Arduino UNO R3: schema, istruzioni

Arduino - con questo nome unì molti popolari circuiti stampati che hanno una disposizione standardizzata di tutte le uscite per microcontrollori, nonché le stesse dimensioni entro i confini di un singolo modello di prodotto. Alcuni di essi hanno elementi aggiuntivi che consentono di controllare la tensione della potenza fornita e USB, che, grazie alla sua versatilità, è in grado di ricaricare la scheda e di essere utilizzata per collegare il microcontrollore al computer. Una delle migliori varianti della famiglia di queste schede è il modello Arduino UNO R3.

Vista generale del tabellone

Nella foto è possibile vedere sia le firme standard applicate durante la fabbricazione della scheda stessa, sia quelle aggiunte con l'aiuto di un editor grafico. Il fatto è che per il lavoro negli schemi vengono utilizzati tutti i componenti, ma dal momento che non tutti sono stati firmati, questa ingiustizia doveva essere corretta. Passiamo ora alla spiegazione del disegno schematico, che cosa ne è responsabile. Vale la pena considerare l'Arduino UNO R3, lo schema di questa scheda è presentato in molti libri-manuali, ma per completezza dell'articolo è pubblicato qui.

Sotto, tutte le informazioni mostrate saranno presentate sotto forma di un disegno schematico, che è molto diverso dall'immagine visiva del tabellone. Ma tali differenze non influenzano affatto la qualità del lavoro con un circuito stampato, è solo necessario capire il principio del suo funzionamento, e vedrete che non c'è nulla di complicato qui.

Come MK e il computer si vedono

Affinché l'Arduino UNO R3 funzioni correttamente, è necessario installare sul computer un driver che funzioni con la scheda. La selezione del driver dipende dal sistema operativo. Esiste un software separato per Arduino UNO R3: driver per Windows 7, Windows Vista e XP. Ovvero, utilizzando qualsiasi hardware su cui sono installati questi sistemi operativi, è possibile lavorare con un circuito stampato. Arduino UNO R3 è compatibile con tutti i computer rilasciati da zero.

Quasi tutti i pin visibili sono collegati direttamente al microcontrollore. Alcuni di questi possono essere entrambi disponibili per la connessione e utilizzati nello schema interno. Il pin USB può essere utilizzato per fornire alimentazione a una tensione di 5 V, nonché per scambiare informazioni con un computer, che quindi riconosce il dispositivo come una porta seriale non simultanea.

Dal punto di vista tecnico, per un microcontrollore, un computer e "comunicazione" con esso è anche una porta seriale asincrona, attraverso la quale i dati vengono scambiati. Collegare un Arduino UNO R3 con le tue mani non è difficile, qui l'intoppo principale è capire come avviene il processo di scambio dei dati, quali sono le sue caratteristiche. Su questo puoi leggere oltre.

Tensione per il funzionamento della scheda

La tensione operativa è 5 V. Ma l'ingresso per l'alimentazione esterna è progettato per 7-12 V. È stato sperimentalmente trovato che la tensione minima di 6 V è sufficiente per il funzionamento, e il massimo che la scheda può sopportare è 20 V. Ma è meglio non deviare dai parametri raccomandati in modo che non ci siano situazioni indesiderate, come guasti e opzioni simili a seconda della tensione di alimentazione.

Il sistema di alimentazione è progettato in modo tale da passare automaticamente da una porta USB a un'altra fonte di alimentazione, se quest'ultimo fornisce più di 6,7 V. Tali requisiti per la tensione fornita per l'Arduino UNO R3, il cablaggio e lo schema di alimentazione sono stati progettati per prestazioni ottimali della scheda.

I vantaggi di lavorare con diverse tensioni non sono limitati a questo. La scheda Arduino UNO R3 può far funzionare il MK a una tensione inferiore (3,3 V), ma solo perché funziona a una frequenza di 8 Hz. La scheda richiede anche 16 Hz e, di conseguenza, più tensione.

Riepilogo delle conclusioni

Sono sul tavolo di due tipi: analogico e digitale. I numeri digitali sono indicati con la lettera D (0-13) e ce ne sono 14. Mentre il sei analogico, e sono indicati con la lettera A (0-5). La numerazione generale inizia con D, e la 15a uscita è numerata A0, la 16 è numerata come A1. L'uscita digitale può essere utilizzata sia come input sia come output, mentre l'analogico è consentito solo come input.

A cosa servono le conclusioni?

IOREF fornisce la tensione richiesta per il funzionamento - 5 V.

D0 e D2 sono usati per comunicare usando una porta seriale asincrona. Sono collegati a un controller USB. Ma dovresti fare attenzione, perché non possono essere collegati direttamente alla porta RS. Per connettersi, è necessario effettuare una conversione, che non è effettuata da queste conclusioni. Informazioni sulla connessione di Arduino UNO R3 (istruzioni) si trovano alla fine dell'articolo.

È inoltre possibile utilizzare il pin D2 o D3 per attivare un interrupt esterno.

D3, D5, D6, D9, D10 e D11 per il fatto che sono collegati ai contatori del microcontrollore stesso, sono utilizzati per il segnale di modulazione dell'ampiezza dell'impulso e anche come contatori per impulsi esterni.

D10-D13 sono necessari affinché MK possa lavorare con dispositivi esterni usando il protocollo SPI. Se il microcontrollore è slave nella progettazione, viene utilizzato D10.

Funzionalità I / O

Grazie agli ingressi analogici è possibile misurare la tensione del segnale di ingresso. Con il loro aiuto, realizziamo addirittura un oscilloscopio, che tuttavia sarà limitato dalle capacità del processore. I pin digitali possono sia generare un segnale che riceverlo. Possono funzionare con segnali PWM, quindi sono utilizzati per controllare il motore o il dispositivo generazione del suono. Sono anche usati per "comunicare" con altri dispositivi come un bus a filo singolo, porta seriale asincrona, SPI, I2C. Grazie alle funzionalità di progettazione, la connettività I2C e SPI è possibile anche su un singolo bus.

Per lo scambio di cui tipo di dati e in quali casi vengono utilizzate conclusioni diverse?

I dispositivi analogici sono usati per scambiare dati con sensori di vario tipo. Quasi tutti i tipi di sensori quando si lavora sono collegati attraverso di loro.

Con SPI, i dispositivi digitali possono funzionare nei casi in cui sono necessarie elevate velocità di trasmissione dati. Questo scambio viene utilizzato quando si lavora con reti Ethernet, Wi-Fi.

Sicurezza dell'alimentazione elettrica

Per evitare una situazione in cui la scheda non funziona, è necessario conoscere le specifiche del funzionamento dell'apparecchiatura, incluso il carico massimo che può essere dato a un'uscita separata, un gruppo di conclusioni e il MC stesso. I valori massimi di sollecitazione sono:

1. Su un pin del microcontrollore, la corrente dovrebbe avere una tensione non superiore a 40 mA.
2. Su un gruppo di pin, la corrente non deve superare i 100 mA. Ci sono tre gruppi di conclusioni.
3. La corrente simultanea sul microcontrollore non deve superare 200 mA.

Istruzioni di installazione

Prima di lavorare con la scheda stessa, deve essere preparato. È condizionatamente possibile individuare le seguenti fasi di preparazione: acquistare un cavo per la comunicazione tra un computer e un computer, preparare il software necessario per il lavoro, installare driver e avviare il software e quindi configurarlo. La sequenza generale di azioni sarà simile a questa:

1. Il cavo necessario per il lavoro ha tipi di connettori AB. Se si dispone di una stampante, non è necessario andare al negozio per acquistare un cavo. Quest'ultimo può essere preso in prestito dalla stampante. In tale dispositivo, viene utilizzato per connettersi a un computer.
2. Dal sito dello sviluppatore per scaricare le versioni più recenti del software, incluso l'ambiente di sviluppo. Le ultime versioni sono raccomandate perché risolvono problemi e bug di quelli precedenti.
3. Stabilire una connessione tra l'UNO R3 di Arduino e un computer tramite un cavo. Nelle impostazioni è indicato che la scheda utilizza automaticamente USB come fonte di energia per il suo funzionamento e il suo lavoro.
4. Installa tutti i driver necessari attraverso il cavo. Il sistema operativo dovrebbe provare a installare l'aggiornamento stesso, ma se non è riuscito, la situazione può essere corretta utilizzando un'installazione manuale: "Start" - "Pannello di controllo" - "Sistema e sicurezza" - "Gestione periferiche" - "Porte". Quindi, selezionare la scheda. Fare clic sul pulsante di aggiornamento manualmente, comunicare al computer dove si trovano i driver e attendere l'installazione. Scegli di installarlo sul tuo computer, hai bisogno del file arduino.inf, che è necessario per il lavoro. Si troverà nella directory arduino-1.0 - "Diver" - "Driver for USB".
5. Esegui tutte le impostazioni, la cui necessità è determinata dalla pertinenza della versione del software e, come prova, prova a scrivere un programma per assicurarti che l'installazione sia corretta e quindi creare progetti di varia complessità sull'UNO R3 di Arduino. Se la lingua dell'interfaccia non è quella che mi piacerebbe vedere, può essere modificata nelle impostazioni. Tra le prime cose da fare: specifica il modello della scheda collegata e seleziona la porta seriale a cui è collegato. Tutti gli sviluppi tecnici che verranno fatti durante il lavoro verranno salvati nella cartella "Documenti" dell'utente che ha utilizzato il programma.