abaixo esses 3 itens aparecem em destaque.

Interessante observar a pinagem exposta, pois é a pinagem que deve ser usada para o acesso a esses recursos. Em próximos posts, irei mostrar como acessar o LED RGB, o Touch Slider Capacitivo e o Acelerômetro, respectivamente.

Legenda componentes KL05Z
Destaque para o acelerômetro e LED RGB da KL05Z.

Aplicações

Eu, pessoalmente, mentalizo essa placa como um bom substituto do Arduino UNO R3. Se dificuldade de programação é uma bandeira vez ou outra levantada no que diz respeito aos microcontroladores ARM, isso não vem mais ao caso com o desenvolvimento usando MBED. Além do mais, mesmo usando Kinetis Design Studio há uma série de utilitários que facilitam o desenvolvimento para microcontroladores ARM Kinetis.

Com base na FRDM-KL05Z, cito os possíveis exemplos de aplicação, tendo por base seu apelo de baixo consumo:

  • Robótica Móvel
    • Com 8 sinais de PWM é possível controlar servo-mecanismos e intensidade de Ponte-H, elementos usados na movimentação de robôs.
    • Possui acelerômetro embutido na placa – Sensor de inclinação para robô
  • Sensoriamento Remoto
    • Por ter 9 modos de baixo consumo e periféricos projetados para baixo consumo de energia, pode ser programada para operar por longos períodos de tempo colhendo dados de sensores diversos.
  • Automação Residencial – Domótica
    • Dependendo do tipo de equipamento utilizado em domótica, ele pode operar à bateria. Seja um relé, sensor de presença ou sensor de temperatura/umidade, etc. E para durar mais tempo nesse cenário, é bom que o consumo seja o menor possível.
  • Aprendizado de Microcontroladores ARM
    • Como professor, recomendo ela sem sombra de dúvida para cursos de Sistemas Embarcados e treinamentos em geral.  É barata, prática, e compatível com Shields Arduno.

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