Ардуино уно что это такое

Содержание

Arduino UNO R3

Легендарная платформа для прототипирования
и изучения микроэлектронных устройств

Описание
Характеристики
Схемы
Распиновка
Подключение
Фотографии

Что такое Arduino?

Arduino — это семейство электронных платформ, предназначенных для изучения проектирования электроники.

Arduino UNO является самым популярным продуктом компании Arduino Software. Сразу после выхода, платформа стала продаваться сотнями тысяч штук, завоевав любовь миллионов юных радиолюбителей и породив тысячи интересных проектов.

Основой начинки платформы является микроконтроллер ATmega 328, представляющий собой логическую микросхему обработки данных с тактовой частотой 16 МГц. От нее на плату выведены 14 цифровых и 6 аналоговых портов общего назначения, а также все самые популярные интерфейсы: I2C, UART и SPI.

Основными достоинствами флагмана стали:

Простота использования
Быстрое изучение
Удобная среда разработки
Открытый исходный код

Сообщество поклонников
Тысячи готовых проектов
Возможности расширения
Широкая переферия

Arduino в цифрах

Год релиза платформы Arduino

Продуктов продается ежедневно

Различных видов платформ

Пользователей в сообществе

Технические характеристики

Микроконтроллер

Atmel ATmega328 с тактовой частотой 16 МГц

Питание платформы

Рекомендуемое напряжение: 7-12В DC, рабочее — 5В DC

Цифровые порты

14 портов ввода-вывода, 6 из которых имеют возможность вывода ШИМ сигнала

Аналоговые входы

6 шт., каждый с разрешением 10 бит (от 0 до 1024 усл. значений)

Цифровые интерфейсы

1 x I2C, 1 x SPI, 1 x UART, 1 x ICSP

Размер памяти

32Кб Флеш-памяти, 2Кб ОЗУ, 1Кб EEPROM

Размеры платы

Физические габариты платы 69 x 53 мм, вес 25г

Варианты питания

Через разъем питания, через разъем USB, через разъем Vin на контактной линейке

Токовая защита

Встроенная защита USB порта от короткого замыкания и перенапряжений

За счет открытой архитектуры и программного обеспечения с открытым исходным кодом, компании Arduino удалось выпустить инструмент, способный показать, насколько легким может стать изучение микроэлектроники, схемотехники и программирования.

Схемы платформы

Ниже представлены ссылки на скачивание всех схем Arduino UNO:
Принципиальная схема, файлы EAGLE и распиновка платы

Принципиальная схема

Файлы трассировки .EAGLE

Контактная распиновка платы

Datasheet для ATmega328

Распиновка Arduino UNO

На изображении выше представлена схема контактной распиновки платы
третьей версии — Arduino UNO R3, с указанием назначения каждого вывода платформы.

Если вы или ваш ребенок хочет изучить основы микроэлектроники, робототехники или интернета вещей, Arduino — идеальное начало!

Подключение платы

При покупке официальной версии, подключение Arduino UNO к компьютеру выполняется автоматически.
При использовании китайских аналогов или других arduino-совместимых платформ, во время подключения следует учесть несколько важных моментов.

Подключение официальной платы

1. Скачивание и установка среды разработки

Для программирования платформы вам необходимо скачать и установить свежую версию среды разработки под Arduino — «Arduino IDE». Ее можно скачать с официального сайта по ссылке ниже.

При использовании Windows на русском языке, программа автоматически выставит в интерфейсе тоже русский язык.

В открывшемся окне следует нажать на кнопку «JUST DOWNLOAD«.

2. Первый запуск среды разработки

После того, как вы скачаете и установите Arduino IDE, вам необходимо подключить Arduino UNO в любой свободный порт компьютера и осуществить первичную настройку.

После того, как вы подключили вашу плату к компьютеру, Windows сообщит об обнаружении нового устройства и автоматически выполнит установку всех необходимых драйверов для работы с ней. После того, как вы увидели сообщение «Устройство установлено и готово к использованию», переходите к настройке программы.

3. Настройка подключения платы

Наверху программы размещен список пунктов меню. Вам необходим пункт Инструменты Плата.
В этом окне вам необходимо выбрать, какая плата была подключена к вашему компьютеру. Выбираем «Arduino/Genuino Uno» .

Инструменты Плата Arduino/Genuino Uno

После выбора платы, нам необходимо выбрать порт. Переходим ко вкладке Инструменты Порт.

Если вы уже подключили свою ардуино к компьютеру, то у вас должны отобразиться все занятые на текущий момент COM-порты. Выбираем любой из доступных и проверяем, правильный-ли порт мы выбрали.

4. Проверка работоспособности платы

Самый простой способ проверить, работает-ли ваша ардуино на том порту, который вы выбрали — это попробовать залить в нее тестовый скетч (прошивку).

Из верхнего меню открываем: Файл Примеры 01.Basics Blink

В новом окне у вас должен открыться код программы, которая мигает светодиодом. Для того, чтобы загрузить ее в вашу плату, необходимо нажать кнопку «загрузка».

В панели работы со скетчами — вторая кнопка:

В нижней части программы (в черном окне) показывается процесс загрузки прошивок в плату. Если все прошло нормально, вы увидите сообщение «загрузка успешно завершена».

Подключение неофициальных плат

1. Скачивание и установка среды разработки

При использовании Windows на русском языке, программа автоматически выставит в интерфейсе тоже русский язык.

В открывшемся окне следует нажать на кнопку «JUST DOWNLOAD«.

2. Первый запуск среды разработки

После того, как вы подключили вашу плату к компьютеру, Windows сообщит об обнаружении нового устройства.

Обратите внимание на элемент платы, выделенный красной рамкой — это программатор. Если возле USB разъема вы видите данную микросхему, ваша Ардуино имеет встроенный китайский программатор CH340G, драйверы для которого Windows автоматически найти не сможет.

Если ваша Arduino UNO — Китай, драйвер придется устанавливать обязательно. Об этом система оповестит вас сообщением «Программное обеспечение для устройства не было установлено».

Если все произошло именно так, как мы описали выше, приступаем к установке драйверов по этой инструкции: Инструкция по установке CH340G

После того, как вы увидите сообщение «Устройство установлено и готово к использованию», переходите к настройке программы.

3. Настройка подключения платы

Инструменты Плата Arduino/Genuino Uno

После выбора платы, нам необходимо выбрать порт. Переходим ко вкладке Инструменты Порт.

4. Проверка работоспособности платы

Из верхнего меню открываем: Файл Примеры 01.Basics Blink

В панели работы со скетчами — вторая кнопка:

Фотографии разных версий платформы

Ниже представлены фотографии Arduino разных версий и от разных производителей.
Многие интересуются, чем китайская версия отличается от оригинала? Можем с уверенностью сказать, что основное отличие официальных платформ от аналогов заключается только в цене и упаковке платы. В разных версиях нет никаких функциональных отличий, все платформы работают абсолютно одинаково хорошо: будь это китайская, американская или итальянская плата.

Источник

Arduino UNO (Ардуино Уно)

В детстве, когда я жил в деревне, я увлекался радиоэлектроникой. Проблематично было достать различные электронные компоненты и девайсы. Тогда я очень хотел, можно сказать мечтал об электронном устройстве, которое можно программировать…

Спустя годы, когда я узнал про Arduino , я был очень рад. Заказал себе набор Arduino с модулями из Китая и начал разбираться в них, это было круто. Так вот в этом наборе была та самая моя первая плата Ардуино, а именно модель Arduino UNO .

И так, Arduino UNO:

Общие сведения.

Arduino UNO – это готовый контроллер на базе микроконтроллера ATmega328 (ATmega328P), «P» обозначает тип корпуса микроконтроллера. Или другими словами флагманская платформа для разработки, программирования.
С итальянского «UNO» переводится как «один, первый». В принципе эта модель Ардуино, самая распространённая.
Сам микроконтроллер ATmega328 (отдельно) так же можно программировать, прошивать для тех или иных целей, но делать это гораздо сложнее.

Arduino UNO содержит 14 цифровых входов или выходов, в зависимости как их мы настроем в нашем коде (программе). Из этих 14 портов, 6 могут быть использованы как ШИМ выходы (на плате обозначены «

»). ШИМ выходы, простыми словами говоря, на этих шести портах мы можем управлять напряжением на выходе, от 0 до 5 В. На остальных портах доступно только либо низкий уровень «0», либо высокий уровень «5».

Помимо цифровых портов, UNO имеет 6 аналоговых входов. Аналоговый вход может обрабатывать (по умолчанию) сигнал напряжением от 0 до 5 В. Используется для считывания различных аналоговых данных.

Для сохранения стабильной частоты работы, установлен 16 МГц кварцевый генератор. Имеет разъем для USB, который служит для передачи программного кода, а также для питания платы. В плате уже есть свой программатор, который преобразует информацию с компьютера в понятый язык для микроконтроллера.

Питать плату можно через USB разъем, через вывод Vin (5 В) либо через разъем для питания, в котором есть встроенный автоматический регулятор напряжения. Оптимальное питание 7-12 В, при подаче на регулятор напряжения.

Выводы питания Arduino UNO

Из самой платы, можно получить источник питания:
5V источник постоянного, стабильного напряжения величиной 5 В, маломощный источник. Что такое мощность тока, можете посмотреть, перейдя по ссылке. Применяется для питания подключенных модулей или иных электронных компонентов.
3V3 источник постоянного, стабильного напряжения величиной 3,3 В, маломощный источник. Для некоторых электронных компонентов, необходима такая величина напряжения.
GND вывод заземления или отрицательный вывод («минис», «-») истоника питания.

В этих источниках питания максимальная допустимая сила тока в цепи может быть для 5 В это 40 мА, для 3,3 В это 50 мА. Поэтому контролируйте нагрузку на этих выводах. Для расчета нагрузку, можете воспользоваться законом Ома.

Подробнее о портах

Про основные рабочие порты Arduino UNO говорили выше. Помимо этого, некоторые порты имеют дополнительные функции. Сразу обращу внимание на SPI и I2C интерфейсы. Для тех, кто не знает, что это такое, простыми словами говоря – это связь электронных компонентов между с собой. Преимущества у этих интерфейсов, связь со многими компонентами и передача данных только через 2 провода.

Последовательная шина: 0 (RX) и 1 (TX). Эти выводы можно использовать для получения (RX) и передачи данных (TX).
Внешнее прерывание: 2 и 3.
ШИМ: 3,5,6,9,10 и 11 про эти выводы так же говорили выше. Тут могу отметить, для регулирования напряжения на выходе от 0 до 5 В, нам доступно 8 бит, в понятных цифрах это 256, то есть от 0 до 255.
SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). С помощью этих портов, можно осуществлять связь SPI, при этом нужно использовать специальную библиотеку.
I2C: 4 (SDA) и 5 (SCL). С помощью этих портов, можно осуществлять связь I2C, при этом нужно использовать специальную библиотеку.
Аналоговые входы: А0 – А5 могут принимать 10 бит, в реальных цифрах это 1024, то есть от 0 до 1023. По умолчанию диапазон измерения порта от 0 до 5 В, относительно земли (GND). Тем не менее имеется возможность поменять этот диапазон.
AREF: Опорное напряжение для аналоговых входов. С помощью него можно менять диапазон измерения входного сигнала, по умолчанию это 5 В.
Reset: Низким уровнем, можно перезагрузить платформу.

Еще немножко данных:

Микроконтроллер	ATmega328
Рабочее напряжение	5 В
Входное напряжение (рекомендуемое)	7-12 В
Цифровые Входы/Выходы	14 (6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ)
Аналоговые входы	6
Постоянный ток через вход/выход	40 мА
Постоянный ток для вывода 3.3 В	50 мА
Флеш-память	32 Кб (ATmega328) из которых 0.5 Кб используются для загрузчика
ОЗУ	2 Кб (ATmega328)
Тактовая частота	16 МГц
EEPROM	1 Кб (ATmega328)

Подводя итоги, можно сказать платформа Arduino UNO удобная и многофункциональная среда для разработки. Далее рассмотрим подключение Arduino UNO к компьютеру для программирования.

Источник