U-BLOX NINA B40 (OpenCPU) (PROGRAMADO COM MAKECODE) (código compatível com Micro:Bit)
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O objetivo deste BLOG é mostrar como é possível programar o U-BLOX NINA B40 com o MakeCode, habilitando a opção Micro:Bit.
O Microsoft MakeCode, ou Microsoft Block Editor, é um editor de programas 'Low-Code' exclusivo para micro:bit destinado a pessoas mais jovens.
É executado em navegadores da Web. Os usuários podem fazer programas empilhando 'Blocos' em vez de escrever códigos. Os códigos de bloco são traduzidos para códigos JavaScript internamente e incorporados a arquivos HEX.
Na programação você pode alternar para JavaScript ou MicroPython.
Veja o datasheet do u-blox NINA B40:
Pode se adquirido neste Link
Mecanicamente compatível com BREAKOUT
Esquema elétrico Micro:Bit V2
GPIOS do NINA B40 e sua relação com Micro:Bit
Utilizando o U-BLOX NINA B40 com o MakeCode
Diferente do NINA B112, o B40 tem uma USB a qual permite que você possa criar um MSD e copiar os programas, graças ao bootloader do time da Adafruit.
Os módulos da série NINA-B40 incluem uma interface de dispositivo Universal Serial Bus (USB) de velocidade máxima, que é compatível com a versão 2.0 da especificação USB.
As características da interface USB incluem:
• Dispositivo de velocidade total, até 12 Mbit/s velocidade de transferência
• MAC e PHY implementados no hardware
• Configuração do pino:
o VBUS, entrada de fornecimento de 5 V, necessária para usar a interface
o USB_DP, USB_DM, par de dados diferenciados
Ao gravar do Bootloader, você terá uma MSD para transferir o programa .uF2 gerado pelo MakeCode.
Você pode pegá-lo aqui:
bluemicro_nrf52833_bootloader-0.6.4_s140_7.2.0.hex
MakeCode
O MakeCode é um projeto da Microsoft para facilitar o uso de programação na Educação. Toda a programação pode ser vista instantaneamente, o que facilita muito o desenvolvimento da mesma. Segundo a Microsof t, pelo próprio site do MakeCode: “O objetivo principal do MakeCode é apresentar a programação de uma forma que seja acessível e convidativa".
Como transferir o programa do MakeCode para o seu U-BLOX NINA B40 ?
Clicando rapidamente o pino de RESET do Breakout, aparecerá o MSD para a transferência do Programa gerado pelo MakeCode :)
Gravando o Bootloader da Adadruit para o U-BLOX NINA B40
Foi soldado o U-BLOX NINA B40 conforme figura abaixo, utilizando o BREAKOUT basicamente são:
- 2 capacitores de 100nF (desacoplamento);
- 1 resistor de 100nF e 10K para o reset;
- uma chave de Reset;
- um resistor de 330R e um LED para sinalizar que o U-BLOX NINA B40 esta alimentado (3.3V);
- 2 resistores de 33R para USB (device).
O esquema elétrico é este
Algumas características do Kit
-Botão de RESET (2 clicks faz o MSD abrir);
-Botão de Bootloader (W102/W106); (não utilizado)
-Step de 2.54mm;
-Acesso às várias GPIOS;
-72mmX21mm.
Como gravar o Bootloader
Utilize o gravador SEGGER JLINK o módulo U-BLOX NINA B40, conecte nos pinos do SWCLK (pino 7) e SWDIO (pino 9) do SEGGER JLINK nos pinos SWDCLK e SWDIO do Breakout (pinos nas laterais, próximo à antena). Não esquecer de ligar os GND do Breakout no GND do SEGGER JTAG, bem como alimentar o Breakout com 3.3V.
Utilize o gravador SEGGER JLINK o módulo U-BLOX NINA B40, conecte nos pinos do SWCLK (pino 7) e SWDIO (pino 9) do SEGGER JLINK nos pinos SWDCLK e SWDIO do Breakout (pinos nas laterais, próximo à antena). Não esquecer de ligar os GND do Breakout no GND do SEGGER JTAG, bem como alimentar o Breakout com 3.3V.
Ligue os pinos SWD DIO e CLK ...
...nestes pinos da placa BREAKOUT, também ligue USB_DP e USB_DM via resistores de 33R em série na USB do PC, bem como no pino VBUS e GROUND.
Você pode também usar o ST-LINK V2 com Openocd
Este é o Bootloader: bluemicro_nrf52833_bootloader-0.6.4_s140_7.2.0.hex
Uma vez gravado, conecte na USB do seu PC o U-BLOX NINA B40, você verá uma MSD para transferência do programa HEX criado pelo MakeCode.
MakeCode, criando Projetos
Em New Project, escolha Micro:Bit
Click então Download as File
Será gerado um programa com sufixo HEX, o mesmo deve ser editado (até fazermos um SCRIPT para isto) para que possa então ser convertido para UF2 e então ser gravado no U-BLOX NINA B40.
adafruit/Adafruit_nRF52_Bootloader: USB-enabled bootloaders for the nRF52 BLE SoC chips (github.com)
Foi realizado o Download da pasta acima com com o Software Git com opção Clone, dentro do WSL2 (ambiente Linux dentro do Windows)
Leia com atenção, principalmente o item 13.4 (Programming the Board) sobre que deve-se fazer com o HEX gerado pelo Makecode.
- deve-se remover (a remoção do Código Fonte embarcado) a segunda linha do HEX gerado (o makecode gera um único HEX com código da versão V1 e V2, por isto devem ser isolados)
- procure pela segunda ocorrência de :020000040000FA
- A partir desta linha (incluindo a que tem o :020000040000FA), remova até encontrar a sequência 00000001FF (não removendo a mesma).
- Finalmente remova as linhas no final que começam com :04
:0410140000C0030015
:0400000C42424242E8
Ficará assim
:020000040000FA
:20000000C0070000D1060000D1000000B106000000000000000000000000000000000000BA
:20002000000000000000000000000000510700000000000000000000DB000000E5000000A8
:20004000EF000000F9000000030100000D01000017010000210100002B010000350100000A
:200060003F01000049010000530100005D01000067010000710100007B0100008501000068
.
.
.
:20F7A000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000FFFF4B
:20F7C0000000000032000000000000000000000000000000000000000000000000000000F7
:20F7E000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000009
:20F80000000000000024F400000000000000000000000000000000000000000000000000D0
:20F820000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000C8
:20F840000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000A8
:14F86000000000000000000000000000000000000000000094
:20FC00000100000000000000FE0000000000000000000000000000000000000000000000E5
:020000041000EA
:00000001FF
A boa notícia é que foi criado um Script em Python para automatizar os passos acima.
Script (tem que ser melhorado)
import os, fnmatch
lines = []
#Find the first occurrence of microbit*.hex
#microbit puts the hex on c:\user\usuario\downloads
fileOfDirectory = os.listdir('C:\\Users\\Usuario\\Downloads')
pattern = "microbit*.hex"
for filename in fileOfDirectory:
if fnmatch.fnmatch(filename, pattern):
HexFile = filename
print(HexFile)
break
# read file
with open(HexFile, 'r') as fp:
# read an store all lines into list
lines = fp.readlines()
fp.close
# Write file
with open(r"converted.hex", 'w') as fp:
# iterate each line
for number, line in enumerate(lines):
# note list index starts from 0
# delete second line
if number not in [1]:
fp.write(line)
fp.close
#repeat process to find :0410 text
os.remove(HexFile)
os.rename("converted.hex", HexFile)
word = ':0410'
# read file
with open(HexFile, 'r') as fp:
# read an store all lines into list
lines = fp.readlines()
fp.close
# Write file
with open(r"converted.hex", 'w') as fp:
# iterate each line
for number,line in enumerate(lines):
# note list index starts from 0
# write lines until reach :0410
if line.find(word) != -1:
break
else:
fp.write(line)
fp.close
#repeat process to add :00000001FF at end of file
os.remove(HexFile)
os.rename("converted.hex", HexFile)
word = ':00000001FF'
# read file
with open(HexFile, 'a') as fp:
fp.write(word + "\n")
fp.close
# Rename to use with uf2conv script
os.rename(HexFile,"firmware.hex")
print("Converting to UF2")
os.system("C:\\Users\\Usuario\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python38-32\\python.exe uf2conv.py firmware.hex -c -f 0x621E937A")
#E: could be other for you!
os.system("copy flash.uf2 E:\\")
os.remove("firmware.hex")
Para utilizar o Script acima:
- Instale Python em sua máquina
- Copie uf2conv.py que se encontra em /home/ubuntu/Adafruit_nRF52_Bootloader/lib/uf2/utils para a pasta c:\\user\usuario\downloads
- crie uma arquivo convert.py em c:\user\usuario\downloads e cole o script acima
- crie uma arquivo convert.bat em c:\user\usuario\downloads e cole o script abaixo:
- Copie o SCRIPT em python
@echo off
"C:\Users\Usuario\AppData\Local\Programs\Python\Python38-32\python.exe" "C:\Users\Usuario\Downloads\convert.py"
pause
- crie um arquivo qualquer com sufixo .HEX na pasta c:\user\usuario\downloads
- com o botão da direita, sobre este arquivo .HEX, escolha a opção "Abrir com", "Escolher outro aplicativo", "Marcar Habilitar sempre este aplicativo para "executar", aponte ao arquivo convert.bat, desta forma, ao clicar no HEX, o mesmo será transferido para o U-BLOX NINA B40 (via MSD)
Após pressionar rapidamente o botão de Reseta do U-BLOX NINA B40 duas vezes (intervalo curto), você pode fazer o Drag e Drop para o MSD, apenas clicando no HEX gerado pelo Makecode.
os.system("copy flash.uf2 E:\\")
Mas como funciona o "programa" do projeto ?
- HÁ UM LOOP INFINITO
- DENTRO DO LOOP INFINITO:
- É MANDADO UM "Hello from B40 - Microbit" pela UART
- É FORCADO P2,P5 PARA ALTO
- UMA PAUSA É REALIZADA
- É FORCADO P2, P5 PARA BAIXO
- UMA PAUSA É REALIZADA:
- NUM TOTAL DE 10x
- SAINDO, UMA OUTRA PAUSA DE 2 SEGUNDOS É REALIZADA
- VOLTA A REPETIR (LOOP INFINITO)
Baseado na especificação abaixo, identifica-se quais GPIOS do NRF52, P0.01, P0.17 correspondem à P2,P5 do Micro:Bit, no caso do U-blox NINA B40 correspondem aos GPIOS (módulo/breakout) IO3, IO5.
Para UART, foram utilizados P0 (TxD) e P1 (RxD)
P0 (Micro:Bit) = P0.03 (NRF52) = IO16 (u-blox NINA B40)
P1 (Micro:Bit) = P0.02 (NRF52) = IO18 (u-blox NINA B40)
O exemplo acima faz LEDS piscarem 10 vezes por segundo (100ms), também envia um texto pela UART
Simule antes
Extensões do Makecode
Downloads
Questões: suporte@smartcore.com.br
FONTES:
adafruit/Adafruit_nRF52_Bootloader: USB-enabled bootloaders for the nRF52 BLE SoC chips (github.com)
Sobre a SMARTCORE
A SmartCore fornece módulos para comunicação wireless, biometria, conectividade, rastreamento e automação.
Nosso portfólio inclui modem 2G/3G/4G/NB-IoT/Cat.M, satelital, módulos WiFi, Bluetooth, GNSS / GPS, Sigfox, LoRa, leitor de cartão, leitor QR code, mecanismo de impressão, mini-board PC, antena, pigtail, LCD, bateria, repetidor GPS e sensores.
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