Arduino® Portenta C33
Довідковий посібник із продукту
Артикул: ABX00074

Потужний системний модуль Portenta C33

опис
Portenta C33 — це потужна система на модулі, розроблена для недорогих додатків Інтернету речей (IoT). Базуючись на мікроконтролері R7FA6M5BH2CBG від Renesas®, ця плата має той самий форм-фактор, що й Portenta H7, і має зворотну сумісність із нею, що робить її повністю сумісною з усіма екранами та носіями сімейства Portenta через роз’єми високої щільності. Будучи недорогим пристроєм, Portenta C33 є чудовим вибором для розробників, які хочуть створювати пристрої та програми Інтернету речей з обмеженим бюджетом. Незалежно від того, створюєте ви пристрій для розумного дому чи підключений промисловий датчик, Portenta C33 забезпечує обчислювальну потужність і можливості підключення, необхідні для виконання роботи.
Цільові області
Інтернет речей, автоматизація будівель, розумні міста та сільське господарство

Застосування Прampлес

Завдяки високопродуктивному процесору Portenta C33 підтримує багато програм. Від промислових застосувань до швидкого прототипування, рішень Інтернету речей та автоматизації будівель тощо. Ось деякі програми, напрamples:

• Промислова автоматизація: Portenta C33 може бути реалізовано як рішення для різних промислових застосувань, таких як:
  • Промисловий шлюз IoT: підключіть свої пристрої, машини та датчики до шлюзу Portenta C33. Збирайте дані про операції в реальному часі та відображайте їх на інформаційній панелі Arduino IoT Cloud, використовуючи наскрізне безпечне шифрування даних.
  • Моніторинг машини для відстеження OEE/OPE: відстежуйте загальну ефективність обладнання (OEE) і загальну ефективність процесу (OPE) за допомогою Portenta C33 як вузла IoT. Збирайте дані та отримуйте сповіщення про час безвідмовної роботи машини та незапланований простой, щоб забезпечити оперативне обслуговування та покращити продуктивність.
  • Внутрішня гарантія якості: використовуйте повну сумісність між Portenta C33 і сімейством Nicla для здійснення контролю якості на ваших виробничих лініях. Збирайте дані інтелектуального датчика Nicla за допомогою Portenta C33, щоб завчасно виявляти дефекти та вирішувати їх до того, як вони підуть по лінії.
• Створення прототипів: Portenta C33 може допомогти розробникам Portenta та MKR із їхніми прототипами IoT, інтегруючи готове до використання підключення Wi-Fi®/Bluetooth® та різні периферійні інтерфейси, включаючи CAN, SAI, SPI та I2C. Крім того, Portenta C33 можна швидко запрограмувати за допомогою мов високого рівня, таких як MicroPython, що дозволяє швидко створювати прототипи програм IoT.
• Автоматизація будівель: Portenta C33 можна використовувати в багатьох програмах автоматизації будівель:
  • Моніторинг споживання енергії: збирайте та відстежуйте дані про споживання з усіх служб (наприклад, газ, вода, електроенергія) в одній системі. Відображайте тенденції використання в хмарних діаграмах Arduino IoT, забезпечуючи загальне зображення для оптимізації управління енергією та зниження витрат.
  • Система керування приладами: використовуйте високопродуктивний мікроконтролер Portenta C33 для керування своїми приладами в реальному часі. Налаштуйте опалення HVAC або підвищте ефективність вашої системи вентиляції, керуйте двигунами штор і вмикайте/вимикайте світло. Вбудоване з’єднання Wi-Fi® дозволяє легко інтегруватись у хмару, щоб усе було під контролем навіть з дистанційного керування.

особливості

2.1 Загальні характеристикиview
Portenta C33 — це потужна плата мікроконтролера, розроблена для недорогих додатків Інтернету речей. Заснований на високопродуктивному мікроконтролері R7FA6M5BH2CBG від Renesas®, він пропонує ряд ключових функцій і дизайн з низьким енергоспоживанням, що робить його добре придатним для різноманітних застосувань. Плата розроблена в тому ж форм-факторі, що й Portenta H7, і має зворотну сумісність, що робить її повністю сумісною з усіма екранами та носіями сімейства Portenta через роз’єми високої щільності MKR. Таблиця 1 підсумовує основні характеристики плати, а таблиці 2, 3, 4, 5 і 6 показують більш детальну інформацію про мікроконтролер плати, захищений елемент, трансивер Ethernet і зовнішню пам’ять.

Особливість	опис
Мікроконтролер	200 МГц, ядро ​​мікроконтролера Arm® Cortex®-M33 (R7FA6M5BH2CBG)
внутрішньої пам'яті	2 МБ Flash і 512 КБ SRAM
Зовнішня пам'ять	16 МБ флеш-пам'яті QSPI (MX25L12833F)
Підключення	2.4 ГГц WI-FIS (802.11 b/g/n) і Bluetooth® 5.0 (ESP32-C3-MINI-1 U)
Ethernet	Трансивер фізичного рівня Ethernet (PHY) (LAN8742A1)
Безпека	LoT-ready безпечний елемент (SE050C2)
Підключення USB	Порт USB-C® для живлення та даних (доступний також через роз’єми High-Density на платі)
Джерело живлення	Різні варіанти для простого живлення плати: порт USB-C®, одноелементний літій-іонний/літій-полімерний акумулятор і зовнішнє джерело живлення, підключене через роз’єми у стилі MKR
Аналогова периферія	Два восьмиканальний 12-розрядний аналого-цифровий перетворювач (АЦП) і два 12-розрядний цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП)
Цифрова периферія	GPIO (x7), I2C (x1), UART (x4), SPI (x2), PWM (x10), CAN (x2), 125 (x1), SPDIF (x1), PDM (x1) і SA1 (x1)
Налагодження	JTAGПорт налагодження /SWD (доступний через роз’єми високої щільності на платі)
Розміри	66.04 мм х 25.40 мм
Поверхневе кріплення	Зубчасті шпильки дозволяють позиціонувати плату як модуль для поверхневого монтажу

Таблиця 1: Основні характеристики Portenta C33

2.2 Мікроконтролер

компонент	Подробиці
R7FA6MSBH2CBG	32-розрядний мікроконтроллер Arm® Cortex®-M33 з максимальною робочою частотою 200 МГц
	2 МБ флеш-пам'яті та 512 КБ SRAM
	Кілька периферійних інтерфейсів, включаючи UART, 12C, SPI, USB, CAN і Ethernet
	Апаратні функції безпеки, такі як генератор справжніх випадкових чисел (TRNG), блок захисту пам’яті (MPU) і розширення безпеки TrustZone-M
	Вбудовані функції керування живленням, які дозволяють йому працювати в режимі низького енергоспоживання
	Вбудований модуль RTC забезпечує точний час і функції календаря, а також програмовані будильники тощоampфункції виявлення
	Призначений для роботи в широкому діапазоні температур від -40°C до 105°C, що робить його придатним для використання в суворих умовах.

Таблиця 2: Характеристики мікроконтролера Portenta C33

2.3 Бездротовий зв'язок

компонент	Подробиці
ESP32 -C3- MINI- 1U	Підтримка 2.4 ГГц Wi-Fi® (802.11 b/g/n).
	Підтримка Bluetooth® 5.0 Low Energy

Таблиця 3: Функції бездротового зв’язку Portenta C33

2.4 Підключення до Ethernet

компонент	Подробиці
LAN8742A1	Однопортовий трансивер 10/100 Ethernet, призначений для використання в промислових і автомобільних додатках
	Розроблено для роботи в суворих умовах із вбудованими функціями, такими як захист від електростатичного розряду, захист від перенапруги та низький рівень електромагнітних перешкод
	Підтримка інтерфейсів незалежного від медіа (MI1) і скороченого незалежного від медіа (RMII) інтерфейсів, що робить його сумісним із широким спектром контролерів Ethernet
	Вбудований режим низького енергоспоживання, який зменшує споживання енергії, коли з’єднання неактивне, допомагаючи економити енергію в пристроях, що живляться від батареї
	Підтримка автоматичного узгодження, що дозволяє автоматично виявляти та налаштовувати швидкість з’єднання та дуплексний режим, що полегшує використання в різноманітних програмах
	Вбудовані діагностичні функції, такі як режим петлі та визначення довжини кабелю, які допомагають спростити пошук несправностей і налагодження
	Призначений для роботи в широкому діапазоні температур від -40°C до 105°C, що робить його придатним для використання в суворих промислових і автомобільних середовищах

Таблиця 4: Функції підключення Portenta C33 Ethernet

2.5 Безпека

компонент	Подробиці
NXP SE050C2	Захищений процес завантаження, який перевіряє автентичність і цілісність мікропрограми перед її завантаженням в пристрій
	Вбудований механізм апаратної криптографії, який може виконувати різноманітне шифрування та дешифрування функції, включаючи AES, RSA та ECC
	Безпечне зберігання конфіденційних даних, таких як приватні ключі, облікові дані та сертифікати. Це сховище захищені надійним шифруванням і доступ до них мають лише авторизовані сторони
	Підтримка безпечних протоколів зв’язку, наприклад TLS, що допомагає захистити дані під час передачі від несанкціонований доступ або перехоплення
	Tamper функції виявлення, які можуть визначити, чи був пристрій фізично tampеред с. Це допомагає запобігти таким атакам, як зондування або аналіз потужності, які намагаються отримати доступ до конфіденційні дані пристрою
	Сертифікація стандарту безпеки Common Criteria, який є міжнародно визнаним стандартом для оцінки безпеки ІТ-продуктів

Таблиця 5: Функції безпеки Portenta C33

2.6 Зовнішня пам'ять

компонент	Подробиці
MX25L12833F	NOR флеш-пам'ять, яку можна використовувати для зберігання програмного коду, даних і налаштувань конфігурації
	Підтримка інтерфейсів SPI і QSPI, які забезпечують високу швидкість передачі даних до 104 МГц
	Вбудовані функції керування живленням, такі як режим глибокого вимкнення живлення та режим очікування, які допомагають зменшити споживання електроенергії пристроями, що живляться від батареї.
	Апаратні функції безпеки, такі як одноразово програмована (OTP) область, апаратний контакт для захисту від запису та безпечний кремнієвий ідентифікатор
	Підтримка автоматичного узгодження, що дозволяє автоматично виявляти та налаштовувати швидкість з’єднання та дуплексний режим, що полегшує використання в різноманітних програмах
	Функції підвищення надійності, такі як ECC (код виправлення помилок) і висока витривалість до 100,000 XNUMX циклів програмування/стирання
	Призначений для роботи в широкому діапазоні температур від -40°C до 105°C, що робить його придатним для використання в суворих промислових і автомобільних середовищах

Таблиця 6: Функції зовнішньої пам’яті Portenta C33

2.7 Включені аксесуари
Антена Wi-Fi® W.FL (не сумісна з антеною Portenta H7 U.FL)

2.8 Супутні продукти

• Arduino® Portenta H7 (Артикул: ABX00042)
• Arduino® Portenta H7 Lite (Артикул: ABX00045)
• Arduino® Portenta H7 Lite Connected (Артикул: ABX00046)
• Arduino® Nicla Sense ME (Артикул: ABX00050)
• Arduino® Nicla Vision (SKU: ABX00051)
• Arduino® Nicla Voice (SKU: ABX00061)
• Arduino® Portenta Max Carrier (SKU: ABX00043)
• Arduino® Portenta CAT.M1/NB IoT GNSS Shield (Артикул: ABX00043)
• Arduino® Portenta Vision Shield – Ethernet (SKU: ABX00021)
• Arduino® Portenta Vision Shield – LoRa® (Артикул: ABX00026)
• Arduino® Portenta Breakout (Артикул: ABX00031)
• Плати Arduino® із вбудованим роз’ємом ESLOV

Примітка: Portenta Vision Shields (варіанти Ethernet і LoRa®) сумісні з Portenta C33, за винятком камери, яка не підтримується мікроконтролером Portenta C33.

Рейтинги

3.1 Рекомендовані умови експлуатації
Таблиця 7 містить вичерпні рекомендації щодо оптимального використання Portenta C33 із зазначенням типових умов експлуатації та проектних обмежень. Умови роботи Portenta C33 здебільшого залежать від специфікацій його компонентів.

Параметр	символ	Хв	Тип	Макс	одиниця
Вхід живлення USB Voltage	VUSB	–	5	–	V
Вхід живлення батареї Voltage	VUSB	-0.3	3.7	4.8	V
Обсяг входу постачанняtage	VIN номер	4.1	5	6	V
Робоча температура	ТОП	-40	–	85	°C

Таблиця 7: Рекомендовані умови експлуатації

3.2 Споживання струму
Таблиця 8 підсумовує енергоспоживання Portenta C33 у різних тестових випадках. Зауважте, що робочий струм плати значною мірою залежатиме від застосування.

Параметр	символ	Хв	Тип	Макс	одиниця
Споживання струму в режимі глибокого сну 1	IDS	–	86	–	мкА
Нормальний режим споживання струму 2	ІНМ	–	180	–	mA

Таблиця 8: Споживання струму плати 

1 Усі периферійні пристрої вимкнено, пробудження через переривання RTC.
2 Усі периферійні пристрої ввімкнено, безперервне завантаження даних через Wi-Fi®.

Функціональне завершенняview

Ядром Portenta C33 є мікроконтролер R7FA6M5BH2CBG від Renesas. Плата також містить кілька периферійних пристроїв, підключених до мікроконтролера.

4.1 Розпилювання
Розводка роз’ємів у стилі MKR показана на малюнку 1.

Малюнок 1. Розпиновка Portenta C33 (роз'єми у стилі MKR)

Розводка роз’ємів High-Density показана на малюнку 2.

Рисунок 2. Схема контактів Portenta C33 (роз’єми високої щільності)

4.2 Блок-схема
Оверview архітектури високого рівня Portenta C33 показано на малюнку 3.

Рисунок 3. Високорівнева архітектура Portenta C33

4.3 Джерело живлення
Portenta C33 може працювати через один із цих інтерфейсів:

• порт USB-C®
• Одноелементна літій-іонна/літій-полімерна батарея 3.7 В, підключена через роз’єм бортової батареї
• Зовнішнє джерело живлення 5 В підключається через штифти у стилі MKR

Рекомендована мінімальна ємність акумулятора становить 700 мАг. Акумулятор під’єднується до плати за допомогою роз’ємного обтискного роз’єму, як показано на малюнку 3. Номер деталі роз’єму батареї BM03B-ACHSSGAN-TF(LF)(SN).
На рисунку 4 показано параметри живлення, доступні на Portenta C33, і ілюструє основну архітектуру живлення системи.

Рисунок 4. Архітектура живлення Portenta C33

Робота пристрою

5.1 Початок роботи – IDE
Якщо ви хочете програмувати свій Portenta C33 в автономному режимі, вам потрібно встановити Arduino® Desktop IDE [1]. Щоб підключити Portenta C33 до комп’ютера, вам знадобиться кабель USB-C®.

5.2 Початок роботи – Arduino Web редактор
Усі пристрої Arduino® працюють на Arduino® із коробки Web Редактор [2], просто встановивши простий плагін.
Arduino® Web Редактор розміщено в Інтернеті, тому він завжди буде оновлений із найновішими функціями та підтримкою для всіх плат і пристроїв. Виконайте [3], щоб почати кодувати в браузері та завантажити свої ескізи на свій пристрій.

5.3 Початок роботи – Arduino IoT Cloud
Усі продукти з підтримкою Arduino® IoT підтримуються в Arduino® IoT Cloud, що дає змогу реєструвати, складати графіки та аналізувати дані датчиків, ініціювати події та автоматизувати ваш дім чи бізнес.

5.4 Sample Skets
Sampескізи для Portenta C33 можна знайти або в “Examples» в Arduino® IDE або в розділі «Portenta C33 Documentation» Arduino® [4].

5.5 Інтернет-ресурси
Тепер, коли ви ознайомилися з основами того, що ви можете робити з пристроєм, ви можете досліджувати безмежні можливості, які він надає, перевіряючи захоплюючі проекти на ProjectHub [5], Arduino® Library Reference [6] та онлайн-магазині [7] де ви зможете доповнити свій продукт Portenta C33 додатковими розширеннями, датчиками та приводами.

Механічна інформація

Portenta C33 — це двостороння плата 66.04 мм x 25.40 мм з портом USB-C®, що виступає над верхнім краєм, подвійними зубчастими/наскрізними штифтами навколо двох довгих країв і двома роз’ємами високої щільності на нижній стороні. дошка. Роз'єм вбудованої бездротової антени розташований на нижньому краю плати.

6.1 Розміри плати
Контур плати Portenta C33 і розміри монтажних отворів можна побачити на малюнку 5.

Малюнок 5. Контур плати Portenta C33 (ліворуч) і розміри монтажних отворів (праворуч)

Portenta C33 має чотири просвердлені монтажні отвори діаметром 1.12 мм для механічної фіксації.

6.2 Роз’єми плати
Роз’єми Portenta C33 розташовані на верхній і нижній стороні плати, їх розташування можна побачити на малюнку 6.

Малюнок 6. Розташування роз’ємів Portenta C33 (верх view ліворуч, внизу view правильно)

Portenta C33 призначений для використання як модуль для поверхневого монтажу, а також представляє формат подвійної вбудованої упаковки (DIP) з роз’ємами у стилі MKR на сітці з кроком 2.54 мм і отворами 1 мм.

Сертифікати

7.1 Короткий опис сертифікатів

Сертифікація	Статус
CE/RED (Європа)	так
UKCA (Великобританія)	так
FCC (США)	так
IC (Канада)	так
MIC/Telec (Японія)	так
RCM (Австралія)	так
RoHS	так
ДОСЯГНІТЬ	так
WEEE	так

7.2 Декларація відповідності CE DoC (ЄС)
Ми заявляємо під свою виняткову відповідальність, що вищезгадані продукти відповідають основним вимогам наступних директив ЄС і, отже, відповідають вимогам вільного переміщення на ринках, що включають Європейський Союз (ЄС) та Європейську економічну зону (ЄЕЗ).

7.3 Декларація відповідності вимогам ЄС RoHS & REACH 211 01
Плати Arduino відповідають Директиві RoHS 2 2011/65/EU Європейського парламенту та Директиві RoHS 3 2015/863/EU Ради від 4 червня 2015 року щодо обмеження використання деяких небезпечних речовин в електричному та електронному обладнанні.

Речовина	Максимальний ліміт (ppm)
Свинець (Pb)	1000
Кадмій (кд)	100
Ртуть (Hg)	1000
Шестивалентний хром (Cr6+)	1000
Полібромовані біфеніли (PBB)	1000
Полібромовані дифенілові ефіри (ПБДЕ)	1000
Біс(2-Етилгексил} фталат (DEHP)	1000
Бензилбутилфталат (BBP)	1000
Дибутилфталат (DBP)	1000
Діізобутилфталат (DIBP)	1000

Винятки: винятків не вимагається.
Плати Arduino повністю відповідають відповідним вимогам Регламенту Європейського Союзу (EC) 1907/2006 щодо реєстрації, оцінки, авторизації та обмеження хімічних речовин (REACH). Ми оголошуємо, що жодного з SVHC немає (https://echa.europa.eu/web/guest/candidate-list-table), перелік речовин-кандидатів, що викликають дуже велике занепокоєння для авторизації, наразі опублікований ECHA, присутній у всіх продуктах (а також у упаковці) у кількостях, загальних у концентрації, що дорівнює або перевищує 0.1%. Наскільки нам відомо, ми також заявляємо, що наша продукція не містить жодної з речовин, зазначених у «Списку авторизації» (Додаток XIV до регламенту REACH) і речовин, що викликають дуже велике занепокоєння (SVHC) у будь-яких значних кількостях, як зазначено. згідно з Додатком XVII до списку кандидатів, опублікованого ECHA (Європейське хімічне агентство) 1907/2006/EC.

7.4 Декларація про конфлікт корисних копалин
Як глобальний постачальник електронних і електричних компонентів, Arduino усвідомлює наші зобов’язання щодо законів і нормативних актів щодо конфліктних корисних копалин, зокрема Закону Додда-Френка про реформу Уолл-стріт і захист прав споживачів, розділ 1502. Arduino не займається прямим постачанням і обробкою конфліктних корисних копалин, таких як як олово, тантал, вольфрам або золото. Конфліктні мінерали містяться в наших продуктах у формі припою або як компонент металевих сплавів. У рамках нашої належної перевірки компанія Arduino зв’язалася з постачальниками компонентів у нашому ланцюжку постачання, щоб перевірити їх постійну відповідність нормам. На основі отриманої до цього часу інформації ми заявляємо, що наша продукція містить конфліктні мінерали, отримані з вільних від конфліктів територій.

8 Застереження FCC
Будь-які зміни або модифікації, не схвалені прямо стороною, відповідальною за відповідність, можуть позбавити користувача права використовувати обладнання.
Цей пристрій відповідає частині 15 правил FCC. Експлуатація залежить від таких двох умов:

1. Цей пристрій не може створювати шкідливих перешкод
2. Цей пристрій має сприймати будь-які отримані перешкоди, включаючи перешкоди, які можуть спричинити небажану роботу.

Заява FCC про вплив радіочастотного випромінювання:

1. Цей передавач не повинен розташовуватися спільно з будь-якою іншою антеною або передавачем
2. Це обладнання відповідає обмеженням впливу радіочастотного випромінювання, встановленим для неконтрольованого середовища
3. Це обладнання слід встановлювати та використовувати на мінімальній відстані 20 см між радіатором і вашим тілом.

Українська: Посібники користувача для радіоапаратури, звільненої від ліцензії, повинні містити наступне або еквівалентне повідомлення на видному місці в посібнику користувача або на пристрої або на обох. Цей пристрій відповідає стандарту(ам) RSS, звільненим від ліцензії Міністерства промисловості Канади. Експлуатація здійснюється за наступних двох умов:

1. Цей пристрій не може створювати перешкод
2. Цей пристрій має приймати будь-які перешкоди, включно з перешкодами, які можуть спричинити небажану роботу пристрою.

Попередження IC SAR:
Англійська: Це обладнання слід установлювати та використовувати на мінімальній відстані 20 см між радіатором і вашим тілом.
Важливо: Робоча температура ВО не повинна перевищувати 85 °C і бути не нижче -40 °C.
Цим Arduino Srl заявляє, що цей продукт відповідає основним вимогам та іншим відповідним положенням Директиви 2014/53/ЄС. Цей продукт дозволено використовувати в усіх країнах-членах ЄС.

Інформація про компанію

Назва компанії	Arduino SRL
Адреса компанії	Via Andrea Appiani, 25 – 20900 MONZA (Італія)

Довідкова документація

посилання	Посилання
Arduino IDE (настільний стіл)	https://www.arduino.cc/en/Main/Software
Arduino IDE (хмара)	https://create.arduino.cc/editor
Arduino Cloud – початок роботи	https://docs.arduino.cc/arduino-cloud/getting-started/iot-cloud-getting-started
Документація Portenta C33	https://docs.arduino.cc/hardware/portenta-c33
Центр проекту	https://create.arduino.cc/projecthub?by=part&part_id=11332&sort=trending
Довідка бібліотеки	https://www.arduino.cc/reference/en/
Інтернет магазин	https://store.arduino.cc/

Історія переглядів документа

Дата	Ревізія	Зміни
20-06-23	3	Додано Power Tree, оновлено інформацію про супутні продукти
09-06-23	2	Додано інформацію про енергоспоживання плати
14-03-23	1	Перший випуск

Arduino® Portenta C33
Змінено: 20

Документи / Ресурси

Потужний системний модуль ARDUINO Portenta C33 [pdfІнструкція з експлуатації ABX00074, Portenta C33, Portenta C33 Потужний системний модуль, Потужний системний модуль, Системний модуль, Модуль

Список літератури

• Посібник користувача