YupStick

Mit dem Yupstick lernst du die Programmierung von STM32 Mikrocontrollern. Das Board ist gut für Schüler, weil es bequem in jede Tasche passt und keine weiteren Teile erfordert.

Größe: 44·80 mm

Für dein Programm stehen 4 Taster, 9 Leuchtdioden und ein Lichtsensor zur Verfügung. Die großen Löcher sind für Krokodilklemmen vorgesehen, um externe Sachen anzuschließen. Zum Beispiel Schaltkontakte, analoge Sachen, und Transistoren für Lasten. Meinetwegen auch Bananen als Touch-Sensoren, wenn man das toll findet.

Du kannst den YupStick dank des integrierten Bootloaders direkt an dein Notebook stecken. Auf der Rückseite ist Platz für einen Knopfzellen-Halter, damit du dein Projeke unterwegs vorführen kannst.

Mikrocontroller

Der STM32L072CBT6 hat folgende Eckdaten:

32 Bit ARM Kern (Cortex M0+) mit 32 MHz
128 kB Flash
20 kB RAM
6 kB EEPROM
7 Timer
7 DMA Kanäle
1·USB, 2·SPI, 3·I²C, 5·USART Schnittstellen
12 Bit ADC, 12 Bit DAC, 2 analoge Komparatoren
RTC, CRC, RNG, TSC (Touch Sensoren)
Integrierter Temperatursensor
Läuft mit 1,8 bis 3,6 Volt

Meine Programieranleitung findest du hier, Grundkenntnisse in C vorausgesetzt. Dokumente vom Hersteller: Datasheet, Reference Manual, Errata, Programming Manual, Getting started with Arduino

Schaltplan

Anschlusslöcher

Port	PWM	Analog	Digitale Spezialfunktionen
PA0	ja	ADC_IN0, COMP1_INM, COMP1_OUT	TIM2_CH1, TSC_G1_IO1, USART2_CTS, TIM2_ETR, USART4_TX
PA1	ja	ADC_IN1, COMP1_INP	TIM2_CH2, TSC_G1_IO2, USART2_RTS, TIM21_ETR, USART4_RX
PA2	ja	ADC_IN2, COMP2_INM, COMP2_OUT	TIM21_CH1, TIM2_CH3, TSC_G1_IO3, USART2_TX, LPUART1_TX
PA3	ja	ADC_IN3, COMP2_INP	TIM21_CH2, TIM2_CH4, TSC_G1_IO4, USART2_RX, LPUART1_RX
PA4		ADC_IN4, COMP1_INM, COMP2_INM, DAC_OUT1	SPI1_NSS, USART2_CK, TIM22_ETR
GND

Diese Anschlüsse sind durch 1kΩ Widerstände geschützt. PA0-PA3 sind mit den darüber liegenden Tastern verbunden.

Stiftleiste J2

Stift	Port	PWM	Analog	Digitale Spezialfunktionen
1	PB15			SPI2_MOSI, I2S2_SD, RTC_REFIN
2	PB0	ja	ADC_IN8, VREF_OUT	EVENTOUT, TIM3_CH3, ADC_IN8, VREF_OUT, TSC_G3_IO2
3	PB14	ja		SPI2_MISO, I2S2_MCK, RTC_OUT, TSC_G6_IO4, LPUART1_RTS_DE, I2C2_SDA, TIM21_CH2
4	PB1	ja	ADC_IN9, VREF_OUT	TIM3_CH4, TSC_G3_IO3, LPUART1_RTS
5	PB13	ja		SPI2_SCK, I2S2_CK, MCO, TSC_G6_IO3, LPUART1_CTS, I2C2_SCL, TIM21_CH1
6	PB2	ja		LPTIM1_OUT, TSC_G3_IO4, I2C3_SMBA
7	PB12			SPI2_NSS, I2S2_WS, LPUART1_RTS_DE, TSC_G6_IO2, I2C2_SMBA, EVENTOUT
8	PB3	ja	COMP2_INM	SPI1_SCK, TIM2_CH2, TSC_G5I_O1, EVENTOUT, USART1__RTS_DE, USART5_TX
9	PB11	ja		EVENTOUT, TIM2_CH4, TSC_G6_IO1, LPUART1_RX, I2C2_SDA, LPUART1_TX
10	PB4	ja	COMP2_INP	SPI1_MISO, TIM3_CH1, TSC_G5_IO2, TIM22_CH1, USART1_CTS, USART5_RX, I2C3_SDA
11	PB10	ja		TIM2_CH3, TSC_SYNC, LPUART1_TX, SPI2_SCK, I2C2_SCL, LPUART1_RX
12	PB5	ja	COMP2_INP	SPI1_MOSI, LPTIM1_IN1, I2C1_SMBA, TIM3_CH2, TIM22_CH2, USART1_CK, USART5_CK, USART5_R, TS_DE
13	PA7	ja	ADC_IN7, COMP2_OUT	SPI1_MOSI, TIM3_CH2, TSC_G2_IO4, TIM22_CH2, EVENTOUT
14	PB6		COMP2_INP	USART1_TX, I2C1_SCL, LPTIM1_ETR, TSC_G5_IO3
15	PA6	ja	ADC_IN6, COMP1_OUT	SPI1_MISO, TIM3_CH1, TSC_G2_IO3, LPUART1_CTS, TIM22_CH1, EVENTOUT
16	PB7		COMP2_INP, VREF_PVD_IN	USART1_RX, I2C1_SDA, LPTIM1_IN2, TSC_G5_IO4, USART4_CTS
17	GND
18	GND
19	VDD
20	VDD

Diese Ports sind 5 V tolerant, ohne Schutzwiderstände.

Anmerkungen zur Schaltung

Die Taster ziehen den jeweiligen Eingang auf VDD. Zur Abfrage musst du daher den Pull-Down Widerstand aktivieren. Externe Schaltkontakte die den Eingang auf GND ziehen müssen hingegen mit aktiviertem Pull-Up Widerstand abgefragt werden. Nach dem Ändern der Pull-Up/Down Widerstände musst du kurz warten, bevor die Eingänge sinnvolle Werte liefern.

Wenn du die Anschlüsse PA0-PA3 mit Tesafilm oder Isolierband abdeckst, lassen sie sich theoretisch als Touch Sensoren verwenden. Ausprobiert habe ich das allerdings noch nicht. Dazu gibt es eine Anleitung vom Chiphersteller, die Application Note AN5105.

Der Optische Sensor ist (um Strom zu sparen) nur dann aktiv, wenn PC13 auf LOW steht. Dann ist auch die gelbe LED an.

Um den USB/DFU Bootloader zu aktivieren musst du den Boot0 Taster gedrückt halten und gleichzeitig kurz auf den Reset Taster drücken. Alternativ dazu kannst du einen Debugger wie den ST-Link an J3 anschließen. Die LEDs an PA13 und PA14 sind dann allerdings nicht frei programmierbar.

Falls du den YupStick dauerhaft per Batterie versorgst, vergiss nicht den Standby oder Stop Modus zu nutzen, sonst zieht er dir die Batterie leer. Bedenke dass CR2032 Knopfzellen nur wenig Strom (typisch 5 mA) liefern können. LR44 Zellen liefern viel mehr Strom. Du kannst natürlich auch andere Batteriehalter unter die Platine kleben. Wenn du den Jumper JP1 entfernst, kann die Platine extern über Anschluss J2 mit Strom versorgt werden.

Platine herstellen lassen

Die Firma JLCPCB stellt solche Platinen für wenige Euros her. Du musst dazu nur die Gerber Files hoch laden. Ich habe dort für die ersten fünf Platinen (ohne Bauteile) mit Versand nur 10 Euro bezahlt.

Folgende Teile kannst du anfangs weg lassen, um sie später nur bei Bedarf nach zu rüsten:

Den rückseitigen Batteriehalter
Den Quarz Y1 für die integrierte Uhr
Die Stiftleiste J2 mit 16 weiteren I/O Pins
Den Debugger Anschluss J3

Das Auflöten des Mikrocontrollers sollte man jemandem mit Übung überlassen. Ab 20 Platinen lohnt sich der Bestückungs-Service von JLCPCB. Kontaktiere mich ggf. per Mail um die dazu nötigen Unterlagen zu erhalten.

Eigentlich müsste die Platine 2,1 mm dick sein. Aus Kostengründen habe ich sie jedoch in 1,6 mm herstellen lassen und dann auf der Rückseite des USB Steckers mit einem 10 mm Klettpad verstärkt. Das passte zufällig sehr gut. Schleife die Vorderkante des Steckers beim Label J1 glatt, damit sie nicht an den Kontakten in der USB Buchse hängen bleibt.