Arduino UNO R3: schemat, instrukcja

Arduino - pod tą nazwą połączyło kilka popularnych płytki obwodów drukowanych które mają znormalizowane rozmieszczenie wszystkich wyjść dla mikrokontrolerów, a także te same wymiary w granicach jednego modelu produktu. Niektóre z nich mają dodatkowe elementy, które pozwalają kontrolować napięcie dostarczonej mocy i USB, co dzięki swojej wszechstronności może naładować kartę i zostać użyte do podłączenia mikrokontrolera z komputerem. Jedną z najlepszych odmian rodziny tych płyt jest model Arduino UNO R3.

Widok ogólny tablicy

Na zdjęciu widać zarówno standardowe podpisy stosowane podczas produkcji samej tablicy, jak i te dodane za pomocą edytora graficznego. Faktem jest, że do pracy w ramach schematów wykorzystywane są wszystkie komponenty, ale ponieważ nie wszystkie z nich zostały podpisane, ta niesprawiedliwość musiała zostać naprawiona. Przejdziemy teraz do wyjaśnienia schematu, co jest za to odpowiedzialne. Warto wziąć pod uwagę Arduino UNO R3, schemat tej tablicy jest przedstawiony w wielu podręcznikach-podręcznikach, ale w celu uzyskania kompletności artykułu opublikowano tutaj.

Poniżej wszystkie przedstawione informacje zostaną przedstawione w formie schematu, który różni się od wizualnego obrazu tablicy. Różnice te nie wpływają jednak na jakość pracy z płytką drukowaną, konieczne jest jedynie zrozumienie zasady działania, a zobaczysz, że nie ma tu nic skomplikowanego.

Jak MK i komputer widzą się nawzajem

Aby Arduino UNO R3 działał poprawnie, sterownik musi być zainstalowany na komputerze, który współpracuje z płytką. Wybór sterownika zależy od systemu operacyjnego. Dla Arduino UNO R3 jest osobne oprogramowanie: sterownik dla Windows 7, Windows Vista i XP. Oznacza to, że przy użyciu dowolnego sprzętu, na którym są zainstalowane te systemy operacyjne, można pracować z płytką drukowaną. Arduino UNO R3 jest kompatybilny ze wszystkimi komputerami wydanymi od zera.

Prawie wszystkie widoczne piny są podłączone bezpośrednio do mikrokontrolera. Niektóre z nich mogą być zarówno dostępne do połączenia i używane w systemie wewnętrznym. Kołek USB może służyć do zasilania przy napięciu 5 V, a także do wymiany informacji z komputerem, który rozpoznaje urządzenie jako niejednoczesny port szeregowy.

Z technicznego punktu widzenia, dla mikrokontrolera, komputer i "komunikacja" z nim jest również asynchronicznym portem szeregowym, przez który wymieniane są dane. Podłączenie Arduino UNO R3 własnymi rękami nie jest trudne, tutaj głównym punktem zaczepienia jest zrozumienie, jak przebiega proces wymiany danych, jakie są jego funkcje. O tym możesz przeczytać dalej.

Napięcie do działania płyty

Napięcie robocze wynosi 5 V. Ale wejście dla zewnętrznego zasilania jest zaprojektowane dla 7-12 V. Okazało się, że napięcie minimalne 6 V wystarcza do pracy, a maksymalna wytrzymałość tablicy wynosi 20 V. Ale lepiej nie odbiegać od zalecanych parametrów aby nie występowały niepożądane sytuacje, takie jak awaria i podobne opcje w zależności od napięcia zasilania.

System zasilania jest zaprojektowany w taki sposób, że automatycznie przełącza się z portu USB na inne źródło zasilania, jeśli ten dostarcza więcej niż 6,7 V. Takie wymagania dla napięcia przewidzianego dla Arduino UNO R3, schematu okablowania i zasilania zostały zaprojektowane dla optymalnego działania płyty.

Zalety pracy z różnymi napięciami nie ograniczają się do tego. Płyta Arduino UNO R3 może sprawić, że MK będzie pracował przy niższym napięciu (3,3 V), ale tylko dlatego, że działa z częstotliwością 8 Hz. Płytka wymaga również 16 Hz i odpowiednio więcej napięcia.

Podsumowanie wniosków

Są na pokładzie dwóch typów: analogowej i cyfrowej. Cyfry cyfrowe są oznaczone literą D (0-13), a jest ich 14. Podczas gdy analogowa szóstka i są oznaczone przez literę A (0-5). Ogólna numeracja zaczyna się od D, a piętnasty numer ma numer A0, a numer 16 - numer A1. Wyjście cyfrowe może być używane zarówno jako wejście, jak i wyjście, podczas gdy analogowe może być używane tylko jako wejście.

Jakie są wnioski?

IOREF zapewnia napięcie wymagane do działania - 5 V.

D0 i D2 są używane do komunikacji za pomocą asynchronicznego portu szeregowego. Są one podłączone do kontrolera USB. Należy jednak zachować ostrożność, ponieważ nie mogą one być bezpośrednio podłączone do portu RS. Aby się połączyć, konieczne jest dokonanie konwersji, która nie jest realizowana przez te konkluzje. Informacje na temat połączenia Arduino UNO R3 (instrukcja) znajdują się na końcu artykułu.

Możesz również użyć pin D2 lub D3, aby wywołać zewnętrzne przerwanie.

D3, D5, D6, D9, D10 i D11 ze względu na to, że są one podłączone do liczników na samym mikrokontrolerze, są wykorzystywane do sygnału modulacji szerokości impulsu, a także jako liczniki impulsów zewnętrznych.

D10-D13 są potrzebne, aby MK mógł pracować z obcymi urządzeniami za pomocą protokołu SPI. Jeśli mikrokontroler jest urządzeniem podrzędnym w projekcie, to używa się D10.

Możliwości wejścia / wyjścia

Dzięki wejściom analogowym można zmierzyć napięcie sygnału wejściowego. Z ich pomocą, robią naprawdę nawet oscyloskop, który jednak będzie ograniczony możliwościami procesora. Cyfrowe piny mogą zarówno generować sygnał, jak i go odbierać. Mogą pracować z sygnałami PWM, więc są używane do sterowania silnikiem lub urządzeniem generowanie dźwięku. Są również używane do "komunikacji" z innymi urządzeniami, takimi jak magistrala jednoprzewodowa, asynchroniczny port szeregowy, SPI, I2C. Ze względu na funkcje projektowe łączność I2C i SPI jest możliwa nawet na jednej magistrali.

Do wymiany których typ danych i w jakich przypadkach stosowane są różne wnioski?

Urządzenia analogowe są używane do wymiany danych z czujnikami różnych typów. Prawie wszystkie typy czujników podczas pracy są przez nie połączone.

Dzięki SPI urządzenia cyfrowe mogą działać w przypadkach, gdy potrzebne są wysokie szybkości transmisji danych. Ta wymiana jest używana podczas pracy z sieciami Ethernet, Wi-Fi.

Bezpieczeństwo zasilania

Aby uniknąć sytuacji, w której zawiedzie tablica, musisz znać specyfikę działania sprzętu, w tym maksymalne obciążenie, jakie można uzyskać dla osobnego wyjścia, grupę wniosków i sam MC. Maksymalne wartości naprężeń to:

1. Na jednym z bolców mikrokontrolera prąd powinien mieć napięcie nie większe niż 40 mA.
2. Na jednej grupie pinów prąd nie powinien przekraczać 100 mA. Sami są trzy grupy wniosków.
3. Jednoczesny prąd w mikrokontrolerze nie powinien przekraczać 200 mA.

Instrukcje instalacji

Przed rozpoczęciem pracy z płytą musi być ona przygotowana. Warunkowo można wyróżnić następujące etapy przygotowania: zakup kabla do komunikacji między komputerem a komputerem, przygotowanie niezbędnego oprogramowania do pracy, zainstalowanie sterowników i uruchomienie oprogramowania, a następnie jego skonfigurowanie. Ogólna sekwencja działań będzie wyglądać następująco:

1. Kabel, który jest potrzebny do pracy typy złącz AB Jeśli masz drukarkę, nie musisz iść do sklepu po kabel. Te ostatnie można wypożyczyć z drukarki. W takim urządzeniu służy do łączenia się z komputerem.
2. Ze strony programisty, aby pobrać najnowsze wersje oprogramowania, w tym środowisko programistyczne. Zalecane są najnowsze wersje, ponieważ rozwiązują one problemy i błędy poprzednich.
3. Nawiąż połączenie między Arduino UNO R3 a komputerem za pomocą kabla. W ustawieniach wskazuje się, że płyta automatycznie korzysta z USB jako źródło zasilania za jego funkcjonowanie i działanie.
4. Zainstaluj wszystkie niezbędne sterowniki za pośrednictwem kabla. System operacyjny powinien spróbować zainstalować samą aktualizację, ale jeśli się to nie uda, sytuację można poprawić za pomocą ręcznej instalacji: "Start" - "Panel sterowania" - "System i zabezpieczenia" - "Menedżer urządzeń" - "Porty". Następnie wybierz planszę. Kliknij przycisk aktualizacji ręcznie, powiedz komputerowi, gdzie znajdują się sterowniki, i zaczekaj na instalację. Wybierz instalację na twoim komputerze, potrzebujesz pliku arduino.inf, który jest niezbędny do pracy. Będzie znajdować się w katalogu arduino-1.0 - "Diver" - "Driver for USB".
5. Wykonaj wszystkie ustawienia, których potrzeb jest określona przez trafność wersji oprogramowania, a jako test spróbuj napisać program, aby upewnić się, że instalacja jest prawidłowa, a następnie utwórz projekty o różnym stopniu złożoności w Arduino UNO R3. Jeśli język interfejsu nie jest tym, co chciałbym zobaczyć, to można go zmienić w ustawieniach. Wśród pierwszych rzeczy do zrobienia: określ model podłączonej karty i wybierz port szeregowy, do którego jest podłączony. Wszystkie zmiany techniczne, które zostaną wprowadzone podczas pracy, zostaną zapisane w folderze "Moje dokumenty" użytkownika, który korzystał z programu.