Что такое Arduino UNO R3. Каковы основные характеристики платы Arduino UNO. Какие возможности предоставляет Arduino UNO для разработки проектов. Как устроена схема и распиновка Arduino UNO R3. Где можно приобрести Arduino UNO и с чего начать разработку.
Что представляет собой плата Arduino UNO R3
Arduino UNO R3 — это популярная плата микроконтроллера с открытым исходным кодом, основанная на чипе ATmega328P от компании Microchip. Это третья ревизия (R3) оригинальной платы Arduino UNO, которая стала стандартом для простых проектов на Arduino.
Ключевые особенности Arduino UNO R3:
- Микроконтроллер ATmega328P с тактовой частотой 16 МГц
- 14 цифровых входов/выходов (6 из них могут использоваться как ШИМ-выходы)
- 6 аналоговых входов
- 32 КБ флэш-памяти для хранения скетчей
- Питание через USB или от внешнего источника 7-12В
- Размеры платы 68.6 мм x 53.4 мм
- Вес около 25 грамм
Arduino UNO R3 отлично подходит для начинающих разработчиков благодаря простоте использования, большому количеству обучающих материалов и широкой поддержке сообщества. На ее основе можно реализовать множество интересных проектов в области робототехники, автоматизации, IoT и многих других.
Основные характеристики и возможности Arduino UNO
Рассмотрим подробнее ключевые характеристики и возможности платы Arduino UNO R3:
- Микроконтроллер: ATmega328P, 8-битный AVR микроконтроллер
- Рабочее напряжение: 5В
- Входное напряжение (рекомендуемое): 7-12В
- Входное напряжение (предельное): 6-20В
- Цифровые входы/выходы: 14 (из них 6 могут использоваться как ШИМ-выходы)
- ШИМ-выходы: 6 (пины 3, 5, 6, 9, 10, 11)
- Аналоговые входы: 6
- Постоянный ток через вход/выход: 20 мА
- Постоянный ток для вывода 3.3В: 50 мА
- Флэш-память: 32 КБ (ATmega328P), из которых 0.5 КБ используются для загрузчика
- ОЗУ: 2 КБ (ATmega328P)
- EEPROM: 1 КБ (ATmega328P)
- Тактовая частота: 16 МГц
Плата Arduino UNO предоставляет широкие возможности для разработки различных проектов:
- Управление светодиодами, реле, двигателями и другими исполнительными устройствами
- Считывание данных с различных датчиков (температуры, влажности, освещенности и др.)
- Обмен данными по интерфейсам UART, SPI, I2C
- Генерация звуковых сигналов
- Управление ЖК-дисплеями и другими индикаторами
- Создание простых игровых консолей
- Прототипирование IoT-устройств
Благодаря большому сообществу разработчиков, для Arduino UNO доступно множество библиотек, упрощающих работу с различными компонентами и модулями.
Схема и компоненты платы Arduino UNO
Рассмотрим основные компоненты, из которых состоит плата Arduino UNO R3:
- Микроконтроллер ATmega328P — основной вычислительный элемент платы
- Микроконтроллер ATmega16U2 — используется для USB-последовательного преобразования
- Кварцевый резонатор 16 МГц — обеспечивает тактирование микроконтроллера
- Регулятор напряжения — преобразует входное напряжение в стабильные 5В
- Разъем USB тип B — для подключения к компьютеру и программирования
- Разъем питания — для подключения внешнего источника питания 7-12В
- Кнопка сброса — для перезагрузки микроконтроллера
- Светодиоды индикации — питание, передача данных по USB, пользовательский светодиод на пине 13
Все эти компоненты соединены между собой на печатной плате, образуя функциональную схему Arduino UNO. Понимание этой схемы помогает лучше разобраться в работе платы и ее возможностях.
Распиновка Arduino UNO R3: назначение выводов
Одним из ключевых аспектов работы с Arduino UNO является понимание назначения различных выводов (пинов) платы. Рассмотрим основные группы пинов:
Цифровые пины (0-13):
- Могут использоваться как цифровые входы или выходы
- Пины 3, 5, 6, 9, 10, 11 поддерживают ШИМ (PWM)
- Пины 0 (RX) и 1 (TX) используются для последовательной связи
- Пины 2 и 3 могут использоваться для внешних прерываний
Аналоговые пины (A0-A5):
- Используются для считывания аналоговых сигналов (0-5В)
- Имеют разрешение 10 бит (1024 уровня)
- Также могут использоваться как цифровые входы/выходы
Пины питания:
- 5V — выход стабилизированного напряжения 5В
- 3.3V — выход стабилизированного напряжения 3.3В
- GND — земля (3 пина)
- Vin — вход для внешнего питания
Специальные пины:
- AREF — опорное напряжение для аналоговых входов
- RESET — для сброса микроконтроллера
Понимание назначения и возможностей различных пинов критически важно для правильного подключения внешних компонентов и реализации проектов на Arduino UNO.
С чего начать разработку на Arduino UNO
Если вы решили начать разработку проектов на Arduino UNO, вот несколько шагов, с которых можно начать:
- Приобретите плату Arduino UNO R3 и базовый набор компонентов (светодиоды, резисторы, кнопки и т.д.)
- Установите среду разработки Arduino IDE на свой компьютер
- Подключите плату к компьютеру через USB-кабель
- Изучите базовые функции и синтаксис языка Arduino (основан на C++)
- Начните с простых проектов, например, мигание светодиодом или считывание состояния кнопки
- Постепенно усложняйте проекты, добавляя новые компоненты и функциональность
- Изучайте документацию и примеры кода для различных модулей и датчиков
- Присоединитесь к сообществу Arduino для обмена опытом и получения помощи
Помните, что ключ к успеху в разработке на Arduino — это практика и постоянное обучение. Не бойтесь экспериментировать и пробовать новые идеи!
Где купить Arduino UNO и сопутствующие компоненты
Arduino UNO R3 и компоненты для разработки проектов можно приобрести во многих магазинах электроники и онлайн-площадках. Вот несколько вариантов:
- Официальный магазин Arduino (arduino.cc) — гарантия оригинальности, но доставка может быть дорогой
- Крупные онлайн-магазины: AliExpress, Amazon, eBay — широкий выбор и доступные цены
- Специализированные магазины электроники в вашем городе
- Российские онлайн-магазины: Чип и Дип, Амперка, Терраэлектроника
При выборе платы обратите внимание на ее происхождение — оригинальные платы Arduino немного дороже, но гарантируют качество. Существует также множество клонов Arduino UNO, которые обычно дешевле и могут быть хорошим выбором для начинающих.
Кроме самой платы, рекомендуется приобрести базовый набор компонентов, который обычно включает макетную плату, провода, резисторы, конденсаторы, светодиоды и различные датчики. Это позволит сразу приступить к экспериментам и созданию первых проектов.
Заключение: возможности и перспективы Arduino UNO
Arduino UNO R3, несмотря на свою относительную простоту, остается одной из самых популярных плат для разработки электронных проектов. Ее сильные стороны:
- Простота использования и низкий порог входа для начинающих
- Обширная база знаний и поддержка сообщества
- Широкий выбор совместимых модулей и датчиков
- Возможность быстрого прототипирования идей
- Открытая архитектура и доступность исходных кодов
Arduino UNO отлично подходит для обучения основам электроники и программирования микроконтроллеров. На ее основе можно реализовать множество интересных проектов — от простых устройств автоматизации до сложных роботов и систем «умного дома».
Хотя для более сложных проектов могут потребоваться более мощные платформы, Arduino UNO остается отличным выбором для начинающих и энтузиастов, желающих воплотить свои идеи в реальность. Развитие навыков работы с Arduino открывает двери в увлекательный мир электроники и программирования микроконтроллеров.
Arduino Uno R3. Обзор, распиновка, принципиальная схема.
Aveal
Как и планировалось, уделим дополнительное внимание отдельным экземплярам среди плат Arduino, которые бесспорно являются лидерами среди остальных своих собратьев. Конечно же, номер один в этом списке — хорошо всем известная плата
Навигация по статье:
- Описание
- Основные элементы
- Распиновка Arduino Uno R3
- Принципиальная схема
- Характеристики
Описание.
Собственно, данная плата была первопроходцем, с нее началось глобальное развитие платформы Arduino. Поэтому ей и даровано название «Uno», что в переводе с итальянского означает «Один» или «Первый». На данный момент (да и уже на протяжении многих лет) активной является версия 3 данной платы — Arduino Uno R3, которая имеет следующий вид:
Именно эта модель и версия совместима с большинством других плат и модулей (шилдов, shield), так что сосредоточим внимание преимущественно на ней.
Прежде чем перейти к распиновке, а также схемам, пройдемся по основным узлам и характеристикам. И начнем, как водится, с питания платы, для подачи которого доступны сразу несколько вариантов:
- USB-подключение через соответствующий разъем, он на плате один.
- Внешний источник напряжения, либо блок питания с напряжением от 6 до 20 В. При этом данный диапазон считается предельным, для стабильной и бесперебойной работы же рекомендуется использовать источник с напряжением от 7 до 12 В. Этот источник может быть подключен как через разъем платы, так и напрямую к выводам VIN и GND. Диапазон напряжений в обоих случаях одинаковый.
Uno считается оптимальной платой для ознакомления и старта работы с платформой, чем отчасти и обусловлена ее популярность и распространенность 👍 А из популярности уже следует большое количество готовых примеров и скетчей, что также повышает популярность платы. Замкнутый круг, в хорошем смысле данного сочетания )
Плата оснащена 14-ю цифровыми портами ввода-вывода, из которых 6 могут быть использованы для генерации ШИМ-сигналов (PWM).
Из интерфейсов для связи с внешними устройствами в наличии — UART, SPI и I2C (TWI) — комплект во многих случаях более чем достаточный. Для базовой диагностики можно использовать установленный на плате светодиод, который подключен к цифровому порту под номером 13 (D13). При высоком уровне сигнала (5В) светодиод загорается, при низком (0В) гаснет.
Подключение Arduino Uno к ПК для прошивки производится максимально просто — все через тот же USB-разъем. На плате сигналы с USB попадают на дополнительный микроконтроллер ATmega16U2, с которого уже ретранслируются на основной контроллер платы по UART’у. Так вот плавно вышли на тему микроконтроллера, являющегося сердцем Uno R3, в его роли выступает ATmega328P (ссылка на даташит тут). По дефолту работает на частоте 16 МГц, но присутствует возможность разогнать до 20.
Для обеспечения стабильного тактирования на плате также установлен внешний кварцевый резонатор на 16 МГц. Собственно, давайте как раз и перейдем к наглядному рассмотрению основных узлов платы.
Основные элементы.
В общем-то, здесь можно увидеть многое из упомянутого нами ранее, давайте не менее наглядно рассмотрим и распиновку.
Распиновка Arduino Uno R3.
Синим помечены названия выводов непосредственно микроконтроллера, зеленым — нумерация выводов платы, фиолетовым — порты с поддержкой функции генерации ШИМ (PWM), желтым — дополнительные функции, которые могут использоваться для тех или иных портов.
Также помечены четыре светодиода, установленные на плате:
- пользовательский светодиод, он подключен к выходу D13
- светодиод, который сигнализирует о передаче данных по UART (TX), он управляется с дополнительного контроллера ATmega16U2
- аналогичный диод, только соответствует он приему по UART (RX)
- и, наконец, светодиод, который загорается всегда при успешной подаче питания на плату
Итого у нас в распоряжении:
- цифровые порты ввода-вывода: D0 — D19
- аналоговые входы (АЦП): A0 — A5
- порты с поддержкой генерации ШИМ: D3, D5, D6, D9, D10, D11
- I2C (TWI): D18, D19
- SPI: D10, D11, D12, D13
- UART: D0, D1
Принципиальная схема Arduino Uno R3.
И завершим подробным списком характеристик платы.
Характеристики.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Рекомендуемое напряжение питания (VIN) | 7 — 12 В |
| Предельное напряжение питания (VIN) | 6 — 20 В |
| Максимальное напряжение с USB | 5.5 В |
| Микроконтроллер | ATmega328P |
| Тактовая частота | 16 МГц |
| Flash-память | 32 КБ |
| Оперативная память (RAM) | 2 КБ |
| EEPROM-память | 1 КБ |
| Логические уровни напряжения | 5 В |
| Максимальный ток потребления ATmega328P | 410 мА |
| Максимальный ток потребления ATmega16U2 | 261 мА |
| Максимальный ток порта ввода-вывода | 20 мА |
Максимальный ток вывода +3. 3V | 50 мА |
| 8-bit Timer/Counter | 2 |
| 16-bit Timer/Counter | 1 |
| Watchdog timer | 1 |
| I2C | 1 |
| SPI | 1 |
| UART | 1 |
| Порты ввода-вывода | 20 |
| Порты с поддержкой ШИМ | 6 |
| Порты с поддержкой АЦП | 6 |
| Разрядность АЦП | 10 бит |
| Предельно допустимая температура | -40°C — +85°C |
| Габариты | 70 * 53 мм |
На этом заканчиваем обзор одной из популярнейших плат: охватили общие свойства и характеристики, принципиальную схему и распиновку Arduino Uno R3, в общем все то, что необходимо знать и иметь в виду при практическом использовании платы для разработки своих устройств.
Так что до встречи в новых статьях, подписывайтесь на обновления, вступайте в наше сообщество, всех благодарю за внимание и прочтение 🤝
Arduino Uno R3. Распиновка, питание и подключение
Arduino Uno — это базовая и самая популярная версия платы микроконтроллеров. С ней очень удобно работать благодаря тому, что пины распаяны однорядными коннекторами типа «мама». Обычно эту плату используют для прототипирования проектов, а собирают готовое устройство на базе более мелких плат ардуино, таких как Arduino Nano. Это легко сделать так как прошивки совместимы и в большинстве случаев номера пинов не отличаются. Для Arduino Uno существует множество плат расширения (шилдов), таких как Ethernet shield, motor shield, servo shield и другие.
Эта ардуинка бывает в двух разных вариантах: DIP и SMD. Отличаются они тем, что сам микроконтроллер может быть DIP исполнения (прямоугольный и ножками) и вставлен в колодку, или просто распаян на плате если это SMD версия (квадратный). Отличий в производительности, назначении пинов или их количестве в этих версиях нет.
На плате Arduino Uno R3 установлены: контроллер ATmega328P с тактовой частотой 16 МГц, порт USB, разъем питания, кварцевый резонатор, стабилизаторы напряжения на 5 вольт и на 3.3 вольта, светодиоды и кнопка перезагрузки.
Расположение основных элементов на плате Arduino UNO R3Распиновка (pinout) Arduino Uno R3
Распиновка Arduino Uno| Обозначение на плате | Обозначение в прошивке | Возможности пина |
| RX ◀ 0 | 0 | Цифровой ввод/вывод, Serial RX |
| TX ▶ 1 | 1 | Цифровой ввод/вывод, Serial TX |
| 2 | 2 | Цифровой ввод/вывод |
| ~3 | 3 | Цифровой ввод/вывод, ШИМ |
| 4 | 4 | Цифровой ввод/вывод |
| ~5 | 5 | Цифровой ввод/вывод, ШИМ |
| ~6 | 6 | Цифровой ввод/вывод, ШИМ |
| 7 | 7 | Цифровой ввод/вывод |
| 8 | 8 | Цифровой ввод/вывод |
| ~9 | 9 | Цифровой ввод/вывод, ШИМ |
| ~10 | 10 | Цифровой ввод/вывод, ШИМ, SPI SS |
| ~11 | 11 | Цифровой ввод/вывод, ШИМ, SPI MOSI |
| 12 | 12 | Цифровой ввод/вывод, SPI MISO |
| 13 | 13 | Цифровой ввод/вывод, SPI SCK |
| GND | Земля или V- | |
| AREF | Пин опорного напряжения | |
| SDA | A4 или 18 | Аналоговый пин с 8-ми битным АЦП, I2C SDA |
| SCL | A5 или 19 | Аналоговый пин с 8-ми битным АЦП, I2C SCL |
| Зарезервированный пин | ||
| 5V | 5 В или V+ | |
| RES | Пин перезагрузки | |
3. 3V | 3.3 В | |
| 5V | 5 В или V+ | |
| GND | Земля или V- | |
| GND | Земля или V- | |
| VIN | Пин питания соединен с + разъема питания | |
| A0 | A0 или 14 | Аналоговый пин с 8-ми битным АЦП |
| A1 | A1 или 15 | Аналоговый пин с 8-ми битным АЦП |
| A2 | A2 или 16 | Аналоговый пин с 8-ми битным АЦП |
| A3 | A3 или 17 | Аналоговый пин с 8-ми битным АЦП |
| A4 | A4 или 18 | Аналоговый пин с 8-ми битным АЦП, I2C SDA |
| A5 | A5 или 19 | Аналоговый пин с 8-ми битным АЦП, I2C SCL |
Характеристики ардуино уно
- Микроконтроллер: ATmega328P
- Диапазон допустимого напряжения питания: 5-20 В
- Рекомендуемое напряжение питания: 7-12 В
- Количество цифровых вводов/выводов: 14
- ШИМ: 6 цифровых пинов могут быть использованы как выводы ШИМ
- Количество аналоговых выводов: 6
- Максимальная сила тока: 40 mAh с одного вывода и 500 mAh со всех выводов.
- Flash память: 32 кб
- SRAM: 2 кб
- EEPROM: 1 кб
- Тактовая частота: 16 МГц
Подключение Arduino Uno к питанию
Эту плату можно питать четырьмя способами:
- Через порт USB. Можно питать ардуино от компьютера, powerbank, смартфона (если он поддерживает режим OTG) или от адаптера, вставленного в розетку.
- Через пин +5V. Этот пин является не только выводом, но и вводом. Будьте внимательны! На этот пин нужно подавать ровно 5 вольт. В противном случае можно спалить сам микроконтроллер.
- Через штекер питания, расположенный на плате. Можно использовать, батарейки, аккумуляторы и разнообразные блоки питания. Этот штекер подключен к пину VIN. О напряжении и мерах предосторожности написано в следующем пункте.
- Через пин VIN. Ток от этого пина проходит через встроенный стабилизатор напряжения. По заявлениям производителя можно подавать от 5 до 20 вольт. Но это не совсем так. Так как стабилизатор имеет не 100% КПД, то при подаче 5 вольт на пин VIN напряжения может не хватить на питание микроконтроллера, да и на цифровых пинах будет не 5 вольт, а меньше. Также не стоит работать на максимальном напряжении. При 20 вольтах на пине VIN будет сильно греться стабилизатор напряжения, вплоть до выхода из строя. Поэтому рекомендуется использовать напряжение от 7 до 12 вольт.
Также не стоит работать на максимальном напряжении. При 20 вольтах на пине VIN будет сильно греться стабилизатор напряжения, вплоть до выхода из строя. Поэтому рекомендуется использовать напряжение от 7 до 12 вольт.Как уже было написано выше, плата имеет 14 цифровых пинов. На плате они помечены с ведущей буквой «D» (digital или цифровой). Они могут быть как входом так и выходом. Рабочее напряжение этих пинов составляет 5 В. Каждый из них имеет подтягивающий резистор и поданное на один из этих пинов напряжения ниже 5 вольт все равно будет считаться как 5 вольт (логическая единица).
Аналоговые пины на плате помечены ведущей «A». Эти пины являются входами и не имеют подтягивающих резисторов. Они измеряют поступающее на них напряжение и возвращают значение от 0 до 1024 при использовании функции analogRead(). Эти пины измеряют напряжение с точностью до 0,005 В.
Работа с arduino uno в windows 10
Данная плата имеет разъем USB type B для подключения к компьютеру.
Обратите внимание, что платы от китайских производителей имеют микросхему Ch440 для связи по usb. По умолчанию Windows 10 может не иметь подходящего драйвера, так что вам придется скачать и установить его самостоятельно. Описание драйвера и ссылки на скачивание вы найдете в статье «драйвер Ch440».
Для дальнейшей работы с Arduino uno в Windows 10 вам понадобится программа Arduino IDE. Эта программа поможет вам писать скетчи (прошивки), исправлять ошибки и прошивать вашу плату. Вы можете использовать и другое ПО, если в нем есть поддержка работы с синтаксисом ардуино и COM портами. Я подробно рассказал как скачать, установить и пользоваться Arduino IDE, так что у вас не должно возникнуть проблем с этим.
Физические характеристики
Arduino Uno имеет следующие размеры: длина 69 мм и ширина 53 мм. Однако разъем питания и разъем USB немного выпирают за пределы печатной платы. Arduino Uno весит около 25 грамм. Плата имеет 4 отверстия для возможности ее закрепления на поверхности.
Расстояние между выводами равняется 2,5 мм, кроме выводов 7 и 8. Между ними 4 мм.
Принципиальная схема
Принципиальная схема Ардуино УноМонтажная схема
Монтажная схема Arduino UnoРаспиновка, характеристики, схемы и многое другое
Arduino Uno — это плата микроконтроллера с открытым исходным кодом, основанная на микроконтроллере Microchip ATmega328P (для Arduino UNO R3) или Microchip ATmega4809 (для Arduino UNO WIFI R2) от Atmel и была первой платой с питанием от USB, разработанной Arduino.
И ATmega328, и ATmega4809 имеют встроенный загрузчик, благодаря чему очень удобно прошивать плату нашим кодом. Как и все платы Arduino, мы можем запрограммировать программное обеспечение, работающее на плате, используя язык, производный от C и C++. Самая простая среда разработки — Arduino IDE.
Arduino UNO R3 Передняя сторонаArduino UNO R3 Задняя сторонаСодержание
- Какая полная форма UNO в Arduino UNO?
- Каковы характеристики Arduino UNO?
- Arduino — это микроконтроллер или микропроцессор?
- Сколько программ может запускать Arduino UNO?
- Схема платы Arduino UNO
- Схема выводов Arduino UNO (обновлена):
- Где купить Arduino UNO?
- Схема Arduino UNO Rev3 (последняя):
- Размеры Arduino UNO:
- Технический паспорт Arduino UNO Rev3
Arduino UNO R3 состоит из 6 аналоговых входов , 14 цифровых входов/выходов (из которых 6 могут использоваться как выходы ШИМ), керамического кристаллического резонатора 16 МГц , порт USB-B , разъем ICSP , процессор Atmega328p и процессор Atmega 16U2 , разъем питания и кнопка сброса.
10 новых проектов Arduino на 2022 год
Включите JavaScript
10 новых проектов Arduino на 2022 год
Какая полная форма UNO в Arduino UNO?
UNO означает цифру 1 на латыни. Да, это латинское слово и не имеет полной формы . Поскольку это была первая официальная плата Arduino, выпущенная компанией, отсюда и слово UNO в ней.
Каковы характеристики Arduino UNO?
Технические характеристики Arduino UNOНиже приведена краткая информация о характеристиках последней версии платы Arduino UNO Rev3, таких как используемый микроконтроллер, количество цифровых/аналоговых контактов, память, номинальные значения напряжения и тока и т. д.
| Microcontroller | ATmega328P |
| Operating Voltage | 5V |
| Input Voltage (recommended) | 7-12V |
| Input Voltage (limit) | 6-20V |
| Выводы цифровых входов/выходов | 14 (из которых 6 обеспечивают выход ШИМ) |
| Выводы ШИМ | 6 (выводы 3, 5, 6, 9, 10 и 11) |
| Выводы аналоговых входов21 6 | |
| Communication protocol | UART x 1, SPI x 1, I2C x 1 |
| DC Current per I/O Pin | 20 mA |
DC Current for 3. 3V Pin | 50 mA |
| ICSP Header | 2 |
| Flash Memory | 32 KB (ATmega328P) of which 0.5 KB used by the bootloader |
| SRAM | 2 KB (ATmega328P) |
| EEPROM | 1 KB (ATmega328P) |
| Clock Speed | 16 MHz |
| LED_BUILTIN | 13 |
| Power Sources | Power Jack, USB port, Vin pin |
| Length | 68.6 mm |
| Ширина | 53,4 мм |
| Вес | 25 г |
Является ли Arduino микропроцессором?
Arduino UNO не является ни микропроцессором, ни микроконтроллером. На самом деле это макетная плата, в которой используется микроконтроллер Atmega328p для выполнения различных функций. Можно сказать, что atmega328p — это мозг отладочной платы Arduino UNO.
Микропроцессор VS Микроконтроллер VS Плата разработки
Микропроцессор: Это мозг любой встраиваемой системы. Он выполняет все числовые и логические вычисления. И отвечает за выполнение команд, которые даются системе (например, Arduino UNO). Но важно отметить, что микропроцессор не может выполнять команды сам по себе. Для отправки или хранения данных ему нужны внешние компоненты и устройства, такие как ОЗУ, ПЗУ, регистры, ввод-вывод и т. д.
Микроконтроллер: Микроконтроллер состоит из микропроцессора и других блоков, необходимых для выполнения определенных функций, таких как блоки памяти, входы/выходы, АЦП и т. д. Поэтому микроконтроллер может выполнять команды сам по себе. Но напрямую запрограммировать микроконтроллер непросто из-за отсутствия USB-порта, разъема GPIO и т. д., поэтому новичкам это не рекомендуется.
Отладочная плата: Отладочная плата упрощает подключение внешних периферийных устройств к микроконтроллеру.
Легко программировать и создавать проекты с помощью платы разработки, такой как Arduino UNO.
Вы новичок? Не можете решить, какую книгу прочитать? Прочтите эту статью о лучших книгах по Arduino для начинающих
Сколько программ может запускать Arduino UNO?
Arduino UNO — это простая плата микроконтроллера без какой-либо операционной системы или мощного процессора. В отличие от вашего ноутбука или мобильного телефона, он может одновременно запускать только одну программу. Конечно, вы можете добавить несколько задач в одну программу, но они будут выполняться одна за другой.
Схема платы Arduino UNO
Схема платы Arduino UNO (обновлено) Микроконтроллер Atmega328P — ATmega328p — это однокристальный, высокопроизводительный, эффективный микроконтроллер, созданный Atmel в семействе megaAVR. Это 8-битный микроконтроллер на основе AVR RISC. Он состоит из 32 КБ флэш-памяти ISP с возможностью чтения во время записи, 2 КБ SRAM (статическое ОЗУ), 1 КБ EEPROM , 23 контактов ввода-вывода общего назначения .
Микроконтроллер Atmega 16U2 — Atmega 16U2 используется в качестве преобразователя USB в последовательный порт в Arduino UNO.
Регулятор напряжения — Регулятор напряжения преобразует входное напряжение в 5В. Основное применение регулятора напряжения — контроль уровня напряжения на плате Arduino. Даже при колебаниях входного напряжения питания регулятора выходное напряжение остается постоянным и составляет около 5 вольт.
Регулятор, генератор и кнопка сбросаКварцевый генератор– Кварцевый генератор имеет частоту 16 МГц, которая обеспечивает тактовый сигнал для микроконтроллера. Он обеспечивает базовую синхронизацию и управление доской.
Кнопка RESET– Используется для сброса платы. Рекомендуется нажимать эту кнопку каждый раз, когда мы прошиваем код на плату.
Гнездо Barrel — Гнездо Barrel или DC Power Jack используется для питания платы Arduino от внешнего источника питания.
Бочковой домкрат обычно подключается к адаптеру. Плата может питаться от адаптера в диапазоне 5-20 вольт, но производитель рекомендует поддерживать его в диапазоне 7-12 вольт.
Примечание: При напряжении выше 12 В плата может перегреться, а при напряжении ниже 7 В может оказаться недостаточно для питания платы.
USB-порт B– Интерфейс USB используется для подключения кабеля USB. Этот порт можно использовать для питания устройства от источника питания 5 В. Это позволяет нам подключить плату к компьютеру. Программа загружается на плату последовательно с компьютера через USB-кабель.
Заголовок ICSP — расшифровывается как Внутрисхемное последовательное программирование . Мы можем использовать эти контакты для программирования прошивки платы Arduino. Изменения прошивки с новыми функциями отправляются на микроконтроллер с помощью заголовка ICSP.
Заголовок ICSP состоит из 6 контактов.
Arduino UNO Распиновка/Схема контактов (обновлено):
Сколько контактов в Arduino UNO?
Если вы посмотрите на плату Arduino, вы обнаружите, что на ней всего 32 контакта (исключая разъем ICSP). Из этих 32 контактов 14 — цифровые контакты ввода-вывода, 6 — аналоговые контакты, 3 — GND и одиночные контакты 5 В, 3,3 В, Vin и сброс и т. д.
Новая распиновка Arduino UNO R3
На приведенном ниже рисунке показана схема контактов Arduino UNO:
Распиновка Arduino UNOОфициальная распиновка Arduino UNO Rev3:
Ниже приведена официальная схема контактов Arduino UNO Rev3 от Arduino.cc
Схема контактов Arduino UNO R3 Контакты I2C на Arduino Схема контактов UNO: Контакты I2C на Arduino UNOI2C Контакты на Arduino UNO I2C — это протокол двухпроводной последовательной связи. Это означает Inter-Integrated Circuits. I2C использует две линии для отправки и получения данных: вывод последовательных часов использует (SCL) и вывод последовательных данных (SDA) (SDA).
- SCL — Serial Clock . Это контакт или линия, которая передает данные часов. Он используется для синхронизации сдвига данных между двумя устройствами (ведущим и ведомым). Последовательные часы генерируются ведущим устройством.
- SDA — серийные данные . Он определяется как линия, используемая ведомым и ведущим для отправки и получения данных. Вот почему он называется линией данных , , а SCL называется линией синхронизации.
SPI означает Последовательный периферийный интерфейс . Он используется микроконтроллерами для быстрой связи с одним или несколькими периферийными устройствами.
- SCK- Расшифровывается как Serial Clock . Это тактовые импульсы, которые используются для синхронизации передачи данных.
- MISO- Расшифровывается как Master Input/Slave Output . Эта линия данных на выводе MISO используется для получения данных от ведомого устройства.
- MOSI- Расшифровывается как Master Output/Slave Input . Эта линия используется для отправки данных на периферийные устройства.
- SS- Расшифровывается как Slave Select . Эта линия используется мастером. Он действует как линия включения. Когда на выводе выбора ведомого устройства установлено НИЗКОЕ значение, оно может обмениваться данными с ведущим устройством. Когда значение ВЫСОКОЕ, мастер игнорируется. Это позволяет нам иметь несколько периферийных устройств SPI, использующих одни и те же линии MISO, MOSI и CLK.
Внешние прерывания (2 и 3)- Эти контакты могут использоваться для запуска прерывания по низкому значению, переднему или заднему фронту или изменению значения.
TXD и RXD — Контакты TXD и RXD используются для последовательной связи.
TXD используется для передачи данных, а RXD используется для приема данных. Он также представляет успешный поток данных.
Расшифровывается как Внутрисхемное последовательное программирование . Мы можем использовать эти контакты для программирования прошивки платы Arduino. Изменения прошивки с новыми функциями отправляются на микроконтроллер с помощью заголовка ICSP.
Заголовок ICSP состоит из 6 контактов.
Заголовок ICSP Распиновка Arduino Uno — Аналоговые контакты: Аналоговые контакты на Arduino UNO Arduino Uno состоит из 6 аналоговых контактов , которые используют АЦП (аналого-цифровой преобразователь). Эти контакты могут служить аналоговыми входами, но также могут функционировать как цифровые входы или цифровые выходы. Эти контакты принимают входные данные в виде аналоговых сигналов и возвращают значения в диапазоне от 0 до 1023 (поскольку Arduino Uno имеет 10-битный аналого-цифровой преобразователь или 2 10 разрешение ).
Аналого-цифровой преобразователь работает в три этапа: дискретизация, квантование и оцифровка. Поскольку Arduino работает в диапазоне 0–5 вольт, размер шага устройства составляет 5/1023=0,00488 вольт или 4,88 мВ .
Таким образом, мы можем интерпретировать входное напряжение 4,88 мВ на любой из аналоговых контактов как 1, 9,77 мВ как 2 и так далее до 5 В как 1023. Все, что ниже 4,88 мВ, считается 0 и выше 4,9.9 В как 1023.
Цифровые контакты: Цифровые контакты на Arduino UNOНа плате Arduino UNO контакты 0-13 являются цифровыми входами/выходами.
Цифровые контакты Arduino могут считывать только два состояния: когда есть сигнал напряжения и когда нет сигнала. Этот тип входа обычно называется цифровым (или двоичным), а эти состояния обозначаются как ВЫСОКИЙ и НИЗКИЙ или 1 и 0.
Светодиод (13): На плате есть встроенный светодиод, подключенный к цифровому контакт 13. Когда на этом контакте HIGH или 1, светодиод включен, когда на контакте LOW или 0, он выключен.
Если вы внимательно посмотрите, вы найдете символ «~» на цифровых контактах 3,5,6,9,10 и 11 . Эти контакты имеют дополнительную функцию, называемую ШИМ. Следовательно, эти выводы называются выводами PWM.
ШИМ расшифровывается как «широтно-импульсная модуляция». Это означает, что аналоговое значение модулируется цифровым сигналом. Предположим, вы хотите, чтобы двигатель постоянного тока работал при определенном аналоговом напряжении от 0 до 5 В. Это невозможно, потому что плата Arduino основана на MOSFET.
Форма сигнала ШИМ с рабочим циклом Таким образом, для достижения желаемого выхода мы можем только s имитировать аналоговый сигнал, очень быстро включая и выключая наш выход. Таким образом, ШИМ может только имитировать , а имитировать эффекты чистого аналогового сигнала, он никогда не может выполнять чистое цифро-аналоговое преобразование (которое обычно требует некоторых активных компонентов, таких как конденсаторы и катушки индуктивности).
GND (контакты заземления) : На плате имеется 5 контактов заземления.
СБРОС — Используйте для сброса платы Arduino. Если на этот контакт подается напряжение 5 В, плата автоматически сбрасывается.
Опорное напряжение ввода/вывода (IOREF) — этот контакт является опорным входом/выходом. Он обеспечивает опорное напряжение, при котором в данный момент работает микроконтроллер. Отправка сигнала на этот контакт ничего не делает.
3,3 В и 5 В: Эти контакты обеспечивают регулируемое напряжение 5 В и 3,3 В соответственно для внешних компонентов, подключенных к плате.
В в – Это модулированное напряжение питания постоянного тока, которое используется для регулирования ИС, используемых в соединении. Его также называют первичным напряжением для ИС, присутствующих на плате Arduino.
Значение напряжения Vcc может быть отрицательным или положительным для вывода GND.
Где купить Arduino UNO?
Оригинальную плату Arduino UNO можно приобрести в разных магазинах. Но если вы хотите получить его на Amazon, мы рекомендуем вам следующих продавцов:
Распродажа
Arduino UNO REV3 [A000066]
Распродажа
Плата ELEGOO UNO R3 ATmega328P с USB…
Схема Arduino UNO Rev3 (последняя):
Чтобы загрузить обновленную версию схемы Arduino UNO Rev3, нажмите здесь.
Схема Arduino UNO REV3Размеры Arduino UNO:
Размеры Arduino UNO Механическая схема Arduino UNO
Техническое описание Arduino UNO Rev3
Загрузите официальное техническое описание Arduino UNO Rev3 отсюда.
Узнайте больше об Arduino здесь:
| Arduino проекты для начинающих
| Программирование Arduino для начинающих
Где найти бесплатное программное обеспечение для рисования схем для Arduino, Raspberry Pi и других SBC
Принципиальные схемы играют жизненно важную роль в процессе проектирования любого электронного проекта.
Они дают вам возможность спланировать свою трассу до того, как вы ее сделаете, и могут сэкономить много времени и усилий. Но как вы можете сделать принципиальные схемы, чтобы улучшить свои проекты?
Мы собрали некоторые из самых популярных бесплатных программ для рисования схем в Интернете для Arduino, Raspberry Pi и других SBC, чтобы облегчить вам выбор.
5 лучших бесплатных программ для рисования схем для Arduino и Raspberry Pi
В Интернете можно найти бесчисленное множество бесплатных вариантов рисования схем для Arduino и Raspberry Pi. Этот тип программного обеспечения поставляется во многих формах, поэтому очень важно, чтобы вы потратили время на изучение своих вариантов, прежде чем начать. Вам нужно узнать о печатных платах, прежде чем браться за такую работу.
1. Circuit.io Arduino Circuit Diagram Maker
Circuit.io — это веб-инструмент для создания прототипов, разработанный для производителей, работающих с Raspberry Pis и Arduinos. В приложении есть три раздела: визуальный редактор для создания ваших схем, редактор кода, который автоматически генерирует тестовый код для ваших компонентов, и область руководства, которая поможет вам создать свой проект.
Одной из главных особенностей Circuit.io является огромное количество предварительно запрограммированных компонентов, находящихся в его каталоге. Вы можете редактировать код этих компонентов и даже создавать свой собственный, но большинство людей смогут найти в системе то, что им нужно. Наряду с наличием доступных частей, средство для создания схем Arduino Circuit.io дает вам ориентировочную стоимость схем, которые вы делаете.
2. Altium Circuit Maker Arduino Circuit Diagram Drawer Online
В отличие от Circuit.io, Altium Circuit Maker — это загружаемое приложение, предназначенное для проектирования печатных плат, а не простых схем. Это означает, что Altium выглядит намного сложнее, когда вы впервые начинаете его использовать, но обучение того стоит, если вы хотите создавать свои собственные печатные платы.
Вам необходимо создать учетную запись Altium, прежде чем вы сможете начать использовать Circuit Maker, но это удобно и просто. Стоит посмотреть несколько руководств, чтобы помочь себе начать работу.
Преимущество этого программного обеспечения заключается в том, что оно является относительно простым инструментом проектирования печатных плат. Он выходит за рамки плат Arduino и Raspberry Pi, но по-прежнему может служить той же цели, что и инструмент, такой как Circuit.io, для тех, кто хочет его изучить.
3. KiCad EDA Arduino Wiring Diagram Maker
KiCad — это кросс-платформенный пакет автоматизации проектирования электроники с открытым исходным кодом для разработки печатных плат и принципиальных схем. Этот инструмент может создавать точные макеты печатных плат с использованием набора компонентов и даже имеет инструмент 3D-просмотра, чтобы вы могли проверять проектируемые печатные платы. Конечно, у него также есть инструмент для рисования схем, который хорошо подойдет для ваших чертежей схем Raspberry Pi и Arduino.
Одна из самых сильных сторон KiCad заключается в том, что это открытый код, позволяющий частным пользователям создавать свои собственные компоненты для приложения.
В результате вы можете найти бесчисленное количество пакетов компонентов для KiCad, которые можно загрузить бесплатно. Как и Altium Circuit Maker, KiCad может показаться немного пугающим, когда вы впервые начинаете работать с ним, и вам будет полезно потратить время на изучение его перед тем, как приступить к работе.
KiCad работает на Windows, macOS, Linux и множестве других операционных систем, и вы даже можете загрузить исходный код программного обеспечения, чтобы внести в него изменения самостоятельно.
4. Приложение Libre PCB Arduino Schematic Diagram
Как и KiCad, Libre PCB имеет открытый исходный код, бесплатный для использования и дополняет Libre CAD. Этот инструмент предлагает многие из тех же функций, что и Altium Circuit Maker, включая множество компонентов, доступных для использования при проектировании новых печатных плат. Наряду с этим Libre PCB работает на Linux, Windows и macOS.
Одним из лучших аспектов Libre PCB является документация, доступная для него в Интернете.
Руководство по началу работы на основном веб-сайте охватывает все, что вам нужно знать, чтобы начать работать над своими собственными принципиальными схемами Arduino, не утомляя вас ненужной информацией.
5. Инструмент для проектирования печатных плат Easy EDA
Easy EDA — это онлайн-инструмент и загружаемое настольное приложение, и обе версии инструмента работают одинаково. Это отлично подходит для тех, кто хочет использовать свое программное обеспечение EDA без подключения к Интернету. И, как и другое программное обеспечение для рисования схем в этом списке, Easy EDA имеет собственную библиотеку компонентов, наполненную такими элементами, как Raspberry Pi и Arduinos.
В будущем Easy EDA предложит услуги премиум-класса, а это означает, что со временем этот инструмент будет улучшаться. Это хорошая новость для тех, кто ищет свой первый EDA, особенно с учетом того, что Easy EDA разработан с учетом легкости и простоты, но вам все равно нужно будет прочитать ресурсы, которые поставляются с инструментом, чтобы разобраться с ним.
Сравнение бесплатного программного обеспечения для рисования схем Arduino
Приложение для рисования схем, которое вы выбираете для Arduino и Raspberry Pi, не всегда влияет на результаты, которые вы можете получить с его помощью. Каждый из инструментов в этом списке работает по-разному, а это означает, что вам придется следовать разными путями, когда вы развиваете свои навыки с ними.
Для тех, кто ищет самый простой инструмент, Circuit.io — отличный выбор. Это приложение требует очень небольшого обучения и имеет интерфейс перетаскивания, но вы не можете создавать схемы для создания собственных печатных плат с его помощью. Easy EDA, возможно, является самым простым инструментом для проектирования печатных плат, поэтому за последние несколько лет его популярность растет.
В конце концов, стоит попробовать эти инструменты на себе, чтобы понять, какой из них подойдет вам лучше всего. Все они бесплатны и легкодоступны, так что вам не потребуется слишком много усилий, чтобы попробовать каждую из них, прежде чем погрузиться в их изучение.
Премиум-конструкторы схем для Arduino и Raspberry Pi
Хотя в этой статье основное внимание уделяется бесплатным конструкторам схем, некоторые премиальные варианты все же стоит упомянуть. Плата за такие инструменты открывает двери для новых функций, а также гарантирует, что вы можете получить поддержку и совет от профессионалов, если вам понадобится помощь.
- Fritzing Circuit Diagram Maker : Fritzing — один из самых популярных производителей принципиальных схем Arduino с выпусками для macOS, Windows и Linux. Этот инструмент очень доступен, и деньги, которые вы платите за него, идут на улучшение программного обеспечения и документации, которая поставляется с ним.
- Fusion 360 (EAGLE) Arduino Wiring Diagram Maker : Fusion 360 является одним из основных продуктов в пространстве САПР, а инструмент для создания схем EAGLE, который поставляется с ним, может выполнять работу бесплатных опций из нашего списка. Fusion 360 далеко не дешев, но цена может быть оправдана для тех, кто хочет стать профессиональным проектировщиком печатных плат.
