簡介Adafruit的Gemma與Trinket

之前曾簡單介紹過Adafruit的穿戴式電子開發平台Flora，這一篇則來看看更小更迷你的Gemma與Trinket，因為兩者都使用同樣的微控制器ATtiny85，所以放在同一篇，並且列出差異處。

ATtiny85基本資料如下：

• 腳位：8個，扣掉Vcc、Gnd、Reset，還有5個，不僅有類比輸入，也有PWM輸出。
• Flash：8KB，其中2.75 KB被bootloader佔據。
• EEPROM：512 bytes。
• SRAM：512 bytes。

Gemma的正反面，直徑約28mm、厚度約7mm，重量1.85g。採用3.3V邏輯準位，時脈為8MHz。

Trinket的正反面，長寬高約31 x 15.5 x 5mm，重量3.29g。邏輯準位有兩個版本5V與3.3V（標示為3V），除此之外皆相同。時脈為8MHz，5V Trinket可跑16MHz。

下圖是5V的Trinket。

3.3V的Trinket。

Gemma與Trinket都使用Mini-USB連接埠，連接電腦端從USB埠供電，電源指示LED（綠色）就會亮起；Adafruit為ATtiny85開發了bootloader，當按下板子的重置鍵後會進入bootloader模式持續10秒（注意，無自動重置功能），此時板子上內建的LED（紅色）呈現呼吸狀態，此時就如同一台ISP燒錄器（等於是一台USBtinyISP ），我們便可使用Arduino IDE或avrdude進行燒錄。

不過ATtiny85這顆AVR微控制器其實並沒有專供存放bootloader的區域，所以有可能因意外或突然拔除電源造成bootloader毀損，但可修復。

除了從USB埠供電，也能從外接電源供電，Gemma有JST端子，Trinket沒有JST，須自行接線到BAT+腳位。外接電壓最高可達16V，而3.3V準位的板子（Gemma與3V Trinket）最低輸入電壓建議值為3.5V，5V準位的板子（5V Trinket）則是5.5V；不需要超過6V，只會變成熱能形成浪費。板子的穩壓器能輸出150mA，可應付一般需求，但若要連接一大堆LED或其他零件，建議直接連往外接電源。

可使用三顆AA或AAA一般電池，1.5 x 3 = 4.5V。可使用四顆AA或AAA充電電池，1.2 x 4 = 4.8V。可使用兩顆2032，3V x 2 = 6V。可使用鋰離子/鋰聚合物電池，約3.6V/4.1V或3.7V/4.2V，但3.6V或3.7V無法供應5V Trinket。

板子會自動在USB埠或外接電源之間切換電力來源。不過Gemma與Trinket沒有外接電源的開關，而Flora有。

ATtiny85的8個腳位，扣掉Vcc、Gnd、Reset後，還有5個。都能作為數位輸入、數位輸出之用，可輸出電流大小約20mA；某些腳位有PWM，某些腳位可作為類比輸入，也支援SPI與I2C介面，其中腳位1連接到內建的LED（紅色）。詳請請參閱官方文件。

5個腳位當中有2個腳位與USB線路共享，Gemma並沒有接出來，Trinket有，使用時須小心，燒錄時最好能拔除這2個腳位連接的電路，避免干擾燒錄。

這些產品仍可稱為相容於Arduino，但因為Arduino官方並無使用ATtiny85的產品，所以需要對Arduino軟體開發環境做點小修改，可直接使用Adafruit修改後的版本，目前支援Windows與Mac，但已經有人成功在Linux下使用。更改的地方並不多，其實就是加入對於ATtiny85以及Gemma與Trinket的支援罷了。

與Arduino官方的1.0.5版比較，更動處後條列如下：

• 子目錄drivers，加入需要的驅動程式。
• 子目錄hardware/arduino/bootloaders/caterina，加入Flora的bootloader。
• 子目錄hardware/arduino/core/arduino/USBCore.cpp，修改加入Adafruit自己的USB廠商編號VID與產品編號PID。
• 子目錄hardware/arduino/variants，增加針腳定義檔。
• 檔案hardware/arduino/boards.txt，修改加入板子的各項設定值。
• 檔案hardware/tools/avr/avr/bin/ld.exe，修正錯誤，讓ATtiny85的草稿碼能大於4K。
• 檔案hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf，修改燒錄工具avrdude對於ATtiny85的設定。
• 子目錄libraries/Adafruit_NeoPixel，Adafruit的產品NeoPixel的程式庫。

Adafruit不僅提供開發板，也寫了非常多的文件與示範專案，值得一看：Gemma的、Trinket的。

注意，Gemma與Trinket沒有底下的功能：

• 沒有序列介面，不能跟電腦端（序列埠監控視窗）溝通訊息。
• 跟有些USB 3.0埠不相容。

我在初次使用Gemma與Trinket時，發現在Windows上無法進行燒錄，但在Mac上卻可以，後來發現裝上USB集線器可以解決問題，這可能是因為電腦端USB驅動程式不喜歡以bit-bang的方式控制USB主方控制器的緣故。


參考資料：

• Adafruit Learning System的Introducing Gemma、Introducing Trinket。