|

Arduino Uno R3: обзор, распиновка, характеристики

Фотография платы моя 🙂

Всем привет! В этой статье расскажу про плату Arduino Uno R3.

Что такое Arduino?

Arduino — это плата с микроконтроллером, набором различных разъёмов и портов. Самая популярная модель — Arduino Uno. Именно её мы и рассмотрим в этой статье. Микроконтроллером на ней является чип Atmel Mega328P. Программируется этот микроконтроллер на языке C++ в среде разработки Arduino IDE.

Микроконтроллер умеет выдавать цифровые и ШИМ сигналы, принимать аналоговые и цифровые сигналы, а также общаться с другими устройствами, например, дисплеями, посылать им специальные сигналы по интерфейсам SPI, I2C, UART и прочим.

Часто для удобства сборки проектов на Arduino продаются специальные наборы с Arduino Uno, Nano или Mega и множеством различных деталей, например, кнопки, резисторы, светодиоды, фоторезисторы, потенциометры, инфракрасные пульты и приёмники, датчики температуры, датчики уровня воды, различные дисплеи и т.д.

Питание платы Arduino Uno R3

Преобразователь на 3.3 вольта

Эта плата имеет USB порт для прошивки и питания, разъём от блока питания от 7 до 12 вольт (предел 5-20 вольт, меньше 5 — не будет корректно работать, больше 20 — сгорит преобразователь на 5 вольт, изображён на картинке).

Порты платы Arduino Uno R3

Цифровые входы-выходы. Знаком волны обозначены пины с ШИМ.

По логике — имеются 14 цифровых портов, которые могут принимать и выдавать цифровой сигнал, из них два (D0 и D1) заняты для прошивки микроконтроллера. Если их переназначить программно, то для перепрошивки микроконтроллера нужно будет отсоединить все подключенные к этим пинам устройства. Поэтому лучше их не трогать и пользоваться другими пинами. Если вам не достаточно оставшихся 12 цифровых пинов, можете смело использовать свободные аналоговые входы А0—А5, так как они также являются цифровыми входами-выходами, только с подключенным аналогово-цифровым преобразователем. Среди остальных 12 цифровых пинов есть 6 с поддержкой 256-уровневой широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Они могут выдавать «аналоговый сигнал», то есть выдавать напряжение в диапазоне от 0 до 5 вольт (0-255 уровни).

Аналоговые вход, одновременно и цифровые входы-выходы А0—А5

Также есть ещё 6 аналоговых входов, которые стоят на плате отдельно от цифровых пинов, но они также являются цифровыми входами-выходами, имея дополнительную возможность принимать аналоговый сигнал (от 0 до 5 вольт). На самом деле, микроконтроллер имеет 8 аналоговых входа, просто 2 из них не распаяны на плате. Они, кстати, не являются цифровыми входами/выходами, они только аналоговые входы.

В верхней части платы имеются порты SCL и SDA. О них мы поговорим чуть позже.

Также на плате есть порты питания модулей и шилдов — 5 вольт (2 порт), 3.3 вольта (1 порт) и земля (GND) (3 порта). Пин RES нужен для перезагрузки платы. Чтобы перезагрузить плату, нужно кратковременно подать на этот пин землю (GND).

Микроконтроллер Arduino Uno R3

Камушек 😊 ATMega 328P

Мозгом сей Arduinы является микроконтроллер Atmel Mega328P. Он имеет 32 килобайта Flash-памяти для скетчей, 2 килобайта оперативной памяти, 1 килобайт энергонезависимой EEPROM. Питается он от напряжения от 1,8 до 5,5 вольт. Потребляет в режиме работы 0,2 мА (200 мкА) и в режиме сна 0,75 мкА.

Интерфейсы связи Arduino Uno R3

Имеет эта плата целых (или всего) 3 интерфейса связи с другими устройствами — UART (используется для прошивки микроконтроллера), I2C и SPI. Для каждого интерфейса выделено по одному набору контактов, хотя некоторые умельцы могут сделать software-интерфейс на других контактах, например, библиотека для связи с другими устройствами по UART — Software Serial.

Для интерфейса UART используются пины D0 и D1, с помощью этих пинов USB преобразователь загружает в микроконтроллер прошивку, а в микроконтроллере есть небольшая встроенная программа, называется «bootloader», она записывает прошивку во Flash-память микроконтроллера. Поэтому лучше не использовать эти пины для своего проекта, чтобы ничего не мешало последующим прошивкам.

Программирование Arduino Uno R3

USB-UART преобразователь CH340G на плате Arduino.

Для прошивки этой платы потребуется только установить на компьютер драйвер для USB преобразователя CH340G. Прошивается Uno с помощью предустановленного в Arduino IDE ядра для AVR контроллеров. Просто подключаем к компьютеру, выбираем в программе номер порта, нажимаем «Загрузить» и ждём, пока появится надпись «Загрузка завершена».

Применение Arduino Uno R3

Arduino Uno больше подходит для экспериментов, потому что для постоянных проектов она слишком большая. Для постоянных проектов (метеостанция, включение света при движении/наступлении темноты, игровая консоль и пр.) лучше использовать более компактные модели, например, Arduino Nano или Pro Mini.

Идеи проектов на Arduino Uno:

  1. Драйвер для адресной/обычной светодиодной ленты с ИК пультом (скоро будет статья);
  2. Машинка на радиоуправлении/ИК управлении;
  3. Светодиодная система (скоро будет статья);
  4. Робот-пылесос (скоро будет статья);
  5. Программатор для плат без USB (скоро будет статья);
  6. Беспилотная машинка;

Вот и всё про Arduino Uno R3! Спасибо за внимание! 😊

5/5 - (29 голосов)


Поделись!