Arduino_MKR_ZERO
Arduinoシリーズのマイコンボード。音楽再生に特化したボードである。このボードを基に「MKR」という名称がつくシリーズが展開している。
目次
概要
Arduino MKR ZEROは音楽再生に特化して開発された32bitのArduinoボードである。
Arduinoシリーズの機能拡張ボードはMKR ZEROの他に、Mega 2560、Zero、Dueがある。
特徴
MKR ZEROはAtmel SAMD21G18を基に作られた、MKRフォームファクタのマイコンボードである。
価格は21.90ドル。
専用のSPIインターフェース（SPI1）に接続されたSDコネクタを搭載しており、追加のハードウェアなしで音楽再生ができるのが特徴である。
音楽再生ボード向けに、以下のライブラリも提供されている。
- Arduino Soundライブラリ：ボード上で音楽ファイルを再生および分析する
- I2Sライブラリ：I2Sプロトコルを使用。I2SとはInter-IC Soundのこと。デジタルオーディオデバイスを接続するための電気シリアルバスインターフェース規格
オンボード
MKR ZEROの主なコンポーネントは以下の通りである。
- ATSAMD21G18
- デジタルIOピン：22
- PWM出力ピン：12
- アナログ入力ピン：7
- アナログ出力ピン：1
- UARTピン：1
- SPIピン：1
- I2Cピン：1
- I2C追加コネクタ
- オンボードSD
- JSTコネクタ
- micro USB-Bポート
マイコン
MKR ZEROはATSAMD21G18を搭載している。SAMD21を使用したArduinoボードは、Zeroなどがある。
ATSAMD21G18
SAMD21は32bit ARM Cortex M0 ＋コアを使用したマイコンチップである。
ARMコアのメリットとして以下の点が挙げられる。
- 単一のCPUクロック内で4byte幅のデータを操作できる
- 48MHzのCPUクロック
- 12チャネルのDMAコントローラ
- クロック/カレンダー機能付き32bitのリアルタイムカウンタ（RTC）
- 32bitのCRCジェネレータ
- 2チャネルのインターICサウンド（I2S）インターフェース
- ペリフェラルタッチコントローラ（PTC）
電源
MKR ZEROへの給電方法はUSB接続か外部電源接続である。
また充電回路を備えているため、LiPoバッテリを接続して充電することも可能。
電源ピン
MKR ZEROは以下の電源ピンを持つ。
- Vin：安定化された5V電源を基板に供給するための入力用ピン。Vinから給電すると自動的にUSB電源が切断される
- 5V：ボードに入力された調節されてない5Vをそのまま出力
- VCC：オンボードレギュレータによって調整された3.3Vを出力
5VピンやVCCピンは出力専用ピンのため、これらを入力用として使うとボードが損傷する恐れがある。
LiPoバッテリ
MKR ZEROは350mAhのプリセット充電電流を持つ専用チップを使用している。LiPoバッテリの性質上、少なくとも700mAhの容量を持つバッテリが必要である。
充電時間が4時間になると、自動で充電を止めてスリープモードになる。
バッテリを接続するためのボード上のコネクタは、オス2ピンJST PHである。そのためメスの2ピンJST PHR2タイプのコネクタを持つLiPoバッテリが使用できる。
電源LED
ボード上には給電中に点灯するPOWER LEDがある。これはUSB接続かVinによる給電の場合に点灯し、バッテリからの給電時には点灯しない仕様になっている。これはバッテリの充電を最大限に生かすためである。
充電LED
POWER LEDの他に、CHARGE LEDというものがある。これはLiPoバッテリに充電している状態のときに点灯する。
このLEDが、約2Hzの周波数で点滅しているときは、以下の場合が考えられる。
- バッテリがJSTコネクタに接続されていない
- 過電流または破損したバッテリが接続されている
入出力
MKR ZEROは22本のデジタルIOピンを持っている。そのうち12本ではPWM出力が可能。
アナログ入力ピンは7本、出力ピンは1本ある。
その他にも、UART、SPI、I2Cピンをそれぞれ1本ずつ持っている。
追加のI2Cポート
さらにI2Cバスの延長として、以下のピンを配置した1.0mmの5ピンコネクタが追加されている。
- GND
- SDA
- SCL
- デジタル7ピン
- 5V
オンボードLED
他のボードとは異なり、32番ピンがオンボードLEDに接続されている。
開発環境
Arduinoの開発環境についてを参照。
仕様
| バージョン | Arduino MKR ZERO v.5 |
|---|---|
| CPU | ATSAMD21（Cortex-M0+ 32bit low power ARM MCU） |
| メモリ | 内蔵フラッシュメモリ: 256KB（内8KBはブートローダが使用） / 32KB SRAM |
| 動作電圧 | 3.3V |
| IO | デジタル入出力 ×22, PWM出力 ×12, アナログ入力 ×7（ADC 8/10/12bit）, アナログ出力（DAC 10bit）, UART, SPI, I2C |
| 外部割込み | 9(0,1,4,5,6,7,8,A1または16,A2または17) |
| LED | POWER, CHARGE, LED（32番ピン） |
| USBポート | microUSB Type-B |
| ボタン | リセット |
| DC電流 | IOピンあたり: 7mA / 3.3Vピン: 600mA / 5Vピン: 600mA |
| クロック速度 | 32.768kHz（RTC）, 48MHz |
| 電源 | USB接続, VIN接続（5V） |
| 対応バッテリー | 3.7V Li-Po単セル（最小700mA） |