Что такое Arduino? Краткий обзор Arduino Uno

Arduino Uno — это почти идеальная плата контроллера для начинающих. Это небольшой, но многофункциональный компьютер способен контролировать практически любое устройство.

Процесс программирования его несложен и требует изучения всего небольшого количества правил. В качестве помощи предоставляется богатая документация и множество библиотек для поддержки различных компонентов (модулей).

Arduino — открытая физическая вычислительная платформа. Открытое аппаратное обеспечение [англ. Open Hardware] — это инициатива, предоставляющая открытый доступ к технической информации оборудования с целью повторения или улучшения его характеристик.

Благодаря этому вы найдете несколько проектов, основанных на этой платформе, которые помогут вам в создании ваших устройств. Пользователи Arduino часто встречаются в клубах, называемых Hackerspace, доступных в каждом большом городе.

Хакерспейс (Hackerspace) — мастерская-клуб, где энтузиасты могут заниматься любимым делом. Благодаря этой популярности, в интернете вы найдете много людей, которые готовы оказать посильную помощь в обучении и освоении Arduino.

Внешний вид Arduino UNO

Плата контроллера Arduino UNO проста. С левой стороны есть USB разъем, который соединяет Arduino с компьютером.

По краям платы сверху и снизу расположен ряд контактов черного цвета, называемые пинами [англ. «Pin»]. Они сконструированы таким образом, что к ним легко подключить провода не используя при этом паяльник.

Именно к этим контактам подключаются различные устройства и датчики, которые взаимодействуют с Arduino. Также эти разъемы позволяют установить на плату контроллера дополнительные модули (платы расширения), увеличивающие возможности Arduino. Эти модули называются Шилд [англ. «Shield»].

Распиновка Arduino UNO

Основные элементы на схеме обозначены синим цветом. Дополнительные, менее важные элементы обозначены зеленым цветом. Выводы питания с различным напряжением отмечены красным цветом. Выводы GND [минус] отмечены черным цветом.

 

Разъем «USB»

Разъем USB используется для подключения Arduino к компьютеру. Через этот разъем загружается программа (скетч) в микроконтроллер Ардуино. Этот разъем также служит для связи с компьютерной программой.

В процессе «общения» Arduino с компьютером мигают светодиоды:

  • LED_TX — при передаче данных на компьютер
  • LED_RX – при получении данных от компьютера

Разъем POWER

Разъем «POWER» служит для подключения блока питания. Внешний источник питания обычно используется тогда, когда Arduino должен работать без компьютера. Напряжение источника питания должно находиться в пределах от 7 до 12 В. По умолчанию Arduino может питаться от компьютера через разъем USB (5В).

Индикатор «ON»

Данный индикатор светится когда Arduino подключен и работает.

Кнопка «RESET»

После нажатия кнопки «RESET» ваша программа в Arduino запускается заново.

Выводы питания – «POWER»

Контакты питания расположены с левой стороны нижнего края платы. Они предназначены для обеспечения необходимого напряжения для проекта. На выбор у вас есть напряжение 3,3В и 5В. «GND» (масса) — это обозначение второго полюса питания, в народе называемый «минус». Вывод «VIN» — это напряжение с адаптера (блока питания).

Вывод «RESET»

Вывод «RESET» полностью выполняет ту же функцию, что и кнопка «RESET». Если на данный вывод соединить на некоторое время к землей (GND), то программа в Arduino запускается заново.

Вывод «IOREF»

Вывод «IOREF» позволяет адаптировать платы расширения и Arduino по напряжению.

«Digital» – Цифровой вывод

Данный тип выводов отмечен на рисунке как «Digital». Находятся на верхней кромке платы. Пронумерованы от 0 до 13. Каждый из них можно запрограммировать так, чтобы он выполнял роль входа или выхода.

Характеризуются они тем, что в качестве выходного сигнала присутствует 0В (лог.0) или 5В (лог.1). В качестве входа принимают также два уровня напряжения около 0В и напряжение между 2,5 и 5В. Они управляют устройствами в стиле вкл/выкл, например, для управления светом в доме.

«Analog» – Аналоговый вывод

Они отмечены на рисунке как «Analog». Пронумерованы от 0 до 5. Выполняют только функцию входа. Могут измерять напряжение от 0 до 5В. Аналоговые входы имеют разрешение 10 бит.

Распознают 1024 уровня напряжения, что дает точность примерно 0,005 В. Точность можно повысить, уменьшая программно диапазон опорного напряжений от 0 до 1,1В. С помощью вывода «AREF» можно подключить внешний источник опорного напряжения (ИОН) не превышающий 5В.

В случае если вам не хватает цифровых выводов, то вы также можете использовать аналоговые выводы в качестве цифровых. В этой роли они имеют обозначения от A0 до A5.

Светодиод «L»

Arduino имеет встроенный светодиод обозначенный как «L». Его можно включать и выключать с помощью программы. В Arduino UNO индикатор подключен к цифровому контакту номер 13.

«PWM» (ШИМ) вывод

Часть цифровых пинов имеет дополнительную функцию, обозначенную как ШИМ. Эта функция позволяет регулировать мощность, которая подается на светодиоды и электродвигатели. Благодаря ШИМ можно программно регулировать скорость вращения двигателя или яркость свечения светодиодов.

«INT» – вывод прерываний

Два цифровых пина имеют дополнительную функцию «INT». Они отвечают за прерывания. Прерывание необходимо, чтобы контроллер остановил выполнение текущей части кода программы и сразу выполнил специально подготовленный вами кусок кода.

«INT» вывод используется совместно с устройством, сигнал которого должн быть обработаны немедленно.

«Serial» — RS232 TTL

Основной последовательный интерфейс – «Serial». Его контакты вы найдете в группе цифровых пинов с номерами 0 и 1. Они помечены как «RX» (вход данных) и «ТХ» (вывод данных). Этот интерфейс работает в стандарте RS-232 TTL. Позволяет передавать последовательно данные, асинхронно со скоростью до 115200 бод. Этот же интерфейс используется для связи с компьютером через USB.

«I2C / TWI»

Другой последовательный интерфейс – «I2C», также называется «TWI». Это последовательная синхронная шина с тактовой частотой 100 или 400 кГц. Его выход расположен на левом конце цифровых контактных гнезд. Они помечены как «SCL» (Serial Clock) и «SDA» (Serial Data). Это позволяет подключать к одним и тем же выводам до 127 устройств.

«SPI»

«SPI» — это быстрая синхронная последовательная шина. В Arduino UNO ее таймер может работать с частотой до 8 Мгц. Выводы шины имеют маркировку «SCK» (Serial Clock), «MOSI» (Master Out Slave In), «MISO» (Master In Slave Out) и расположены в 6-контактном разъеме «ICSP» с правой стороны платы.

В Arduino UNO эти сигналы используются совместно с цифровыми выводами, пронумерованными от 10 до 13. Здесь же находится дополнительный сигнал «SS» для выбора устройства в шине.

Плата Arduino UNO доставит вам много удовольствия от знакомства с тайнами электроники и программирования. Удачи в ваших экспериментах и изобретениях.


Добавить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.

*


\n