- Introdução
- O que é o Orange Pi?
- Aplicações do Orange Pi
- O Kit SBC Linux
- Sistema Operacional
- Espansão do conector de 40 pinos
- Módulo relé
- Módulo botão
- Status do Projeto
- Referências
Computador de placa única (SBC) é um computador onde todos os componentes electrônicos necessários para o seu funcionamento estão situados numa única placa de circuito impresso. Estes computadores são geralmente usados em sistemas de controle, alarmes, sistemas de medidas, entre outros. Atualmente, a oferta de SBC (Single-Board Computers) é grande. Para citar somente alguns, temos acesso facilmente no mercado de sistemas embarcados a: Raspberry Pi, BeagleBone Black, BeagleBone Green, Linkit Smart 7688, Intel Edison, CubieBoard, Arduino Mega 2560, Odroid, Orange Pi, Asus Tinker Board, etc.
Com esta oferta crescente, os fabricantes se diferenciam principalmente em dois aspectos: configurações de hardware cada vez mais robustas e preços cada vez menores. É justamente nestes dois pontos que a empresa Orange Pi focou para a fabricação da Orange Pi One. Esta placa possui características extremamente atraentes em hardware a um preço muito competitivo. Entre outras características, esta máquina também incorpora um conector de 40 pins, porta USB, uma porta Gigabit Ethernet e HDMI.
O coração do Kit SBC Linux é o OrangePi One. O Orange Pi, que é mais uma SBC (Single-Board Computers) disponibilizada no mercado, conta com um processador ARM e pode ser utilizada com varias distribuições do sistema operacional GNU/Linux. Ele foi desenhanda para ter um extrema performance e baixo custo, ela conta com o processador H3 que é o mesmo das suas irmãs mais potentes, possui memoria ram (512), não tem eMMC e nem wifi. É uma excelente escolha e é tão potente quanto uma raspberry pi ou outras do mercado com um custo excelente, conforme é mostrado na figura 1
 |
| Figura 1: OrangePi One. |
Estas placas rodam o SO Linux e possuem os pinos I/O disponíveis para acesso através de Shell script, Pynton, etc. Uma vez configurados a direção do pino de I/O pode-se ler ou alterar o estado do pino de I/O resultado em leituras de sensores externos, atuação de relés, etc.
 |
Figura 2. Orange Pi é um computador de uma placa única e de código aberto. Percence a uma nova geração de placa de desenvolvimento, pode executar o Android 4.4, Android 7.0, Ubuntu e Debian e outros sistemas operacionais. A placa de desenvolvimento Orange Pi One usa o sistema em chip Allwinner H3 e possui 512 MB de memória DDR3. |
Praticamente qualquer outra coisa, porque Orange Pi é de código aberto. Podemos usá-lo para construir:
- Um computador
- Um servidor sem fio
- Jogos
- Música e sons
- Vídeo HD
- Desenvolvimento de IoT
- Firewall
- Roteadores
- Android
|
 |
| Figura 3: OrangePi One- Vista superior | Figura 4: OrangePi One- Vista inferior. |
 |
| Figura 5: OrangePi One-Conexões Externas. |
-
Veja as principais características do Orange Pi One:
- SoC – Allwinner H3 quad core Cortex A7 1.2 GHz com GPU ARM Mali-400MP2 de 600 MHz
- RAM – 512 MB DDR3
- Slot para cartão micro SD
- Saída de vídeo/audio e HDMI
- Conectivitidade porta RJ45 Ethernet
- 1 USB 2.0 host, 1x micro USB OTG port
- Câmera – CSI Interface
- 40 pinos compatíveis com a Raspberry Pi
- Debugging – 3 pinos UART
- Botão Power
- Alimentação – 5V/2A
A base de sustentação para as placas foi desenvovolvida construida em uma impressora 3D. Possui dimensões de 245x180x15 mm e possui um slot para o OrangePi One, uma placa de conexões, um módulo de 8 relés e um módulo de 5 push-botons é apresentado pela figura 6.
 |
| Figura 6: Impressão 3D do Kit SBC Linux. |
A figura 7 apresenta o kit SBC Linux com os dispositivos eletrônicos montados sobre a base.
 |
| Figura 7: Kit SBC Linux. |
Existem duas maneiras de controlar e configurar os pinos GPIO. A primeira é usar uma biblioteca apropriada (C, C++, Python ou outra linguagem de programação) e a segunda é controlar GPIO do Shell de usuário do Linux. Maiores informações podem ser obtitos no Github da Orange Pi. O diagrama abaixo é uma reprodução extraída do git da OrangePi.
+------+-----+----------+------+---+OrangePiH3+---+------+----------+-----+------+
| GPIO | wPi | Name | Mode | V | Physical | V | Mode | Name | wPi | GPIO |
+------+-----+----------+------+---+----++----+---+------+----------+-----+------+
| | | 3.3V | | | 1 || 2 | | | 5V | | |
| 12 | 0 | SDA.0 | OUT | 0 | 3 || 4 | | | 5V | | |
| 11 | 1 | SCL.0 | OUT | 0 | 5 || 6 | | | GND | | |
| 6 | 2 | PA6 | OUT | 0 | 7 || 8 | 0 | OUT | TXD.3 | 3 | 13 |
| | | GND | | | 9 || 10 | 0 | OUT | RXD.3 | 4 | 14 |
| 1 | 5 | RXD.2 | OUT | 0 | 11 || 12 | 0 | OUT | PD14 | 6 | 110 |
| 0 | 7 | TXD.2 | OUT | 0 | 13 || 14 | | | GND | | |
| 3 | 8 | CTS.2 | OUT | 0 | 15 || 16 | 0 | OUT | PC04 | 9 | 68 |
| | | 3.3V | | | 17 || 18 | 0 | OUT | PC07 | 10 | 71 |
| 64 | 11 | MOSI.0 | OUT | 0 | 19 || 20 | | | GND | | |
| 65 | 12 | MISO.0 | OUT | 0 | 21 || 22 | 0 | OUT | RTS.2 | 13 | 2 |
| 66 | 14 | SCLK.0 | OUT | 0 | 23 || 24 | 0 | OUT | CE.0 | 15 | 67 |
| | | GND | | | 25 || 26 | 0 | OUT | PA21 | 16 | 21 |
| 19 | 17 | SDA.1 | OUT | 0 | 27 || 28 | 0 | OUT | SCL.1 | 18 | 18 |
| 7 | 19 | PA07 | OUT | 0 | 29 || 30 | | | GND | | |
| 8 | 20 | PA08 | OUT | 0 | 31 || 32 | 0 | OUT | RTS.1 | 21 | 200 |
| 9 | 22 | PA09 | OUT | 0 | 33 || 34 | | | GND | | |
| 10 | 23 | PA10 | OUT | 0 | 35 || 36 | 0 | OUT | CTS.1 | 24 | 201 |
| 20 | 25 | PA20 | OUT | 0 | 37 || 38 | 0 | OUT | TXD.1 | 26 | 198 |
| | | GND | | | 39 || 40 | 0 | OUT | RXD.1 | 27 | 199 |
+------+-----+----------+------+---+----++----+---+------+----------+-----+------+
| GPIO | wPi | Name | Mode | V | Physical | V | Mode | Name | wPi | GPIO |
+------+-----+----------+------+---+OrangePiH3+---+------+----------+-----+------+
Se você deseja controlar os pinos GPIO de uma placa Orange Pi usando uma biblioteca apropriada, o primeiro passo é escolher a biblioteca certa. Então você tem que decidir qual linguagem de programação você quer usar. Na lista a seguir estão algumas das bibliotecas mais utilizadas:
- WiringOP (C library)
- GPIO_pyH3 (Python library for H3 boards)
- OPi.GPIO (Python library for Orange Pi )ne)
A segunda maneira de gerenciar os pinos GPIO é usando os comandos do Shell Script do kernel do Linux . O primeiro passo é habilitar esta opção na configuração do kernel. Em geral, nas imagens oficiais, isso é feito por padrão. Se você usa um kernel personalizado, pode usar a ferramenta menuconfig para habilitá-lo. Vá para Device Drivers, habilite GPIO Support e então no menu GPIO Support habilite /sys/class/gpio/... (sysfs interface).
 |
| Figura 8: H3 SoC Gpio do orange Pi One . |
Nos nossos kits optamos em utilizar o Ubuntu para a programação em Shell Script e o Debian para a instalação do OpenPLC runtime. Veja como instalar as duas distribuições utilizadas.
A Placa de Expansão de GPIO - 40 Pinos é a solução ideal para expandir a utilização dos pinos de GPIO da Rasbeprry, podendo extender a conexao de 40 pinos, sendo compatível com os modelos de raspberry/orangePI.
O módulo em tipo T facilita a conexão dos GPIO a uma protoboard, permitindo a prototipagem rápida durante o desenvolvimento de circuitos eletrônicos.
 |
| Figura 9: Expansão do conector de 40 pinos . |
Relés são componentes atuam como interruptores, acionando ou parando a ação de um circuito por meio da (re)transmissão de corrente elétrica. Por isolar sinais, é muito útil para a segurança de um circuito. Relés são ativados por correntes elétricas bem inferiores àquelas empregadas no circuito principal, que pode ser controlado por componentes como transistores e fotoresistores. Assim, não é necessário operar com cargas elevadas.
* Descrição do produto: Módulo de relé de 8 canais
Carga máxima: AC 250V/10A, DC 30V/10A
Corrente de gatilho: 5mA
Tensão de trabalho: 3,3V
Tamanho do módulo: 50 x 26 x 18,5 mm (C x L x A)
Quatro furos de parafusos de montagem, diâmetro 3,1 mm
Dc+: fonte de alimentação positiva (VCC)
Dc-: fonte de alimentação negativa (GND)
In: pode ser relé de controle de alto ou baixo nível
Na: interface de relé normalmente aberta
Com: Relés da Interface comum
Nc: interface de relé fechada normalmente
Dimensões: 135mm (comprimento) * 53mm (L) * 18,5 (A)
Peso:. 31g
Cor do PCB: azul
8 optoaclopladores e anti-jamming
Acionamento com sinal baixo. LED indicadore de status de funcionamento.
Vcc da energia do sistema. Entrada de energia do relé de fonte de alimentação separada do JD-VCC. Você pode conectar jampers
* Parâmetros elétricos:
Tensão de fornecimento: 3,3VDC
Corrente: maior de 30mA para cada acionamento
Carga: 250V 10A AC,125V 10A AC ou 30V 10A DC
* Fiação:
Vcc: sistema de alimentação positiva
Gnd: Potência do sistema negativa
In1 - IN8: portas de controle de relé
 |
| Figura 10: Módulo com 1,2,4 e 8 relés. |
Informações de funcionamento deste módulo assim como o uso do pino JD-VCC podem serem encontradas aqui.
Este Módulo desenvolvido em montagens experimentais em protoboard, ele vem com pinos +VCC,out,GND e capa colorida para facilitar o manuseio. Apresenta as seguintes características:
Tamanho: 11*22mm (Mais detalhes via foto)
Cor: Branco, Vermelho, Amarelo, Verde, Azul, e Verde.
Tensão: 3.3 até 5 v
Saída: nível digital (Sinal alto, se quiser Sinal baixo inverter GND e VCC na ligação)
Contem um resistor de 10K entre GND e OUT (resistor de pull-down)
Plataforma: Compatível com qualquer plataforma, Arduíno, OrangePi, RaspberryPI e outras.
 |
| Figura 11: Módulo chave. |
Informações de funcionamento deste módulo pode ser encontradas aqui.
https://uthings.uniud.it/control-gpio-pins-of-orange-pi-boards