Какие медицинские устройства можно создать на основе Arduino Zero. Как использовать возможности этой платы для разработки проектов в сфере здравоохранения. На какие особенности Arduino Zero стоит обратить внимание при создании медицинских приборов.
Особенности Arduino Zero для медицинских проектов
Arduino Zero обладает рядом характеристик, делающих эту плату привлекательной для разработки медицинских устройств:
- 32-битный процессор ARM Cortex-M0+ с тактовой частотой 48 МГц обеспечивает высокую производительность для обработки медицинских данных
- 256 КБ флеш-памяти и 32 КБ ОЗУ позволяют реализовать сложные алгоритмы анализа
- 6 аналоговых входов с разрешением 12 бит подходят для подключения различных медицинских датчиков
- Встроенный ЦАП для формирования аналоговых сигналов
- Низкое энергопотребление для создания портативных устройств
- Возможность отладки через встроенный отладчик Atmel
Эти особенности делают Arduino Zero хорошим выбором для прототипирования и создания недорогих медицинских приборов.
Проекты измерения физиологических показателей
На базе Arduino Zero можно реализовать различные устройства для измерения физиологических параметров человека:
Измеритель пульса и оксиметр
Для измерения частоты сердечных сокращений и уровня кислорода в крови можно использовать оптический датчик MAX30100. Высокая производительность Arduino Zero позволяет в реальном времени анализировать сигнал с датчика и вычислять ЧСС и SpO2.
Электрокардиограф
12-битные АЦП Arduino Zero дают возможность оцифровывать сигнал ЭКГ с достаточным разрешением. Можно реализовать одно- или многоканальный ЭКГ с выводом на дисплей и передачей данных на компьютер для дальнейшего анализа.
Измеритель артериального давления
Подключив датчик давления и управляя компрессором через Arduino Zero, можно создать автоматический тонометр. Процессор платы способен в реальном времени анализировать осцилляции давления для определения систолического и диастолического давления.
Системы мониторинга состояния пациентов
Arduino Zero может выступать центральным элементом систем удаленного мониторинга пациентов:
- Сбор данных с различных медицинских датчиков
- Первичная обработка и анализ показателей
- Передача данных через Wi-Fi или GSM модуль
- Генерация тревожных сообщений при отклонении параметров
- Управление дозаторами лекарств
Компактные размеры платы позволяют создавать носимые устройства для непрерывного мониторинга состояния пациентов.
Медицинские анализаторы на Arduino Zero
Высокая производительность Arduino Zero дает возможность реализовать на ее основе различные портативные медицинские анализаторы:
Анализатор крови
Подключив оптический датчик и систему микрофлюидики, можно создать портативный анализатор состава крови. Arduino Zero способна управлять движением жидкости, считывать данные с оптического сенсора и проводить необходимые вычисления.
Анализатор мочи
На основе колориметрического метода можно реализовать автоматический анализатор параметров мочи. Arduino Zero управляет светодиодами, считывает данные с фотодиодов и вычисляет концентрации различных веществ.
Газоанализатор выдыхаемого воздуха
Используя электрохимические датчики газов, можно создать анализатор состава выдыхаемого воздуха для диагностики заболеваний. Arduino Zero обеспечивает считывание данных с датчиков и их обработку.
Системы автоматизации медицинского оборудования
Arduino Zero может применяться для автоматизации различного медицинского оборудования:
- Управление инфузионными насосами и дозаторами лекарств
- Автоматизация лабораторных анализаторов
- Контроль работы аппаратов ИВЛ
- Управление медицинскими роботами-манипуляторами
- Автоматизация диагностического оборудования
Возможности платы позволяют реализовать сложные алгоритмы управления с обратной связью.
Реабилитационные устройства на Arduino Zero
Arduino Zero может использоваться для создания устройств реабилитации пациентов:
Тренажеры для разработки суставов
Плата может управлять электроприводами, контролировать усилие и углы поворота, обеспечивая заданные режимы тренировки суставов.
Системы биологической обратной связи
Arduino Zero способна в реальном времени обрабатывать сигналы ЭМГ, ЭЭГ и других датчиков для организации тренировок с биологической обратной связью.
Когнитивные тренажеры
Высокая производительность позволяет реализовать интерактивные когнитивные тесты и упражнения для реабилитации пациентов с нарушениями мозговой деятельности.
Особенности разработки медицинских устройств на Arduino Zero
При создании медицинских приборов на основе Arduino Zero следует учитывать ряд важных моментов:
- Необходимость гальванической развязки при подключении к пациенту
- Использование медицинских источников питания
- Применение защитных корпусов с необходимой степенью пыле- и влагозащиты
- Разработка программного обеспечения с учетом требований к медицинским изделиям
- Необходимость сертификации готовых устройств
Соблюдение этих требований позволит создать безопасные и надежные медицинские приборы на базе Arduino Zero.
Перспективы применения Arduino Zero в медицине
Arduino Zero открывает широкие возможности для разработки доступных медицинских устройств. Ключевые перспективные направления:
- Создание носимых систем мониторинга здоровья
- Разработка портативных диагностических приборов
- Автоматизация лабораторного оборудования
- Реализация систем телемедицины
- Создание бюджетных аналогов дорогостоящего медоборудования
Применение Arduino Zero позволяет существенно снизить стоимость разработки и производства медицинских устройств, делая их более доступными.
10 интересных проектов, которые можно сделать на Arduino
Если у вас есть тяга к технологиям (или ребёнок с такой тягой), рассмотрите Arduino. Эта штука озадачит вас и ребёнка на много часов, а на выходе получатся удивительные проекты.
Что за ArduinoArduino — это программируемый микроконтроллер. То есть это плата, на которую можно записать вашу программу, и эта плата сможет управлять другими штуками: например, зажечь лампочку, издать звук, включить электроприбор, измерить температуру, отправить СМС.
На самом базовом уровне Arduino просто отправляет и считывает электрические импульсы. Например, можно подключить к нему термометр, и Arduino сможет считать температуру в комнате. А потом, в зависимости от программы, отправить сигнал на устройство, которое включит вентилятор.
Или можно подключить к Arduino датчик углекислого газа. Arduino можно научить считывать показания датчика каждые пять минут и, когда уровень углекислого газа превышает норму, запищать, замигать лампочкой или с помощью серии моторчиков открыть окно.
Как программируют Arduino
К Arduino есть много плат расширения и датчиков. Сферы применения платы почти безграничны: автоматизация, системы безопасности, умный дом, музыка, робототехника и многое другое. Вот что можно делать на этой умной итальянской плате и на её российских и зарубежных клонах.
1. Робот-бармен с Bluetooth-управлением
Сложность: 4/5.
Время: 5/5.
Незаменимое устройство для любой вечеринки: работает от восьми батареек, готовит много коктейлей и управляется без проводов. В основе механического бармена — плата Arduino, приводы для позиционирования шейкера и подачи напитков, датчики положений.
Главная сложность при изготовлении — инженерная. Нужно точно прикрутить все детали и соединить их между собой, чтобы ёмкость оказывалась точно под нужными бутылками.
Подробности: usamodelkina.ru.
2. Светящийся куб на 512 светодиодов
Сложность: 3/5.
Время: 3/5.
Красивая штука, которая может светиться в такт музыке как трёхмерный эквалайзер и показывать 3D-анимацию. А ещё это может работать как необычный ночник.
Для сборки понадобится деревянное шасси с отверстиями, чтобы каждый ярус был таким же по размеру и форме, что и остальные. Число светодиодов в каждой грани выбрано не случайно: 8 ламп = 8-битная логика, самая простая в программировании и управлении через контроллер.
Подробности: instructables.com.
3. Взломщик кодовых замков
Сложность: 5/5.
Время: 4/5.
Этот проект разработал хакер Сэми Камкар, и мы приводим его только в демонстрационных целях. Для взлома, кроме платы Arduino, автор взял серво- и шаговый двигатели для перебора комбинаций и соединил всё на самодельном шасси из алюминия. В основе алгоритма — простой перебор всех комбинаций, но робот это делает быстрее человека.
Подробности: YouTube.
4. Nod Bang — киваем головой и делаем бит
Сложность: 2/5.
Время: 3/5.
Идея в том, чтобы не просто кивать в такт музыке, а кивками самому генерировать звук. Эндрю Ли сделал специальное устройство, которое следит за положением головы и в момент наклона воспроизводит нужный звук.
В наушники он встроил акселерометр, кнопки отвечают за выбор звука, а Arduino — за воспроизведение звука на компьютере через MIDI-интерфейс. Чтобы всё выглядело эффектнее, у кнопок есть подсветка, и они тоже делают бит.
Подробности: YouTube.
5. Поющее растение
Сложность: 2/5.
Время: 2/5.
По сути это терменвокс, который сделали в виде растения. Все остальные принципы работы остались теми же: звук возникает при движении рук, и разные движения генерируют разную мелодию.
Плата регистрирует изменение амплитуды сигнала, для чего автор использует самодельный сенсорный детектор для анализа прикосновений к цветку. Кроме этого понадобилась плата расширения Gameduino и сам цветок.
Подробности: Vimeo.
6. Замок, который открывается на секретный стук
Сложность: 3/5.
Время: 2/5.
Интересная вещь для тех, кто хочет поиграть в шпионов или пускать в комнату только своих друзей. Замок распознаёт стук по двери и сравнивает его с базовым звучанием, которое установил владелец. Если совпадает — приводы отодвигают замок и дверь открывается, если нет — ничего не происходит, можно постучать заново.
Чтобы установить новый стук на открытие, нужно зажать кнопку на ручке и постучать по двери новым способом. Пьезосенсор распознаёт вибрации и записывает их в память платы.
Подробности: grathio.com.
7. Горшок для цветов с автополивом
Сложность: 4/5.
Время: 3/5.
Полезный горшок для тех, кто забывает полить цветы перед отъездом или просто не знает, как часто надо их поливать. Вся электроника, насосы и ёмкость для воды находятся внутри горшка. Для каждого растения можно запрограммировать свой режим полива в каждом горшке.
Основные характеристики чудо-горшка:
- встроенный резервуар для воды;
- датчик контроля уровня влажности почвы;
- насос для подачи воды;
- датчик уровня воды в резервуаре;
- светодиод, информирующий о недостатке воды в резервуаре.
Подробности: usamodelkina.ru.
8. Драм-машина
Сложность: 1/5.
Время: 2/5.
Простая драм-машина на Arduino. Проект интересен тем, что это не обычный перебор записанных семплов, а настоящая генерация звука с помощью встроенного железа. Ещё здесь есть анализатор спектра звука: через видеовыход можно посмотреть на диаграммы и частотные характеристики.
Математическая основа этого устройства — разложение в ряд Фурье, которое решается подключением стандартной библиотеки.
Подробности: YouTube.
9. Шагающий робот
Сложность: 2/5.
Время: 1/5.
Простой в изготовлении четырёхногий робот, который шагает и самостоятельно преодолевает препятствия в сантиметр высотой.
Чтобы его сделать, вам понадобятся сервомоторы для ног, немного проволоки и любой пластик, из которого делается шасси. Для питания — аккумулятор любой модели, который крепится на спине робота.
Подробности: xakep.ru.
10. Робот-пылесос
Сложность: 4/5.
Время: 5/5.
Дмитрий Иванов из Сочи собрал настоящий робот-пылесос, который делает всё то же самое, что и промышленные устройства, только с возможностью тонкой настройки под себя и свою квартиру.
Основные детали — плата Arduino, 6 инфракрасных датчиков, турбина с двигателем и щётками и аккумулятор. Ещё у робота есть датчики столкновения, которые помогают объезжать препятствия, и контроллер аккумулятора, который следит за уровнем батарей и предупреждает о том, что пылесос надо зарядить.
Подробности: habr.com.
Проекты медицинской направленности
Главная→Метки медицина 1 2 >>
На данной странице представлены проекты, которые можно применить в медицине — измерение температуры тела, пульса, напоминание приема лекарств и т. п.
Опубликовано автором admin-new17 сентября, 2022
Многие болезни сердца можно диагностировать по звукам, которое издает сердце в процессе своей работы. Так называемое прослушивание сердца (Heart auscultation) играет важную роль в диагностике сердечной деятельности. Обычно оно выполняется с помощью стетоскопа, инструмента для прослушивания тонов сердца и дыхательных … Читать далее →
Рубрика: Схемы на Arduino | Метки: arduino, arduino uno, Bluetooth, HC-05, медицина, операционный усилитель, сердечный ритм | Добавить комментарий
Опубликовано автором admin-new13 февраля, 2022
Пульсоксиметр – это медицинский прибор, который позволяет не инвазивно и безболезненно измерять уровень сатурации кислорода в крови, то есть степень ее насыщенности кислородом. Во время текущей пандемии коронавируса Covid-19 спрос на пульсоксиметры резко возрос во всем мире. На нашем сайте … Читать далее →
Рубрика: Проекты на ESP32 | Метки: ESP32, MQTT, коронавирус, медицина | Добавить комментарий
Опубликовано автором admin-new11 июля, 2021
В связи с эпидемией коронавируса, начавшейся в прошлом году, во всем мире резко возрос спрос на бесконтактные термометры, позволяющие практически мгновенно измерять температуру человека, не вступая с ним в непосредственный контакт. Сейчас на рынке доступно достаточно много моделей бесконтактных термометров, … Читать далее →
Рубрика: Проекты на Raspberry Pi | Метки: MLX90614, Raspberry Pi, датчик температуры, камера, коронавирус, медицина, термометр | Добавить комментарий
Опубликовано автором admin-new23 марта, 2023
В связи с текущей пандемией коронавируса Covid-19 резко возрос спрос на такие электронные устройства как бесконтактные термометры и пульсоксиметры (Pulse-Oximeters). В настоящее время существует достаточно много различающихся по принципу действия пульсоксиметров и на нашем сайте мы уже рассматривали измеритель пульса … Читать далее →
Рубрика: Схемы на Arduino | Метки: arduino, arduino nano, OLED дисплей, SSD1306, коронавирус, медицина | Комментарии (2)Опубликовано автором admin-new24 мая, 2021
Текущая пандемия коронавируса внесла существенные коррективы в жизнь людей по всему миру. Одним из значительных изменений, которые постигли человечество в этом плане, является необходимость в измерении температуры на входе во многие здания, чтобы таким образом уменьшить вероятность проникновения в здание … Читать далее →
Рубрика: Схемы на Arduino | Метки: Android, arduino, arduino nano, MLX90615, TCRT5000, датчик температуры, инфракрасный датчик, коронавирус, медицина, сотовый телефон, термометр | Добавить комментарий
Опубликовано автором admin-new24 мая, 2021
Измерение температуры человеческого тела играет важную роль в медицине для диагностирования состояния человека. В электронике существует множество датчиков для измерения температуры, но точность многих из них не подходит для использования в медицинских целях. В свою очередь, датчик температуры MAX30205 специально … Читать далее →
Рубрика: Схемы на Arduino | Метки: 74HC595, arduino, arduino nano, датчик температуры, медицина, регистр сдвига, семисегментный дисплей, термометр | Комментарии (4)
Опубликовано автором admin-new3 февраля, 2021
Во время отладки электронных схем иногда возникает необходимость проверки температуры ряда компонентов в схеме. Обычные медицинские термометры здесь не подойдут – здесь нужен бесконтактный инфракрасный термометр. В данной статье мы рассмотрим создание подобного бесконтактного инфракрасного термометра на основе платы Arduino … Читать далее →
Рубрика: Схемы на Arduino | Метки: arduino, arduino pro mini, MLX90614, OLED дисплей, SSD1306, датчик температуры, лазерный диод, медицина, термометр | Добавить комментарий
Опубликовано автором admin-new11 августа, 2021
В процессе лечения больных часто возникает необходимость приема определенных лекарств или выполнения ряда медицинских процедур по расписанию. При этом больные или медицинский персонал не всегда имеют возможность выполнять (вспоминать) это строгое расписание. Чтобы помочь им в этом мы в данной … Читать далее →
Рубрика: Схемы на Arduino | Метки: arduino, arduino uno, DS3231, ЖК дисплей, медицина, система реального времени | Добавить комментарий
Опубликовано автором admin-new1 февраля, 2022
Мониторинг состояния здоровья людей является одной из важнейших задач в современном мире. В связи с этим в последние годы стремительно развиваются технологии удаленного мониторинга здоровья людей и технологии интернета вещей (IoT – Internet of things) в настоящее время делают буквально … Читать далее →
Рубрика: Схемы на Arduino | Метки: arduino, arduino uno, ESP8266, IFTTT, LM35, ThingSpeak, WiFi модуль, датчик температуры, интернет вещей, медицина, сердечный ритм | Комментарии (2)
Опубликовано автором admin-new11 августа, 2021
В данной статье мы рассмотрим устройство для мониторинга сердечного ритма (пульса) на основе платы Arduino через сеть интернет, которое будет измерять пульс с помощью датчика импульсов и показывать измеренное значение пульса в BPM (Beats Per Minute – число ударов сердца … Читать далее →
Рубрика: Схемы на Arduino | Метки: arduino, arduino uno, ESP8266, ThingSpeak, WiFi модуль, интернет вещей, медицина, сердечный ритм | 1 комментарий
Arduino Zero — Интернет-магазин Arduino
Код: ABX00003 / Штрих-код: 7630049200586
47,40 $
| /
Arduino Zero — это простое и мощное 32-битное расширение платформы, созданной UNO. Эта плата призвана предоставить платформу для инновационных проектов в области интеллектуальных устройств IoT, носимых технологий, высокотехнологичной автоматизации, безумной робототехники и многого другого.
##цена##
Расширьте свои возможности, добавьте в корзину: 0,00 долл. США
Обзор
Zero — это простое и мощное 32-битное расширение платформы, созданной UNO. Плата Zero расширяет семейство, обеспечивая повышенную производительность, предоставляя различные возможности для проектов для устройств, и выступает в качестве отличного учебного пособия для изучения разработки 32-разрядных приложений. Приложения Zero варьируются от интеллектуальных устройств IoT, носимых устройств, высокотехнологичной автоматизации до сумасшедшей робототехники. Плата оснащена микроконтроллером Atmel SAMD21 с 32-разрядной архитектурой. Ядро ARM® Cortex® M0+. Одной из наиболее важных функций является встроенный отладчик Atmel (EDBG), который предоставляет полный интерфейс отладки без необходимости в дополнительном оборудовании, что значительно упрощает отладку программного обеспечения. EDBG также поддерживает виртуальный COM-порт, который можно использовать для программирования устройств и загрузчиков.
Внимание! В отличие от большинства плат Arduino, Zero работает при напряжении 3,3 В. Максимальное напряжение, которое могут выдержать контакты ввода/вывода, составляет 3,3 В. Подача напряжения выше 3,3 В на любой контакт ввода-вывода может повредить плату.
Плата содержит все необходимое для поддержки микроконтроллера; просто подключите его к компьютеру с помощью кабеля micro-USB или включите адаптер переменного тока в постоянный или аккумулятор, чтобы начать. Zero совместим со всеми шилдами, которые работают на 3,3 В и совместимы с распиновкой Arduino 1.0.
Информацию о гарантии на плату можно найти здесь.
Примечание
Платы Arduino на базе микроконтроллеров AVR сбрасывают и перезапускают выполнение скетча каждый раз, когда открывается Serial Monitor программного обеспечения Arduino (IDE). Этот же механизм используется для загрузки скетчей на эти доски. Эта плата отличается: когда Zero подключен через порт программирования и вы открываете Serial Monitor, плата не перезагружается автоматически, а загруженный скетч продолжает работать. Для перезапуска скетча нужно нажать кнопку сброса на самой плате.
Начало работы
В разделе «Начало работы» вы можете найти всю информацию, необходимую для настройки платы, использования программного обеспечения Arduino (IDE) и начала работы с программированием и электроникой. Чтобы поддерживать загрузчик вашего Zero в актуальном состоянии, процедура обновления объясняет, что вы должны делать каждый раз, когда выходит новый выпуск плат Arduino SAMD.
Нужна помощь?
- О программном обеспечении на форуме Arduino
- О проектах на форуме Arduino
- На самом продукте через нашу службу поддержки клиентов
Технические характеристики
Микроконтроллер | ATSAMD21G18, 32-разрядная версия ARM® Cortex® M0+ |
Рабочее напряжение | 3,3 В |
Контакты цифрового ввода/вывода | 20 |
Контакты ШИМ | 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13 |
УАПП | 2 (собственный и программный) |
Аналоговые входные контакты | 6 12-разрядных каналов АЦП |
Аналоговые выходные контакты | 1, 10-битный ЦАП |
Внешние прерывания | Все контакты, кроме контакта 4 |
Ток постоянного тока на контакт ввода/вывода | 7 мА |
Флэш-память | 256 КБ |
ОЗУ | 32 КБ |
ЭСППЗУ | Нет. См. документацию | .
LED_ВСТРОЕННЫЙ | 13 |
Тактовая частота | 48 МГц |
Длина | 68 мм |
Ширина | 53 мм |
Вес | 12 гр. |
Соответствие
Для этой платы предоставлены следующие декларации соответствия:
Для получения дополнительной информации о наших сертификатах посетите страницу docs.arduino.cc/certifications
Документация
OSH: Схемы
Zero — это оборудование с открытым исходным кодом! Вы можете создать свою собственную плату, используя следующие файлы:
ФАЙЛЫ EAGLE В .ZIP СХЕМЫ В .PDF
Схема выводов
Загрузите полную схему выводов в формате PDF здесь.
Interactive Board Viewer
Преимущества ядра ARM
Zero имеет 32-разрядное ядро ARM, которое может превзойти типичные 8-разрядные платы микроконтроллеров. Наиболее существенные отличия:
- 32-разрядное ядро, позволяющее выполнять операции с данными размером 4 байта за один такт ЦП. (Дополнительную информацию см. на странице типа int)
- Тактовая частота процессора 48 МГц
- 12-канальный контроллер прямого доступа к памяти, который освобождает ЦП от выполнения задач, интенсивно использующих память
- 32-битный счетчик реального времени (RTC) с функцией часов/календаря
- 32-битный генератор CRC
- Двухканальный интерфейс Inter IC Sound (I2S)
- Периферийный сенсорный контроллер (PTC)
Для получения дополнительной информации о микроконтроллере SAM-D21 см. техническое описание.
Встроенный отладчик Atmel
Встроенный отладчик Atmel (EDBG) реализует интерфейс SWD для программирования встроенного SAMD21, а также подключается к одному аппаратному последовательному порту микроконтроллера. Это означает, что класс Serial отвечает на программный порт платы. Zero был разработан в сотрудничестве с ATMEL, и встроенный EDBG можно использовать через ATMEL Studio, чтобы получить полный доступ к памяти микроконтроллера для помощи в отладке вашего кода.
Мощность
Arduino Zero может питаться через разъем USB или от внешнего источника питания. Источник питания выбирается автоматически.
Внешнее (не USB) питание может поступать либо от адаптера переменного тока в постоянный (например, от настенной розетки), либо от батареи, и может быть подключено с помощью штекера 2,1 мм с центральным положительным контактом, подключенного к разъему питания на плате. или непосредственно к контактам GND и VIN разъема POWER.
Плата может работать от внешнего источника питания от 6 до 20 вольт. Рекомендуемый диапазон от 7 до 12 вольт.
Контакты питания следующие:
- VIN. Входное напряжение платы 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. Этот контакт выводит регулируемое напряжение 5 В от регулятора на плате. Плата может питаться от разъема питания постоянного тока (7–12 В), разъема USB (5 В) или контакта VIN платы (7–12 В). Подача напряжения через контакты 5 В или 3,3 В обходит регулятор и может повредить вашу плату, если она недостаточно отрегулирована. Мы не советуем.
- 3,3 В. Питание 3,3 В, генерируемое бортовым регулятором. Максимальный потребляемый ток составляет 800 мА. Этот регулятор также обеспечивает питание микроконтроллера SAMD21.
- Земля. Заземляющие штифты.
- ИОРЕФ. Этот контакт на плате обеспечивает опорное напряжение, с которым работает микроконтроллер. Правильно сконфигурированный экран может считывать напряжение на выводе IOREF и выбирать соответствующий источник питания или включать преобразователи напряжения на выходах для работы с 5 В или 3,3 В.
Память
SAMD21 имеет флэш-память объемом 256 КБ. Он также имеет 32 КБ SRAM и до 16 КБ EEPROM путем эмуляции.
Ввод и вывод
Каждый из 20 контактов ввода/вывода общего назначения на Zero можно использовать для цифрового ввода или вывода с помощью функций pinMode(), digitalWrite() и digitalRead(). Выводы, которые можно использовать для вывода ШИМ: 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13 с помощью функции AnalogWrite(). Все контакты работают на 3,3 вольта. Каждый вывод может подавать или потреблять максимум 7 мА и имеет внутренний подтягивающий резистор (по умолчанию отключен) на 20-50 кОм.
Кроме того, некоторые контакты имеют специальные функции.
- Серийный номер: 0 (RX) и 1 (TX). Используется для приема (RX) и передачи (TX) последовательных данных TTL. Эти контакты подключены к классу Serial1. Вместо этого родной USB-порт отвечает классу SerialUSB .
- Внешние прерывания: доступны для всех контактов, кроме контакта 4.
- ЦАП: A0. Обеспечить 10-битное выходное напряжение с помощью функции AnalogWrite().
- ШИМ: 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13. Обеспечьте 8-битный вывод ШИМ с помощью функции AnalogWrite().
- SPI: СС, MOSI, MISO, SCK. Расположенные в заголовке ICSP поддерживают только связь SPI с использованием библиотеки SPI. Светодиод
- : 13. Имеется встроенный светодиод, управляемый цифровым выводом 13. Когда на выводе ВЫСОКОЕ значение, светодиод горит, когда на выводе НИЗКИЙ, он выключен.
- Аналоговые входы. Шесть из 20 контактов ввода/вывода общего назначения на Zero обеспечивают аналоговый ввод. Они помечены от A0 до A5, и каждый из них обеспечивает разрешение до 12 бит (т. е. 4096 различных значений). По умолчанию они измеряют от земли до 3,3 вольта, хотя можно изменить верхнюю границу их диапазона с помощью вывода AREF и функции AnalogReference().
- TWI: вывод SDA и вывод SCL. Поддержка связи TWI с помощью 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.
Программирование
Загрузка скетчей в SAMD21 отличается от микроконтроллеров AVR, используемых в других платах Arduino и Genuino.
Для программирования платы можно использовать любой USB-порт, хотя использование порта для программирования рекомендуется из-за способа обработки стирания чипа:
- Порт для программирования: чтобы использовать этот порт, выберите «Arduino/Genuino Zero ( Порт программирования)» в качестве вашей платы в Arduino IDE. Подключите порт программирования Zero (ближайший к разъему питания постоянного тока) к компьютеру. Порт программирования использует EDBG в качестве чипа USB-to-SWD.
- Собственный порт: чтобы использовать этот порт, выберите «Arduino/Genuino Zero (собственный USB-порт)» в качестве платы в Arduino IDE. Собственный порт USB подключен непосредственно к SAMD21. Подключите собственный USB-порт Zero (ближайший к кнопке сброса) к компьютеру.
В отличие от других плат Arduino и Genuino, которые используют avrdude для загрузки, Zero полагается на bossac, а порт программирования использует openOCD.
Разъем JTAG для отладки через SWD
Другой внешний отладчик можно использовать с помощью встроенного разъема JTAG.
Разъем ICSP, используемый для связи SPI
Вот подробная информация о расположении контактов SPI в разъеме ICSP:
EEPROM
Часть флэш-памяти может использоваться в качестве энергонезависимого хранилища с некоторыми ограничениями, срок службы типичной флэш-памяти составляет около 25 000 циклов записи, и в отличие от EEPROM, ее необходимо стирать страницами перед записью. Флэш-память стирается при загрузке нового скетча.
Последовательные порты
- Последовательный порт — это аппаратный последовательный порт, внутренне подключенный к микросхеме EDBG и соответствующий виртуальному последовательному порту на вашем компьютере при подключении Arduino Zero через разъем USB для программирования;
- SerialUSB — это виртуальный последовательный порт USB, который соответствует виртуальному последовательному порту на вашем компьютере, когда вы подключаете Arduino Zero через собственный USB-разъем.
- Serial1 — это аппаратный последовательный порт, подключенный к контактам 0 и 1, который можно использовать для подключения к внешним последовательным устройствам.
Запись загрузчика
Используя нулевой порт программирования, можно записать загрузчик, используемый родным портом USB. Чтобы записать загрузчик, выполните следующую процедуру:
- выберите Инструменты->Программист->Atmel EDBG
- выберите Инструменты->Плата->Arduino/Genuino Zero (Порт для программирования)
- выберите Инструменты->Записать загрузчик
Защита USB от перегрузок по току
Zero оснащен многоразовым предохранителем, 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.
Физические характеристики
Максимальная длина и ширина Zero PCB составляют 2,7 и 2,1 дюйма соответственно, при этом разъемы USB и разъем питания выходят за пределы прежнего размера. Три 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. Zero спроектирован так, чтобы быть совместимым с большинством экранов, разработанных для Uno, Diecimila или Duemilanove. Цифровые контакты с 0 по 13 (и соседние контакты AREF и GND), аналоговые входы с 0 по 5, разъем питания и разъем «ICSP» (SPI) находятся в одинаковых местах. Далее расположен основной UART (последовательный порт). на тех же контактах (0 и 1).
Узнать больше
- ARDUINO DOCS Для получения полной технической документации, руководств и многого другого посетите Arduino Docs
Получите вдохновение
##заголовок## ##субтитры##
##текст##
читать далееArduino Leonardo с разъемами — Интернет-магазин Arduino
Код: A000057 / Штрих-код: 8058333491141
24,90 $
| /
Классическая плата Arduino, которая может работать как мышь или клавиатура.
##цена##
Расширьте свои возможности, добавьте в корзину: 0,00 долл. США
Обзор
Arduino Leonardo — это плата микроконтроллера на базе ATmega32u4 (техническое описание). Он имеет 20 цифровых входных/выходных контактов (из которых 7 могут использоваться как выходы PWM и 12 как аналоговые входы), кварцевый генератор 16 МГц, соединение micro USB, разъем питания, разъем ICSP и кнопку 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.
Leonardo отличается от всех предыдущих плат тем, что ATmega32u4 имеет встроенный интерфейс USB, что устраняет необходимость в дополнительном процессоре. Это позволяет Leonardo отображаться на подключенном компьютере как мышь и клавиатура в дополнение к виртуальному (CDC) последовательному / COM-порту. Это также имеет другие последствия для поведения правления; они подробно описаны в разделе Начало работы с Arduino Leonardo.
Родственные платы
Если вас интересуют платы со схожим функционалом, то на Arduino вы можете найти:
- Arduino Leonardo без разъемов
- Ардуино Микро
Начало работы
Найдите вдохновение для своих проектов с доской Leonardo на нашей учебной платформе Project Hub.
Страница «Начало работы с Arduino» Leonardoppage содержит всю информацию, необходимую для настройки платы, использования программного обеспечения Arduino (IDE) и начала работы с программированием и электроникой.
В разделе «Учебники» вы можете найти примеры из библиотек и встроенных скетчей, а также другую полезную информацию, которая поможет расширить ваши знания об аппаратном и программном обеспечении Arduino.
Нужна помощь?
Посетите форум Arduino, чтобы задать вопросы о языке Arduino или о том, как создавать собственные проекты с помощью Arduino. Если вам нужна помощь с вашей платой, пожалуйста, свяжитесь с официальной службой поддержки пользователей Arduino, как описано на странице «Контакты».
Гарантия
Здесь вы можете найти информацию о гарантии на вашу плату.
Технические характеристики
Микроконтроллер | ATmega32u4 |
Рабочее напряжение | 5В |
Входное напряжение (рекомендуется) | 7-12 В |
Входное напряжение (пределы) | 6-20 В |
Контакты цифрового ввода/вывода | 20 |
ШИМ-каналы | 7 |
Аналоговые входные каналы | 12 |
Ток постоянного тока на контакт ввода/вывода | 40 мА |
Постоянный ток для контакта 3,3 В | 50 мА |
Флэш-память | 32 КБ (ATmega32u4), из которых 4 КБ используются загрузчиком |
ОЗУ | 2,5 КБ (ATmega32u4) |
ЭСППЗУ | 1 КБ (ATmega32u4) |
Тактовая частота | 16 МГц |
Длина | 68,6 мм |
Ширина | 53,3 мм |
Вес | 20 г |
Соответствия
Для этой платы предоставлены следующие Декларации соответствия:
CE
UKCA
REACH
Для получения дополнительной информации о наших сертификатах, пожалуйста, посетите docs. arduino.cc/certifications
Документация 9 0018
ОШ: Схемы
Arduino Leonardo — аппаратное обеспечение с открытым исходным кодом! Вы можете создать свою собственную плату, используя следующие файлы:
ФАЙЛЫ EAGLE В .ZIP СХЕМЫ В .PDF
Схема выводов
Загрузите полную схему выводов в формате PDF здесь.
Interactive Board Viewer
Узнать больше
- ДОКУМЕНТЫ ARDUINO Для получения полной технической документации, руководств и многого другого посетите документацию по Arduino
Получите вдохновение
##заголовок## ##субтитры##
##текст##
читать далееЧасто задаваемые вопросы
Питание
Arduino Leonardo может питаться через соединение micro USB или от внешнего источника питания. Источник питания выбирается автоматически.
Внешнее (не USB) питание может поступать либо от адаптера переменного тока в постоянный (настенный), 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.
Контакты питания:
- VIN. Входное напряжение платы Arduino при использовании внешнего источника питания (в отличие от 5 вольт от USB-подключения 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 бортовым регулятором. Максимальный потребляемый ток составляет 50 мА.
- Земля. Заземляющие штифты.
- ИОРЕФ. Напряжение, при котором работают контакты ввода/вывода платы (т. е. VCC для платы). Это 5В на Леонардо.
Память
ATmega32u4 имеет 32 КБ (4 КБ используются для загрузчика). Он также имеет 2,5 КБ SRAM и 1 КБ EEPROM (который можно читать и записывать с помощью библиотеки EEPROM).
Ввод и вывод
Каждый из 20 цифровых входов/выходов Леонардо может использоваться как вход или выход с помощью функций pinMode(), digitalWrite() и digitalRead(). Они работают от 5 вольт. Каждый контакт может обеспечить или получить максимум 40 мА и имеет внутренний подтягивающий резистор (по умолчанию отключен) на 20-50 кОм. Кроме того, некоторые контакты имеют специальные функции:
- Серийный номер: 0 (RX) и 1 (TX). Используется для приема (RX) и передачи (TX) последовательных данных TTL с использованием аппаратных возможностей последовательного интерфейса ATmega32U4. Обратите внимание, что на Leonardo класс Serial относится к связи USB (CDC); для последовательного интерфейса TTL на контактах 0 и 1 используйте класс Serial1.
- TWI: 2 (SDA) и 3 (SCL). Поддержка связи TWI с помощью библиотеки Wire.
- Внешние прерывания: 3 (прерывание 0), 2 (прерывание 1), 0 (прерывание 2), 1 (прерывание 3) и 7 (прерывание 4). Эти контакты могут быть настроены для запуска прерывания по низкому значению, нарастающему или падающему фронту или изменению значения. Дополнительные сведения см. в описании функции attachInterrupt().
- PWM: 3, 5, 6, 9, 10, 11 и 13. Обеспечьте 8-битный вывод PWM с помощью функции AnalogWrite().
- SPI: в заголовке ICSP. Эти контакты поддерживают связь SPI с использованием библиотеки SPI. Обратите внимание, что контакты SPI не подключены ни к одному из контактов цифрового ввода-вывода, как на Uno. Они доступны только на разъеме ICSP. Это означает, что если у вас есть экран, который использует SPI, но НЕ имеет 6-контактного разъема ICSP, который подключается к 6-контактному разъему ICSP Leonardo, экран не будет работать. Светодиод
- : 13. Встроенный светодиод подключен к цифровому контакту 13. Когда на контакте ВЫСОКОЕ значение, светодиод горит, когда на контакте НИЗКИЙ, он выключен.
- Аналоговые входы: A0-A5, A6-A11 (на цифровых контактах 4, 6, 8, 9, 10 и 12). Leonardo имеет 12 аналоговых входов, обозначенных от A0 до A11, каждый из которых также может использоваться как цифровой ввод/вывод. Контакты A0-A5 находятся в тех же местах, что и на Uno; входы A6-A11 подключены к контактам цифрового ввода/вывода 4, 6, 8, 9, 10 и 12 соответственно. Каждый аналоговый вход обеспечивает разрешение 10 бит (т. е. 1024 различных значения). По умолчанию аналоговые входы измеряют от земли до 5 вольт, хотя можно изменить верхнюю границу их диапазона с помощью вывода AREF и функции AnalogReference().
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.
См. также сопоставление контактов Arduino и портов ATmega32u4.
Связь
Леонардо имеет ряд средств для связи с компьютером, другим Arduino или другими микроконтроллерами. ATmega32U4 обеспечивает последовательную связь UART TTL (5 В), которая доступна на цифровых контактах 0 (RX) и 1 (TX). 32U4 также обеспечивает последовательную (CDC) связь через USB и отображается как виртуальный COM-порт для программного обеспечения на компьютере. Чип также действует как полноскоростное устройство USB 2.0, использующее стандартные драйверы USB COM. 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 USB-соединение на компьютер (но не при последовательной связи на контактах 0 и 1). Библиотека SoftwareSerial позволяет осуществлять последовательную связь на любом из цифровых контактов Leonardo. ATmega32U4 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. Леонардо выглядит как обычная клавиатура и мышь, и его можно запрограммировать для управления этими устройствами ввода с помощью классов Клавиатура и Мышь .
Программирование
Leonardo можно запрограммировать с помощью программного обеспечения Arduino (скачать). Выберите «Arduino Leonardo» в меню «Инструменты» > «Плата» (в соответствии с микроконтроллером на вашей плате). Для получения дополнительной информации см. справочник и учебные пособия. ATmega32U4 на Arduino Leonardo поставляется с предварительно записанным загрузчиком, который позволяет загружать новый код без использование внешнего аппаратного программатора. Он взаимодействует с использованием протокола AVR109 . Вы также можете обойти загрузчик и запрограммировать микроконтроллер через заголовок ICSP (In-Circuit Serial Programming) с помощью Arduino ISP или аналогичного; подробности см. в этих инструкциях 9.0003
Автоматический (программный) сброс и запуск загрузчика
Вместо того, чтобы требовать физического нажатия кнопки сброса перед загрузкой, Leonardo сконструирован таким образом, что его можно сбросить с помощью программного обеспечения, работающего на подключенном компьютере. Сброс запускается, когда виртуальный (CDC) последовательный / COM-порт Leonardo открывается на скорости 1200 бод, а затем закрывается. Когда это произойдет, процессор перезагрузится, разорвав USB-соединение с компьютером (это означает, что виртуальный последовательный/COM-порт исчезнет). После перезагрузки процессора запускается загрузчик, который остается активным около 8 секунд. Загрузчик также можно запустить, нажав кнопку сброса на Leonardo. Обратите внимание, что при первом включении платы она перейдет прямо к пользовательскому скетчу, если он есть, а не к запуску загрузчика.
Из-за того, как Леонардо обрабатывает сброс, лучше всего позволить программному обеспечению Arduino попытаться инициировать сброс перед загрузкой, особенно если вы привыкли нажимать кнопку сброса перед загрузкой на другие платы.