Arduino uno что это такое: Arduino Uno. Устройство и применение. Особенности.Плюсы и минусы

[Оригинал] Arduino Uno Rev3 | AmperMarket.kz

Это последняя модель Arduino Uno Rev3, оригинальная, произведённая в Италии .

Она выполнена на базе процессора ATmega328p с тактовой частотой 16 МГц, обладает памятью 32 кБ и имеет 20 контролируемых контактов ввода и вывода для взаимодействия с внешним миром.

Arduino — это открытая платформа, которая позволяет собирать всевозможные электронные устройства. Arduino будет интересен креативщикам, дизайнерам, программистам и всем пытливым умам, желающим собрать собственный гэджет. Устройства могут работать как автономно, так и в связке с компьютером. Всё зависит от идеи.

Платформа состоит из аппаратной и программной частей; обе чрезвычайно гибки и просты в использовании. Для программирования используется упрощённая версия C++, известная так же как Wiring. Разработку можно вести как с использованием бесплатной среды Arduino IDE, так и с помощью произвольного C/C++ инструментария. Поддерживаются операционные системы Windows, MacOS X и Linux.

Для программирования и общения с компьютером вам понадобится USB-кабель. Для автономной работы потребуется блок питания на 7 – 12 В.

---

Питание

Arduino Uno может питаться как от USB подключения, так и от внешнего источника: батарейки или обычной электрической сети. Источник определяется автоматически.

Платформа может работать при наличии напряжения от 6 до 20 В. Однако при напряжении менее 7 В работа может быть неустойчивой, а напряжение более 12 В может привести к перегреву и повреждению. Поэтому рекомендуемый диапазон: 7−12 В.

На Arduino доступны следующие контакты для доступа к питанию:

• Vin предоставляет тот же вольтаж, что используется для питания платформы. При подключении через USB будет равен 5 В.
• 5V предоставляет 5 В вне зависимости от входного напряжения. На этом напряжении работает процессор. Максимальный допустимый ток, получаемый с этого контакта — 800 мА.
• 3.3V предоставляет 3,3 В. Максимальный допустимый ток, получаемый с этого контакта — 50 мА.
• GND — земля.

---

Память

Платформа оснащена 32 КБ flash-памяти, 2 КБ из которых отведено под так называемый bootloader. Он позволяет прошивать Arduino с обычного компьютера через USB. Эта память постоянна и не предназначена для изменения по ходу работы устройства. Её предназначение — хранение программы и сопутствующих статичных ресурсов.

Также имеется 2 КБ SRAM-памяти, которые используются для хранения временных данных вроде переменных программы. По сути, это оперативная память платформы. SRAM-память очищается при обесточивании.

Ещё имеется 1 КБ EEPROM-памяти для долговременного хранения данных. По своему назначению это аналог жёсткого диска для Arduino.

---

Ввод / вывод

На платформе расположены 14 контактов, которые могут быть использованы для цифрового ввода и вывода. Какую роль исполняет каждый контакт, зависит от вашей программы. Все они работают с напряжением 5 В, и рассчитаны на ток до 40 мА. Также каждый контакт имеет встроенный, но отключённый по умолчанию резистор на 20 – 50 кОм. Некоторые контакты обладают дополнительными ролями:

• Serial: 0-й и 1-й. Используются для приёма и передачи данных по USB.
• Внешнее прерывание: 2-й и 3-й. Эти контакты могут быть настроены так, что они будут провоцировать вызов заданной функции при изменении входного сигнала.
• PWM: 3-й, 5-й, 6-й, 9-й, 10-й и 11-й. Могут являться выходами с ШИМ с 256 градациями.
• LED: 13-й. К этому контакту подключен встроенный в плату светодиод. Если на контакт выводится 5 В, светодиод зажигается; при нуле — светодиод гаснет.
  Помимо контактов цифрового ввода/вывода на Arduino имеется 6 контактов аналогового ввода, каждый из которых предоставляет разрешение в 1024 градации. По умолчанию значение меряется между землёй и 5 В, однако возможно изменить верхнюю границу, подав напряжение требуемой величины на специальный контакт AREF.

Кроме этого на плате имеется входной контакт Reset. Его установка в логический ноль приводит к сбросу процессора. Это аналог кнопки Reset обычного компьютера.

---

Взаимодействие

Arduino Uno обладает несколькими способами общения с другими Arduino, микроконтроллерами и обычными компьютерами. Платформа позволяет установить последовательное (Serial UART TTL) соединение через контакты 0 (RX) и 1 (TX). Установленный на платформе чип ATmega16U2 транслирует это соединение через USB: на компьютере становится доступен виртуальный COM-порт. Программная часть Arduino включает утилиту, которая позволяет обмениваться текстовыми сообщениями по этому каналу.

Встроенные в плату светодиоды RX и TX светятся, когда идёт передача данных между чипом ATmega162U и USB компьютера.

Отдельная библиотека позволяет организовать последовательное соединение с использованием любых других контактов, не ограничиваясь штатными 0-м и 1-м.

С помощью отдельных плат расширения становится возможной организация других способов взаимодействия, таких как ethernet-сеть, радиоканал, беспроводные сети.

---

Защита USB

Arduino Uno обладает предохранителем, защищающим USB-порты вашего компьютера от перенапряжения и коротких замыканий. Хотя большинство компьютеров обладают собственными средствами защиты, предохранитель даёт дополнительную уверенность. Он разрывает соединение, если на USB-порт подаётся более 500 мА, и восстанавливает его после нормализации ситуации.

---

Схема выводов

---

Принципиальная схема
Монтажная схема

Что такое ардуино? | Статьи от VsePlus

21.01.2022

Содержание:

• Ардуино — аппаратнопрограмные средства
• Что такое Ардуино
• Что можно сделать из Ардуино
• Что можно собрать на Ардуино и какой использовать язык программирования
• Arduino что купить для начала
• Arduino что можно сделать со стартовым набором

Вы когда-нибудь думали о создании робота, умной домашней системы или метеостанции? Если вы не опытный электронщик и программист в одном лице, Arduino станет для вас идеальной платформой для создания собственных устройств. Ниже расскажем, что можно сделать с помощью Ардуино и какую плату выбрать для старта.

Что такое Ардуино 

Arduino — это платформа, позволяющая легко создавать программное обеспечение для готовых встраиваемых систем. Внутри устройства есть компьютерная среда, язык программирования и специальные платы с инструментами, которые можно программировать самостоятельно. Arduino завоевал огромную популярность среди энтузиастов электроники и «мастеров» благодаря тому, что все необходимое для работы микропроцессора включено в модульный, продуманный до мелочей корпус.

 
Интересно, что он работает на принципах полной открытости, как с точки зрения программирования, так и с точки зрения железа. Это означает, что каждый, кто не понимает до конца, что такое arduino, получит бесплатный доступ к проектам печатных плат, их принципиальным схемам и исходному коду общего программного обеспечения. Библиотеки для различных периферийных устройств также доступны бесплатно.

Что можно сделать из Ардуино 

Достоинствами платформы является простота использования, благодаря которой можно быстро научиться пользоваться платформой, большое количество доступных устройств для подключения к плате, ничто не мешает разработчику встроить датчики. Что можно сделать на Ардуино? Если подключить датчики к плате, то это дает большой простор для людей, которые любят знакомиться с работой каждого устройства с самого начала. Самый большой плюс Arduino − это огромное сообщество. Форумы, каналы YouTube или группы Facebook готовы протянуть руку помощи новичкам. Там подскажут, что Ардуино что это, как использовать платформу, что можно сделать с Ардуино и т.д.

 
Включить с помощью Arduino можно любое устройство, которое есть дома. Ничто не помешает создать плату с доступом в Интернет. Спектр возможностей платформы начинается с управления простыми электронными элементами, такими как диоды, и заканчивается чрезвычайно точными устройствами с ЧПУ, такими как фрезерные станки или 3D-принтеры. Если мы не хотим создавать свой проект с нуля, не знаем, Ардуино что можно сделать, то можно использовать множество веб-сайтов, где пользователи шаг за шагом описывают свои проекты.

Что можно собрать на Ардуино и какой использовать язык программирования 

Создание рабочей среды на платформе выполняется с использованием специального языка программирования, который называется Arduino. Подавляющее большинство его основано на известном низкоуровневом языке Си. Создатели Arduino внесли в него лишь несколько модификаций, облегчающих написание программ людьми, которые не знают, arduino что это, не связанны с электроникой. Знание базового синтаксиса и английского языка (даже на начальном уровне) достаточно для освоения большинства функций, понимания, что может Ардуино.

Также предлагаем Вашему вниманию статью, о том, как закрепить телевизор на стене — Как самому закрепить телевизор на стене

---

 

Arduino что купить для начала 

В самом начале, когда пользователь плохо понимает, Ардуино что это и зачем, рекомендуется начать с одной из более простых плиток. К ней относится Arduino Uno. Это идеальный вариант для начинающих: он прост в использовании, поставляется со съемным чипом микроконтроллера и предлагает все основные функции, необходимые для простых проектов, по низкой цене.

По общему признанию, у других плат больше памяти или контактов, но если ваша цель узнать, Arduino Uno что это, то нет необходимости тратить больше денег на плату с дополнительными функциями, которые могут больше не пригодиться. Плату можно использоваться в качестве «мозга» приложений для прототипирования, однако для фактического запуска проекта потребуются дополнительные детали.

Arduino что можно сделать со стартовым набором 

Чтобы выяснить, что такое Arduino Uno, познакомиться с этой платой, лучше приобрести стартовый комплект. Это идеальная отправная точка для вашего первого проекта. Он был специально разработан для начинающих, чтобы на практике представить основы платформы, узнать, что можно сделать на Arduino. Он основан на плате Arduino UNO. В комплект входит книга, содержащая описание нескольких творческих проектов, которые можно реализовать с ее использованием.
 
Кроме того, помочь с вопросом, что можно сделать с Arduino, позволит наличие в наборе наиболее часто используемых и полезных электронных компонентов, поэтому вам не нужно беспокоиться о поиске и выборе необходимых деталей. Этот комплект позволяет управлять физическими элементами с помощью датчиков и исполнительных механизмов, постепенно переходя от простых задач к сложным. После завершения проектов, включенных в комплект, вы уже будете понимать, что сделать на Ардуино, узнаете возможности устройства. В вашем распоряжении будет полный набор программного обеспечения, схем и, прежде всего, знаний, чтобы погружаться в уже более серьезные задачи по сборке электронных устройств своими руками.

 

Pololu — Arduino Uno DIP Edition

Уведомление о прекращении производства: Эта версия Arduino Uno была заменена более новой версией: Arduino Uno R3 .

Этот Arduino Uno имеет съемный двухрядный (DIP) AVR. Из-за нехватки этой детали в настоящее время доступна функционально идентичная версия, в которой используется AVR, эквивалентный устройству поверхностного монтажа: Arduino Uno SMD edition . Единственная разница между этими версиями заключается в корпусе микроконтроллера.

Версия Arduino Uno DIP, вид сверху.

Обзор

Плата Arduino Uno представляет собой микроконтроллер на основе ATmega328. Он имеет 20 цифровых входных/выходных контактов (из которых 6 могут использоваться как выходы PWM и 6 могут использоваться как аналоговые входы), резонатор 16 МГц, соединение USB, разъем питания, внутрисхемное системное программирование (ICSP) заголовок и кнопка сброса. Он содержит все необходимое для поддержки микроконтроллера; просто подключите его к компьютеру с помощью USB-кабеля или включите адаптер переменного тока в постоянный или аккумулятор, чтобы начать работу.

Плата Uno отличается от всех предыдущих плат тем, что в ней не используется микросхема драйвера FTDI USB-to-serial. Вместо этого он оснащен Atmega8U2, запрограммированным как преобразователь USB-последовательный порт. Этот вспомогательный микроконтроллер имеет собственный загрузчик USB, что позволяет опытным пользователям перепрограммировать его.

Платформа Arduino имеет большое сообщество поддержки и обширный набор библиотек поддержки и аппаратных дополнительных «щитов» (например, вы можете легко сделать свою Arduino беспроводной с помощью нашего экрана Wixel), что делает ее отличной вводной платформой для встраиваемой электроники. Обратите внимание, что мы также предлагаем SparkFun Inventor’s Kit , который включает в себя Arduino Uno вместе с набором компонентов (например, макетной платой, датчиками, перемычками и светодиодами), которые позволяют создавать ряд забавных вводных проектов.

Таблица сравнения Arduino Uno, Baby Orangutan B-328, Orangutan SV-328 и Orangutan SVP-1284.

Сводка

• Микроконтроллер: ATmega328
• Рабочее напряжение: 5 В
• Входное напряжение (рекомендуется): 7–12 В
• Контакты цифрового ввода/вывода: 20 (из которых 6 обеспечивают выход PWM)
• Аналоговые входные контакты: 6*
• Постоянный ток на контакт ввода-вывода: 40 мА
• Постоянный ток для контакта 3,3 В: 50 мА
• Флэш-память: 32 КБ (ATmega328), из которых 0,5 КБ используется загрузчиком
• SRAM: 2 КБ (ATmega328)
• EEPROM: 1 КБ (ATmega328)
• Тактовая частота: 16 МГц

*У Arduino Uno всего 20 доступных линий ввода/вывода; все они могут функционировать как цифровые линии ввода-вывода, а шесть из них могут использоваться как аналоговые входы.

Выбор правильного контроллера

В таблице справа сравниваются Arduino Uno и контроллеры роботов Orangutan, которые основаны на той же архитектуре AVR и имеют встроенные драйверы двигателей и дополнительное оборудование, подходящее для приложений робототехники. Мы также предлагаем Basic Stamp, который предлагает множество вспомогательных и обучающих материалов для начинающих, и гораздо более производительную плату для разработки mbed, основанную на 32-разрядном процессоре ARM Cortex M3 с тактовой частотой 96 МГц. Смотрите их страницы продукта для получения дополнительной информации.

Схема и эталонный проект

• Файлы EAGLE: эталонный проект Arduino Uno (207k zip)
• Схема: Схема Arduino Uno (34k pdf)

Питание

Питание Arduino Uno может осуществляться через соединение USB или от внешнего источника питания.

Внешнее (не USB) питание может поступать либо от адаптера переменного тока в постоянный (настенная бородавка), либо от аккумулятора. Адаптер можно подключить, вставив штекер 2,1 мм с центральным положительным контактом в разъем питания на плате. Выводы от аккумулятора можно вставить в контактные разъемы Gnd и Vin разъема POWER.

Плата может работать от внешнего источника питания от 6 до 20 вольт. Однако при подаче менее 7 В на контакт 5 В может подаваться менее пяти вольт, и плата может работать нестабильно. При использовании более 12 В регулятор напряжения может перегреться и повредить плату. Рекомендуемый диапазон составляет от 7 до 12 вольт.

Две платы расширения RP5/Rover 5 с Orangutan SV-328 и Arduino Duemilanove.

Контакты питания:

• ВИН. Входное напряжение платы Arduino при использовании внешнего источника питания (в отличие от 5 вольт от USB-соединения или другого регулируемого источника питания). Вы можете подавать напряжение через этот контакт или, если подаете напряжение через разъем питания, получить к нему доступ через этот контакт.
• 5В. Регулируемый источник питания, используемый для питания микроконтроллера и других компонентов на плате. Это может происходить либо от VIN через встроенный регулятор, либо от USB или другого регулируемого источника питания 5 В.
• 3В3.
  Питание 3,3 В, генерируемое встроенным регулятором. Максимальный потребляемый ток составляет 50 мА.
• Земля. Заземляющие штифты.

Предупреждение: В некоторых ситуациях Arduino может пропускать ток в линию USB +5V. См. этот пост на форуме для получения дополнительной информации.

Память

ATmega328 имеет 32 КБ (из них 0,5 КБ используются для загрузчика). Он также имеет 2 КБ SRAM и 1 КБ EEPROM (которую можно читать и записывать с помощью библиотеки EEPROM).

Pololu 5-дюймовое круглое шасси робота RRC04A с Arduino Duemilanove и набором датчиков QTR.

ввода или вывода с помощью функций pinMode(), digitalWrite() и digitalRead(). Они работают при напряжении 5 В. Каждый вывод может обеспечить или получить максимум 40 мА и имеет внутренний подтягивающий резистор (по умолчанию отключен) 20-50 кОм Кроме того, некоторые выводы имеют специальные функции:

• Серийный номер: 0 (RX) и 1 (TX). Используется для приема (RX) и передачи (TX) последовательных данных TTL. Эти контакты подключены к соответствующим контактам последовательного чипа ATmega8U2 USB-to-TTL.
• Внешние прерывания: 2 и 3. Эти выводы можно настроить для запуска прерывания по низкому значению, нарастающему или падающему фронту или изменению значения. Подробности смотрите в описании функции attachInterrupt().
• ШИМ: 3, 5, 6, 9, 10 и 11. Обеспечьте 8-битный вывод ШИМ с помощью функции AnalogWrite().
• SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Эти контакты поддерживают связь SPI с использованием библиотеки SPI.
Светодиод
• : 13. К цифровому выводу 13 подключен встроенный светодиод. Когда на выводе ВЫСОКОЕ значение, светодиод горит, когда на выводе НИЗКИЙ, он выключен.

Uno имеет 6 аналоговых входов, помеченных от A0 до A5, каждый из которых обеспечивает разрешение 10 бит (т. е. 1024 различных значения). По умолчанию они измеряют от земли до 5 вольт, хотя можно изменить верхнюю границу их диапазона с помощью вывода AREF и функции AnalogReference(). Кроме того, некоторые контакты имеют специальные функции:

• I2C: 4 (SDA) и 5 ​​(SCL). Поддержка связи I2C (TWI) с использованием библиотеки Wire.

На плате есть еще пара контактов:

• AREF. Опорное напряжение для аналоговых входов. Используется с AnalogReference().
• Сброс. Установите на этой линии НИЗКИЙ уровень, чтобы перезагрузить микроконтроллер. Обычно используется для добавления кнопки сброса к экранам, которые блокируют кнопку на плате.

Версия Arduino Uno DIP, вид снизу.

Связь

Arduino Uno имеет ряд средств для связи с компьютером, другим Arduino или другими микроконтроллерами. ATmega328 обеспечивает последовательную связь UART TTL (5 В), которая доступна на цифровых контактах 0 (RX) и 1 (TX). ATmega8U2 на плате направляет эту последовательную связь через USB и отображается как виртуальный COM-порт для программного обеспечения на компьютере. Прошивка ATmega8U2 использует стандартные драйверы USB COM, и внешний драйвер не требуется. Однако в Windows требуется файл .inf. Программное обеспечение Arduino включает в себя последовательный монитор, который позволяет отправлять простые текстовые данные на плату Arduino и с нее. Светодиоды RX и TX на плате будут мигать, когда данные передаются через микросхему USB-to-serial и USB-подключение к компьютеру (но не при последовательной связи на контактах 0 и 1).

Библиотека SoftwareSerial позволяет осуществлять последовательную связь на любом из цифровых контактов Uno.

ATmega328 также поддерживает связь I2C (TWI) и SPI. Программное обеспечение Arduino включает библиотеку Wire для упрощения использования шины I2C; подробности см. в документации. Для связи SPI используйте библиотеку SPI.

Программирование

Arduino Uno можно запрограммировать с помощью программного обеспечения Arduino. Выберите «Arduino Uno» в меню «Инструменты» > «Плата» (в соответствии с микроконтроллером на вашей плате). Подробную информацию см. в справочнике и руководствах.

ATmega328 на Arduino Uno поставляется с предварительно записанным загрузчиком, который позволяет загружать в него новый код без использования внешнего аппаратного программатора. Он обменивается данными с использованием оригинального протокола STK500.

Вы также можете обойти загрузчик и запрограммировать микроконтроллер через заголовок ICSP (In-Circuit Serial Programming); подробности см. в этих инструкциях.

Доступен исходный код прошивки ATmega8U2. В ATmega8U2 загружен загрузчик DFU, который можно активировать, соединив перемычку на обратной стороне платы (рядом с картой Италии) и затем сбросив 8U2. Затем вы можете использовать программное обеспечение Atmel FLIP (Windows) или программатор DFU (Mac OS X и Linux) для загрузки новой прошивки. Или вы можете использовать заголовок ISP с внешним программатором (перезаписав загрузчик DFU).

Автоматический (программный) сброс

Вместо того, чтобы требовать физического нажатия кнопки сброса перед загрузкой, Arduino Uno сконструирован таким образом, что его можно сбросить с помощью программного обеспечения, работающего на подключенном компьютере. Одна из линий аппаратного управления потоком (DTR) ATmega8U2 подключена к линии сброса ATmega328 через конденсатор емкостью 100 нанофарад. Когда эта линия активна (низкий уровень), линия сброса падает на время, достаточное для сброса микросхемы. Программное обеспечение Arduino использует эту возможность, чтобы вы могли загружать код, просто нажав кнопку загрузки в среде Arduino. Это означает, что загрузчик может иметь более короткий тайм-аут, так как снижение DTR может быть хорошо согласовано с началом загрузки.

Эта настройка имеет и другие последствия. Когда Uno подключен к компьютеру с Mac OS X или Linux, он сбрасывается каждый раз, когда к нему подключается программное обеспечение (через USB). Следующие полсекунды или около того загрузчик работает на Uno. Хотя он запрограммирован на игнорирование искаженных данных (то есть всего, кроме загрузки нового кода), он будет перехватывать первые несколько байтов данных, отправленных на плату после открытия соединения. Если скетч, работающий на плате, получает одноразовую конфигурацию или другие данные при первом запуске, убедитесь, что программное обеспечение, с которым он взаимодействует, ждет секунду после открытия соединения и перед отправкой этих данных.

Uno содержит трассировку, которую можно обрезать, чтобы отключить автоматический сброс. Площадки с обеих сторон дорожки можно спаять вместе, чтобы снова включить ее. Он помечен как «RESET-EN». Вы также можете отключить автоматический сброс, подключив резистор 110 Ом от 5 В к линии сброса.

Защита USB от перегрузки по току

Плата Arduino Uno имеет сбрасываемый предохранитель, который защищает USB-порты вашего компьютера от короткого замыкания и перегрузки по току. Хотя большинство компьютеров обеспечивают собственную внутреннюю защиту, предохранитель обеспечивает дополнительный уровень защиты. Если на USB-порт подается более 500 мА, предохранитель автоматически разорвет соединение до тех пор, пока короткое замыкание или перегрузка не будут устранены.

Версия Arduino Uno DIP с четвертью США для справки по размеру.

Физические характеристики

Максимальная длина и ширина печатной платы Uno составляют 2,7 и 2,1 дюйма соответственно, при этом разъем USB и разъем питания выходят за прежние размеры. Четыре отверстия для винтов позволяют прикрепить плату к поверхности или корпусу. Обратите внимание, что расстояние между цифровыми контактами 7 и 8 составляет 160 мил (0,16 дюйма), что даже не кратно 100 мил расстояния между другими контактами.

Примечание : Arduino Uno не включает USB-кабель, батареи или адаптер питания постоянного тока. Внешний программатор не требуется.

Этот товар часто покупают вместе с:

3-контактный кабель JST типа PH с розеткой (30 см) для датчиков расстояния Sharp

Sharp GP2Y0A21YK0F Аналоговый датчик расстояния 10–80 см

0,1-дюймовый (2,54 мм) обжимной разъем Корпус: 1×1-контактный, 25 шт. в упаковке

Микроконтроллер Arduino Uno R3

Дом » Микроконтроллер Arduino Uno R3

Описание Статьи Спецификация Отзывы (3) Сопутствующие товары (5)

Подлинный Arduino Uno R3 — это идеальный микроконтроллерный мозг для вашего первого робота, достаточно мощный для всех ваших проектов с небольшими роботами.

Это оригинальный микроконтроллер Arduino со всеми замечательными функциями, которые вы ожидаете от команды разработчиков Arduino. Как один из самых популярных микроконтроллеров на планете, вы обязательно найдете множество рекомендаций в Интернете для вашего следующего проекта робота.

Если вы никогда раньше не пробовали использовать встроенную платформу микроконтроллера, мы настоятельно рекомендуем начать с подлинной Arduino Uno. Эти контроллеры очень просты в использовании.

Если вы опытный робототехник, то, вероятно, уже знаете, насколько хороши эти платы для быстрого прототипирования и внедрения в самые разные проекты. Их можно использовать в качестве мозга вашего робота или в качестве вторичного контроллера для двигателей и датчиков вашего робота. Каждый робот-строитель должен иметь один из них в своем наборе инструментов.

Arduino Uno — это плата микроконтроллера на базе процессора ATmega328. Он имеет более дюжины цифровых входных/выходных контактов и полдюжины аналоговых входных контактов.