Module TEENSY 4.1 avec connecteur et connectivité Ethernet et USB

Brancher un câble réseau, lire une carte micro SD ou piloter un clavier en USB : la Teensy 4.1 réunit sur un seul circuit ce qui réclamait jusqu'ici plusieurs cartes d'extension. Cette référence arrive connecteurs mâles déjà soudés, prête à enficher sur une plaque d'essai, et embarque un PHY Ethernet 10/100 ainsi qu'un port USB host indépendant. Le tout est animé par un ARM Cortex-M7 à 600 MHz, le cœur le plus rapide de la gamme Teensy.

Spécifications visuelles de la Teensy 4.1 (image réalisée par outil IA)

Spécifications techniques

La Teensy 4.1 associe un microcontrôleur NXP i.MX RT1062 (Cortex-M7 à 600 MHz) à une connectivité large : Ethernet 10/100, USB host, lecteur micro SD et 8 Mo de Flash. Particularité de cette référence : ses connecteurs mâles pré-soudés sur les deux rangées latérales, qui suppriment l'étape de soudure avant de prototyper.

Côté réseau, la carte intègre un PHY Ethernet 10/100 Mbit (puce DP83825) avec horodatage de paquets IEEE 1588. Pour raccorder un câble RJ45, il faut ajouter le kit magjack dédié, vendu séparément. Le port USB device fonctionne à 480 Mbit/s ; un second port, en mode USB host, reste totalement indépendant et accepte claviers, instruments MIDI ou hubs, jusqu'à 480 Mbit/s selon le périphérique. S'y ajoute un socket micro SD relié en SDIO 4 bits pour le stockage de données (carte non livrée).

Le processeur embarque une unité de calcul flottant matérielle (double 64 bits et float 32 bits) et une architecture superscalaire à double émission, capable d'exécuter deux instructions par cycle. La fréquence de 600 MHz s'ajuste dynamiquement, et la carte s'overclocke au-delà si besoin. La mémoire se compose de 8 Mo de Flash et de 1 Mo de RAM, dont 512 Ko en mémoire tightly coupled pour un accès en un seul cycle. S'ajoutent une EEPROM émulée d'environ 4 Ko et deux emplacements QSPI en face inférieure, prévus pour souder de la PSRAM ou de la Flash (composants non livrés).

Les entrées/sorties fonctionnent en 3,3 V et ne tolèrent pas le 5 V : aucune broche ne doit dépasser 3,3 V, sous peine d'endommager la carte. Les entrées analogiques acceptent une plage de 0 à 3,3 V. La carte expose 55 broches d'E/S au total, dont 42 directement accessibles sur breadboard, avec 35 sorties PWM, 18 entrées analogiques, 8 ports série, 3 SPI, 3 I²C, 3 bus CAN (dont un CAN FD), 2 ports audio numériques I²S/TDM et une sortie S/PDIF. L'alimentation arrive en 5 V sur VUSB/VIN puis passe par un régulateur 3,3 V ; la consommation tourne autour de 100 mA à 600 MHz. Une broche VBAT accueille une pile bouton CR2032 pour conserver date et heure via le RTC, et une fonction On/Off coupe l'alimentation 3,3 V à la demande.

Ce que la Teensy 4.1 apporte à vos projets

Par rapport à la Teensy 4.0, la 4.1 mise sur la connectivité et l'extension. Même processeur, même fréquence, mais un format plus long (2,4″ × 0,7″, l'empreinte de la Teensy 3.6) qui fait de la place pour les périphériques absents de la 4.0.

Trois différences pèsent dans le choix. D'abord la connectivité réseau : la 4.1 embarque le PHY Ethernet et un connecteur USB host câblable, là où la 4.0 ne propose que des pastilles en face inférieure. Ensuite la mémoire : 8 Mo de Flash contre 2 Mo, plus deux emplacements pour souder de la PSRAM ou de la Flash QSPI supplémentaires. Enfin l'accès matériel : un 8e port série, davantage de PWM et d'entrées analogiques, 16 broches de port natif contiguës pour de l'E/S parallèle rapide, et surtout des broches ramenées sur les bords, donc utilisables sur breadboard.

Sur cette référence précise, l'argument pratique tient aux connecteurs déjà soudés : la carte se pose sur une plaque d'essai dès la sortie de l'emballage, sans fer à souder ni risque de soudure froide. Pour qui veut prototyper vite, c'est du temps gagné.

Développer avec la Teensy 4.1 : Arduino IDE et Teensyduino

Côté développement, la Teensy 4.1 s'appuie sur Teensyduino, l'add-on qui ajoute le support Teensy à l'Arduino IDE. L'installation passe par le gestionnaire de cartes ; une fois en place, la carte se programme en C/C++ et accède à une large part des bibliothèques Arduino, complétées par des bibliothèques optimisées pour la plateforme. PlatformIO, Visual Micro et, partiellement, CircuitPython constituent des alternatives.

Le menu « USB Type » de Teensyduino décide du comportement du port USB : port série, clavier, souris, manette, MIDI, audio, et plusieurs de ces rôles en parallèle. Le port USB host ouvre l'autre sens : on y branche un clavier, un instrument MIDI ou un hub, pendant que le port principal dialogue toujours avec le PC. La bibliothèque Audio de Teensy, associée à l'Audio System Design Tool (un éditeur graphique de chaîne audio), reste l'un des points forts de l'écosystème pour le traitement du son en temps réel.

Quelques précautions valent d'être rappelées. Les broches travaillent en 3,3 V sans tolérance 5 V : un capteur ou un shield 5 V demande un adaptateur de niveau. La compatibilité avec les shields Arduino existe en partie, mais passe souvent par des breakouts ou des adaptateurs plutôt que par un enfichage direct. La plateforme gère le chiffrement du firmware (fichiers EHEX) ; le verrouillage complet du code, lui, nécessite la version verrouillable (Lockable) de la carte, proposée séparément. L'ensemble des cartes de la gamme est regroupé sur la page Teensy.

Écosystème logiciel et matériel de la Teensy 4.1 (image réalisée par outil IA)

La Teensy 4.1 en pratique : exemples concrets

Cortex-M7 rapide, mémoire confortable et connectivité réseau : peu de cartes au même format réunissent tout cela. La 4.1 couvre donc des projets qu'on devait jusqu'ici répartir sur plusieurs modules.

Audio temps réel et traitement du signal

Avec sa bibliothèque Audio et son FPU matériel, la carte synthétise, mixe et filtre le son en direct. Le shield audio Teensy (en option) ajoute entrées et sorties analogiques ; l'éditeur graphique de chaîne audio accélère la mise au point d'effets comme la réverbération ou les filtres.

MIDI et périphériques USB

Le port USB host permet de connecter directement un clavier maître ou un contrôleur MIDI, sans PC intermédiaire. La carte joue alors le rôle d'interface ou de pédalier programmable, tout en restant vue comme un périphérique MIDI par l'ordinateur via le port principal.

Contrôle moteur et bus CAN

Les trois bus CAN, dont un CAN FD, conviennent aux applications automobiles et industrielles. Couplés à la rapidité du Cortex-M7, ils permettent un asservissement réactif et la lecture de capteurs sur réseau embarqué (un transceiver CAN externe reste nécessaire).

Datalogging sur micro SD

Le socket micro SD en SDIO 4 bits enregistre de gros volumes à débit élevé : acquisition de capteurs, journalisation de mesures, mémoire tampon avant traitement. La mémoire RAM2 sert volontiers de tampon avant écriture sur la carte.

Projets en réseau via Ethernet

Le PHY Ethernet ouvre la porte aux protocoles réseau à faible latence sur microcontrôleur : Art-Net pour piloter des LED, Open Sound Control, streaming audio ou échanges de données. Le kit magjack RJ45 (en option) complète l'interface matérielle.

Tutoriels et ressources PJRC

Installer Teensyduino

La page de téléchargement officielle explique l'installation de l'add-on Teensy pour l'Arduino IDE et liste les bibliothèques testées pour la plateforme. C'est le point de départ pour programmer la carte.

Téléchargement de Teensyduino

Audio System Design Tool

Cet éditeur graphique, exécuté dans le navigateur, permet d'assembler une chaîne de traitement audio à la souris, puis d'exporter le code correspondant. Un atout majeur pour les projets sonores sur Teensy.

Audio System Design Tool

Kit Ethernet pour Teensy 4.1

Ce kit regroupe le magjack RJ45 et les composants nécessaires pour exploiter le PHY Ethernet de la carte. La page détaille le contenu et le câblage à réaliser.

Kit Ethernet PJRC

Sécurité du code

La documentation décrit le chiffrement du firmware par fichiers EHEX, la gestion des clés et le verrouillage permanent réservé aux cartes Lockable. Utile pour les produits commerciaux à protéger.

Documentation Code Security

Résumé des caractéristiques techniques

• Connectivité : Ethernet 10/100 (PHY DP83825, kit magjack en option), USB host indépendant, lecteur micro SD (SDIO 4 bits)
• Connecteurs : connecteurs mâles pré-soudés, broches accessibles sur breadboard
• Microcontrôleur : NXP i.MX RT1062 (ARM Cortex-M7, FPU double + float)
• Fréquence : 600 MHz, ajustement dynamique, overclock possible
• Mémoire : 8 Mo Flash, 1 Mo RAM (512 Ko tightly coupled), EEPROM émulée ~4 Ko, extension PSRAM/Flash QSPI
• USB : port device 480 Mbit/s + port host indépendant
• E/S : 55 broches (42 sur breadboard), 35 PWM, 18 entrées analogiques, 3,3 V non tolérantes 5 V
• Bus : 8 ports série, 3 SPI, 3 I²C, 3 CAN (dont 1 CAN FD), 2 I²S/TDM, 1 S/PDIF
• Divers : RTC avec VBAT (CR2032), accélérateur cryptographique, générateur de nombres aléatoires, 32 canaux DMA
• Programmation : Arduino IDE + Teensyduino (aussi PlatformIO, Visual Micro)
• Format : 2,4″ × 0,7″ (≈ 61 × 18 mm), empreinte Teensy 3.6

Questions fréquentes

La Teensy 4.1 est-elle livrée avec ses connecteurs ?

Oui. Cette référence arrive avec les connecteurs mâles déjà soudés sur les deux rangées latérales. La carte s'enfiche directement sur une plaque d'essai, sans étape de soudure préalable. Les versions PJRC sans connecteur, vendues à part, demandent au contraire de souder soi-même ses propres barrettes.

Comment connecter un câble Ethernet à la Teensy 4.1 ?

Le contrôleur et le PHY Ethernet 10/100 sont intégrés à la carte, mais la prise RJ45 n'est pas montée d'origine. Pour brancher un câble réseau, il faut ajouter le kit magjack dédié (magjack RJ45 et condensateur), vendu séparément. Une fois ce kit câblé, la carte se comporte comme un nœud réseau à part entière.

La Teensy 4.1 accepte-t-elle des signaux 5 V ?

Non. Les broches fonctionnent en 3,3 V et ne tolèrent pas le 5 V. Appliquer plus de 3,3 V sur une entrée, même analogique, risque d'endommager le microcontrôleur. Pour interfacer un capteur ou un shield 5 V, il faut intercaler un adaptateur de niveau logique.

Quelle différence entre la Teensy 4.0 et la 4.1 ?

Les deux partagent le même Cortex-M7 à 600 MHz. La 4.1 ajoute l'Ethernet, le lecteur micro SD, un connecteur USB host câblable, 8 Mo de Flash au lieu de 2 Mo, deux emplacements d'extension mémoire et davantage d'E/S, dans un format plus long. La 4.0 reste plus compacte, à l'empreinte d'une Teensy 3.2.

Comment programme-t-on la Teensy 4.1 ?

Avec l'Arduino IDE augmenté de l'add-on Teensyduino, installé via le gestionnaire de cartes. Le code se charge par le port micro-USB grâce au bootloader intégré (cordon micro-USB à prévoir). PlatformIO et Visual Micro offrent des environnements alternatifs.

Peut-on ajouter de la mémoire à la carte ?

Oui. La face inférieure comporte deux emplacements QSPI prévus pour souder une puce PSRAM (8 Mo) et/ou de la Flash supplémentaire. Ces composants ne sont pas livrés et nécessitent des soudures. Ils servent surtout aux tampons audio, aux frame buffers d'affichage et aux gros jeux de données.

La carte micro SD est-elle fournie ?

Non, la carte micro SD n'est pas incluse. Le connecteur relié en SDIO 4 bits accepte les cartes mémoire du commerce, exploitée par la bibliothèque SD via SD.begin(BUILTIN_SDCARD), avec un débit supérieur à une liaison SPI classique.