Ардуино

Arduino UNO (Ардуино Уно)

23 Ноября 2017
1409

В детстве, когда я жил в деревне, я увлекался радиоэлектроникой. Проблематично было достать различные электронные компоненты и девайсы. Тогда я очень хотел, можно сказать мечтал об электронном устройстве, которое можно программировать…

Спустя годы, когда я узнал про Arduino, я был очень рад. Заказал себе набор Arduino с модулями из Китая и начал разбираться в них, это было круто. Так вот в этом наборе была та самая моя первая плата Ардуино, а именно модель Arduino UNO.

И так, Arduino UNO:

Arduino UNO

Общие сведения.

Arduino UNO – это готовый контроллер на базе микроконтроллера ATmega328 (ATmega328P), «P» обозначает тип корпуса микроконтроллера. Или другими словами флагманская платформа для разработки, программирования.
С итальянского «UNO» переводится как «один, первый». В принципе эта модель Ардуино, самая распространённая.
Сам микроконтроллер ATmega328 (отдельно) так же можно программировать, прошивать для тех или иных целей, но делать это гораздо сложнее.

ATmega328

Arduino UNO содержит 14 цифровых входов или выходов, в зависимости как их мы настроем в нашем коде (программе). Из этих 14 портов, 6 могут быть использованы как ШИМ выходы (на плате обозначены «~»). ШИМ выходы, простыми словами говоря, на этих шести портах мы можем управлять напряжением на выходе, от 0 до 5 В. На остальных портах доступно только либо низкий уровень «0», либо высокий уровень «5».

Порты Ардуино UNO Аналоговые порты Ардуино УНО

Помимо цифровых портов, UNO имеет 6 аналоговых входов. Аналоговый вход может обрабатывать (по умолчанию) сигнал напряжением от 0 до 5 В. Используется для считывания различных аналоговых данных.

Для сохранения стабильной частоты работы, установлен 16 МГц кварцевый генератор. Имеет разъем для USB, который служит для передачи программного кода, а также для питания платы. В плате уже есть свой программатор, который преобразует информацию с компьютера в понятый язык для микроконтроллера.

Питать плату можно через USB разъем, через вывод Vin (5 В) либо через разъем для питания, в котором есть встроенный автоматический регулятор напряжения. Оптимальное питание 7-12 В, при подаче на регулятор напряжения.

Выводы питания Arduino UNO

Из самой платы, можно получить источник питания:
5V источник постоянного, стабильного напряжения величиной 5 В, маломощный источник. Что такое мощность тока, можете посмотреть, перейдя по ссылке. Применяется для питания подключенных модулей или иных электронных компонентов.
3V3 источник постоянного, стабильного напряжения величиной 3,3 В, маломощный источник. Для некоторых электронных компонентов, необходима такая величина напряжения.
GND вывод заземления или отрицательный вывод («минис», «-») истоника питания.

В этих источниках питания максимальная допустимая сила тока в цепи может быть для 5 В это 40 мА, для 3,3 В это 50 мА. Поэтому контролируйте нагрузку на этих выводах. Для расчета нагрузку, можете воспользоваться законом Ома.

Подробнее о портах

Про основные рабочие порты Arduino UNO говорили выше. Помимо этого, некоторые порты имеют дополнительные функции. Сразу обращу внимание на SPI и I2C интерфейсы. Для тех, кто не знает, что это такое, простыми словами говоря – это связь электронных компонентов между с собой. Преимущества у этих интерфейсов, связь со многими компонентами и передача данных только через 2 провода.

Последовательная шина: 0 (RX) и 1 (TX). Эти выводы можно использовать для получения (RX) и передачи данных (TX).
Внешнее прерывание: 2 и 3.
ШИМ: 3,5,6,9,10 и 11 про эти выводы так же говорили выше. Тут могу отметить, для регулирования напряжения на выходе от 0 до 5 В, нам доступно 8 бит, в понятных цифрах это 256, то есть от 0 до 255.
SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). С помощью этих портов, можно осуществлять связь SPI, при этом нужно использовать специальную библиотеку.
I2C: 4 (SDA) и 5 (SCL). С помощью этих портов, можно осуществлять связь I2C, при этом нужно использовать специальную библиотеку.
Аналоговые входы: А0 – А5 могут принимать 10 бит, в реальных цифрах это 1024, то есть от 0 до 1023. По умолчанию диапазон измерения порта от 0 до 5 В, относительно земли (GND). Тем не менее имеется возможность поменять этот диапазон.
AREF:  Опорное напряжение для аналоговых входов. С помощью него можно менять диапазон измерения входного сигнала, по умолчанию это 5 В.
Reset: Низким уровнем, можно перезагрузить платформу.


Еще немножко данных:

Микроконтроллер ATmega328
Рабочее напряжение 5 В
Входное напряжение (рекомендуемое) 7-12 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)
Тактовая частота 16 МГц
EEPROM 1 Кб (ATmega328)

Подводя итоги, можно сказать платформа Arduino UNO удобная и многофункциональная среда для разработки. Далее рассмотрим подключение Arduino UNO к компьютеру для программирования.