Franzininho tiny - Nova placa da família Franzininho

Franzininho tiny

O projeto Franzininho já impactou diversas pessoas no Brasil através de atividades de soldagem e programação de uma placa no estilo DIY (Faça você mesmo). A primeira placa, a Franzininho DIY, baseada no ATtiny85 permitiu que diversas pessoas tivessem o primeiro contato com a soldagem de uma placa eletrônica e ao final pudessem programá-la diretamente no seu computador, criando suas aplicações. O projeto teve uma aceitação muito bacana pela comunidade brasileira. Publicado como um projeto open hardware, seguindo as boas práticas de projetos de hardware aberto, possui uma vasta documentação, possibilitando que pessoas possam estudar, montar, modificar, distribuir, etc. Com uma grande adesão, conseguimos montar muitas placas pelo Brasil. Acredito que mais de 1500 placas já foram montadas em eventos e atividades em escolas, desde 2017.

 

Agora chegou a hora de subirmos mais um degrau no desenvolvimento do projeto Franzininho. Estou trabalhando na Franzininho tiny, a nova placa a integrar a família Franzininho. Uma placa que nasce com o objetivo de explorar programação e aplicações com microcontrolador de 8 bits.

 

Foi escolhido um microcontrolador que mantenha a compatibilidade com a Franzininho DIY, porém agora a placa já virá montada e pronta para usar:

 

Franzininho tiny

 

A seguir apresento os detalhes do projeto da Franzininho tiny, que ainda está em fase de testes e desenvolvimento.

 

 

Hardware da Franzininho tiny

 

Para a Franzininho tiny foi escolhido o ATtiny841 como microcontrolador. Esse dispositivo da família AVR similar ao attiny85 usado na Franzininho DIY, possui  8K de Flash, 512 bytes de RAM e 512 bytes de EEPROM. Possui 12 pinos de I/O, comunicação serial entre elas 2 UARTs, 1 SPI e 1 I2C. Há 2 timers de 16 bits e um timer de 8 bits, onde cada timer possui 2 canais PWM, totalizando 6 saídas PWM. Ele ainda possui 2 comparadores analógicos e oscilador interno de 8Mhz.

 

O ATtiny841 está disponível em encapsulamentos SMD e foi escolhido o SOIC para a placa. A figura a seguir exibe a pinagem do microcontroladores com os recursos de cada pino:

 

Com esse microcontrolador o projeto Franzininho poderá explorar mais aplicações, devido a quantidade de pinos de I/O e recursos de comunicação serial por hardware.

 

A escolha desse microcontrolador foi por conta da compatibilidade com as aplicações feitas para a placa Franzininho DIY e os recursos apresentados.

 

Além das aplicações feitas com bibliotecas Arduino, pretende-se explorar a programação de microcontroladores em linguagem C e Assembly.

 

 

Esquemático

 

A figura a seguir exibe o esquemático da placa Franzininho tiny:

 

O circuito para USB é bem similar ao da Franzininho DIY e foi colocado um regulador de tensão para alimentação externa. Todos os pinos do microcontrolador estão expostos nos headers, inclusive os utilizados para USB.

Placa de circuito impresso - PCB

 

A Franzininho tiny foi desenvolvida com todos os componentes para montagem SMT. O objetivo dessa placa está no estudo de programação e para aplicações finais. Com esse objetivo em mente, resolvi fazer um form factor compatível com protoboard, o que facilita os estudos em bancada e também a soldagem em placas padrão. A figura a seguir exibe o layout feito no Kicad:

 

Franzininho tiny

 

As figuras a seguir exibem o modelo 3D da placa:

 

O projeto está disponível no Github: Franzininho-Tiny

Licença do Hardware

 

Assim como a Franzininho DIY, a placa Franzininho tiny também foi publicada como projeto de hardware aberto. Para essa placa foi escolhida a CERN Open Hardware Licence, uma licenças mais adequada para projetos de hardware.

 

Conforme definido no "how to" da licença, no repositório do projeto estão incluídos os seguintes arquivos:

  • LICENSE.TXT
  • cern_ohl_v_1_2_howto.pdf
  • CHANGES.TXT
  • COPYRIGHT.TXT
  • PRODUCT.TXT

 

Para reprodução do projeto ou derivações, é importante verificar os requisitos da licença , copyright e boas práticas.

Software/Programação

Como bootloader foi escolhido o micronucleus, um bootloader leve, feito para a família de microcontroladores attiny. A placa é compatível com a IDE Arduino, quando feitas as devidas configurações.

 

Estou desenvolvendo um pacote para integração mais facilmente na IDE. Você já pode testar usando a seguinte URL:

 

https://raw.githubusercontent.com/FBSeletronica/pacote/master/package_franzininho_index.json

 

Adicione a URL:

E em seguida instale o pacote:

 

Franzininho tiny

Esse pacote ainda está em fase de testes e pode causar alguns erros.

 

Nessa versão de placa, teremos um grande trabalho de desenvolvimento de bibliotecas para programação na IDE Arduino. Será uma jornada bacana!

 

Por outro lado, também pretendo trabalhar com a programação em linguagem C e Assembly para ensino da arquitetura AVR e técnicas de programação mais próxima do hardware.

Conclusão

 

O projeto Franzininho continua a sua missão. Agora com uma nova placa, possibilitará que mais pessoas possam aprender sobre programação de microcontroladores e coloquem em prática suas ideias. A placa não tem objetivo de concorrer com placas Arduino e compatíveis já lançados no mercado, e sim de construir um projeto de hardware colaborativo no Brasil. Através de um design simples, podemos aprender diversas habilidades.

 

O projetos ainda está em beta, e as placas que montei, disponibilizei a preço de custo para os interessados em testar, dar feedbacks ou contribuir para o desenvolvimento.

 

Franzininho tiny

 

Ainda há um longo caminho a percorrer, mas a jornada é gratificante e enriquecedora. Se você tem interesse em apoiar o projeto, fique a vontade para entrar em contato comigo. Toda ajuda é bem vinda.

 

Temos um grupo no Facebook onde concentramos as conversas da comunidade e no site da Franzininho você encontra mais detalhes.

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Fábio Souza
Engenheiro com experiência no desenvolvimento de projetos eletrônicos embarcados. Hoje é diretor de operações do portal Embarcados, onde trabalha para levar conteúdos de eletrônica, sistemas embarcados e IoT para o Brasil. Também atua no ensino eletrônica e programação pelo Brasil. É entusiastas do movimento maker, da cultura DIY e do compartilhamento de conhecimento, publica diversos artigos sobre eletrônica e projetos open hardware, como o projeto Franzininho Participou da residência hacker 2018 no Redbull Basement. Quando não está ministrando palestras, cursos ou workshops, dedica seu tempo “escovando bits” ou projetando placas eletrônicas.

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Fábio SouzaCiro Peixoto Recent comment authors
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Ciro Peixoto
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Ciro Peixoto

Bom trabalho Fábio!!! Parabéns!!