Espruino Pixl.js: распиновка, схема подключения и программирование

Espruino Pixl.js — платформа для разработки со встроенным интерпретатором JavaScript. Плата выполнена в формфакторе Arduino R3: с одной стороны расположены контактные колодки для подключения шилдов, а с обраной графический LCD-дисплей.

Мозгом платы является модуль MDBT42Q с чипом Nordic nRF52840, который также обеспечивает беспроводную связь и прошивку по Bluetooth v5.0.

Платформа поддерживает два типа подключения и отладки:

• По беспроводному протоколу BLE
• По проводному последовательному интерфейсу UART

Для старта подключите к плате Espruino Pixl.js линию питания и земли. Выберите один из нескольких вариантов:

• Разъём USB Самый простой способ: подключите платформу к питанию через кабель USB (A — Micro USB).
• Батарейка CR2032 Портативный способ: вставьте батарейку формата CR2032 в батарейный отсек на плате.
• Контакты VIN Подключите внешний источник питания к контактам VIN и GND. Диапазон входного напряжения от 3,5 до 16 вольт.

Для работы с платой Espruino Pixl.js по беспроводному протоколу Bluetooth добавьте и настройте в Google Chrome среду программирования Espruino Web IDE.

На плате пристутсвтует физический порт USB, но он предназначен только для питания платформы. В итоге, для коммуникации с компьютером нам понадобиться USB-UART преобразователь, а чтобы избавиться от проводов используйте переходник Troyka Slot Shield.

Для работы с платой Espruino Pixl.js добавьте и настройте в Google Chrome среду программирования Espruino Web IDE.

Рассмотрим несколько примеров с платформой Pixl.js.

Во всех традициях DIY, мигнём светодиодом на 13 пине.

Так как на платформе отсутвует встроенный светодиод, используем дополнительную расспыху:

• Espruino Pixl.js
• Breadboard Mini
• Светодиод 5 мм
• Резистор 220 Ом
• Соединительные провода «папа-папа»

Прошейти платформу скриптом ниже.

example-led-blink.js

// переменная состояния светодиода
var state = false;
// каждую секунду переключаем светодиод на пине D13
setInterval(function() {
  state = !state;
  D13.write(state);
}, 1000);

Если вам скучно и неинтересно собирать схемы на макетке, используйте нашу экосистему Troyka-модулей: проапдейтим проект маячок на модулях.

Так как на платформе отсутвует встроенный светодиод, используем дополнительную расспыху:

• Espruino Pixl.js
• Troyka Slot Shield
• Светодиод 5 мм (Troyka-модуль)

Прошейти платформу аналогичным скриптом проекта «маячок».

example-led-blink.js

// переменная состояния светодиода
var state = false;
// каждую секунду переключаем светодиод на пине D13
setInterval(function() {
  state = !state;
  D13.write(state);
}, 1000);

Платформа Pixl.js может похвастаться встроенным монохромным LCD-дисплеем с разрешением 128×64 пикселя. Разработчики платы также установили на платформу четыре пользовательских кнопки. Весь этот сет даёт возможность создавать простые игры на Pixl.js прямо из коробки без дополнительных комплектующих. Восоздадим игру из поиска Google, которая появляется при отсутсвии интренет соединения.

example-dinosaur-game.js

var BTNL = BTN4;
var BTNR = BTN3;
var BTNU = BTN1;
 
// Images can be added like this in Espruino v2.00
var IMG = {
  rex: [
    Graphics.createImage(`
           ########
          ##########
          ## #######
          ##########
          ##########
          ##########
          #####
          ########
#        #####
#      #######
##    ##########
###  ######### #
##############
##############
 ############
  ###########
   #########
    #######
     ### ##
     ##   #
          #
          ##
`),
    Graphics.createImage(`
           ########
          ##########
          ## #######
          ##########
          ##########
          ##########
          #####
          ########
#        #####
#      #######
##    ##########
###  ######### #
##############
##############
 ############
  ###########
   #########
    #######
     ### ##
     ##   ##
     #
     ##
`),
    Graphics.createImage(`
           ########
          #   ######
          # # ######
          #   ######
          ##########
          ##########
          #####
          ########
#        #####
#      #######
##    ##########
###  ######### #
##############
##############
 ############
  ###########
   #########
    #######
     ### ##
     ##   #
     #    #
     ##   ##
`),
  ],
  cacti: [
    Graphics.createImage(`
     ##
    ####
    ####
    ####
    ####
    ####  #
 #  #### ###
### #### ###
### #### ###
### #### ###
### #### ###
### #### ###
### #### ###
### #### ###
###########
 #########
    ####
    ####
    ####
    ####
    ####
    ####
    ####
    ####
`),
    Graphics.createImage(`
   ##
   ##
 # ##
## ##  #
## ##  #
## ##  #
## ##  #
#####  #
 ####  #
   #####
   ####
   ##
   ##
   ##
   ##
   ##
   ##
   ##
`),
  ],
};
IMG.rex.forEach((i) => (i.transparent = 0));
IMG.cacti.forEach((i) => (i.transparent = 0));
 
var cacti, rex, frame;
 
function gameStart() {
  rex = {
    alive: true,
    img: 0,
    x: 10,
    y: 0,
    vy: 0,
    score: 0,
  };
  cacti = [{ x: 128, img: 1 }];
  var random = new Uint8Array((128 * 3) / 8);
  for (var i = 0; i < 50; i++) {
    var a = 0 | (Math.random() * random.length);
    var b = 0 | (Math.random() * 8);
    random[a] |= 1 << b;
  }
  IMG.ground = { width: 128, height: 3, bpp: 1, buffer: random.buffer };
  frame = 0;
  setInterval(onFrame, 50);
}
function gameStop() {
  rex.alive = false;
  rex.img = 2; // dead
  clearInterval();
  setTimeout(function () {
    setWatch(gameStart, BTNU, { repeat: 0, debounce: 50, edge: "rising" });
  }, 1000);
  setTimeout(onFrame, 10);
}
 
function onFrame() {
  g.clear();
  if (rex.alive) {
    frame++;
    rex.score++;
    if (!(frame & 3)) rex.img = rex.img ? 0 : 1;
    // move rex
    if (BTNL.read() && rex.x > 0) rex.x--;
    if (BTNR.read() && rex.x < 20) rex.x++;
    if (BTNU.read() && rex.y == 0) rex.vy = 4;
    rex.y += rex.vy;
    rex.vy -= 0.2;
    if (rex.y <= 0) {
      rex.y = 0;
      rex.vy = 0;
    }
    // move cacti
    var lastCactix = cacti.length ? cacti[cacti.length - 1].x : 127;
    if (lastCactix < 128) {
      cacti.push({
        x: lastCactix + 24 + Math.random() * 128,
        img: Math.random() > 0.5 ? 1 : 0,
      });
    }
    cacti.forEach((c) => c.x--);
    while (cacti.length && cacti[0].x < 0) cacti.shift();
  } else {
    g.drawString("Game Over!", (128 - g.stringWidth("Game Over!")) / 2, 20);
  }
  g.drawLine(0, 60, 127, 60);
  cacti.forEach((c) => g.drawImage(IMG.cacti[c.img], c.x, 60 - IMG.cacti[c.img].height));
  // check against actual pixels
  var rexx = rex.x;
  var rexy = 38 - rex.y;
  if (
    rex.alive &&
    (g.getPixel(rexx + 0, rexy + 13) ||
      g.getPixel(rexx + 2, rexy + 15) ||
      g.getPixel(rexx + 5, rexy + 19) ||
      g.getPixel(rexx + 10, rexy + 19) ||
      g.getPixel(rexx + 12, rexy + 15) ||
      g.getPixel(rexx + 13, rexy + 13) ||
      g.getPixel(rexx + 15, rexy + 11) ||
      g.getPixel(rexx + 17, rexy + 7) ||
      g.getPixel(rexx + 19, rexy + 5) ||
      g.getPixel(rexx + 19, rexy + 1))
  ) {
    return gameStop();
  }
  g.drawImage(IMG.rex[rex.img], rexx, rexy);
  var groundOffset = frame & 127;
  g.drawImage(IMG.ground, -groundOffset, 61);
  g.drawImage(IMG.ground, 128 - groundOffset, 61);
  g.drawString(rex.score, 127 - g.stringWidth(rex.score));
  g.flip();
}
 
gameStart();

Теперь используя встроенные кнопки на плате Pixl, помогите динозавру Рексу бежать по пустныни и не врезаться в кактусы.

На плате расположен монохромный LCD-дисплей JHD12864-G176BSW с разрешением 128×64 пикселей. Матрица экрана подключена к встроенному чипу ST7567, который занимается отрисовкой и другими параметрами дисплея. С основным контроллером, в нашем случае модуль MQBT42Q, дисплей общается по интерфейсу SPI.

Экран пригодиться для отображения показаний сенсоров и модулей в виде текста, графиков и диаграмм.

Для работы с дисплеем используйте библиотеку Espruino Graphics, в которой собраны примеры отрисовки графики от пикселя до полноценных битовых изображений.

Платформа Espruino Pixl.js выполнена на модуле MDBT42Q, который включает в себя 32-битный микроконтроллер Nordic nRF52840 на архитектуре ARM Cortex-M4 с тактовой частотой 64 МГц, 512 КБ Flash-памяти и 64 КБ SRAM-памяти.

Чип Nordic nRF52840 так же обеспечивает связь Bluetooth v5.0 в диапазоне 2,4 ГГц и поддерживает энергосберегающий протокол Bluetooth Low Energy (BLE). Всё это позволяет прошивать и отлаживать платформу Pixl.js через Espruino Web IDE прямо по воздуху.

На плате расположено четыре кнопки, которые пригодятся для создания и теста простых программ, без подключения дополнительных тактильных сенсоров.

Кнопка BTN1 также может переводить плату в DFU-режим. Это позволит перепрошить или обновить интерпретатор JavaScript в микроконтроллер без дополнительного программатора. Для перевода в DFU-режим:

• Отключите питание от платформы.
• Зажмите кнопку BTN1.
• Подключите питание к платформе и отпустите кнопку.

Порт micro-USB предназначен для питания платформы Pixl.js через кабель USB (A — Micro USB) с блоком питания на 5 вольт.

Если вы хотите не только питать, но и прошивать плату по кабелю, используйте внешний USB-UART преобразователь. Подробности читайте в разделе проводное подключение платформы Pixl.js.

Линейный понижающий регулятор напряжения MIC5225-3V3 обеспечивает питание дисплея, модуля MDBT42Q и другой логики платы при подключении питания через пин VIN. Диапазон входного напряжения от 3,6 до 16 вольт. Выходное напряжение 3,3 В с максимальным выходным током 150 мА.

На плате расположен отсек для батарейки CR2032, которая обеспечивает работу платформы в портативном режиме. В автономном варианте батарейка сможет протянуть и обеспечить питание платфомы Pixl.js до 20 дней.

Колодки SWD предназначены для подключения программатора и отладчика ST-Link.

• VIN Входной пин для подключения внешнего источника напряжения в диапазоне от 3,5 до 16 вольт.
• VOUT На платформе Pixl.js отсутствует линия питания 5 вольт, поэтому по умолчанию пин VOUT отключён. Но вы можете подключить к нему одну из линий питания на выбор: VIN или 3V3.
• 3V3 Выходной пин от стабилизатора напряжения с выходом 3,3 вольта и максимальных током 150 мА. Регулятор обеспечивает питание модуля MDBT42Q и другой вспомогательной логики платы.
• GND Выводы земли.

• Цифровые входы/выходы 20 пинов: D0–D13 и A0–A5
  Логический уровень единицы — 3,3 В, нуля — 0 В. Максимальный ток выхода — 15 мА. К контактам подключены подтягивающие резисторы, которые по умолчанию выключены, но могут быть включены программно.
• ШИМ все пины ввода-вывода
  Позволяет выводить аналоговые значения в виде ШИМ-сигнала. Разрядность ШИМ установлена в 12 бит. Платформа поддерживает 4 канала аппаратного ШИМ-сигнала, каждый последующий становиться программным.
• АЦП 7 пинов: A0–A5, D3 и D4
  Позволяет представить аналоговое напряжение в виде цифровом виде. Разрядность АЦП установлена в 12 бит.
• NFC
  Для общения с картами общественного транспорта, смартфонами и планшетами, поддерживающими технологию Near Field Communication. Антенна уже встроеная в плату Pixl.js и подключена к внутренним пинам модуля MQBT42Q.

Каждый пин ввода-вывода платформы поддерживает аппаратные интерфейсы.

• Модуль: MDBT42Q с чипом nRF52832
• Ядро: 32-битный ARM Cortex M4
• Частотный диапазон связи: 2,4 ГГц
• Стандарт связи: Bluetooth v5.0 с поддержкой BLE
• Тактовая частота: 64 МГц
• Flash-память: 512 КБ
• SRAM-память: 64 КБ
• Индикация: встроенный LCD-экран
• Пинов ввода-вывода всего: 20
• Напряжение логических уровней: 3,3 В
• Пины с АЦП: 7
• Разрядность АЦП: 12 бит
• Пины с ШИМ: 20
• Разрядность ШИМ: 12 бит
• Аппаратных интерфейсов SPI: 1
• Аппаратных интерфейсов I²C / TWI: 1
• Аппаратных интерфейсов UART / Serial: 1
• Максимальный ток с пина или на пин: 15 мА
• Максимальный выходной ток пина 3V3: 150 мA
• Входное напряжение через пин Vin: 3,5–16 В
• Габариты платы: 60×53 мм

Дисплей

• Модель: JHD12864-G176BSW
• Диаганаль: 2,4 дюйма
• Разрешение: 128×64
• Цвет: монохромный
• Цвет подсветки: белая
• Контроллер: ST7567
• Интерфейс: SPI

• Espruino Pixl.js в магазине.
• Векторное изображение Espruino Pixl.js
• Как настроить платформу Pixl.js со средой Espruino Web IDE
• Учебные и справочные материалы по JavaScript’у в микроконтроллере
• Библиотека для работы с дисплеем Espruino Graphics
• Datasheet на модуль MDBT42Q
• Product Specification на nRF52832
• Datasheet на дисплей JHD12864-G176BSW
• Datasheet на контроллер дисплея ST7567
• Исходники платы в Eagle