Платы ардуино описание: схема платы, пины, подключение, питание, память

Содержание

Описание платы Arduino — Микроэлектроника

Данное описание приведено на примере Arduino UNO. Остальные версии Arduino почти полностью или частично совместимы с ним, поэтому описание можно обобщить с некоторыми уточнениями для соответствующей платы.

Рисунок 2 Arduino UNO

В  левом верхнем углу имеется кнопка перезагрузки контроллера. При нажатии на нее, выполняющаяся программа останавливается и перезапускается после отпускания этой кнопки. Ниже USB-порт с помощью которого он подключается к компьютеру. Еще ниже – разъем питания, в который подается напряжение от 7В до 24В. На плате так же имеются 2 ряда контактов, расположенных вверху и внизу платы. Посредством этих контактов подключаются внешние устройства к контроллеру. Контакты в верхнем ряду пронумерованы справа налево. Номер вывода соответствует номеру порта. Эти выводы являются цифровыми. Это значит, что с помощью них можно выдавать цифровой сигнал в виде двух уровней напряжений: 5 Вольт и 0 Вольт. 5 Вольт соответствует единице, а 0 Вольт – нулю. Так же можно считывать состояние напряжения на этих выводах в цифровом формате. Напряжению, поданному на цифровой вывод Arduino будет сопоставлена либо 0 либо 1 в зависимости от ее уровня. При подаче напряжения больше 2,5 Вольт, с вывода будет считана единица, в противном случае – 0. Нижний ряд выводов разделен на две группы. Правая группа выводов обычно используются в качестве аналоговых портов. В отличие от цифровых портов, аналоговые порты позволяют считать уровень напряжения. Поданное напряжение должно быть в пределах от нуля до пяти вольт. Левая группа выводов – выводы питания, с помощью которых можно запитать устройства, подключенные к Arduino, либо наоборот запитать Arduino. Вывод Vin используется для подключения к контроллеру внешнего источника, напряжение которого находиться в пределах от 7 до 24 Вольт. Этот вывод напрямую соединен с разъемом питания. Выводы GND (Ground-Земля) – подключены вместе и являются выводами для подключения общей земли других устройств к Arduino. 5V – вывод с напряжением 5 Вольт. Его чаще используют для питания маломощных устройств, таких как датчиков, Wi-fi и т.д. Существуют датчики, рассчитанные на 3,3 Вольта. Для них сделан вывод 3,3V, через которое выдается это напряжение. Остальные выводы являются служебными и будут рассмотрены в дальнейшем.

Arduino UNO R3 описание платы — Arduino Mania

Кто-то из Вас задавался вопросом, — из чего состоит Ардуино? По сути, на плате находится большое количество радиоэлементов, а не только микроконтроллер. Если интересно, то прошу проследовать под кат, для подробного Ардуино описания.

Для примера взята плата Arduino UNO R3, описание которой видно на картинке выше. Итак, приступим.

 

Элементы Ардуино:

 

  • USB Plug – разъем для подключения устройств USB;
  • Analog Reference Pin – для определения опорного напряжения АЦП
  • Digital Ground — земля
  • Digital I/O Pins (2-13) – цифровые выводы
  • Serial OUT (TX) – порт приема, передачи данных по COM
  • Serial IN (RX) — порт приема, передачи данных по COM
  • Reset Button – кнопка перезагрузки МК
  • In-Circuit Serial Programmer (ISCP) – через эти контакты можно перепрошить Ардуино
  • ATmega328 Microcontroller – собственно сам чип Ардуинки, он же микроконтроллер, процессор, мозг и т.д.
  • Analog In Pins (0-5) – аналоговые входы
  • Voltage In – вход используется для подачи питания от внешнего источника
  • Ground Pins — земля
  • 5 Volt Power Pin
     – питание 5 Вольт
  • 3 Volt Power Pin – питание 3,3 Вольт
  • Reset Pin – вход для перезагрузки
  • External Power Supply – разъем для подключения внешнего источника питания

На этом описание Ардуино не заканчивается, далее поговорим, для чего нужны все эти замечательные элементы устройства. Разберем по каждому элементу (группе элементов) в частности.

 

Подробное описание элементов платы Ардуино

 

USB Plug

Стандартный разъем USB. Используется для подключения к компьютеру через соответствующий кабель, по которому к плате подходит питание, и происходит обмен данными по параллельному порту с промежуточным преобразованием USB-COM. На борту четыре контакта: RX, TX, +5, GND. Более старые версии Ардуино подключались непосредственно к Com порту.

Чуть не забыл. Через USB можно организовать подключение между двумя устройствами Arduino.

Analog Reference

Описание вывода AREF – тема отдельной статьи. Попробую в двух словах объяснить, что это и зачем нужно. На Вывод AREF подается рабочее напряжение, АЦП преобразует его и сопоставляет соответствие максимальных значений, например 4,8В = 1023. Отсюда следует, что значение напряжения 2,5В = 512.

После проведенного измерения АЦП более точно проводит равенство напряжения цифровому значению. По умолчанию напряжение ровно 5В.

Например, если на входе аналогового ввода имеем 2,5В при опорном напряжении 2,5В, АЦП проведет равенство 4В = 1023 и 1В = 127. А вот при опорном напряжении 5В, получим равенство 5В = 1023; 2,5 = 511; 1,25В = 127.

Digital Ground

Тут вроде все понятно, дополнительный вывод земли для удобства подключения датчиков, сенсоров к плате.

Digital I/Pins (2-13)

Технические характеристики цифровых выводов Arduino UNO R3:

  • Рабочее напряжения — 
  • Цифровое значение – от 0 до 1023
  • Нагрузочный резистор — 20-50 кОм
  • Рабочий ток – 40мА
  • Режим работы: вход/выход

Не стоит забывать о том, что некоторые из этих 14 выводов имеют особые функции:

  • 0 и 1 – используются для передачи данных по последовательной шине.
  • 2 и 3 – применяются для организации внешних прерываний
  • 3, 5, 6, 9, 10, 11 – выводы для ШИМ (широтно – импульсная модуляция)
  • 10 – 13 – могут быть использованы для организации связи SPI
  • 13 – встроенный LED (светодиод) – демонстрацию работы с этим портом можно посмотреть в этом уроке для начинающих

Serial OUT (TX) и Serial IN (RX)

Назначение этих выводов я уже оговорил в пункте выше.

Reset Button

Кнопка перезагрузки позволяет запустить рабочий цикл программы заново. На практике применяется очень редко, ее можно заменить обычным снятием напряжения с источника питания.

Уже перечислено более половины функциональных элементов платы, но на этом Arduino описание платы не заканчивается.

In-Circuit Serial Programmer (ISCP)

Arduino может выступать в роли ISP программатора, при помощи которого возможно, к примеру, изменить bootloader в другой похожей плате, или перепрошить загрузчик — bootloader в новую микросхему ATmega328 (серии ATmega)

.

На рисунке изображена распиновка и схема подключения по ISCP

ATmega328 Microcontroller

ATmega – это сердце микроконтроллера. ATmega в Arduino это как процессор Intel в системном блоке ПК. Характеристики чипа:

  • Рабочее напряжение: 
  • Входное напряжение (рекомендуемое): 7-12 В
  • Входное напряжение (предельное): 6-20 В
  • Цифровые Входы/Выходы: 14 (6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ)
  • Аналоговые входы: 6
  • Постоянный ток через вход/выход: 40 мА
  • Постоянный ток для вывода 3,3 В: 50 мА
  • Флеш-память: 32 Кб (ATmega328) из которых 0.5 Кб используются для загрузчика
  • ОЗУ: 2 Кб
     (ATmega328)
  • EEPROM: 1 Кб (ATmega328)
  • Тактовая частота: 16 МГц

Глядя на схему можно понять принцип работы всей платы Ардуино, и провести взаимосвязи

Analog In Pins (0-5)

На вход аналоговых ПИНов можно подавать напряжение от 0 до 5В. Затем в АЦП Ардуино происходит преобразование сигнала в цифровой. Цена деления составляет 4,9мВ, а это примерно 0,1%. Такой точности измерения хватает в большинстве проектов. В цифровом диапазоне можно провести равенство 0В= 05В=1023 .

Voltage In – вход используется для подачи питания от внешнего источника

Контакт используется тогда, когда нет возможности запитать плату через USB – разъем. Рабочее напряжение по этому выводу 9В (рекомендуемое).

  • По заявлениям разработчиков диапазон колеблется от 7 до 12В.
  • При 5В, на выводе 5V может получиться напряжение ниже 5В.
  • При подаче напряжения 12В есть вероятность перегрева регулятора напряжения и как следствие выхода из строя платы Ардуино.

Ground Pins

Иногда бывает удобно подключать дополнительные устройства, имея землю рядом с пином.

5 Volt Power Pin и 3.3 Volt Power Pin

Выводы питания с платы 5V и 3V3, используется для запитки подключаемых устройств к ардуино. Стоит отметить, что максимальное потребление тока, выводом 3V3, составляет 50мА.

Reset Pin

При подаче напряжения на вывод Reset плата работает по такому же принципу, если нажать кнопку Reset (перезагрузка, сброс платы).

External Power Supply

Разъем для подключения внешнего источника питания к плате Ардуино. Часто в проектах удобен тем, что позволяет подать питание на плату с использованием блока питания от какого-нибудь устройства (стационарный телефон, весы, свич и др.). Тут главное смотреть на характеристики, чтобы не промахнуться с вольтажом, иначе можно сжечь плату.

Параметры блока питания Ардуино:

  • Напряжение: 7-12В
  • Ток: 5А
Вот так выглядит внешний источник питания для подключения по разъему External Power Supply

Ну, вот и все. Описание платы Arduino UNO R3 подошло к концу. Конечно, все функциональные элементы платформы были рассмотрены лишь в общих чертах. Для того, чтобы рассмотреть все в деталях, привести примеры эффективного использования, придется написать не один десяток, да что там, не одну сотню статей. Именно для этого сайт и предназначен, со временем на сайте будет раскрыт весь функционал Ардунио.

Метки: Метки Arduino UNO R3 обзор

Как выбрать Arduino — Описания, примеры, подключение к Arduino

Как выбрать Arduino Данный вопрос возникает у всех, кто впервые решился создать проект с использованием Arduino. Определились с необходимыми деталями: сенсорами, датчиками, модулями и т.д., и столкнулись с немалым ассортиментом плат Arduino, в добавок у каждой платы еще и по два, три аналога. Некоторые думают, что чем дороже и мощнее — тем лучше, приобретают серьезные решения, как например Arduino Due, а потом понимают, что на нем работают не все скетчи, и самостоятельно справиться со всей мощью данного девайса, для них трудно. Другие идут по противоположному пути и сталкиваются с нехваткой ресурсов (память, выводы, порты, тактовая частота, питание). Как же найти ту золотую середину′ Попробуем разобраться…

Плата Плюсы Минусы

Arduino Uno

функционал как у ProMini и Nano
  • Подходят shield созданные под Arduino UNO
  • Плата является самой распространённой в семействе Arduino, именно для неё создано наибольшее количество уроков
  • Благодаря наличию DIP панели, можно менять микроконтроллер
  • Нельзя установить на Breadboard без использования проводов
  • При одинаковом функционале с Arduino ProMini, Nano и Micro плата имеет в разы большие размеры

Arduino Mega 2560


  • Подходят shield созданные под Arduino UNO
  • Максимальное количество выводов
  • Расширенный объем всех видов памяти
  • Нельзя установить на Breadboard без использования проводов
  • Самый большой размер платы во всём семействе Arduino

Arduino Leonardo

функционал как у MICRO
  • Подходят shield созданные под Arduino UNO
  • Плата является усовершенствованной версией Arduino UNO и работает с большинством её скетчей
  • Есть возможность имитировать различные USB устройства при подключении к ПК (плата будет определяться как мышь, клавиатура и т.д.)
  • Нельзя установить на Breadboard без использования проводов
  • Передача функции контроллера USB на микроконтроллер, привело к увеличению объёма flash-памяти выделяемой под загрузчик
  • Некоторые скетчи созданные под Arduino Uno не работают на Leonardo, т.к. используются разные микроконтроллеры

Arduino Due


  • Количество выводов как у Arduino Mega
  • Внедрены два аналоговых выхода
  • Используется мощный 32 разрядный микроконтроллер с тактовой частотой 84МГц
  • Нельзя установить на Breadboard без использования проводов
  • Самый большой размер платы во всём семействе Arduino
  • Не все скетчи предусматривают столь высокую тактовую частоту
  • Не все shield предусматривают передачу сигналов с граничным напряжением 3,3В
  • Напряжение питания 3,3В

Arduino ProMini 3.3V

функционал как у Nano и UNO

  • Можно использовать для конструирования схем на Breadboard
  • Самая миниатюрная плата в семействе Arduino
  • Поставляется без впаянных штыревых контактов, что позволяет использовать навесной монтаж
  • Не подходят shield созданные под Arduino UNO
  • Нет контроллера USB, в связи с чем требуется внешний программатор
  • Самая маленькая тактовая частота микроконтроллера, всего 8МГц
  • Напряжение питания 3,3В

Arduino ProMini 5V

функционал как у Nano и UNO

  • Можно использовать для конструирования схем на Breadboard
  • Самая миниатюрная плата в семействе Arduino
  • Поставляется без впаянных штыревых контактов, что позволяет использовать навесной монтаж
  • Не подходят shield созданные под Arduino UNO
  • Нет контроллера USB, в связи с чем требуется внешний программатор

Arduino NANO V3.0

функционал как у ProMini и UNO

  • Можно использовать для конструирования схем на Breadboard
  • Плата незначительно больше чем Arduino ProMini, но имеет порт USB и не требует использования внешнего программатора
  • Не подходят shield созданные под Arduino UNO
  • Внедрение порта USB cконтроллером, привело к увеличению объёма flash-памяти выделяемой под загрузчик (по сравнению с Arduino ProMini)

Arduino MICRO

функционал как у Leonardo

  • Можно использовать для конструирования схем на Breadboard
  • Плата незначительно больше чем Arduino Nano, но имеет весь функционал Arduino Leonardo
  • Есть возможность имитировать различные USB устройства при подключении к ПК (плата будет определяться как мышь, клавиатура и т.д.)
  • Не подходят shield созданные под Arduino UNO
  • Передача функции контроллера USB на микроконтроллер, привело к увеличению объёма flash-памяти выделяемой под загрузчик

Первый вопрос влияющий на выбор Arduino — какой проект Вы хотите реализовать′

Если Вы хотите создать уже готовый проект, любезно предоставленный другими разработчиками, то логичным приобретением будет та Arduino, на которой проект был создан изначально. Здесь стоит отметить тот факт, что теперь, на территории РФ платы Arduino распространяются под торговой маркой Geduino. То есть, как Вы правильно поняли, Arduino Micro отличается от Geduino Micro названием и логотипом (это не аналог), о чем написано на официальном сайте. А так как последняя стоит дешевле, то выбор очевиден.

Если Вы не определились с проектом, но хотите приобрести Arduino для собственных экспериментов, то немаловажным фактором является количество различных примеров в сети, под ту или иную Arduino. Тут несомненным лидером является Arduino UNO, это объясняется тем, что данная плата является старшей в линейке Arduino, при этом не является устаревшей, так как претерпела не мало изменений с момента создания.

Если Вы собираетесь реализовать собственный проект, то к выбору Arduino стоит подходить методом исключения. Если в Вашем проекте имеются модули с выводами под Arduino Uno, тогда исключаем Arduino ProMini 3.3V, Arduino ProMini 5V, Arduino Nano и Arduino MICRO. Если таковые модули в проекте не предусмотрены, то сначала исключаем те Arduino, которые не подходят по размерам, а затем те Arduino, количество выводов (цифровых, аналоговых, ШИМ, интерфейсных), тактовая частота и напряжение питания которых, больше чем требуется по проекту. При этом запас памяти должен быть не менее 30% от требуемого проектом.

Чуть сложнее обстоят дела с аналогами. Они похожи по названию на оригинал (например: xDuino UNO R3 Ch440G и DCcduino UNO R3 Ch440G, — это аналоги Arduino UNO R3, а Arduino NANO Ch440G — аналог Arduino Nano), но могут иметь другой тип USB разъема, немного отличаться по габаритам, иметь иной контроллер USB, иной тип корпуса микроконтроллера, цвет платы и т.д. Здесь нужно понимать, что данные платы повторяют функционал их оригинала (на который они похожи названием), так как используют тот же микроконтроллер ATmega, той же серии. Габариты платы, корпус микроконтроллера и тип USB порта, можно определить по фото. А наличие «Ch440G» в названии, означает о том, что в качестве контроллера USB используется не стандартный для Arduino чип FTDI, а его аналог Ch440G, следовательно, для подключения такой Arduino к компьютеру, нужно установить драйвер для чипа Ch440G. Данные платы подойдут тем, кто считает, что однократная установка драйвера не является неудобством, а пониженная цена — является преимуществом перед оригинальным названием.

Я презираю Arduino / Хабр

Я – выпускник специальности «Микроэлектроника и полупроводниковые устройства». За годы обучения я разработал множество устройств на микроконтроллерах, участвовал в конкурсах вместе со своей командой и являлся заведующим лабораторией встраиваемых систем. У меня есть мечта – создать в своей стране условия для разработки роботизированных систем и есть план её достижения, одним из пунктов которого является участие в подготовке большого количества профессионалов в этой области.

Я радуюсь, когда будущие инженеры создают свои устройства и расстраиваюсь, когда слышу, как кто-то говорит об использовании Arduino в них.

Это не первая моя статья на эту тему: у меня возникает желание написать такую сразу после прочтения фразы о безграничных возможностях платформы в DIY-топике на Хабре. У меня возникает желание написать об истинной цене деталей после прочтения статьи о покупке конструктора за $200 почти ничего не содержащего (уж простите, запамятовал где видел).


Дело тут совсем не в том, что я считаю, что Arduino – это плохая идея. Наоборот – благодаря платформе многие познали мир микроконтроллеров, узнали, что собрать небольшое прикольное устройство может даже человек без специального образования, с минимальными познаниями в программировании и с отсутствием познаний в электронике.

Благодаря Arduino увидело свет множество проектов, которые пылились в банках памяти мозга их авторов.

Честно признаюсь, я иногда и сам пользовался кодом, написанным для Ардуино (к примеру, фирма InvenSense производит модуль MPU6050, запустить нормально который получилось только у Jeff Rowberg).
Презираю я тех людей, которые, открыв для себя мир микроконтроллеров, не потрудились осмотреться в нём и тех, кто нагло наживается на подобных людях.

К нам в лабораторию заходил (и работал с нами) студент кафедры информационных технологий — поклонник Arduino. Человек тратил огромные деньги на покупку самих *дуин и модулей к ним. Я не без сожаления наблюдал, как будущий (я всё же надеюсь) создатель роботизированных систем не мог запустить ШИМ нужной частоты, хотя «лётных» часов работы с платформой он намотал немало.

Так вот, этот студент показал мне «измеритель уровня заряда батареи», или как-то так. Я специально нашёл его сейчас на ebay, где он называется «High Sensitivity Voltage Sensor Module -Arduino Compatible» и продаётся за $8.58. Вот он, на рисунке:

Кстати, центральный провод, который «+» — он просто висит в воздухе – всё сделано для максимального удобного подключения простого делителя напряжения, красная цена которому 2 цента за резисторы и 20 центов за разьём – это если в розницу покупать.

Это не единственный случай обмана нашего брата, ниже я приведу ещё несколько. Сейчас же, для любителей структурирования, я напишу основные недостатки Arduino.

  1. Библиотеки. Я люблю библиотеки – я пишу свои классы и функции, или использую грамотно написанный код моих коллег – это существенно ускоряет мою работу. Библиотеки Arduino просты в освоении, но на этом их плюсы заканчиваются. К примеру, вы можете всю жизнь формировать задержки с помощью delay-функций и не иметь простейшего представления, как работает таймер на микроконтроллере — из таких минусов состоят все библиотеки Arduino.
    Я имею в виду то, что таймер и другая периферия в микроконтроллере реализована так, чтоб компенсировать его однопоточность прерываниями. А люди тратят процессорное время на декрементацию неиспользуемой переменной.
    Деление и использование чисел с плавающей точкой на восьмибитных контроллерах AVR – это то, к чему надо прибегать только в самых крайних случаях, когда без этого обойтись никак нельзя.
    Строка в последовательный порт не посылается с помощью конечного автомата с множеством пустых циклов ожидания флага опустошения буфера в основном теле программы – это опять же пустое расходование ресурсов – ведь есть прерывания.
    Да, в Arduino можно включить прерывания, но кто это делает?
    На Хабре есть хорошая статья о том, как ускорить работу библиотек Arduino. Меня она, если честно, поразила тем, что даже работники оборонной промышленности скатились до работы с платформой, но дать общие понятия о скорости работы этих библиотек она может.
  2. Среда разработки. Микроконтроллеры можно программировать в IAR, Eclipse, Keil и других, менее известных средах.

    А IDE Arduino является кроссплатформенным и с подсветкой синтаксиса.
  3. Мощность. Причём, как аппаратная, так и рассеиваемая. Разработка любой встраиваемой системы начинается с выбора компонентов в зависимости от требуемых функций. Для моргания диодом Atmega328 (или 2560) – слишком мощно, а для создания системы реального времени с алгоритмами обработки изображений – слишком слабо.
  4. Расхолаживание программистов. Программирование микроконтроллера не требует особых навыков и умений, но потратить пару часов и изучить работу нескольких периферийных устройств, тем самым размяв свои мозги, всё же придётся. Зачем это делать, если можно написать что-то вроде analogRead и digitalWrite?
  5. Цена. Тут уже вопрос не только к производителям Arduino и клонов: цены на контроллеры AVR в целом завышены. К примеру, Atmega2560 обойдётся вам в $10. За такие же деньги можно купить два STM32F103. Так получилось потому – что людям лень учить другие контроллеры, а по этим кругом множество материалов и примеров.

На Hobbyking, где любителей различных моделизмов обманывают так-же как и в других магазинах любителей ардуино, продавался как-то обычный конденсатор, под видом какого-то фильтра. Не смог его сейчас уже найти. С трёхпиновым разьёмом, естественно. Всего за 3 доллара.

Arduino Compatible Mini Motor Speed counter Sensor AVR PIC – заменяется светодиодом и фототранзистором, подключающимися к центральному контроллеру и двадцатью строчками кода. Он не стоит 7.98.

2*4 Matrix Keyboard Push Buttons AVR ARM Arduino Compatible – это просто кнопки, которые можно купить по цене 10 штук за доллар.

Есть один девайс в мире, который я ненавижу больше чем Arduino – это mbed. Его разработчики взяли контроллер LPC1768 (есть ещё на LPC11U24), припаяли его на плату с двумя стабилизаторами (о качестве разводки платы я говорить не буду), вывели половину ног наружу (вторая половина никуда не подключена, что очень раздражает), написали онлайн недо-IDE (впрочем, чуть лучше, чем у Arduino, хоть и требует подключения к интернету) и продают его за $64. Простите, но это уже совсем.

Что делать, если вы, вдруг, решили перестать топтаться на месте, и начать изучать микроконтроллеры?

  1. На Хабре был цикл статей «STM32F1xx — лечимся от ардуинозависимости вместе» — статьи хорошие и достаточно понятные, жаль, что автор забросил написание новых статей.
  2. Всех новичков посылают на easyelectronics.ru, где товарищ DIHALT публиковал учебный курс по микроконтроллерам AVR.
  3. «Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12 с применением языка С» С. Ф. Баррет, Д. Дж. Пак – супер книга, помогает понять основы программирования на C для микроконтроллеров. Единственная проблема – вы вряд ли достанете микроконтроллеры Freescale, поэтому примеры придётся самостоятельно портировать примеры на AVR, PIC, MSP430 или любой другой контроллер.
  4. Перед покупкой чего бы то не было для своих устройств, почитайте об этом хотя-бы в Википедии — возможно эту же деталь можно купить дешевле, если назвать её по-другому.

Вообще знаете, что странно? Среди пользователей Arduino есть даже те, кто презирают Apple за их «направленность на недалёкого занятого-для-таких-мелочей юзера».

Я не хочу никого обидеть или переубедить. Но я буду рад, если хоть один человек, дочитавший статью до этого момента, поменяет Arduino на простой микроконтроллер – может быть, из него получится хороший разработчик встраиваемых систем в будущем.

Какие бывают платы Ардуино? Оригиналы, клоны, Arduino-совместимые

Разработки итальянской командой Arduino включают печатные платы, шилды и аксессуары.

Главным компонентом Arduino-плат является микроконтроллер семейства AVR. В память платы записывается программа для выполнения определенных действий.

Шилды – это дополнительные платы, которые расширяют функционал Arduino-платы и подключаются по типу «бутерброда». Шилды имеют «на борту» конкретные элементы, например: дисплей, контроллер, драйвер двигателя, датчик. Используя их в проектах, вы экономите время на разработку сложных систем, упрощаете сборку, используете меньше места, чем несколько отдельных модулей с теми же функциями.

Аксессуары для Ардуино – это датчики (температуры, влажности, вибрации, переменного тока, препятствий), устройства вывода (дисплей), устройства ввода (кнопка, ультразвуковой датчик), адаптеры, макетные платы, соединительные перемычки и др.

Кроме оригинальных плат Arduino существует множество так называемых плат-клонов. Их производят, используя документацию, которая есть на официальном сайте Ардуино в открытом доступе.

Оригинальные платы Arduino

Производятся оригинальные платы только в Италии и США. Они самого высокого качества, поставляются в фирменной коробке, с логотипом компании, на портах платы – маркировка. Их стоимость – самая высокая (от 20 евро).

Разновидности оригиналов в зависимости от форм-фактора, характеристик микроконтроллера, количеством портов и функционалом:

Arduino xxx. Самый распространенный размер с 20 входами-выходами (14 цифровых, 6 аналоговых). Построен на основе микроконтроллеров ATmega168, ATmega328. Совмещается со всеми шилдами и периферийными устройствами. Варианты – Uno, Leonardo, Extreme, NG, Diecimila, Duemilanove.

Arduino Mega xxx – увеличенный размер, расширенный набор интерфейсов, максимальная мощность. Работает на основе микроконтроллера ATmega2560, 70 входов-выходов (54 цифровых, 16 аналоговых). Совмещается только с определенными шилдами. Варианты – Mega, Mega2560 и Arduino ADK.

Arduino Nano xxx – аналогичная Arduino xxx, но уменьшенный размер платы, 22 входа-выхода, не совместима с шилдами. Для компактных устройств.

Arduino Mini ххх. Главное преимущество платы – ее миниатюрность. 20 входов-выходов. Но плата без USB и не совмещается с шилдами.

Arduino Micro – встроенная поддержка USB-соединения. Применяется как HID-устройство (клавиатура, мышь, MIDI-устройство).

Платы от сторонних производителей – клоны

Качество таких плат хуже, но стоимость гораздо ниже – от 2 евро. Что касается аппаратной и программной части – они полностью повторяют Ардуино и совместимы с ней, так как производятся согласно открытой документации на официальном сайте.

Совместимые

Совместимые с Arduino – это значит, что платы изготовлены с одинаковыми типами контроллера, частотами, напряжениями питания и имеют бутлоадер.

Работая с совместимыми платами, вы сможете применять все наработки официального производителя в программном отношении. Все скетчи и библиотеки доступны для вашего проекта. Программировать устройства тоже можно в официальной среде IDE. Вот несколько примеров Arduino-совместимых плат:

Freeduino. Arduino-совместимый микроконтроллер на базе ATmega328. В нем есть модули, которые упрощают подключение двигатели постоянного тока, шаговых двигателей, модуль Ethernet.

Freetronics Eleven – Uno-совместимая плата. Создатели продукта пытаются довести идеи проекта Arduino до профессионального совершенства. Гордостью данной платы разработчики считают такие параметры: наличие поля для прототипизации непосредственно на плате, светодиоды вынесены ближе к краю, чтобы их было видно при одетых shield-платах, оба резонатора – кварцевые, разъем miniUSB (shield-friendly), есть нумерация пинов с обоих сторон печатной платы, решена проблема со светодиодом на выводе 13.

Seeeduino. Arduino-совместимая плата, которая построена на основе микроконтроллера ATmega328P. В контроллер уже прошит загрузчик Arduino UNO, а в качестве UART-USB преобразователя выступает ATmega16U2, что делает плату совместимой практически с любой операционной системой. Для удобства разработки на плате предусмотрен переключатель напряжения питания в системе 3.3 или 5В и 3 разъема Grove для подключения модулей расширения и датчиков серии Grove.

CraftDuino. Отличия CraftDuino от Arduino – сигнальные светодиоды и кнопка сброса расположены более удобно, полностью доступны все выводы UART на стандартном разъёме. Благодаря этому, плату используют как переходник USB2COM и как программатор (bit bang). Рядом со стандартными выводами оставлены контактные площадки под дополнительные разъёмы произвольного вида. В плате выведен i2c, добавлены два джампера подключения подтягивающих резисторов i2c, которые можно использовать в качестве кнопок.

Diavolino. В свое время позиционировалась как самая дешевая Arduino-совместимая плата для обучения. Создатели по максимуму исключили традиционные узлы Arduino, оставшиеся – сделали опциональными. Здесь полностью отсутствует USB-TTL мост, вместо него вилка для USB-TTL модуля, есть опциональный регулятор 78L05 для питания от внешнего источника, возможность питания от USB или источника +5В. В отличие от других xDuino-совместимых плат, эта изначально предлагается в виде kit-а.

Japanino. Процессор ATmega168V с тактовой частотой всего 8 МГц. Вместо разъема USB-B использован USB-A, а также батарейный разъем питания. За счет корпуса TQFP, аналоговых пинов на два больше, чем у плат на основе процессоров в PDIP-корпусе. Напряжение питания Vcc = +3,3В, но на плате нет регулятора. +5В проходит через два выводных диода 1N400x, которые и уменьшают его значение его до нужного уровня. Из этого следует, что питание на батарейном штекере не может превышать +7В.

Ардуино-подобные

Ардуино-подобной считается любая плата с TMega8/168/328/32U4/1280/2560, 16/8Мгц, 5/3,3В. Если платы значительно отличаются по сравнению с оригинальными изделиями, они теряют совместимость с шилдами. Вот несколько примеров Ардуино-подобных плат:

  • ArduinoFio – плата для портативных устройств с питанием от литиевых батарей.
  • ProMini, подобная разработке Ардуино мини.

  • LilyPad – плата круглой формы для использования в предметах одежды и текстиля.
  • Arduino Yún – Поддерживает дистрибутив Linux, встроенная поддержка USB-соединения, Ethernet и Wi-Fi, есть слот для microSD.

  • Roboduino – плата для управления большим количеством сервоприводов. На Ардуино внешне она похожа, но с шилдами категорически не совместима.
  • Rainbowduino – для управления светодиодными матрицами;
  • Seeduino Film от Seeedstudio и многие другие.

Смотрите описание нескольких проектов на базе микроконтроллера Arduino на странице.

Как устроена плата Arduino

Arduino — это микрокомпьютер размером меньше ладони. На базе МК с частотой 16МГц и памятью 32Кб.

На мой взгляд Arduino — это прекрасный мостик в мир микроконтроллеров для начинающих. Воспользовавшись этим мостиком можно затем легко перейти на тот берег, где Arduino будет уже не нужна и где программируют «голые» микроконтроллеры внутри собственных устройств. 

Arduino для начинающих — это лучший выбор, на мой взгляд. Плата предназначена в первую очередь для обучения программированию микроконтроллеров и созданию микроконтроллерных устройств людьми без суровой инженерной подготовки. Arduino — это плата + среда разработки, с помощью которой можно написать, скомпилировать и загрузить в память платы готовую программу. Причем загрузка программы также проста как копирование файла на флешку. 

На борту у Arduino 28 выводов для связи с внешним миром. К ним можно подключать лампочки, датчики, моторы, чайники, роутеры, магнитные дверные замки и множетсво других электрических штучек какие только взбредут в голову. 

Стартануть с этой платформой достаточно легко. Надо только купить плату. Можно купить китайскую копию, а можно купить оригинальную (которая произведена всё в том же Китае=) ). 

Давай поссмотрим изкаких блоков и деталей состоит, к примеру, Arduino UNO.

Часть выводов я подписал на схеме, а часть обозначил цифрами. Прежде всего хочу обратить внимание на то, что на плате мало деталей. Она действительно состоит из примерно 2-х десятков компонентов. Такую, кстати можно легко собрать самому, если есть навык прошивки МК.  Как я уже писал выше на плате имеется 28 выводов для общения с внешним миром и управления Arduino. Рассмотрим их попорядку:

  1. МК AVR ATMega328P-PU
  2. МК AVR ATMega8U2
  3. Встроенный керамический резонатор на 16 МГц
  4. ISP разъем для внутрисхемного программирования
  5. USB порт для подключения к PC и загрузки программ
  6. Разъем для подключения внешнего питания (может питаться от USB)

Внутренности платформы
  • Платформа построена на базе микроконтроллера Atmel ATmega328(datasheet).
  • Arduino UNO имеет 14 цифровых выводов (могут использовать и как входы) 6 из которых PWM, 6 аналогвых выходов,
  • Встроенный керамический резонатор на 16 МГц, 
  • USB разъем для подключения питания и программирования
  • Разъём для подключения внешнего питания
  • ISP разъем
  • Кнопку сброса

Аналоговые I/O выводы

У Arduino UNO их всего 6: А0-А5. На плате они отмечены соответственно. Для чего их можно использовать? Например для того, чтобы считывать аналоговые величины. Как это работает? Ну так у нас же в МК AVR есть встроенный 10 битный АЦП. 

Каждый вывод А0-А6 может быть сконфигурирован как запись, так и на чтение. Это значит, что можно указать конкретно что он должен делать: считывать значения аналоговой величны, подающиеся на него или наоборот выдавать их во внешних мир. (Подсказка. Всё это связано с портами ввода/вывода в AVR)

Кстати, несмотря на всё выше сказанное, эти выводы могут конфигурироваться как цифровые I/O выводы. Вот что говорит об этом документация:

It is important to note that vast majority of Arduino (Atmega) analog pins, may be configured, and used, in exactly the same manner as digital pins.

Вывод AREF

Этот контакт служит для подачи опорного напряжения для аналогово-цифрового преобразователя. Его можно использовать, чтобы подать опорное напряжение отличное от 5В, которое используется по умолчанию для верхней границы значений АЦП.
Это значит, что если хочется использовать АЦП для обработки сигнала, амплитуда болтается в промежутке от 0 до 1.2В, то чтобы получить полномасштабный результат, можно подать 1.2В на AREF.

Кстати, больше 5 вольт напрямую на AREF подавать нельзя. 

Вообще, Arduino поддерживает несколько режимов работы этого вывода:

  • DEFAULT
  • INTERNAL
  • INTERNAL1V1
  • INTERNAL2V56
  • EXTERNAL

О различиях между режимами можно прочитать здесь 

Кстати, следует помнить, что так как у нас имеется на борту 10 битный АЦП, который преобразует аналоговую величину в промежутке между 0В и 5В в целые числа между 0 и 1023, то разрешение получаемых величин получается примерно 4.8 мВ.

Цифровые I/O выводы

Выше я упоминал, что Arduinno имеет 14 цифровых выводов 6 из которых являются выводами с функцией PWM (pulse width modulation или по-русски ШИМ). Эти 6 особенно полезны, так как позволяют управлять мощной нагрузкой. Конечно, напрямую подключить к ним какой-нибудь двигетель или нагреватель не получится, но зато это можно сделать, в самом простом варианте, через транзистор. В итоге получим средство для регулировки отдаваемой нагрузкой мощности. Подключим двигатель — сможем управлять скоростью его вращения. Удобно. 

Выводы без ШИМ-режима как и другие могут настраиваться как на вход, так и на выход. При этом используется положительная логика, т.е. когда HIGH (высокий уровень) отвечает за 1, а LOW (низкий уровень) за 0. Другими словами HIGH=истина (True), LOW=ложь (False).

Память

Arduino вооружена 32 КБ flash-памяти.Данные в этой памяти нельзя изменять во время работы устройства. Она хранит только статичные данные: программу и ресурсы. Из них 0,5 КБ зарезервировано под загрузчик.Это благодаря ему Arduino UNO можно прошить с обычного компьютера через USB. 

Память в микронотроллерах AVR имеет гарвардскую архитектуру. Она разделена на память программ и память данных. В памяти программ хранятся программы и константы, которые зашиваются в неё при программировании МК, а память данных служит хранилищем данных во время работы МК. 

Преимуществом такого подхода является невозможность испортить саму программу во время её исполнения. Но и минусы у такой архитектуры также есть.

Защита USB

Практически все современные компьютеры оснащены защитой USB, но платформа Arduino имеет дополнительную защиту USB в виде встроенного предохранителя, который обрывает соединение с компьютером, если ток через USB-порт превысит 500 мА.

Взаимодействие с другими устройствами

С внешним миров Arduino UNO умеет общаться как штатными средствами (через USB кабель) с помощью последовательного соединения (Serial UART). На плате установлен дополнительный чип, который представляет USB-соединение компьютеру как последовательное. Именно поэтому соединение с Arduino определяется компьютером как последовательное.

Существует отдельная библиотека, которая позволяет организовать последовательное соединение с использованием любых пинов МК, а благодаря множеству плат расширения можно организовать взаимодействие с помощью ethernet, радиоканала, Wi-Fi, bluetooth и т.д.

Сводная таблица характеристик

Микроконтроллер ATmega328
Рабочее напряжение 5V
Входное напряжение (recommended) 7-12V
Входное напряжение (limits) 6-20V
Цифровые I/O пины 14 (6 пинов умеют PWM )
Аналоговые пины 6
Постоянный ток через 1 I/O пин 40 mA
Постоянный ток через 3.3V пин 50 mA
Флэш память 32 KB (ATmega328) из них 0.5 KB используется загрузчиком
SRAM 2 KB (ATmega328)
EEPROM 1 KB (ATmega328)
Частота  16 MHz


Позже я расскажу про устройство AVR, на базе которого строится Arduino, так что есть смысл подписаться на рассылку =)

KIT | Электронные конструкторы и наборы, контроллеры, модули и датчики

ЛАБОРАТОРИЯ ЭЛЕКТРОНИКИ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ. 77 ПРОЕКТОВ ДЛЯ ARDUINO

Образовательный конструктор с методическим пособием

● Конструктор ЛАБОРАТОРИЯ ЭЛЕКТРОНИКИ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ выполнен в форме научно-исследовательского стенда. Все элементы конструктора закреплены на единой платформе.
● В качестве «мозга» конструктора используется модернизированная плата Arduino UNO R3 (с возможностью беспроводной передачи данных на базе Wi-Fi модуля ESP8266).
● В конструкторе представлено 77 экспериментов — ценнейшего теоретического и практического материала для обучения. Каждый эксперимент подразумевает поэтапное изучение программирования путем создания проектов на контроллере, совместимом со средой Arduino IDE. В рамках нашей программы обучения за одно занятие можно освоить и собрать полноценный проект, например, игру “Змейка”, домашнюю метеостанцию, web-опросник, бегущую строку, электронные часы с будильником, FM радио, электронный компас и многое другое!
● Для того, чтобы каждому учащемуся можно было доступно и понятно объяснить новый материал, автор использовал современные методики обучения. Тем не менее, преподаватель может на своё усмотрение отобрать проекты для своего учебного курса. Обо всём этом подробнее …

ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ ДЛЯ УМНОГО ДОМА
Элементы создания и отладки проектов по автоматизации вашего дома

 

Создание Умного дома предполагает наличие умных устройств. Но как устройство может стать «умным»?
● Первый вариант –  за счет, изменения своей конструкции: эта конструкция может быть таковой, что поведение системы может выглядеть разумным.
● Второй вариант –  за счет «интеллектуализации» (оснащения системы устройствами сбора информации, ее обработки и принятий решений). Такой подход позволяет обеспечить достаточно сложное и «разумное» поведение гораздо более простыми способами, чем за счет создания соответствующей конструкции.
● Наконец, третий вариант — поведение системы становится «разумным» за счет того, что она взаимодействует с другими системами. 
Технология IoT (Интернет вещей) как раз и предоставляет возможность каждому элементу умного дома (вещи) и всему Умному дому выйти  в пространство Интернет паутины и обмениваться информацией с другими вещами и системами. Чем же привлекателен третий вариант?  Обо всём этом подробнее …
ОТ ПРОСТОГО К СЛОЖНОМУ. УРОКИ ARDUINO

 

Урок 16:  Графический индикатор. Подключение дисплея Nokia 5110

В этом эксперименте мы рассмотрим работу графического дисплея Nokia 5110, который можно использовать в проектах Arduino для вывода графической информации.  Подробнее …

Урок 19:  Шаговый двигатель 4-фазный, с управлением на ULN2003 (L293)

В этом эксперименте мы рассмотрим подключение к Arduino шагового двигателя. Шаговые двигатели нашли широкое применение в области, где требуется высокая точность перемещений или скорости.  Подробнее …

 Урок 21:  Датчик влажности и температуры DHT11

В этом эксперименте мы рассмотрим рассмотрим работу датчика для измерения относительной влажности воздуха и температуры DHT11 и создадим проект вывода показаний датчика на экран  LCD1602. Подробнее …

Урок 23:  Ультразвуковой датчик расстояния HC-SR04. Принцип работы, подключение, пример

В этом эксперименте мы рассмотрим работу ультразвукового датчика для измерения расстояния и создадим проект вывода показаний датчика на экран ЖКИ Wh2602.  Подробнее …

 
Урок 28:  Считыватель RFID на примере RC522. Принцип работы, подключение

В этом эксперименте мы покажем, как плата Arduino получает доступ к данным RFID-карт и брелоков Mifare с помощью RFID-считывателя RC522C. Подробнее …

Урок 33:  Модуль GPS. Принцип работы, подключение, примеры

А теперь экспериментируем с модулем GPS-приемника VK16E, позволяющего определять наше местоположение с помощью глобальной системы GPS, и подключение данного приемника к плате Arduino. Подробнее …
 

Плата Arduino Uno — Полное описание

Объедините творчество и создайте схему, как в реальной жизни. Расширьте свои навыки проектирования схем с помощью виртуальной лаборатории уже сегодня!

Описание платы Arduino Uno

Плата Arduino Uno является самой популярной платой и в основном предназначена для новичков, поскольку она очень проста для начала, она не требует какого-либо специального программного обеспечения arduino uno, вместо этого все, что вам нужно, это выбрать arduino uno в параметрах устройства. перед загрузкой вашей программы.Существует множество плат Arduino Uno, которые отличаются от показанной на рисунке. Но все они имеют множество одинаковых компонентов, указанных ниже.

Регулятор напряжения

Arduino Uno может питаться от USB-кабеля или напрямую от розетки. Схема работает при постоянном напряжении 5 В, которое в случае превышения входного напряжения регулируется с помощью регулятора напряжения 7805. Микросхема регулятора напряжения 7805 используется для регулирования напряжения, подаваемого на плату Arduino, и управления им через процессор и другие элементы.

Кристаллический осциллятор

Есть определенные случаи, когда процессор должен иметь дело с проблемами сигнала времени, чтобы сбалансировать его, используется кварцевый генератор. Кварцевый генератор — единственный способ, с помощью которого Arduino может рассчитать время. На вершине кристалла напечатано число. Цифра указывает на частоту кристалла, в большинстве из них частота составляет 16 МГц или 16000000 герц.

Кнопка сброса

Имеется кнопка сброса, которая используется для перезапуска программы, запущенной в Arduino uno.Есть два способа перезапустить всю программу.

  • Можно использовать кнопку сброса по умолчанию.
  • Вы можете подключить собственную кнопку сброса к контакту, обозначенному как Reset.

Плата Arduino uno Контакты общего напряжения

Имеются следующие выводы выходного напряжения.

  • Выходной контакт 3 В
  • Выходной контакт 5 В
  • GND (земля)

Большинство компонентов Arduino работают от 5 В или 3,3 В и поэтому могут получать питание от этих контактов.Есть несколько портов заземления, которые можно использовать для заземления вашей цепи и компонентов. Есть вывод Vin, который можно использовать для питания arduino uno от внешнего источника.

Примечание: Напряжение должно составлять 5 В постоянного тока в случае, если плата Arduino запитана от внешнего источника.

Аналоговые контакты ввода / вывода

Плата Arduino uno имеет 6 аналоговых входных и выходных контактов от A0 до A5. Контакты лучше всего использовать в случае аналоговых датчиков. Аналоговые выводы могут считывать с них аналоговые сигналы, такие как температура, близость, влажность и т. Д., И преобразовывать их в цифровые значения, которые могут считываться и обрабатываться микроконтроллером.

Микроконтроллер на плате Arduino uno

На разных платах Arduino используются разные микроконтроллеры. Можно сказать, что это основной компонент всей платы Arduino. Основная микросхема немного отличается на разных платах Arduino Uno. Используемые микроконтроллеры в основном принадлежат компании ATMEL, и вам необходимо знать, какую микросхему вы используете, чтобы загрузить в нее свою программу. Вы можете легко прочитать информацию в верхней части ИС и выбрать соответствующий вариант в программном обеспечении Arduino.Для получения дополнительной информации об ИС вы можете обратиться к соответствующему листу данных.

Порты SPI

SPI (последовательный периферийный интерфейс) рассматривается для расширения вывода. В большинстве случаев вывод ICSP как небольшой программный заголовок в Arduino Uno состоит из RESET, SCK, MOSI, MISO, VCC и GND.

Светодиодный индикатор питания

Когда вы включаете плату Arduino uno, должен загореться светодиод, который укажет, что плата включена правильно.Если вы не видите светящийся свет, должно быть, что-то не так с установленным вами подключением.

Контакты TX и RX

На плате Arduino Uno есть два светодиода, помеченных как TX (передатчик) и RX (приемник), они же обозначены на контактах 0 и 1 соответственно. Эти контакты используются для последовательной связи, и соответствующий светодиодный индикатор светится, указывая, что данные отправляются TX, и если данные принимаются RX. Светодиод TX мигает с разной частотой, которая зависит от скорости передачи, используемой платой Arduino для передачи.

Цифровые контакты ввода / вывода Плата

Arduino uno имеет 14 цифровых входов / выходов (контакты ввода / вывода), из которых 6 выводов PWM (широтно-импульсная модуляция). Цифровые выводы могут быть сконфигурированы для чтения логических значений, таких как 0 и 1, или могут выдавать логические (0 и 1) выходы для различных модулей, таких как светодиоды, реле и т. Д., Имеется символ «~», соответствующий выводам PWM.

Кроме того, существует AREF, который используется для установки внешнего опорного напряжения в качестве верхнего предела для аналоговых входных выводов.Внешний источник опорного напряжение, как правило, в диапазоне от 0 до 5 вольт.

Сводка Проекты

Arduino uno очень просты для начинающих, и есть множество других веб-сайтов, на которых легко доступны учебники по arduino uno. Вы можете просмотреть таблицу данных arduino uno для получения дополнительных сведений о плате Arduino Uno или увидеть схему контактов arduino uno. Доступно множество других популярных плат Arduino, таких как Arduino nano, Arduino Mega 2560 и многие другие.

Не стесняйтесь комментировать ниже, что вы думаете о!

Объедините творчество и создайте схему, как в реальной жизни. Расширьте свои навыки проектирования схем с помощью виртуальной лаборатории уже сегодня!

Что такое Ардуино? | Opensource.com

Вкратце, Arduino — это открытая плата для разработки оборудования, которую могут использовать мастерицы, любители и производители для проектирования и создания устройств, взаимодействующих с реальным миром.Хотя Arduino относится к определенному типу конструкции платы, его также можно использовать для обозначения компании, которая производит конкретную реализацию этих плат, и обычно также используется для описания сообщества вокруг совместимых плат, созданных другими людьми или компаниями, которые работают. Аналогичным образом.

Чтобы узнать больше об основах, посмотрите это короткое видео ниже.

Что составляет Arduino?

Arduinos содержат несколько различных частей и интерфейсов на одной печатной плате.Дизайн менялся с годами, и некоторые вариации включают в себя и другие части. Но на базовой доске вы, скорее всего, найдете следующие элементы:

  • Количество контактов, которые используются для подключения различных компонентов, которые вы, возможно, захотите использовать с Arduino. Эти булавки бывают двух видов:
    • Цифровые выводы, которые могут считывать и записывать одно состояние, включено или выключено. Большинство Arduinos имеют 14 контактов цифрового ввода / вывода.
    • Аналоговые контакты, которые могут считывать диапазон значений и полезны для более точного управления.Большинство Arduinos имеют шесть таких аналоговых контактов.

    Эти контакты расположены в определенном порядке, поэтому, если вы покупаете дополнительную плату, предназначенную для их установки, обычно называемую «щитом», она должна легко поместиться в большинство Arduino-совместимых устройств.

  • Разъем питания, который обеспечивает питание как самого устройства, так и низкое напряжение, которое может питать подключенные компоненты, такие как светодиоды и различные датчики, при условии, что их потребности в энергии достаточно низкие. К разъему питания можно подключить адаптер переменного тока или небольшую батарею.
  • Микроконтроллер, основной чип, который позволяет программировать Arduino, чтобы он мог выполнять команды и принимать решения на основе различных входных данных. Точный чип варьируется в зависимости от того, какой тип Arduino вы покупаете, но обычно это контроллеры Atmel, обычно ATmega8, ATmega168, ATmega328, ATmega1280 или ATmega2560. Различия между этими чипами невелики, но самая большая разница, которую заметит новичок, — это разный объем встроенной памяти.
  • Последовательный разъем, который на большинстве новых плат реализован через стандартный порт USB.Этот разъем позволяет вам связываться с платой с вашего компьютера, а также загружать новые программы на устройство. Часто Arduinos также можно запитать через порт USB, что устраняет необходимость в отдельном подключении питания.
  • Множество других небольших компонентов, таких как осциллятор и / или регулятор напряжения, которые обеспечивают важные возможности для платы, хотя вы обычно не взаимодействуете с ними напрямую; просто знай, что они там есть.

Как запрограммировать Arduino?

Большинство энтузиастов Arduino, особенно когда они только начинают, предпочтут использовать официальную интегрированную среду разработки (IDE) для Arduino.Arduino IDE — это программное обеспечение с открытым исходным кодом, написанное на Java и работающее на различных платформах: Windows, Mac и Linux. IDE позволяет писать код в специальной среде с подсветкой синтаксиса и другими функциями, которые упрощают кодирование, а затем легко загружать код на устройство простым нажатием кнопки.

Код для Arduino обычно пишется на языке Wiring, который основан на языке программирования Processing. Чтобы узнать больше о том, как начать программировать Arduino, посетите официальную документацию.

Снимок экрана интегрированной среды разработки Arduino.

Где я могу узнать больше?

Здесь, в Opensource, мы написали статьи о ряде проектов и инструментов, которые используют Raspberry Pi для обучения, проведения исследований и просто для развлечения. Вот некоторые из наших любимых:

  • Не можете выбрать между Arduino и Raspberry Pi? Рут Суэле проведет вас через некоторые различия и расскажет, что может помочь вам принять осознанное решение.
  • Хотите управлять мощным устройством с помощью Arduino? Боб Монро смотрит на щит управления двигателем постоянного тока.
  • Вы когда-нибудь задумывались об использовании Arduino для чтения с других устройств поблизости? Луис Ибанез познакомит вас с основами использования RFID-меток с Arduino.
  • Приступая к работе? Вот посмотрите на стартовый пакет Arduino.
  • Ищете новые идеи для проекта? Алекс Санчес назвал шесть фаворитов на День Ардуино.
  • Хотите знать, как все это началось? Ознакомьтесь с созданием Arduino, чтобы узнать немного об истории этого маленького устройства.
  • Не забудьте проверить тег Arduino здесь, на Opensource.com, чтобы найти еще больше статей.

Типы плат Arduino со спецификациями

В этом посте мы представляем список из около 20 популярных плат Arduino, которые используются студентами-инженерами и профессионалами для своих конкретных приложений. Типы плат Arduino, обсуждаемые здесь, разработаны с рядом уникальных функций и спецификаций, чтобы наиболее эффективно соответствовать желаемому приложению.Ассортимент плат Arduino позволяет студентам и любителям выбрать правильное устройство в зависимости от их бюджета и сложности задачи, которую они хотят выполнить.

Что такое плата Arduino?

Arduino — это электронная платформа с открытым исходным кодом, разработанная с использованием простого в использовании аппаратного и программного обеспечения. Платы Arduino имеют возможность считывать входные данные, такие как свет, падающий на датчик, нажатие кнопки или сообщение Twitter, и преобразовывать их в выход, который можно использовать для включения или выключения внешнего параметра.

Этот внешний параметр может быть похож на включение / выключение двигателя или светодиода, или даже на отправку контента в Интернет.

Arduino позволяет пользователю управлять платой для ряда задач, передавая небольшую часть информации микроконтроллеру на плате. Для этого пользователь реализует язык программирования Arduino (в зависимости от проводки) и программное обеспечение Arduino (IDE), определяемое обработкой.

Платы Arduino и их приложения

Следующий контент предоставляет список популярных плат Arduino вместе с подробными спецификациями, которые могут быть выбраны пользователем в зависимости от сложности приложения.

Например, если вы студент инженерного факультета и только начинаете, вам понадобится доска, которая будет дешевле и менее сложна в использовании. К ним могут относиться: Arduino-UNO, Arduino-Leonardo, Arduino-101, Arduino-Esplora, Arduino-Micro, Arduino-Nano и т. Д.

Для опытных пользователей, которые теперь хотят выполнять сложные коды и программы, они могут выбирать из диапазона из этих продвинутых и быстрых Arduino, таких как: Arduino-Mega, Arduino-Zero, Arduino-Due, Arduino-Pro и т. д.

Итак, начните, ознакомьтесь со следующим широким диапазоном плат Arduino со спецификациями и попробуйте выбрать тот, который выглядит наиболее подходящим для ваших конкретных нужд.

1)

Arduino Uno WiFi rev 2
  • Процессор : ATMEGA4809, NINA-W132 Модуль Wi-Fi от u-blox, криптоустройство ECC608
  • Частота : 16 МГц
  • Формат : Arduino / Genuino
  • Размер : 68,6 мм x 53,4 мм
  • Хост-интерфейс : USB / 32U4
  • Напряжение : 5 В
  • Flash : 48 КБ
  • EEPROM : Нет
  • SRAM : 0.25 KB
  • Цифровые выводы ввода / вывода : 6 (14 основаны на ШИМ)
  • Аналоговый ввод : 5
  • Аналоговый вывод : 6
  • Разное : Поставляется с 6-осевым акселерометром, гироскопом Модуль NINA / esp32 работает с Wi-Fi и Bluetooth

2) Arduino / Genuino MKR1000

  • Процессор : ATSAMW25 (с использованием SAMD21 Cortex-M0 + 32-битный микроконтроллер ARM, WINC1500 2,4 ГГц 802.11 b / g / n Wi-Fi, и криптоустройство ECC508)
  • Частота : 48 МГц
  • Формат : Минимальный
  • Размер : 61.5 мм × 25 мм
  • Хост-интерфейс : USB
  • Напряжение : 3,3 В
  • Flash : 256 КБ
  • EEPROM : Нет
  • SRAM : 32 КБ
  • Цифровой ввод / O Контакты : 8 (12 основаны на ШИМ)
  • Аналоговый вход : 7
  • Аналоговый выход : 1

3) Arduino 101 / Genuino 101

  • Процессор : модуль Intel® Curie ™ 2 крошечные ядра, одно x86 (Quark SE) вместе с ARC
  • Частота : 32 МГц
  • Формат : Arduino / Genuino
  • Размер : 68.6 мм × 53,4 мм
  • Хост-интерфейс : USB
  • Напряжение : 3,3 В
  • Flash : 196 КБ
  • EEPROM : НЕТ
  • SRAM : 24 КБ
  • Цифровой Контакты ввода / вывода : 14 (4 на основе ШИМ)
  • Аналоговый вход : 6
  • Аналоговый выход : Н / Д
  • Разное: Включает 6-осевой акселерометр, гироскоп и Bluetooth

4 )

Arduino Zero
  • Процессор : ATSAMD21G18A
  • Частота : 48 МГц
  • Формат : Arduino
  • Размер : 68.6 мм × 53,3 мм
  • Хост-интерфейс : USB
  • Напряжение : 3,3 В
  • Флэш-память : 256 КБ
  • EEPROM : Эмуляция 0–16 КБ
  • SRAM : 32 КБ
  • Цифровые выводы ввода / вывода : 14 (12 основаны на ШИМ)
  • Аналоговый вход : 6
  • Аналоговый выход : 1
  • Разное : 32-битная архитектура

5)

Arduino Due
  • Процессор : ATSAM3X8E
  • Частота : 84 МГц
  • Формат : Mega
  • Размер : 101.6 мм × 53,3 мм
  • Хост-интерфейс : 16U2 + собственный хост
  • Напряжение : 3,3 В
  • Flash : 512 КБ
  • EEPROM : 0
  • SRAM : 96 КБ
  • Цифровые выводы ввода / вывода : 54 (12 основаны на ШИМ)
  • Аналоговый вход : 12
  • Аналоговый выход : 2
  • Разное : Это первая плата Arduino, построенная с процессором ARMP. В отличие от большинства плат Arduino, его можно использовать только с 3.3 В, а не 5 В.

6) Arduino Yún

  • Процессор : Atmega32U4, Atheros AR9331
  • Частота : 16 МГц, 400 МГц
  • Формат : Arduino
  • Размер : 68,6 мм × 53,3 мм
  • Хост-интерфейс : USB
  • Напряжение : 5 В
  • Flash : 32 КБ, 16 МБ
  • EEPROM : 1 КБ, 0 КБ
  • SRAM : 2,5 КБ , 64 МБ
  • Цифровые выводы ввода / вывода : 14 (6 основаны на ШИМ)
  • Аналоговый ввод : 12
  • Аналоговый вывод : Н / Д
  • Разное : Arduino Yún представляет собой смесь классический Arduino Leonardo (построенный на процессоре Atmega32U4) включает встроенную систему WiFi (SoC), работающую под управлением Linino, MIPSGNU / Linux на основе OpenWrt.

7)

Arduino Leonardo
  • Процессор : Atmega32U4
  • Частота : 16 МГц
  • Формат : Arduino
  • Размер : 68,6 мм × 53,3 мм
  • Хост-интерфейс : USB / 32U4
  • Напряжение : 5 В
  • Flash : 32 КБ
  • EEPROM : 1 КБ
  • SRAM : 2,5 КБ
  • Цифровые выводы ввода / вывода : 20 (7 — ШИМ на основе)
  • Аналоговый вход : 12
  • Аналоговый выход : Н / Д
  • Разное : Leonardo разработан с процессором Atmega32U4, который имеет встроенный USB-контроллер, что позволяет уменьшить размер одного чипа по сравнению с другие версии Arduino.

8)

Arduino Uno
  • Процессор : ATmega328P
  • Частота : 16 МГц
  • Формат : Arduino
  • Размер : 68,6 мм × 53,3 мм
  • Хост-интерфейс : USB / 8U2 (Rev1 и 2) / 16U2 (Rev3)
  • Напряжение : 5 В
  • Flash : 32 КБ
  • EEPROM : 1 КБ
  • SRAM : 2 КБ
  • Цифровой ввод / вывод Контакты : 2 (14 основаны на ШИМ)
  • Аналоговый вход : 6
  • Аналоговый выход : 6
  • Разное : Это работает с тем же ATmega328, что и Duemilanove последней модели, но в то время как Duemilanove включен IC FTDI для USB, Uno работает с ATmega16U2 (ATmega8U2 до rev3), запрограммированным как последовательный преобразователь.

9)

Arduino Mega2560
  • Процессор : ATmega2560
  • Частота : 16 МГц
  • Формат : Mega
  • Размер : 101,6 мм × 53,3 мм
  • Хост-интерфейс : USB / 8U2 (Rev1 и 2) / 16U2 (Rev3)
  • Напряжение : 5 В
  • Flash : 256 КБ
  • EEPROM : 4 КБ
  • SRAM : 8 КБ
  • Цифровой ввод / вывод Контакты : 54 (15 основаны на ШИМ)
  • Аналоговый вход : 16
  • Аналоговый выход : Н / Д
  • Разное : большая часть экранирования, которая была создана для Duemilanove, Diecimila или У Uno здесь не будет проблем, однако некоторые экраны могут не соответствовать из-за несовместимости с дополнительными контактами.

10)

Arduino Ethernet
  • Процессор : ATmega328
  • Частота : 16 МГц
  • Формат : Mega
  • Размер : 101,6 мм × 53,3 мм
  • Хост-интерфейс : Последовательный интерфейс Ethernet, Wiznet Ethernet
  • Напряжение : 5 В
  • Flash : 32 КБ
  • EEPROM : 1 КБ
  • SRAM : 2 КБ
  • Цифровые контакты ввода / вывода : 14 ( 4 основаны на ШИМ)
  • Аналоговый вход : 6
  • Аналоговый выход : Н / Д
  • Разное : Состоит из той же микросхемы WIZnet W5100, что и Arduino Ethernet Shield.Последовательный интерфейс был включен для программирования, но в нем отсутствует порт USB. Более новые версии этой платы совместимы с Power over Ethernet (PoE).

11)

Arduino Fio
  • Процессор : ATmega328P
  • Частота : 8 МГц
  • Формат : минимальный
  • Размер : 66,0 мм × 27,9 мм
  • Хост-интерфейс : XBee Serial
  • Напряжение : 3,3 В
  • Flash : 32 КБ
  • EEPROM : 1 КБ
  • SRAM : 2 КБ
  • Выводы цифрового ввода / вывода : 14 (6 основаны на ШИМ )
  • Аналоговый вход : 8
  • Аналоговый выход : НЕТ
  • Разное : Разъем XBee находится в нижней части платы

12)

Arduino Nano
  • Процессор : ATmega328 (ATmega168 до v3.0)
  • Частота : 16 МГц
  • Формат : минимальный
  • Размер : 43,18 мм × 18,54 мм
  • Хост-интерфейс : USB / FTDIFT232R
  • Напряжение : 5 В
  • Флэш-память : 16/32 КБ
  • EEPROM : 0,5 / 1 КБ
  • SRAM : 1/2 КБ
  • Выводы цифрового ввода / вывода : 14 (6 основаны на ШИМ)
  • Аналоговый вход : 8
  • Аналоговый выход : Н / Д
  • Разное : Это крошечная версия Arduino, которая работает с питанием от USB и построена с процессором для поверхностного монтажа.

13)

LilyPad Arduino
  • Процессор : ATmega168V или ATmega328V
  • Частота : 8 МГц
  • Формат : носимый
  • Размер : 51 мм ⌀ [2 дюйма]
  • Хост-интерфейс : USB / FTDIFT232R
  • Напряжение : 2,7-5,5 В
  • Flash : 16 КБ
  • EEPROM : 0,5 КБ
  • SRAM : 1 КБ
  • Цифровые выводы ввода / вывода : 14 (6 основаны на ШИМ)
  • Аналоговый вход : 6
  • Аналоговый выход : Н / Д
  • Разное : Поставляется с минимальным набором функций и разработан для носимых приложений.

14)

Arduino Pro
  • Процессор : ATmega168V или ATmega328V
  • Частота : 16 МГц
  • Формат : Arduino
  • Размер : 52,1 мм × 53,3 мм
  • Хост-интерфейс : последовательный порт UART, I2C (TWI), SPIFTDI
  • Напряжение : 5 В или 3,3 В
  • Flash : 16/32 КБ
  • EEPROM : 0,5 / 1 КБ
  • SRAM : 1 / 2 KB
  • Цифровые выводы ввода / вывода : 14 (6 основаны на ШИМ)
  • Аналоговый вход : 6
  • Аналоговый выход : Н / Д
  • Разное : Изготовлено SparkFun Electronics для использования в временные установки.

15)

Arduino Mega ADK
  • Процессор : ATmega2560
  • Частота : 16 МГц
  • Формат : Mega
  • Размер : 101,6 мм × 53,3 мм
  • Хост-интерфейс : 8U2, MAX3421E, USB-хост
  • Напряжение : 5 В
  • Flash : 256 КБ
  • EEPROM : 4 КБ
  • SRAM : 8 КБ
  • Цифровые контакты ввода / вывода : 54 (14 основаны на ШИМ)
  • Аналоговый вход : 16
  • Аналоговый выход : Н / Д
  • Разное : Изготовлено SparkFun Electronics для использования в полупостоянных установках.

16)

Arduino Esplora
  • Процессор : Atmega32U4
  • Частота : 16 МГц
  • Формат : Mega
  • Размер : 165,1 мм × 61,0 мм
  • Хост-интерфейс : 32U4
  • Напряжение : 5 В
  • Flash : 32 КБ
  • EEPROM : 1 КБ
  • SRAM : 2,5 КБ
  • Выводы цифрового ввода / вывода : 54 (14 на основе ШИМ)
  • Аналоговый вход : 16
  • Аналоговый выход : Н / Д
  • Разное : Вмещает аналоговый джойстик, 4 кнопки, множество датчиков, пару входов TinkerKit и пару выходов, а также разъем для ЖК-дисплея

17)

Arduino Micro
  • Процессор : Atmega32U4
  • Частота : 16 МГц
  • Fo rmat : Mini
  • Размер : 17.8 мм × 48,3 мм
  • Хост-интерфейс : Н / Д
  • Напряжение : 5 В
  • Флэш-память : 32 КБ
  • EEPROM : 1 КБ
  • SRAM : 2,5 КБ
  • Контакты цифрового ввода / вывода : 20 (7 основаны на ШИМ)
  • Аналоговый вход : 12
  • Аналоговый выход : Н / Д
  • Разное : Эта модель Arduino была разработана в сотрудничестве с Adafruit.

19)

Arduino Pro Mini
  • Процессор : ATmega328
  • Частота : 8 (3,3 В) / 16, (5 В) МГц
  • Формат : Mini
  • Размер : 17,8 мм × 33,0 мм
  • Хост-интерфейс : 6-контактный последовательный разъем
  • Напряжение : 3,3 В / 5 В
  • Flash : 32 КБ
  • EEPROM : 1 КБ
  • SRAM : 2 KB
  • Цифровые выводы ввода / вывода : 14 (6 основаны на ШИМ)
  • Аналоговый вход : 6
  • Аналоговый выход : Н / Д
  • Разное : Эта модель Arduino была разработана и изготовлена пользователя SparkFun Electronics.

Ссылка: Wikipedia

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

Основы Arduino UNO

Здравствуйте, друзья, надеюсь, у вас все отлично.В сегодняшнем уроке я собираюсь поделиться всеми основными деталями об Arduino UNO. Arduino UNO — это наиболее часто используемая плата микроконтроллера, разработанная arduino.cc в Италии. Мне очень понравилась идея, поскольку они сохранили все в открытом доступе. Вы можете разработать его библиотеки для различных датчиков и т. Д.

Вам следует взглянуть на схему расположения выводов Arduino UNO, если вы планируете начать работу над этой платой микроконтроллера. Итак, давайте рассмотрим это с основ:

Основы Arduino UNO

Давайте посмотрим на основные детали Arduino UNO:

  • Arduino UNO — это плата микроконтроллера, разработанная Arduino.cc в Италии.
  • Он использовал микроконтроллер Atmega328, который действует как мозг этой платы.
  • Загрузчик
  • Arduino установлен на Atmega328, что позволяет ему работать с программированием Arduino.
  • Arduino — это платформа с открытым исходным кодом, поэтому она пользуется большой поддержкой сторонних разработчиков.
  • Кто угодно может разрабатывать свои библиотеки для различных датчиков и модулей.

Распиновка Arduino UNO

Если вы работаете над каким-то проектом и хотите использовать эту плату Arduino UNO, вам следует знать о ее распиновке.

  • Arduino UNO имеет 20 контактов ввода / вывода.
  • Среди этих 20 контактов у нас есть 14 цифровых контактов.
  • Остальные 6 контактов являются аналоговыми контактами.
  • Он также имеет 6 контактов PWM, которые используются для широтно-импульсной модуляции.
  • Arduino UNO поддерживает следующие 3 протокола связи:
    • Последовательный протокол
    • Протокол I2C
    • Протокол SPI

Итак, эти цифровые и аналоговые выводы могут выполнять множество функций, и это полностью зависит от требований вашего проекта.Если вы хотите использовать модули SPI, вам нужно придерживаться контактов SPI, а если вы хотите взаимодействовать с последовательным модулем, таким как GSMm или GPS, вам необходимо использовать последовательные контакты. Мы также можем разработать серийное программное обеспечение.

Характеристики памяти Arduino UNO

Воспоминания — главная проблема при выборе микроконтроллера для вашего проекта. Если у вас есть большие данные или код и т. Д. Для сохранения, вам не следует выбирать этот, я бы порекомендовал Arduino Mega. Хотя опция SD-карты есть всегда, не так ли? Итак, давайте посмотрим на особенности его памяти:

  • Имеет флеш-память объемом 32Кб.
  • Arduino UNO имеет SRAM 2 КБ.
  • EEPROM памяти UNO составляет 1Кб.
  • Установлен загрузчик
  • размером 2Кб, так что у нас остается 30кб флеш-памяти.

Приложения Arduino UNO

Arduino UNO имеет множество приложений в нашей повседневной жизни. Это наиболее часто используемая плата микроконтроллера. Вот некоторые из его рабочих областей:

  • Встроенные системы
  • Системы управления
  • Робототехника
  • Приборы
  • Мониторинг состояния

Итак, у вас должно быть представление о его использовании.Я должен добавить, что это лишь верхушка айсберга, и с этой платой микроконтроллера мы можем многое сделать. Если у вас возникли проблемы во время работы над этим, спрашивайте в комментариях, и я вам помогу.

Arduino Uno Rev3 — Pimoroni

Плата, с которой все начинают, с ATmega328 (SMD). Он имеет 14 цифровых контактов ввода-вывода (6 могут использоваться как выходы ШИМ), 6 аналоговых входов, кварцевый генератор 16 МГц, соединение USB, разъем питания и многое другое.

Arduino Uno SMD R3 — это плата микроконтроллера на базе ATmega328, просто подключите ее к компьютеру с помощью кабеля USB типа B или подключите к нему адаптер переменного тока в постоянный или аккумулятор, чтобы начать работу.*

Uno отличается от всех предыдущих плат тем, что не использует микросхему драйвера FTDI USB-to-serial.

Дополнительные функции, поставляемые с версией R3:

  • ATmega16U2 вместо 8U2 в качестве преобразователя USB-to-Serial.
  • Распиновка
  • 1.0: добавлены контакты SDA и SCL для связи TWI, расположенные рядом с контактом AREF, и два других новых контакта, размещенные рядом с контактом RESET, IOREF, который позволяет экранам адаптироваться к напряжению, подаваемому с платы, а второй — неподключенный контакт, зарезервированный для будущих целей.
  • более сильная цепь сброса.

«Uno» в переводе с итальянского означает «один» и назван так в честь предстоящего выпуска Arduino 1.0. Uno и версия 1.0 будут эталонными версиями Arduino в будущем. Uno — последняя в серии плат USB Arduino и эталонная модель для платформы Arduino.

* Обратите внимание, что USB-кабели, адаптеры и батареи в комплект не входят!

Технические характеристики

Микроконтроллер ATmega328P
Рабочее напряжение
Входное напряжение (рекомендуемое) 7-12В
Входное напряжение (предельное) 6-20В
Цифровые контакты ввода / вывода 14 (из которых 6 обеспечивают выход ШИМ)
Выводы цифрового ввода / вывода ШИМ 6
Контакты аналогового входа 6
Постоянный ток на контакт ввода / вывода 20 мА
Постоянный ток для 3.Контакт 3V 50 мА
Флэш-память 32 КБ (ATmega328P), из которых 0,5 КБ используется загрузчиком
SRAM 2 КБ (ATmega328P)
EEPROM 1 КБ (ATmega328P)
Тактовая частота 16 МГц
LED_BUILTIN 13
Длина 68,6 мм
Ширина 53,4 мм
Масса 25 г

ОШ: Схема

Arduino Uno — это оборудование с открытым исходным кодом! Вы можете собрать свою собственную доску, используя следующие файлы:

Программирование

Arduino Uno можно программировать с помощью (Arduino Software (IDE)).Выберите «Arduino / Genuino Uno» в меню «Инструменты»> «Плата» (в соответствии с микроконтроллером на вашей плате). Подробности см. В справочнике и руководствах.

ATmega328 на Arduino Uno поставляется с предварительно запрограммированным загрузчиком, который позволяет загружать в него новый код без использования внешнего аппаратного программатора. Он взаимодействует с использованием оригинального протокола STK500 (ссылка, файлы заголовков C).

Вы также можете обойти загрузчик и запрограммировать микроконтроллер через заголовок ICSP (внутрисхемное последовательное программирование), используя Arduino ISP или аналогичный; подробности см. в этих инструкциях.

Исходный код прошивки ATmega16U2 (или 8U2 на платах rev1 и rev2) доступен в репозитории Arduino. В ATmega16U2 / 8U2 загружен загрузчик DFU, который можно активировать с помощью:

  • На платах Rev1: подключите паяльную перемычку на задней стороне платы (рядом с картой Италии), а затем снова установите 8U2.
  • На платах Rev2 или более поздних версий: имеется резистор, который соединяет линию 8U2 / 16U2 HWB с землей, что упрощает переход в режим DFU.

Затем вы можете использовать программное обеспечение Atmel FLIP (Windows) или программатор DFU (Mac OS X и Linux) для загрузки новой прошивки.Или вы можете использовать заголовок ISP с внешним программатором (перезаписав загрузчик DFU). См. Этот пользовательский учебник для получения дополнительной информации.

Предупреждения

Arduino Uno имеет сбрасываемый предохранитель, который защищает USB-порты вашего компьютера от короткого замыкания и перегрузки по току. Хотя большинство компьютеров имеют собственную внутреннюю защиту, предохранитель обеспечивает дополнительный уровень защиты. Если на порт USB подается ток более 500 мА, предохранитель автоматически разрывает соединение, пока не будет устранено короткое замыкание или перегрузка.

Отличия от других плат

Uno отличается от всех предыдущих плат тем, что не использует микросхему драйвера FTDI USB-to-serial. Вместо этого он оснащен Atmega16U2 (Atmega8U2 до версии R2), запрограммированным как преобразователь USB-to-serial.

Мощность

Плата Arduino Uno может получать питание через USB-соединение или от внешнего источника питания. Источник питания выбирается автоматически.

Внешнее (не USB) питание может поступать либо от адаптера переменного тока в постоянный (бородавка), либо от батареи.Адаптер можно подключить, вставив центрально-положительный штекер 2,1 мм в разъем питания на плате. Выводы от аккумулятора можно вставить в контактные разъемы GND и Vin разъема POWER.

Плата может работать от внешнего источника питания от 6 до 20 вольт. Однако при питании менее 7 В на вывод 5 В может подаваться менее пяти вольт, и плата может работать нестабильно. При использовании более 12 В регулятор напряжения может перегреться и повредить плату. Рекомендуемый диапазон от 7 до 12 вольт.

Выводы питания следующие:

  • Вин. Входное напряжение на плату Arduino / Genuino при использовании внешнего источника питания (в отличие от 5 вольт от USB-соединения или другого регулируемого источника питания). Вы можете подавать напряжение через этот контакт или, если напряжение подается через разъем питания, получить доступ к нему через этот контакт.
  • 5V. Этот вывод выводит стабилизированное напряжение 5V от регулятора на плате. Плата может получать питание от разъема постоянного тока (7-12 В), USB-разъема (5 В) или от контакта VIN платы (7-12 В).Подача напряжения через контакты 5 В или 3,3 В обходит регулятор и может повредить вашу плату. Мы этого не советуем.
  • 3В3. Питание 3,3 В, генерируемое бортовым регулятором. Максимальный потребляемый ток составляет 50 мА.
  • GND. Контакты заземления.
  • IOREF. Этот штырь на плате Arduino / Genuino обеспечивает опорное напряжение, с которым микроконтроллер работает. Правильно настроенный экран может считывать напряжение на выводе IOREF и выбирать соответствующий источник питания или разрешать трансляторам напряжения на выходах работать с 5 В или 3.3В.

Память

ATmega328 имеет 32 КБ (0,5 КБ занято загрузчиком). Он также имеет 2 КБ SRAM и 1 КБ EEPROM (которые можно читать и записывать с помощью библиотеки EEPROM).

Вход и выход

См. Отображение между выводами Arduino и портами ATmega328P. Отображение для Atmega8, 168 и 328 идентично.

Каждый из 14 цифровых контактов Uno может использоваться как вход или выход, используя функции pinMode (), digitalWrite () и digitalRead ().Они работают на 5 вольт. Каждый вывод может обеспечивать или принимать 20 мА в соответствии с рекомендуемыми рабочими условиями и имеет внутренний подтягивающий резистор (отключен по умолчанию) на 20-50 кОм. Максимальное значение 40 мА — это значение, которое нельзя превышать на любом выводе ввода / вывода, чтобы избежать необратимого повреждения микроконтроллера.

Кроме того, некоторые контакты имеют специализированные функции:

  • Серийный номер: 0 (RX) и 1 (TX). Используется для приема (RX) и передачи (TX) последовательных данных TTL. Эти контакты подключаются к соответствующим контактам микросхемы ATmega8U2 USB-to-TTL Serial.
  • Внешние прерывания: 2 и 3. Эти выводы могут быть сконфигурированы для запуска прерывания при низком значении, нарастающем или спадающем фронте или изменении значения. Подробнее см. Функцию attachInterrupt ().
  • PWM: 3, 5, 6, 9, 10 и 11. Обеспечьте 8-битный вывод PWM с помощью функции analogWrite ().
  • SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Эти контакты поддерживают связь SPI с использованием библиотеки SPI.
  • Светодиод: 13.Имеется встроенный светодиод, управляемый цифровым контактом 13. Когда на контакте установлено ВЫСОКОЕ значение, светодиод горит, когда на контакте низкий уровень, он выключен.
  • TWI: контакт A4 или SDA и контакт A5 или SCL. Поддержите связь TWI с помощью библиотеки Wire.

Uno имеет 6 аналоговых входов, обозначенных от A0 до A5, каждый из которых обеспечивает разрешение 10 бит (т.е. 1024 различных значения). По умолчанию они измеряют от земли до 5 вольт, хотя можно изменить верхний предел их диапазона с помощью вывода AREF и функции analogReference ().На плате есть еще пара контактов:

  • AREF. Опорное напряжение для аналоговых входов. Используется с analogReference ().
  • Сброс. Установите в этой строке НИЗКИЙ уровень, чтобы сбросить микроконтроллер. Обычно используется для добавления кнопки сброса к щитам, которые блокируют кнопку на плате.

Связь

Arduino / Genuino Uno имеет ряд средств для связи с компьютером, другой платой Arduino / Genuino или другими микроконтроллерами. ATmega328 обеспечивает последовательную связь UART TTL (5 В), которая доступна на цифровых выводах 0 (RX) и 1 (TX).ATmega16U2 на плате передает эту последовательную связь через USB и отображается как виртуальный COM-порт для программного обеспечения на компьютере. В прошивке 16U2 используются стандартные драйверы USB COM, и внешний драйвер не требуется. Однако в Windows требуется файл .inf. Программное обеспечение Arduino (IDE) включает в себя последовательный монитор, который позволяет отправлять простые текстовые данные на плату и с нее. Светодиоды RX и TX на плате будут мигать, когда данные передаются через микросхему USB-to-serial и USB-соединение с компьютером (но не для последовательной связи на контактах 0 и 1).

Библиотека SoftwareSerial обеспечивает последовательную связь на любом из цифровых выводов Uno.

ATmega328 также поддерживает связь I2C (TWI) и SPI. Программное обеспечение Arduino (IDE) включает библиотеку Wire для упрощения использования шины I2C; подробности см. в документации. Для связи по SPI используйте библиотеку SPI.

Автоматический (программный) сброс

Вместо того, чтобы требовать физического нажатия кнопки сброса перед загрузкой, плата Arduino / Genuino Uno спроектирована таким образом, чтобы ее можно было сбросить с помощью программного обеспечения, запущенного на подключенном компьютере.Одна из линий аппаратного управления потоком (DTR) ATmega8U2 / 16U2 подключена к линии сброса ATmega328 через конденсатор емкостью 100 нанофарад. Когда эта линия утверждается (принимает низкий уровень), линия сброса опускается достаточно долго, чтобы сбросить микросхему. Программное обеспечение Arduino (IDE) использует эту возможность, чтобы вы могли загружать код, просто нажимая кнопку загрузки на панели инструментов интерфейса. Это означает, что у загрузчика может быть более короткий тайм-аут, так как снижение DTR может быть хорошо согласовано с началом загрузки.

Эта установка имеет другие значения. Когда Uno подключен к компьютеру под управлением Mac OS X или Linux, он сбрасывается каждый раз при подключении к нему из программного обеспечения (через USB). Следующие полсекунды загрузчик работает на Uno. Хотя он запрограммирован на игнорирование искаженных данных (то есть чего-либо, кроме загрузки нового кода), он будет перехватывать первые несколько байтов данных, отправленных на плату после открытия соединения. Если скетч, запущенный на плате, получает однократную конфигурацию или другие данные при первом запуске, убедитесь, что программное обеспечение, с которым он взаимодействует, ждет секунду после открытия соединения и перед отправкой этих данных.

Плата Uno содержит дорожку, которую можно обрезать, чтобы отключить автоматический сброс. Контактные площадки по обе стороны от дорожки можно спаять вместе, чтобы снова включить ее. Он помечен как «RESET-EN». Вы также можете отключить автоматический сброс, подключив резистор 110 Ом от 5 В к линии сброса; подробности см. в этой ветке форума.

Редакции

Плата

Revision 3 имеет следующие новые функции:

  • 1.0 распиновка: добавлены выводы SDA и SCL, которые находятся рядом с выводом AREF, и два других новых вывода, размещенных рядом с выводом RESET, IOREF, которые позволяют экранам адаптироваться к напряжению, подаваемому с платы.В будущем экраны будут совместимы как с платой, использующей AVR, которая работает с напряжением 5 В, так и с Arduino Due, которая работает с напряжением 3,3 В. Второй вывод — неподключенный, он зарезервирован для использования в будущем.
  • Более сильная цепь сброса.
  • Atmega 16U2 заменяет 8U2.

Arduino Uno R3

Обзор

Arduino Uno R3 — это аппаратная вычислительная платформа с открытым исходным кодом. Использует ATmega328 микроконтроллер.Плата также включает ATmega16u2, который действует как встроенный преобразователь USB в последовательный.

Arduino Uno R3 может использоваться для разработки приложений, работающих в автономной или подключенной среде. Устройство программируется с использованием интегрированной среды разработки Arduino (IDE).

Макет платы


  • Микроконтроллер ATmega328
  • Входное напряжение от 7 до 12 В
  • 14 цифровых входов, 6 из которых обеспечивают выход с ШИМ (широтно-импульсной модуляцией)
  • 6 аналоговых контактов
  • 40 мА Постоянный ток на контакт ввода / вывода
  • 50 мА постоянного тока для 3.Контакт 3V
  • 32 КБ флэш-памяти (0,5 КБ используется загрузчиком
  • 2 КБ SRAM
  • 1 КБ EEPROM
  • Тактовая частота 16 МГц

Вы можете запитать плату Arduino через разъем USB или через разъем питания постоянного тока. Разъем питания с центральным питанием 2,1 мм.

Для питания платы можно использовать от 6 до 20 В постоянного тока.Рекомендуется не опускаться ниже 7 В, чтобы допустить падение напряжения. через регулятор мощности. Если вы установите слишком низкое значение, выход регулятора может упасть ниже 5 В, и это может вызвать проблемы с работой плат.

Также рекомендуется не превышать 12 В. Регулятор мощности может перегреться и вызвать повреждение платы.

Штифты используются следующим образом:

  • 5 В: это регулируемый выход встроенного регулятора напряжения.Это питание будет поступать от входного разъема USB или постоянного тока. Это подается на бортовой стабилизатор напряжения 5В. К этому выводу подключен выход регулятора. Вы используете этот вывод для подачи 5 В на компоненты питания. подключен к плате Arduino. Максимальный потребляемый ток составляет около 400 мА через USB-порт и выше при использовании разъема питания постоянного тока.
  • 3,3 В: это регулируемый выход встроенного регулятора напряжения.К этому выводу подключен выход регулятора 3,3 В. Вы используете это вывод для подачи 3,3 В на компоненты питания, подключенные к плате Arduino. Максимальный потребляемый ток составляет 50 мА
  • Вы можете запитать плату, подключив стабилизированный источник 5 В к контакту 5 В или 3,3 В к контакту 3,3 В. Власть будет войдите прямо в микроконтроллер ATMega328. Встроенные регуляторы мощности отключены.Если здесь что-то пойдет не так, вы можете очень легко повредить микросхему ATMega328. Arduino советует не включать плату таким образом.

  • GND: Заземление платы, подключенное к контактам заземления на входном разъеме постоянного тока и разъеме USB. Используйте это заземление для компонентов, подключенных к Плата Arduino.
  • VIN: этот вывод подключен к входу бортовых регуляторов напряжения.Независимо от того, какой входной постоянный ток подается на плату от Входной разъем постоянного тока также появится на контакте VIN. Вы также можете подключить питание к плате, используя этот контакт вместо входного разъема USB или постоянного тока. Потому что он подключен к входу регуляторов напряжения, на плату будет подаваться регулируемое напряжение 5 В и 3,3 В постоянного тока.
  • CSS

На плате Arduino 16 цифровых контактов.Их можно использовать как входы или выходы. Они работают при 5 В и имеют максимальное потребление тока 40 мА. У них есть внутренний подтягивающий резистор, который по умолчанию отключен. Подъемные резисторы составляют от 2 до 50 кОм и могут быть включены с помощью программного обеспечения.

Мы можем управлять выводами цифрового ввода / вывода с помощью функций pinmode (), digitalWrite () и digitalRead.

Некоторые цифровые выводы ввода / вывода имеют дополнительные функции:

  • Последовательный: контакт 0 (RX) и 1 (TX).Эти контакты используются для передачи и приема последовательных данных TTL (5 В). Эти булавки также подключен к Atmega16u2 USB к последовательному TTL чипу на плате Arduino.
  • PWM: выводы 3, 5, 6, 9, 10 и 11. Выводы могут обеспечивать 8-битный выходной сигнал PWM (широтно-импульсная модуляция). Мы используем функцию analogWrite () со значением от 0 до 255 для управления рабочим циклом выхода.
  • SPI: контакты 10 (SS), 11 (MOSI), 13 (SCK) используются для обеспечения связи SPI (последовательный периферийный интерфейс) с использованием библиотеки SPI
  • Внешние прерывания: контакты 2 и 3 могут быть настроены для запуска прерывания при понижении уровня сигнала или при повышении или понижении край.Мы используем функцию attachInterrupt (), чтобы разрешить прерывания.
  • Светодиод
  • : к контакту 13 подключен светодиод. Когда на выходе 13 высокий уровень, светодиод включается. Светодиод будет выключен, когда выходной сигнал низкий.

Arduino Uno имеет 6 аналоговых входов с обозначениями от A0 до A5. Каждый из этих аналоговых выводов имеет разрешение 10 бит, что означает от 0 до 1024 различных значений. значения.По умолчанию они измеряют от земли до 5 вольт. Можно расширить диапазон, используя вывод AREF и функцию analogReference (). Некоторые из этих булавок имеют дополнительный функционал.

  • TWI: контакт A4 или SDA и контакт A5 или SCL. Эти контакты используются для поддержки связи TWI с использованием Проволочная библиотека.
  • AREF: Используется для получения опорного напряжения для аналоговых входов.Используется с analogReference ().
  • СБРОС: переводя эту строку в НИЗКОЕ состояние, выполняется сброс микроконтроллера ATMega328. Может быть подключен к экранам для обеспечения кнопки сброса, когда кнопка сброса на Arduino Uno заблокирована экраном.

Использование аналоговых выводов в качестве цифровых

Мы можем настроить контакты аналогового ввода / вывода для работы так же, как цифровые выводы.Назначение контактов аналогового и цифрового сигналов следующее:

  • A0 => цифровой контакт 14
  • A1 => цифровой контакт 15
  • A2 => цифровой контакт 16
  • A3 => цифровой контакт 17
  • A4 => цифровой контакт 18
  • A5 => цифровой контакт 19

Теперь мы можем использовать команду pinmode для определения вывода как INPUT или OUTPUT.Таким образом, для вывода AO мы будем использовать значение 14 в качестве значения вывода. Написать в pin, мы будем использовать digitalWrite с соответствующим значением цифрового вывода, как показано в списке выше.

Arduino имеет несколько режимов связи.

  • USB: Arduino Uno использует встроенный ATmega16U2 для подключения последовательных выводов TX и RX на ATmega 328. 16u2 заменяет USB-чип FTTI, используемый на другие доски.Эти последовательные данные отправляются микросхемой USB, чтобы отображаться как виртуальный COM-порт на компьютере, подключенном к порту USB. Последовательный порт IDE Arduino Монитор также использует порт USB для отправки последовательных данных на плату Arduino и с нее. Светодиоды TX и RX будут мигать, когда данные отправляются и принимаются через порт USB.
  • Последовательный TTL: Плата Arduino Uno имеет последовательную связь с уровнем TTL (5 В) на цифровых выводах 0 (RX) и 1 (TX). Это также может быть связано с микросхемой RS232 или RS484. для обеспечения последовательной связи с другим устройством.Примечание: встроенные светодиоды TX и RX НЕ будут мигать при использовании последовательной связи на цифровых контактах 0 и 1. Эти светодиоды предназначены только для USB-порта.
  • Связь
  • I2C и SPI: Arduino Uno поддерживает оба этих формата последовательной связи. Используйте библиотеку Wire для шины I2C. Используйте библиотеку SPI для шины SPI.

На плате Arduino есть сбрасываемый предохранитель, который защищает порт USB от короткого замыкания и перегрузки по току.Если ток более 500 мА снимается с USB-порт, который он сработает, сработает и прервет соединение с питанием USB. Как только перегрузка по току будет устранена, предохранитель перезапустится.

Международный журнал научных и технологических исследований

ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ В IJSTR (ISSN 2277-8616) —

International Journal of Scientific & Technology Research — это международный журнал с открытым доступом из различных областей науки, техники и технологий, в котором особое внимание уделяется новым исследованиям, разработкам и их приложениям.

Приветствуются статьи, содержащие оригинальные исследования или расширенные версии уже опубликованных статей конференций / журналов. Статьи для публикации отбираются на основе экспертной оценки, чтобы гарантировать оригинальность, актуальность и удобочитаемость.

IJSTR обеспечивает широкую политику индексирования, чтобы опубликованные статьи были хорошо заметны для научного сообщества.

IJSTR является частью экологически чистого сообщества и предпочитает режим электронной публикации, так как он является «ЗЕЛЕНЫМ журналом» в Интернете.

Мы приглашаем вас представить высококачественные статьи для обзора и возможной публикации во всех областях техники, науки и технологий.Все авторы должны согласиться с содержанием рукописи и ее представлением для публикации в этом журнале, прежде чем она будет отправлена ​​нам. Рукописи должны подаваться онлайн


IJSTR приветствует ученых, заинтересованных в работе в качестве добровольных рецензентов. Рецензенты должны проявить интерес, отправив нам свои полные биографические данные. Рецензенты определяют качественные материалы.Поскольку ожидается, что они будут экспертами в своих областях, они должны прокомментировать важность рецензируемой рукописи и внести ли исследование в знания и продвинуть как теорию, так и практику в этой области. Заинтересованным рецензентам предлагается отправить свое резюме и краткое изложение конкретных знаний и интересов по адресу [email protected]

.

IJSTR публикует статьи, посвященные исследованиям, разработкам и применению в области инженерии, науки и технологий.Все рукописи проходят предварительное рецензирование редакционной комиссией. Вклады должны быть оригинальными, ранее или одновременно не публиковаться где-либо еще, и перед публикацией они должны быть подвергнуты критическому анализу. Статьи, которые должны быть написаны на английском языке, должны иметь правильную грамматику и правильную терминологию.


IJSTR — это международный рецензируемый электронный онлайн-журнал, который выходит ежемесячно.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *