Плата Teensy — это мощная платформа для разработки, которая используется в проектах, где требуется высокая производительность и широкий набор интерфейсов для взаимодействия с различными устройствами. Благодаря компактному размеру, высокой тактовой частоте, большому объёму оперативной памяти и поддержке множества интерфейсов ввода-вывода, Teensy идеально подходит для сложных задач, таких как обработка данных в реальном времени, управление аппаратными компонентами и выполнение задач, связанных с машинным обучением или криптографией.
Спасибо, что подписались на канал про полезные технологии:
Для чего нужна плата Teensy?
Teensy используется для создания прототипов и окончательных решений в различных сферах, таких как:
- Встраиваемые системы: Teensy часто применяется в проектах, где требуется быстрое выполнение вычислений и работа с внешними устройствами (датчиками, моторами, аудио- и видеоустройствами).
- Робототехника: Teensy управляет роботами благодаря множеству портов ввода-вывода и поддержке различных интерфейсов, таких как UART, I²C, SPI и CAN.
- Аудио и видео обработка: С помощью Teensy можно воспроизводить и записывать аудио, а также обрабатывать видеопотоки благодаря высокой тактовой частоте и наличию аппаратных интерфейсов.
- Машинное обучение на микроконтроллерах: Плата поддерживает выполнение нейронных сетей и других алгоритмов машинного обучения, что позволяет строить системы, реагирующие на внешние сигналы, такие как звук или изображение.
- Системы управления: Teensy может управлять различными аппаратными компонентами, включая двигатели, светодиоды, сенсоры и другие периферийные устройства.
10 примеров проектов, которые можно построить с помощью Teensy:
1. Миди-контроллер для музыкантов
Teensy позволяет легко создавать устройства для управления музыкальными программами или инструментами, используя различные кнопки, регуляторы и датчики для взаимодействия с MIDI-интерфейсом.
2. Клавиатура или макроклавиатура (hotkeys controller)
Teensy можно использовать для создания программируемой клавиатуры, где каждая клавиша или кнопка будет выполнять сложные команды, облегчающие работу с программами (например, в графическом дизайне или программировании).
3. Роботизированная рука или манипулятор
Teensy 4.0 может управлять роботами, использующими множество суставов. Благодаря множеству портов ШИМ, плата управляет серводвигателями, обеспечивая точное движение робота.
4. Цифровой осциллограф
С Teensy можно создать компактный осциллограф для анализа сигналов, отображающий графики напряжений и сигналов на дисплее в реальном времени.
5. Машинное обучение для распознавания речи
Используя нейронные сети и библиотеки для машинного обучения, Teensy можно задействовать для создания систем распознавания простых голосовых команд, что найдёт применение в умных домах или устройствах управления.
6. Пульт управления дронами
Teensy можно использовать для создания контроллера дронов, обеспечивая стабильную и точную работу за счёт высокой вычислительной мощности и работы с множеством интерфейсов, таких как CAN или UART.
7. Интерактивные LED-панели
Teensy позволяет управлять большими массивами светодиодов с высокой скоростью, что делает возможным создание световых шоу, анимационных дисплеев и интерактивных панелей с сенсорами.
8. Аудиопроцессор или синтезатор
Teensy, особенно с аудиомодулем, может быть основой для создания аудиопроцессора, который микширует, фильтрует или синтезирует звуки, или даже полноценного цифрового музыкального синтезатора.
9. Управление промышленным оборудованием
Благодаря множеству интерфейсов и поддержке CAN-шины, Teensy может быть использован для создания системы управления в автоматизации производственных процессов или контроля станков и другого оборудования.
10. Система умного дома
С Teensy можно создавать систему автоматизации умного дома, которая будет управлять освещением, температурой, безопасностью и другими функциями через датчики и беспроводные модули, обеспечивая связь с различными IoT-устройствами.
Teensy — это универсальный инструмент, который может применяться как для простых любительских проектов, так и для сложных промышленных и научных решений, благодаря своей производительности, компактности и широкой поддержке интерфейсов.
Техническая начинка
В основе Teensy 4.0 лежит 32-разрядный процессор NXP MIMXRT1062DVL6A с ARM Cortex-M7, работающий на частоте 600 МГц. Плата оснащена 1 МБ оперативной памяти и 2 МБ энергонезависимой Flash-памяти. Благодаря таким характеристикам, Teensy заметно превосходит по мощности классические 8-битные платы Arduino. Процессор Cortex-M7 способен обрабатывать до двух инструкций за один такт, а также эффективно предсказывает алгоритмическое ветвление.
Оперативная память разделена на два блока по 512 КБ: первый обеспечивает скорость, сопоставимую с кэшем процессора, и используется для текущих вычислений, а второй, более медленный, предназначен для обмена данными с периферией через контроллер DMA.
На борту Teensy 4.0 имеется аппаратный FPU, который поддерживает работу с 64-битными числами двойной точности. В то время как процессоры Cortex-M4, используемые в предыдущих версиях (Teensy 3.5, 3.6 и SAMD51), ускоряют лишь операции с 32-битными числами. Это делает Teensy 4.0 особенно эффективной для выполнения тригонометрических, логарифмических вычислений и криптографии.
Интерфейсы и подключение
Распиновка Teensy 4.0 полностью совместима с предыдущей моделью Teensy 3.2, а стандартный шаг контактов 2,54 мм облегчает использование платы с макетными платами (Breadboard).
Плата имеет 34 контактных отверстия и 24 площадки, предоставляющие 40 портов ввода-вывода, поддерживающих прерывания и дополнительные функции.
- 31 контакт поддерживает работу с ШИМ.
- 14 портов оборудованы АЦП для работы с аналоговыми устройствами.
- 16 каналов используют прямой доступ к памяти (DMA).
- Среди аппаратных интерфейсов: 7× UART, 3× I²C, 3× SPI, 3× CAN, 1× S/PDIF, 2× I²S.
Эти интерфейсы дают возможность подключать множество датчиков и модулей с логическим уровнем 3,3 В. Однако пины Teensy не поддерживают напряжение 5 В, поэтому важно не подавать более 3,3 В на них, кроме Vin и VUSB.
Для управления питанием платы можно использовать внешнюю кнопку, подключаемую к пину On/Off. Короткое нажатие включает питание, а удержание кнопки на протяжении 5 секунд — отключает его.
Кроме того, на плате присутствуют встроенные часы реального времени, работающие от часовой батарейки через контакт VBat.
Энергопотребление
Teensy 4.0 может питаться от micro-USB или через контакт Vin. Рекомендуемое напряжение питания составляет от 3,3 до 5 В. При максимальной частоте процессора 600 МГц плата потребляет до 100 мА тока.
Программирование
Teensy поддерживается средой разработки Arduino IDE, что значительно упрощает процесс начала работы с платформой. Для программирования нужно установить расширение Teensyduino и выбрать нужную модель в настройках.
Teensy позволяет плавно переходить от разработки в среде Arduino к более сложным системам Embedded. Начав с простых библиотек Arduino, разработчики могут постепенно перейти к написанию кода для ARM, сохраняя привычную среду разработки. Для более продвинутых пользователей существует возможность использования профессиональных инструментов, таких как Keil или IAR.
Комплектация
1× Плата Teensy 4.0
Обратите внимание: плата поставляется без паяных контактов. Штырьки необходимо припаять самостоятельно.
Характеристики:
- Микроконтроллер: NXP MIMXRT1062DVL6A
- Ядро: ARM Cortex-M7 (32 бита)
- Тактовая частота: 600 МГц
- Оперативная память: 1 МБ
- Flash-память: 2 МБ
- Порты ввода-вывода: 40
- Порты с прерываниями: 40
- Порты с АЦП: 14
- Разрядность АЦП: 8/10/12 бит (по умолчанию 10 бит)
- Порты с ШИМ: 31
- Разрядность ШИМ: 8/10/12/16 бит (по умолчанию 8 бит)
- DMA-каналы: 16
- Интерфейсы:
- 7× UART
- 3× I²C
- 3× SPI
- 3× CAN
- 1× S/PDIF
- 2× I²S
- Напряжение питания:
- Через USB: 5 В
- Через Vin: 3,3–5 В
- Потребляемый ток: до 100 мА
- Логический уровень: 3,3 В
- Максимальный ток на пине 3V3: 250 мА
- Габариты: 36×18×4 мм.
