Arduino Praxis Blog

Der Olimexino-32U4 ist ein Arduino Leonardo – kompatibles Board des bulgarischen Hardware-Herstellers Olimex . Der schweizer Distributor von Olimex, die Firma boxtec hat mir freundlicherweise ein Olimexino-32U4 zum Review zugestellt. Herzlichen Dank dafür.

Der Olimexino-32U4 wird in einer kleinen Kartonverpackung ausgeliefert. Die Verpackung selbst ist noch kleiner als die Verpackung eines Arduino Leonardo oder Arduino Uno. Nach dem Auspacken des Boards ist der Grund für die kleine Verpackung schnell zu erkennen. Das Olimexino-Board hat geringere Abmessungen als die Standard-Boards von Arduino. Der Olimexino-32U4 ist nur 55 mm breit, ein Leonardo-Board dagegen hat eine Breite von 68 mm. Bei Anwendungen mit geringen Bauformen kann also das Olimexino-Board den Vorrang vor einem Arduino Uno oder Leonardo bekommen.

Olimexino-32U4 (vorne), Arduino Leonardo (hinten)

Neben der geringeren Bauform fallen schnell ein grosser, schwarzer, 10-polige Stecker mit der Bezeichnung UEXT und ein kleiner, weisser, 2-poliger Stecker auf. In der Dokumentation des Boards sind alle Anschlussmöglichkeiten beschrieben – UEXT ermöglicht die Erweiterung des Olimexino mit Erweiterungsplatinen des Herstellers. Am kleinen, weissen Anschlussstecker kann ein externer LiPo-Akku angeschlossen werden. Über eine integrierte Ladeschaltung kann der Akku aufgeladen werden.

Die Buchsenleisten des Olimexino entsprechen dem Arduino-Standard und erlauben das Aufstecken von Shields. Die Buchsenleisten haben bereits die erweiterte Anschlussmöglichkeiten, die mit dem Arduino Uno R3 eingeführt wurden. Einzige Ausnahme sind die beiden Zusatzanschlusspins an der Power-Buchsenleiste, der Reserveanschluss und der Anschluss IOREF sind auf dem Olimexino-32U4 nicht vorhanden.

Neben dem USB-Mini-Stecker ist auf dem Board eine 3-polige Stiftleiste für das Umschalten der Betriebsspannung von 3.3 oder 5 Volt. Die Spannungswahl erfolgt durch Stecken eines sogenannten Jumpers. Auf der Leiterplatte sind die beiden Spannungsarten aufgedruckt, wobei die Jumperposition im Handbuch anders beschrieben ist als auf der Leiterplatte aufgedruckt ist.

Auf dem Board sind zusätzlich etliche Leuchtdioden platziert die verschiedene Signale optisch anzeigen oder an einzelnen Arduino-Pins angeschlossen sind. Alle Leuchtdioden sind am Rand der Leiterplatte platziert und sind somit auch bei einem aufgestecktem Shield sichtbar. Der Aufbau des Olimexino wurde so entwickelt dass eine sehr flache Bauchform erreicht wird.

Der Olimexino-32U4 wird mit dem gleichen Microcontroller wie der Arduino Leonardo betrieben und erlaubt somit die Verwendung des Boards als USB-Device wie Maus oder Tastatur.

Inbetriebnahme
Wie von Arduino-Boards bekannt, ist auch bei diesem Board bereits ein Programm hochgeladen und betriebsbereit. Dieses spezielle Blinkprogramm setzt die beiden Leuchtdioden LED1 und LED2, die am unteren Rand der Leiterplatte platziert sind, in einen blinkenden Zustand. Die beiden Leuchtdioden sind an den Pins D7 und D9 angeschlossen.

Für das Hochladen eines Programmes auf das Olimexino-Board muss, wie bereits beim Arduino Leonardo, die Entwicklungsumgebung (IDE) mit Version 1.0.1 und der Treiber für Leonardo installiert sein. Bei der Boardauswahl muss „Leonardo“ gewählt werden.

Der Arduino Leonardo und Leonardo-Clones sind leider nicht voll kompatibel mit dem Standardboard Arduino Uno. In jedem Anwendungsfall muss somit geklärt werden ob ein Olimexino-32U4 das ideale Board für die jeweilige Anwendung ist.

Anwendung USB-Device
Zum Test der USB-Funktionalität habe ich die gleiche Testanwendung Datenlogger, wie beim Testbericht des Arduino Leonardo verwendet.
Nach dem Erstellen der Textdatei und dem Hochladen des Datenlogger-Sketches hat er Olimexino alle 2 Sekunden den gemessen Wert in der Textdatei gespeichert.

Sonderfunktionen
Wie bereits erwähnt, unterscheidet sich der Olimexino-32U4 mit verschieden Zusatzfunktionen und Anpassungen vom Standard Arduino Leonardo. Die Entwickler des Boards haben sich einiges einfallen lassen um Zusatzfunktionen auf dem Board zu integrieren. Einfache Zusatzfunktionen sind dabei die Konfiguration über Lötpunkte, im Handbuch als SMD-Jumper beschrieben, mit denen man Leuchtdioden einzelnen Pins zuordnen oder Analog-GND und Spannungssteuerung am Stecker UEXT aktivieren kann. Die beiden letzten Funktionen sind im Handbuch nur knapp beschrieben und erfordern fortgeschrittene Elektronik-Kenntnisse, da zum Verständnis der Funktion das Studium des Stromlaufplans des Olimexino erforderlich ist. Die SMD-Jumper selbst sind bereits vorkonfiguriert und müssen in den meisten Fällen nicht angepasst werden. Das Trennen oder Schliessen dieser Leiterbahnen-Verbindung erfordert eine Lötspitze für SMD und eine Lupe oder Mikroskop, da die SMD-Jumper winzig sind.

Auf der Innenseite der Buchsenleisten der Anschlusspins ist eine zusätzliche Reihe mit Lötpins vorhanden. Diese Lötpins sind parallel zu den Buchsenleisten für die Shields geschaltet.

Der einzige Unterschied dabei ist das verwendete Raster zwischen den Lötpinreihen. Bekanntlich ist die Buchsenleiste mit Pin D8 beginnend, nicht in einem Standardraster ausgeführt. Das Anschliessen einer Lochrasterplatine mit Zollraster ist über die Standard-Buchsenleisten nur durch Abbiegen der Anschlusspins möglich. Mit der zweiten Lötpinreihe bietet der Olimexino Anschlusspins im Zollraster, was das Aufstecken einer eigenen Lochrasterplatine vereinfacht. Eine einfache aber sinnvolle Funktionserweiterung.

Der schwarze Stecker mit der Bezeichnung UEXT ermöglicht den Anwender das Erweitern des Boards mit Zusatzmodulen des Herstellers. Beispiele für den Olimexino-32U4 sind aber auf der Website des Herstellers nicht verfügbar.

Eine ganz interessante Zusatzfunktion des Olimexino-32U4 ist die Möglichkeit zum Anschliessen eines LiPo-Akkus. Dazu steht auf dem Board ein Anschlussstecker mit einem 2mm-Raster für den direkten Anschluss eines LiPo-Akkus zur Verfügung. Im Handbuch ist leider, ausser der Anschlussbelegung, nichts genaueres über die Funktion beschrieben. Leider ist in der Doku auch nichts über den Akku beschrieben, der am Batterie-Anschluss angeschlossen werden kann. Die einzigen Angaben findet man beim Blick auf den entsprechenden Schaltungsteil im Stromlaufplan. Gemäss Stromlaufplan wird ein 3.7V-LiPo-Akku angeschlossen was schlussendlich bedeutet, dass das Board mit 3.3V betrieben wird. Dazu muss der Spannungsjumper entsprechend gesteckt werden.

In der Produktbeschreibung des Olimexino-32U4 wird die Möglichkeit der Batterieanwendung speziell hervorgehoben und erwähnt dass sich das Board ideal für portable Lösungen eignet. Um die Batterie-Anwendung zu testen, habe ich einen 3.7V-Akku mit einer Kapazität von 1000mAh besorgt.

Im ersten Schritt habe das Blink-Programm, das bei der Auslieferung auf dem Board geladen war, auf Stromaufnahme geprüft. Mit einem 3.7V-Akku und der Betriebsspannung von 3.3 Volt zieht die Schaltung einen Strom von 18 mA. Werden die Onboard-Leuchtdioden für Power und die seriellen Leitungen ausgeschaltet, kann hier noch das eine oder andere Milliampére gespart werden. Ein Arduino Uno mit dem gleichen Programm benötigte dazu bei meinem Labortest 43 mA.

Bei Tests mit Beispielen für Sensoren und einer Lösung für drahtlose Übertragung mit 433MHz haben einzelne Lösungen nicht funktioniert da die SPI-Kommunikation nicht mehr über die bisherigen Arduino-Pins geführt wird. Um beispielsweise eine Datenlogger-Anwendung mit einem SD-Card-Adapter in Betrieb zu nehmen, muss man Konfigurationen in der SD-Library anpassen.

Leider hat zum Schluss meiner Testreihe das Board Probleme mit der USB-Kommunikation gehabt. Ein Hochladen von einem Sketch für eine drahtlose Anwendung war leider nicht mehr möglich. Die Kommunikationsprobleme waren teilweise auch bei den ersten Tests aufgetreten. Dabei hat die IDE mehrfach die Informationen über den eingestellten USB-Port verloren. Zum Schluss konnte keine USB-Verbindung mehr aufgebaut werden und der Test der Batterieschaltung musste abgebrochen werden.

Fazit
Das Board Olimexino-32U4 ist ein Leonardo-kompatibles Board welches vom Hersteller mit zusätzlichen Optionen und Funktionen ausgestattet wurde. Für das Board bietet der Hersteller eine ausführliche Dokumentation welche aber für einzelne Funktionen trotzdem nicht ausreicht und ein Blick in den Stromlaufplan nötig ist.

Der Olimexino wurde mit einer Zusatzschaltung für den Anschluss und Betrieb eines LiPo-Akkus erweitert. Durch die schmalen Abmessungen und den geringeren Stromverbrauch eignet sich das Board ideal für portable und batteriebetriebene Anwendungen. Da das Olimexino-32U4-Board aber nicht in allen Fällen kompatibel mit einem Arduino-Standardboard ist, kann für portable Anwendungen nicht generell ein Olimexino-32U4 eingesetzt werden. Bei Anwendungen die das Board als USB-Device nutzen, ist die Stromversorgung bereits über das USB-Kabel gesichert und ein Batteriebetrieb wird es dabei nie geben. Da ich aber die Lösung mit dem externen Akku als gute Idee erachte, ist hier der Olimexino-328 (https://www.olimex.com/dev/olimexino-328.html) die idealere Lösung für portable Standardanwendungen. Die sehr kleine Bauform ist zwar ideal bei geringem Platzbedarf, erschwert aber die gute Lesbarkeit der Steckerbeschreibungen auf dem Board. Dem ICSP-Stecker fehlt die saubere Steckerbelegung, welche leider auch nicht fehlerfrei aus der Dokumentation zu ermitteln ist.