Arduino® Portenta C33
Referenční příručka k produktu
Kód: ABX00074

Portenta C33 výkonný systémový modul

Popis
Portenta C33 je výkonný System-on-Module určený pro nízkonákladové aplikace internetu věcí (IoT). Tato deska založená na mikrokontroléru R7FA6M5BH2CBG od Renesas® sdílí stejný tvarový faktor jako Portenta H7 a je s ním zpětně kompatibilní, takže je plně kompatibilní se všemi štíty a nosiči rodiny Portenta prostřednictvím konektorů s vysokou hustotou. Jako levné zařízení je Portenta C33 vynikající volbou pro vývojáře, kteří chtějí vytvářet zařízení a aplikace IoT s nízkým rozpočtem. Ať už stavíte zařízení pro chytrou domácnost nebo připojený průmyslový senzor, Portenta C33 poskytuje výpočetní výkon a možnosti připojení, které potřebujete ke své práci.
Cílové oblasti
IoT, automatizace budov, chytrá města a zemědělství

Aplikace Přamples

Portenta C33 díky svému vysoce výkonnému procesoru podporuje mnoho aplikací. Od průmyslových aplikací po rychlé prototypování, řešení IoT a automatizaci budov a mnoho dalších. Zde jsou některé aplikace napřamples:

• Průmyslová automatizace: Portenta C33 může být implementována jako řešení pro různé průmyslové aplikace, jako jsou:
  • Průmyslová brána IoT: Připojte svá zařízení, stroje a senzory k bráně Portenta C33. Shromažďujte provozní data v reálném čase a zobrazujte je na řídicím panelu Arduino IoT Cloud s využitím end-to-end zabezpečeného šifrování dat.
  • Monitorování strojů pro sledování OEE/OPE: Sledujte celkovou efektivitu zařízení (OEE) a celkovou efektivitu procesu (OPE) s Portenta C33 jako IoT uzlem. Sbírejte data a získejte upozornění na dobu provozuschopnosti stroje a neplánované odstávky, abyste zajistili reaktivní údržbu a zvýšili rychlost výroby.
  • Inline Quality Assurance: Využijte plnou kompatibilitu mezi Portenta C33 a rodinou Nicla k provádění kontroly kvality na vašich výrobních linkách. Sbírejte data z chytrého snímání Nicla pomocí Portenta C33, abyste včas zachytili defekty a vyřešili je dříve, než se rozjedou po lince.
• Prototypování: Portenta C33 může pomáhat vývojářům Portenta a MKR s jejich IoT prototypy tím, že integruje připravenou konektivitu Wi-Fi®/Bluetooth® a různá periferní rozhraní, včetně CAN, SAI, SPI a I2C. Portenta C33 lze navíc rychle naprogramovat pomocí jazyků na vysoké úrovni, jako je MicroPython, což umožňuje rychlé prototypování aplikací IoT.
• Automatizace budov: Portenta C33 lze použít v mnoha aplikacích automatizace budov:
  • Monitorování spotřeby energie: Shromažďujte a monitorujte údaje o spotřebě ze všech služeb (např. plyn, voda, elektřina) v jednom systému. Zobrazte trendy využití v grafech Arduino IoT Cloud a poskytněte celkový obraz pro optimalizaci správy energie a snížení nákladů.
  • Systém řízení spotřebičů: Využijte vysoce výkonný mikrokontrolér Portenta C33 k ovládání vašich spotřebičů v reálném čase. Upravte topení HVAC nebo vylepšete účinnost vašeho ventilačního systému, ovládejte motory vašich záclon a zapněte/zhasněte světla. Integrovaná Wi-Fi® konektivita snadno umožňuje integraci do cloudu, takže vše máte pod kontrolou i z dálkového ovladače.

Vlastnosti

2.1 Obecné specifikace Přesview
Portenta C33 je výkonná deska mikrokontroléru určená pro nízkonákladové aplikace IoT. Je založen na vysoce výkonném mikrokontroléru R7FA6M5BH2CBG od Renesas® a nabízí řadu klíčových funkcí a design s nízkou spotřebou, díky čemuž je vhodný pro různé aplikace. Deska byla navržena se stejným tvarovým faktorem jako Portenta H7 a je zpětně kompatibilní, takže je plně kompatibilní se všemi štíty a nosiči rodiny Portenta prostřednictvím konektorů ve stylu MKR a vysoké hustoty. Tabulka 1 shrnuje hlavní vlastnosti desky a tabulka 2, 3, 4, 5 a 6 ukazuje podrobnější informace o mikrokontroléru desky, bezpečnostním prvku, ethernetovém transceiveru a externí paměti.

Funkce	Popis
Mikrokontrolér	200 MHz, jádrový mikrokontrolér Arm® Cortex®-M33 (R7FA6M5BH2CBG)
vnitřní paměť	2 MB Flash a 512 kB SRAM
Externí paměť	16 MB QSPI Flash paměti (MX25L12833F)
Konektivita	2.4 GHz WI-FIS (802.11 b/g/n) a Bluetooth® 5.0 (ESP32-C3-MINI-1 U)
Ethernet	Transceiver fyzické vrstvy Ethernet (PHY) (LAN8742A1)
Zabezpečení	Zabezpečený prvek připravený na loT (SE050C2)
USB připojení	USB-C® port pro napájení a data (přístupný také přes High-Density konektory na desce)
Napájení	Různé možnosti pro snadné napájení desky: port USB-C®, jednočlánková lithium-iontová/lithium-polymerová baterie a externí napájecí zdroj připojený přes konektory ve stylu MKR
Analogové periferie	Dva, osmikanálový 12bitový analogově-digitální převodník (ADC) a dva 12bitové digitálně-analogové převodníky (DAC)
Digitální periferie	GPIO (x7), I2C (x1), UART (x4), SPI (x2), PWM (x10), CAN (x2), 125 (x1), SPDIF (x1), PDM (x1) a SA1 (x1)
Ladění	JTAG/SWD ladicí port (přístupný přes konektory High-Density na desce)
Rozměry	66.04 mm x 25.40 mm
Pro povrchovou montáž	Prolisované kolíky umožňují umístění desky jako modulu pro povrchovou montáž

Tabulka 1: Hlavní funkce Portenta C33

Mikrokontrolér 2.2

Komponent	Podrobnosti
R7FA6MSBH2CBG	32bitový mikrokontrolér Arm® Cortex®-M33 s maximální pracovní frekvencí 200 MHz
	2 MB flash paměti a 512 KB SRAM
	Několik periferních rozhraní, včetně UART, 12C, SPI, USB, CAN a Ethernet
	Hardwarové bezpečnostní funkce, jako je True Random Number Generator (TRNG), Memory Protection Unit (MPU) a bezpečnostní rozšíření TrustZone-M
	Integrované funkce řízení spotřeby, které umožňují provoz v režimu nízké spotřeby
	Integrovaný modul RTC, který poskytuje přesné funkce měření času a kalendáře, spolu s programovatelnými alarmy atdampdetekční funkce
	Navrženo pro provoz v širokém teplotním rozsahu, od -40 °C do 105 °C, díky čemuž je vhodné pro použití v náročných prostředích

Tabulka 2: Vlastnosti mikrokontroléru Portenta C33

2.3 Bezdrátová komunikace

Komponent	Podrobnosti
ESP32 -C3- MINI- 1U	Podpora 2.4 GHz Wi-Fi® (802.11 b/g/n).
	Podpora Bluetooth® 5.0 Low Energy

Tabulka 3: Funkce bezdrátové komunikace Portenta C33

2.4 Ethernetové připojení

Komponent	Podrobnosti
LAN8742A1	Jednoportový 10/100 Ethernet transceiver určený pro použití v průmyslových a automobilových aplikacích
	Navrženo pro provoz v drsném prostředí, s vestavěnými funkcemi, jako je ESD ochrana, přepěťová ochrana a nízké emise EMI
	Podpora rozhraní Media Independent Interface (MI1) a Reduced Media Independent Interface (RMII), díky čemuž je kompatibilní s širokou řadou ethernetových řadičů
	Vestavěný režim nízké spotřeby, který snižuje spotřebu energie, když je linka nečinná, což pomáhá šetřit energii v zařízeních napájených bateriemi
	Podpora automatického vyjednávání, která umožňuje automaticky detekovat a konfigurovat rychlost připojení a duplexní režim, což usnadňuje použití v různých aplikacích
	Vestavěné diagnostické funkce, jako je režim zpětné smyčky a detekce délky kabelu, které pomáhají zjednodušit odstraňování problémů a ladění
	Navrženo pro provoz v širokém teplotním rozsahu, od -40 °C do 105 °C, takže je vhodné pro použití v náročných průmyslových a automobilových prostředích

Tabulka 4: Funkce připojení Portenta C33 Ethernet

2.5 Zabezpečení

Komponent	Podrobnosti
NXP SE050C2	Bezpečný proces spouštění, který ověřuje pravost a integritu firmwaru před jeho načtením do zařízení
	Vestavěný hardwarový kryptografický engine, který může provádět různé šifrování a dešifrování funkcí, včetně AES, RSA a ECC
	Bezpečné úložiště pro citlivá data, jako jsou soukromé klíče, přihlašovací údaje a certifikáty. Toto úložiště je chráněné silným šifrováním a přístup k němu mají pouze oprávněné strany
	Podpora bezpečných komunikačních protokolů, jako je TLS, která pomáhá chránit data při přenosu neoprávněný přístup nebo odposlech
	Tampdetekční funkce, které dokážou zjistit, zda bylo zařízení fyzicky tampered s. Tento pomáhá předcházet útokům, jako je sondování nebo útoky analýzy napájení, které se pokoušejí o přístup k citlivá data zařízení
	Certifikace bezpečnostního standardu Common Criteria, což je mezinárodně uznávaný standard pro hodnocení bezpečnosti IT produktů

Tabulka 5: Funkce zabezpečení Portenta C33

2.6 Externí paměť

Komponent	Podrobnosti
MX25L12833F	ANI flash paměti, kterou lze použít pro uložení programového kódu, dat a nastavení konfigurace
	Podpora rozhraní SPI a QSPI, která poskytují vysokorychlostní přenos dat rychlostí až 104 MHz
	Integrované funkce řízení spotřeby, jako je režim hlubokého vypnutí a pohotovostní režim, které pomáhají snižovat spotřebu energie u zařízení napájených z baterie
	Hardwarové bezpečnostní funkce, jako je jednorázová programovatelná oblast (OTP), hardwarový kolík ochrany proti zápisu a bezpečné silikonové ID
	Podpora automatického vyjednávání, která umožňuje automaticky detekovat a konfigurovat rychlost připojení a duplexní režim, což usnadňuje použití v různých aplikacích
	Funkce zvyšující spolehlivost, jako je ECC (Error Correction Code) a vysoká výdrž až 100,000 XNUMX cyklů programu/mazání
	Navrženo pro provoz v širokém teplotním rozsahu, od -40 °C do 105 °C, takže je vhodné pro použití v náročných průmyslových a automobilových prostředích

Tabulka 6: Funkce externí paměti Portenta C33

2.7 Dodávané příslušenství
Anténa Wi-Fi® W.FL (není kompatibilní s anténou Portenta H7 U.FL)

2.8 Související produkty

• Arduino® Portenta H7 (SKU: ABX00042)
• Arduino® Portenta H7 Lite (SKU: ABX00045)
• Arduino® Portenta H7 Lite Connected (SKU: ABX00046)
• Arduino® Nicla Sense ME (SKU: 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 (SKU: ABX00043)
• Arduino® Portenta Vision Shield – Ethernet (SKU: ABX00021)
• Arduino® Portenta Vision Shield – LoRa® (SKU: ABX00026)
• Arduino® Portenta Breakout (SKU: ABX00031)
• Desky Arduino® s integrovaným konektorem ESLOV

Poznámka: Portenta Vision Shields (Ethernet a LoRa® varianty) jsou kompatibilní s Portenta C33 s výjimkou kamery, kterou mikrokontrolér Portenta C33 nepodporuje.

Hodnocení

3.1 Doporučené provozní podmínky
Tabulka 7 poskytuje komplexní vodítko pro optimální použití Portenta C33, nastiňuje typické provozní podmínky a konstrukční limity. Provozní podmínky Portenty C33 jsou z velké části závislé na specifikacích jeho komponent.

Parametr	Symbol	Min	Typ	Max	Jednotka
USB napájecí vstup Voltage	VUSB	–	5	–	V
Vstup pro napájení baterie Voltage	VUSB	-0.3	3.7	4.8	V
Supply Input Voltage	VIN	4.1	5	6	V
Provozní teplota	TOP	-40	–	85	°C

Tabulka 7: Doporučené provozní podmínky

3.2 Spotřeba proudu
Tabulka 8 shrnuje spotřebu energie Portenta C33 v různých testovacích případech. Všimněte si, že provozní proud desky bude velmi záviset na aplikaci.

Parametr	Symbol	Min	Typ	Max	Jednotka
Aktuální spotřeba v režimu hlubokého spánku 1	IDS	–	86	–	uA
Spotřeba proudu v normálním režimu 2	INM	–	180	–	mA

Tabulka 8: Spotřeba proudu desky 

1 Všechna periferní zařízení vypnuta, probuzení při přerušení RTC.
2 Všechna periferní zařízení zapnuta, nepřetržité stahování dat přes Wi-Fi®.

Funkční konecview

Jádrem Portenta C33 je mikrokontrolér R7FA6M5BH2CBG od Renesas. Deska také obsahuje několik periferií připojených k jejímu mikrokontroléru.

4.1 Pinout
Pinout konektorů ve stylu MKR je znázorněn na obrázku 1.

Obrázek 1. Pinout Portenta C33 (konektory ve stylu MKR)

Vývod konektorů High-Density je znázorněn na obrázku 2.

Obrázek 2. Pinout Portenta C33 (konektory s vysokou hustotou)

4.2 Blokové schéma
Konecview na vysoké úrovni architektury Portenta C33 je znázorněna na obrázku 3.

Obrázek 3. Architektura na vysoké úrovni Portenta C33

4.3 napájecí zdroj
Portenta C33 lze napájet přes jedno z těchto rozhraní:

• Port USB-C®
• 3.7 V jednočlánková lithium-iontová/lithium-polymerová baterie, připojená přes konektor na palubní baterii
• Externí 5V napájecí zdroj připojený přes kolíky ve stylu MKR

Doporučená minimální kapacita baterie je 700 mAh. Baterie je připojena k desce pomocí odpojitelného krimpovacího konektoru, jak je znázorněno na obrázku 3. Číslo dílu konektoru baterie je BM03B-ACHSSGAN-TF(LF)(SN).
Obrázek 4 ukazuje možnosti napájení dostupné na Portenta C33 a ilustruje hlavní architekturu napájení systému.

Obrázek 4. Architektura napájení Portenta C33

Provoz zařízení

5.1 Začínáme – IDE
Pokud chcete programovat Portentu C33 offline, musíte nainstalovat Arduino® Desktop IDE [1]. Chcete-li připojit Portenta C33 k počítači, budete potřebovat kabel USB-C®.

5.2 Začínáme – Arduino Web Editor
Všechna zařízení Arduino® fungují na Arduinu® ihned po vybalení Web Editor [2] pouze instalací jednoduchého pluginu.
Arduino® Web Editor je hostován online, proto bude vždy aktuální s nejnovějšími funkcemi a podporou pro všechny desky a zařízení. Podle [3] začněte kódovat v prohlížeči a nahrajte své náčrty do zařízení.

5.3 Začínáme – Arduino IoT Cloud
Všechny produkty s podporou Arduino® IoT jsou podporovány na Arduino® IoT Cloud, který vám umožňuje zaznamenávat, zobrazovat grafy a analyzovat data senzorů, spouštět události a automatizovat váš domov nebo firmu.

5.4 Sample Sketches
SampSoubory náčrtů pro Portenta C33 lze nalézt buď v „Přamples“ v Arduino® IDE nebo v sekci „Portenta C33 Documentation“ Arduino® [4].

5.5 Online zdroje
Nyní, když jste si prošli základy toho, co můžete se zařízením dělat, můžete prozkoumat nekonečné možnosti, které poskytuje, tím, že si prohlédnete vzrušující projekty na ProjectHub [5], Arduino® Library Reference [6] a online obchod [7] kde budete moci svůj produkt Portenta C33 doplnit o další rozšíření, senzory a akční členy.

Mechanické informace

Portenta C33 je oboustranná deska o rozměrech 66.04 mm x 25.40 mm s portem USB-C® přečnívajícím přes horní okraj, dvěma kolíky s drážkami/průchozími otvory kolem dvou dlouhých okrajů a dvěma konektory High-Density na spodní straně. deska. Konektor pro bezdrátovou anténu na desce je umístěn na spodním okraji desky.

6.1 Rozměry desky
Obrys desky Portenta C33 a rozměry montážních otvorů jsou vidět na obrázku 5.

Obrázek 5. Obrys desky Portenta C33 (vlevo) a rozměry montážních otvorů (vpravo)

Portenta C33 má čtyři 1.12 mm vyvrtané montážní otvory pro mechanické upevnění.

6.2 Konektory desky
Konektory Portenta C33 jsou umístěny na horní a spodní straně desky, jejich umístění je vidět na obrázku 6.

Obrázek 6. Umístění konektorů Portenta C33 (nahoře view vlevo, dole view právo)

Portenta C33 je navržena tak, aby byla použitelná jako modul pro povrchovou montáž a také jako dvoudílný inline balíček (DIP) s konektory ve stylu MKR na mřížce s roztečí 2.54 mm s otvory 1 mm.

Certifikace

7.1 Souhrn certifikací

Certifikace	Postavení
CE/RED (Evropa)	Ano
UKCA (UK)	Ano
FCC (USA)	Ano
IC (Kanada)	Ano
MIC/Tec (Japonsko)	Ano
RCM (Austrálie)	Ano
RoHS	Ano
DOSAH	Ano
OEEZ	Ano

7.2 Prohlášení o shodě CE DoC (EU)
Na svou výhradní odpovědnost prohlašujeme, že výše uvedené produkty jsou v souladu se základními požadavky následujících směrnic EU, a proto jsou způsobilé pro volný pohyb na trzích zahrnujících Evropskou unii (EU) a Evropský hospodářský prostor (EHP).

7.3 Prohlášení o shodě s EU RoHS & REACH 211 01
Desky Arduino jsou v souladu se směrnicí RoHS 2 Evropského parlamentu 2011/65/EU a RoHS 3 Směrnicí Rady 2015/863/EU ze dne 4. června 2015 o omezení používání některých nebezpečných látek v elektrických a elektronických zařízeních.

Látka	Maximální limit (ppm)
Olovo (Pb)	1000
Kadmium (Cd)	100
Rtuť (Hg)	1000
šestimocný chrom (Cr6+)	1000
Poly bromované bifenyly (PBB)	1000
Polybromované difenylethery (PBDE)	1000
Bis(2-ethylhexyl}ftalát (DEHP)	1000
Benzylbutylftalát (BBP)	1000
Dibutylftalát (DBP)	1000
Diisobutylftalát (DIBP)	1000

Výjimky: Nejsou požadovány žádné výjimky.
Desky Arduino jsou plně v souladu se souvisejícími požadavky nařízení Evropské unie (ES) 1907/2006 o registraci, hodnocení, autorizaci a omezování chemikálií (REACH). Nedeklarujeme žádný z SVHC (https://echa.europa.eu/web/guest/candidate-list-table), kandidátský seznam látek vzbuzujících velmi velké obavy pro autorizaci, který v současnosti uvolňuje agentura ECHA, je přítomen ve všech produktech (a také v balení) v celkovém množství v koncentraci rovné nebo vyšší 0.1 %. Podle našich nejlepších znalostí také prohlašujeme, že naše produkty neobsahují žádnou z látek uvedených na „seznamu autorizací“ (příloha XIV nařízení REACH) a látky vzbuzující velmi velké obavy (SVHC) v žádném významném množství, jak je specifikováno. podle přílohy XVII seznamu kandidátských látek zveřejněného agenturou ECHA (Evropská agentura pro chemické látky) 1907/2006/ES.

7.4 Deklarace konfliktních nerostů
Jako globální dodavatel elektronických a elektrických součástek si je Arduino vědomo našich závazků týkajících se zákonů a předpisů týkajících se konfliktních minerálů, konkrétně Dodd-Frank Wall Street Reform and Consumer Protection Act, sekce 1502. Arduino přímo nezískává ani nezpracovává konfliktní minerály, jako jsou např. jako cín, tantal, wolfram nebo zlato. Konfliktní minerály jsou obsaženy v našich výrobcích ve formě pájky nebo jako součást kovových slitin. V rámci naší přiměřené náležité péče společnost Arduino kontaktovala dodavatele komponent v rámci našeho dodavatelského řetězce, aby ověřila, zda trvale splňují předpisy. Na základě dosud obdržených informací prohlašujeme, že naše produkty obsahují konfliktní minerály pocházející z bezkonfliktních oblastí.

8 Upozornění FCC
Jakékoli změny nebo úpravy, které nejsou výslovně schváleny stranou odpovědnou za shodu, mohou zrušit oprávnění uživatele provozovat zařízení.
Toto zařízení je v souladu s částí 15 pravidel FCC. Provoz podléhá následujícím dvěma podmínkám:

1. Toto zařízení nesmí způsobovat škodlivé rušení
2. Toto zařízení musí akceptovat jakékoli přijaté rušení, včetně rušení, které může způsobit nežádoucí provoz.

Prohlášení FCC o vystavení vysokofrekvenčnímu záření:

1. Tento vysílač nesmí být umístěn společně nebo pracovat ve spojení s jakoukoli jinou anténou nebo vysílačem
2. Toto zařízení vyhovuje limitům vystavení vysokofrekvenčnímu záření stanoveným pro nekontrolované prostředí
3. Toto zařízení by mělo být instalováno a provozováno s minimální vzdáleností 20 cm mezi radiátorem a vaším tělem.

Čeština: Uživatelské příručky pro rádiové přístroje bez licence musí obsahovat následující nebo ekvivalentní upozornění na viditelném místě v uživatelské příručce nebo alternativně na zařízení nebo obojí. Toto zařízení vyhovuje standardu RSS bez licence Industry Canada. Provoz podléhá následujícím dvěma podmínkám:

1. Toto zařízení nesmí způsobovat rušení
2. Toto zařízení musí akceptovat jakékoli rušení, včetně rušení, které může způsobit nežádoucí provoz zařízení.

Varování IC SAR:
Čeština: Toto zařízení by mělo být instalováno a provozováno s minimální vzdáleností 20 cm mezi radiátorem a vaším tělem.
Důležité: Provozní teplota EUT nesmí překročit 85 °C a neměla by být nižší než -40 °C.
Arduino Srl tímto prohlašuje, že tento produkt je v souladu se základními požadavky a dalšími příslušnými ustanoveními směrnice 2014/53/EU. Tento produkt je povoleno používat ve všech členských státech EU.

Informace o společnosti

Název společnosti	Arduino SRL
Adresa společnosti	Via Andrea Appiani, 25 – 20900 MONZA (Itálie)

Referenční dokumentace

Ref	Odkaz
Arduino IDE (desktop)	https://www.arduino.cc/en/Main/Software
Arduino IDE (cloud)	https://create.arduino.cc/editor
Arduino Cloud – Začínáme	https://docs.arduino.cc/arduino-cloud/getting-started/iot-cloud-getting-started
Dokumentace Portenta C33	https://docs.arduino.cc/hardware/portenta-c33
Project Hub	https://create.arduino.cc/projecthub?by=part&part_id=11332&sort=trending
Odkaz na knihovnu	https://www.arduino.cc/reference/en/
Internetový obchod	https://store.arduino.cc/

Historie revizí dokumentu

Datum	Revize	Změny
20-06-23	3	Byl přidán strom napájení, aktualizovány informace o souvisejících produktech
09-06-23	2	Byla přidána informace o spotřebě energie desky
14-03-23	1	První vydání

Arduino® Portenta C33
Upraveno: 20/09/2023

Dokumenty / zdroje

Výkonný systémový modul ARDUINO Portenta C33 [pdfNávod k obsluze ABX00074, Portenta C33, Portenta C33 výkonný systémový modul, výkonný systémový modul, systémový modul, modul

Reference

• Uživatelská příručka