Eckdaten

Das Einrichten des Beaglebone Black und des LCD-Capes von 4D Systems ist sehr einfach, sodass Entwickler schnell mit ihrer Arbeit beginnen können. Es ist praktisch, dass die Display-Overlays in der neuesten Beagle-Bone-Debian-Distribution zur Verfügung stehen. Der Artikel beschreibt die einzelnen Schritte.

Das Beaglebone Black ist eine kostengünstige, Community-gestützte Entwicklungsplattform. Sie ist in vielerlei Hinsicht dem Raspberry Pi ähnlich, bietet aber mehr Leistungsfähigkeit pro Dollar. Entwickler können mit den als Open-Source-Alternativen konzipierten Boards ihr Design erstellen und mit der gleichen Hardware auf eigenen kundenspezifischen Systemen weiterentwickeln. Alle Stromlaufpläne, Layout-Dateien und Stücklisten sind frei verfügbar.

Das Board basiert auf dem Sitara-AM335x-SoC von Texas Instruments mit einem Cortex-A8-Prozessor von ARM. Betrieben wird der Prozessor-Core mit 1 GHz Taktfrequenz, er verfügt über den Grafik-Core PowerVR SGX 530 und ist mit einem bis zu 512 MByte stromsparenden DDR3L-Speicher (400 MHz) verbunden. Zur Peripherie zählen bis zu 65 GPIOs, ein USB-2.0-Port, eine 10/100-Ethernet-Buchse, ein Micro-SD-Steckplatz für mehr Speicher und ein Mini-HDMI-Anschluss.

Stapelbare Tochterboards

Bild 1: Webserver-Schnittstelle auf dem Beaglebone Black.

Bild 1: Webserver-Schnittstelle auf dem Beaglebone Black. 4D Systems

Bild 2: Beagle Bone Black 4DCape-Adapter für LCD-Displays.

Bild 2: Beaglebone Black 4D-Cape-Adapter für LCD-Displays. 4D Systems

Bild 3: Rückseite des 4,3-Zoll-LCD-Displays von 4D Systems.

Bild 3: Rückseite des 4,3-Zoll-LCD-Displays von 4D Systems.

Die Beaglebones nutzen stapelbare Tochterboards. Mit diesen als Capes bezeichneten Tochterboards lassen sich eine Vielzahl Community-basierter Entwicklungsboards anschließen, die Funktionen wie LCD, Motortreiber, Mobilfunkmodem und GPS-/GPRS-Modul hinzufügen. Ein Beispiel für LCDs, die speziell für das Beaglebone Black entwickelt wurden, ist die GEN4-4DCAPE-Serie von 4D Systems. Das Sortiment umfasst 4,3-; 5- oder 7-Zoll-Primäranzeigen für die direkte Benutzerinteraktion und Informationsanzeige.

Diese Anzeigen sind sowohl mit resistiver Touch- (GEN4-4DCAPE-xxT), kapazitiver Touch- (GEN4-4DCAPE-xxCT) und Non-Touch-Funktion (GEN4-4DCAPE-xx) erhältlich, wobei xx für 43, 50 und 70 (als Größe) steht. Ein optionales externes Board mit Tasten ist für Aktionen wie oben, unten, links, rechts, Enter/Return, Power und Reset oder nach Bedarf des Nutzers erhältlich.

Das kapazitive Touch-Display wird mit einem Rahmen ausgeliefert, in dem eine Glasfront mit überhängenden Kanten befestigt ist, sodass das Display mit Spezialkleber auf dem überhängenden Glas direkt in ein Panel montiert werden kann.

Um das Beaglebone Black mit dem LCD-Cape von 4D Systems auszustatten, sind folgende Komponenten erforderlich:

  • Beaglebone Black
  • 4,3-Zoll-LCD von 4D Systems
  • 4,3-Zoll-Cape-Adapter von 4D Systems
  • 4-GByte-Micro-SD-Card
  • USB-zu-Micro-SD-Card-Adapter
  • 5V-/2A-Stromversorgung
  • Mini-USB-zu-USB-Kabel
  • Kombination aus drahtloser Tastatur und Maus (optional)
  • RJ45-Ethernet-Kabel (optional)

Eines der attraktivsten Leistungsmerkmale des Beaglebone ist die Bandbreite der Anschlüsse. Mit nur einem Mini-USB-Kabel kann das Board mit Strom versorgt und eine serielle Schnittstelle wie Putty.exe oder Terraterm verwendet werden, um sich an der Befehlszeile anzumelden. Der Standardbenutzername ist „debian“, das Passwort lautet „temppwd“.

Alternativ registriert sich das Beaglebone als USB-Device auf dem Host-Rechner, sobald die korrekten USB-Netzwerk-Treiber installiert sind. Der Anwender kann sich dann über die auf dem Board befindliche Web-Server-Schnittstelle am Beaglebone anmelden (Chrome oder Firefox; Internet Explorer wird nicht unterstützt) – unter http: //192/168.7.2 (Bild 1). Mit dieser Web-Server-Schnittstelle ist es möglich, Skripts in Bone-Script in die Cloud9-IDE zu schreiben. Es handelt sich hierbei um eine für die Beagle-Familie optimierte Node.js-Bibliothek. Dabei kommen vertraute Arduino-Funktionsaufrufe zum Einsatz.

Das LCD-Cape von 4D Systems wird im ausgeschalteten Zustand über den 4D-Cape-Adapter mit dem Beaglebone Black verbunden. Wichtig ist die richtige Ausrichtung, um keine Anschlüsse zu verbiegen, da sonst das Cape beschädigt wird. Anschließend wird ein Ende des mitgelieferten 30-fach FFC-Kabels an das 4DCAPE-Display angeschlossen. Das freiliegende Metall sollte nach oben zeigen und die blaue Versteifung sollte der Platine gegenüberliegen (Bild 2).

Anschließend wird das andere Ende des FFC-Kabels mit der Adapterplatine verbunden. Dabei müssen die freiliegenden Metallpads wie in Bild 3 zu sehen ist, nach oben gerichtet sein. Werden noch andere Capes angeschlossen, dürfen keine Probleme beim Anschluss der verschiedenen Capes auftreten. Dies lässt sich anhand der Beaglebone-Schaltpläne sicherstellen. Bild 3 zeigt ein EEPROM auf der Rückseite des LCD-Capes, das über eine wählbare I2C-Adresse über DIP-Schalter verfügt. Damit lassen sich I2C-Adress-Konflikte mit anderen angeschlossenen I2C-Einrichtungen lösen.

Auf dem Beaglebone befindet sich bereits Debian 3.8.13 im integrierten 4 GByte eMMC NAND Flash, das leider nicht die richtigen Treiber oder Overlays für dieses Display enthält. Zwar ließe sich die Linux-Distribution aktualisieren, allerdings ist dieser Vorgang zeitaufwendig. Die schnellste Lösung um die neueste Version von Debian auf eine 4 GByte Micro-SD-Card (derzeit 4.4.54) zu laden, bietet das Tutorial unter http://beagleboard.org/getting-started#update. Der Download der Debian-Linux-Distribution kann 30 Minuten oder länger dauern und das Schreiben auf die Micro-SD-Card nimmt weitere 20 Minuten in Anspruch. Andere Linux-Distributionen wie Angstrom und Android unterstützen ebenfalls das 4DCAPE, erfordern aber noch mehr Aufwand.

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