STM32 F3 Discovery Kit İncelemesi

Merhaba arkadaşlar bu yazımda STM32F3 Discovery kiti hakkında bilgi verip özelliklerinden bahsedeceğim. Öncelikle STM’nin discovery kitlerinin ne olduğuna değinelim. Discovery serisi kitler, STM’in “Discovery STM32″ (STM32′yi keşfet) mantığıyla üretmiş olduğu, kullanıcılara STM32 ürünlerini tanıtmayı planladığı düşük maliyetli başlangıç düzeyinde geliştirme kitleridir. Aynı şekilde STM8 ailesinin 8 bit denetleyicileri içinde üretmiş olduğu discovery kitleri bulunmaktadır.

STM’nin şuanda gerek 8 bit gerekse 32bit mikro denetleyici aileleri için üretmiş olduğu çeşitli sayıda discovery kitleri bulunmaktadır. STM yanılmıyorsam en son olarak benimde inceleme fırsatını bulduğum STM32F3 Discovery kitini geliştirmiştir. Bundan öncesinde ise popüler olan STM32F4 discovery kiti bulunmaktadır. Bu bahsettiğim iki kit üzerinde yeni nesil ARM CortexM4 işlemci çekirdeğine sahip mikrodenetleyicileri barındıran kitlerdir. Aynı şekilde STM firmasının CortexM3 ve CortexM0 işlemci çekirdekli denetleyicileri içinse STM32VL Discovery, STM32F0 Discovery gibi çeşitli kitleri bulunmaktadır.

STMicroelectronics firmasının bu kadar çok denetleyici seçeneği var iken uygulamalarımda hangi denetleyici kullanacağım diye düşünebilirsiniz. Bunun için burayı ziyaret ederek STM firmasını üretmiş olduğu STM32 mikrodenetleyici aileleri hakkında bilgi sahibi olabilirsiniz. Örneğin STM32F4 ailesi denetleyiciler yüksek performans ve DSP işlemleri gerektiren uygulamalar için geliştirilmiştir. Aynı şekilde STM32F3 ailesi denetleyicler ise STM32F4 ailesine göre daha düşük performanslı olup, analog işlemlerin daha yoğun olduğu ve DSP işlemleri gerektiren uygulamalar için geliştirilmiştir. Diğer denetleyici ailelerininde belli başlı özelliklerini bulunmaktadır. Bu doğrultuda kendinize uygun denetleyiciyi seçebilirsiniz. Simdi kitimizin genel özelliklerinden bahsedelim.

Kitin Genel Özellikleri;

STM32F303VCT6 ARM CortexM4 işlemci çekirdekli Mikrodenetleyici
Dahili ST-LINK/V2 programlama ve hata ayıklama donanımı
USB üzerinden yada harici 3 veya 5 volt besleme ile çalışabilme
Harici uygulamalarda kullanmak üzere 3 ve 5 volt çıkışları
L3GD20, 3 eksen dijital çıkışlı jiroskop (gyroscope), açısal hız (dönme hızı) ölçen sensör
LSM303DLHC, ikisi bir arada 3 boyutlu dijital ivme ölçer sensörü ve manyetik alan ölçer sensörü
Bilgisayar bağlantısı ve kullanıcı uygulamalar için 2 adet USB bağlantı soketi
2 Adet gösterge LED’leri
8 adet pusula biçiminde yerleştirilmiş kullanıcı LED’leri
Reset ve genel kullanım için 2 adet push buton
Tüm I/O pinlerinin kullanımına izin veren genişletme soketleri

Şimdi ise kart üzerindeki donanımlardan bahsedelim.

STM32F303VCT6

STM32F303VC denetleyicisi stm32f3 ailesinin tüm özelliklerini barındıran en kapsamlı iki denetleyicisinden biridir. Diğeri ise daha düşük çalışma voltajına sahip olan STM32F313VC denetleyicisidir. Kit üzerinde bu denetleyici kullanılması çok yerinde olmuş. Bu sayede f3 ailesini tüm özelliklerinden faydalanma imkanımız olmaktadır. Aşağıda liste halinde denetleyicinin önemli bazı özelliklerini bulabilirsiniz.

32 Bit ARM CortexM4F işlemci, 72 MHz, tek saykıl çarpma, donanımsal bölme, noktalı sayılarla işlem yapabilen DSP komut kümesi

2v – 3.6v arası çalışabilme
256 Kb flash hafıza
48 Kb RAM hafıza
87 Hızlı I/O pini (42′si 5 volt töleranslı)
12 Kanal DMA
4×12 Bit ADC toplamda 39 kanal
2×12 Bit DAC
4 Adet İşlemsel yükselteç
24 Kapasitif hassasiyetli I/O pini
13 adet Zamanlayıcı birimi
Gerçek zamanlı saat
2xI2C, Can bus, 5x UART/USART, 3xSPI, 2xI2S ve Kızıl ötesi gönderme birimleri
Full Speed USB 2.0 birimi
96 Bit benzersiz ID

STM32F3 ailesinin DSP ve analog özellikleriyle ön planda olduğundan bahsetmiştim. Kalın puntoyla belirttiğim özelliklerden ne demek istediğim daha iyi anlaşılmıştır sanırım. DSP işlemleri için geliştirilmiş CortexM4F çekirdek ve çok sayıda ADC, DAC, OPAMP gibi gelişmiş analog birimleri mevcuttur.

STM32 F3 Discovery Kit ST-LINK/V2

ST-LINK/V2 STM firmasına ait tüm Stm8/32 denetleyicinin programlama ve hata ayıklama yeteneğine sahip Program/Debug cihazıdır. İster kit üzerindeki denetleyiciyi yada harici bir denetleyiciyi programlayabilirsiniz. Bu sayede yeni geliştireceğiniz tasarımlarda denetleyicinizi tasarladığınız kart üzerinde ekstra bir maliyet olmadan programlayabilir, hata ayıklayabilirsiniz.

STM32 F3 Discovery Kit L3GD20

L3GD20 sensörü STM firmasının üretmiş olduğu jiroskop (gyroscope) dediğimiz 3 eksenli açısal hız ölçen MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) hareket sensörüdür. Açısal hız dediğimiz bir nesnenin yaptığı döner hareketin hızı, birim zamanda taradığı açı miktarıdır. Çok kullanışlı bir sensördür. Genellikle ivme sensörü ile birlikte kullanılır. Robotik uygulamalarda, insan hareketleriyle çalışan oyun konsollarında ve çoğu hareketli sistemlerde kullanılabilmektedir.

STM32 F3 Discovery Kit LSM303DLHC

LSM303DLHC sensörü STM firmasının üretmiş olduğu içerisinde hem ivme ölçer (accelerometer) hemde manyetik alan ölçer (magnetometer) sensörünün bulunduğu MEM’s sensörüdür. Sensörlere tek tek değinecek olursak; ivme ölçer çip üzerine (dolayısla kit üzerine) etki eden ivmeyi yer çekimi ivmesi türünde bize ölçer. Yer çekimi ivmesi (gravity) g=9.8 m/s^2 olarak alınır. Yer çekimi ivmesi ise bildiğimiz gibi Dünyanın kütlelere etki ettiği ivmedir. Referans aldığımız yöne bağlı olarak +z veya -z yönünde olabilmektedir. İvme vektörel bi büyüklük olduğu için 3 doğrultusu vardır. Örnek vermek gerekirse kiti hareket ettirmeden yere paralel olarak tuttuğumuzda başka bir etksi yoksa kit üzerine sadece -z yönünde 1g’lik bir ivme eki eder buda yer çekimi ivmesidir. Bu sayede kitimiz üzerine etki eden ivmeyi ölçebiliriz. İvme sensörünün kullanım çok geniştir. Bir kaç örnek vermek gerekirse; elektronik pusula, harita döndürme, pozisyon konumu, hareket etkileşimli uygulamalar, serbest düşme tespiti, tıklama, çift tıklama olaylarını tespit etme, oyun konsolları, mobil platformalar v.s. olarak sıralayabiliriz.

STM32 F3 Discovery Kit Kullanıcı LEDleri

STM32F3 kit üzerinde diğer discovery kitlerden fazla olarak 8 tane kullanıcı LEDi eklenmiştir. Bu LEDler tasarımda pusula görünümünde yerleştirilerek görsel olarak hoş bir görünüm sağlanmıştır. Bu sayede hiç bir ek donanıma gerek kalmadan LEdler ve LSM303DLHC sensörü sayesinde elektronik pusula uygulaması yapabilirsiniz. Hatta kit üzerinde demo olarak böyle bir yazılım yüklü gelmektedir. Yazının devamında bu demo uygulamaya da değineceğim. Ayrıca kit üzerinde discovery kitlerde standart olarak bulunan bir adet reset ve bir adet kullanıcı butonu bulunmaktadır.

STM32 F3 Discovery Kit USB Portu ve I/O Genişletme Soketleri

STM32F3 kiti gerçekten bir çok ihtiyacınıza çözüm üretecek şekilde tasarlanmış. Kit üzerinde bulunan kullanıcıya özel USB portu ile mikrodenetleyicinin USB özelliğini kullanıp USB iletişimi içeren uygulamalar geliştirebilirsiniz. Aynı şekilde çift sıra halinde yerleştirilmiş genişletme soketleri ile denetleyicinin tüm I/O pinlerine ulaşabilir, kullanabilirsiniz.

STM32F3 Discovery Kit ile Uygulama Geliştirmeye Başlama

Kit ile uygulama geliştirmeye başlamak için kitin tanıtım sayfasını ziyaret edebilir. Bu sayfadan Design support sekmesi altındaki başlangıç user manuelini inceleyebilirsiniz. Ayrıca bu bağlantıyı kullanarak Kit için hazırlanmış örnek uygulamaları kütüphane dosyalarını indirebilirsiniz. Bu örnekleri direk olarak kitinize atıp çalıştırabilirsiniz. Bu örnekleri kullanarak yeni projeden açma ile uğraşmayı daha hızlı uygulama geliştirebilirsiniz.

STM32 F3 Discovery Kit ile Birlikte Gelen Demo Uygulama

Kit üzerinde yüklü olarak demo bi uygulama ile birlikte gelmektedir. Çok güzel bir demo uygulama olduğu için başka bir demo uygulaması yazmaya gerek duymadım. Kite enerji verildiği anda ilk olarak kit üzerinde bulunan kullanıcı LEDleri dairesel olarak sırasıyla yanıp sönerler. Kullanıcı butonuna bir kere bastıktan sonra bu seferde 3,6,7,10 numaralı LEDler kitin x ve y eksenindeki hareketine göre yanıp sönerek hangi yönde hareket ettiğini belirtir. Butona tekrar bastığımızda ise elektronik pusula uygulaması çalışır ve kartın yönüne göre sadece tek bir LED yanarak kuzey yönünü gösterir. Sonrasında butona basınca tekrar ilk uygulamaya döner bu şekilde devam eder. Demo uygulamanın tüm kodlarını da yukarıda bağlantısını verdiğim örnekler içinde bulabilirsiniz. Aşağıda kitin çalışma resmini görebilirsiniz.

Özetleyecek olursak STM32F3 Discovery kit bana göre ARM Cortex denetleyicilere başlangıç için uygun fiyatlı, işlevsel, ideal bir kit. ARM Cortex çekirdekli denetleyicileri öğrenmek için STM32 mikrodenetleyicilerinde karar kıldıysanız STM32F3 Discovery ile başlangıç yapabilirsiniz. Bir üst aşama olarak daha karmaşık yapıda olan STM32F4 Discovery kiti kullanabilirsiniz. Kit yapısı olarak bakacak olursak F4 kiti üzerindeki donanımlar bakımından daha çok ses işleme uygulamalarına özel olarak tasarlanmıştır.

F3 kit ise daha sade olarak hareket sensörleri eklenerek, hareket , hız, ivme algılama uygulamalarına yönelik tasarlanmıştır. Bu doğrultuda iki kitten birini seçebilirsiniz. Son olarak kiti internet üzerindeki farnel, digikey, ebay gibi alışveriş sitelerinden yaklaşık 8.96 euro yada 10.9 dolara gibi fiyatlara temin edebilirsiniz. İlerleyen yazılarda kit ile ilgili uygulamalar yapıp paylaşmak dileğiyle, bi sonraki yazıda görüşmek üzere…