Arduino UNO: Plattenanalyse hardware libre gründlich

Arduino I2C Bus

Da es auf den Markt gebracht wurde der Teller Arduino UNOMit der Ausgabe der neuesten Revisionen hat sich dieses Board stark weiterentwickelt. Darüber hinaus haben sich die gleichen Entwickler beeilt, andere ähnliche Platten in unterschiedlichen Formaten zu erstellen, um mehr Bedürfnisse zu decken als die ursprünglich von der UNO abgedeckten. Sogar viele andere haben es gewagt, ihren eigenen Klon oder kompatible Boards zu erstellen, wenn auch nicht mit dem gleichen Erfolg.

Vor dem Erscheinen von Arduino schon Es gab andere ähnliche Projekte, wie die berühmten Parallax-Boards mit Microchip PIC-Mikrocontrollern, die unter anderem mit Sprachen wie PBASIC sehr einfach programmiert werden konnten. Ein Beispiel hierfür ist der Basic Stamp 2 von Parallax. Sondern die Tatsache, nicht zu sein hardware libre Das bedeutete, dass sie nicht die gleichen Marktwurzeln hatten wie das Arduino-Projekt. Der italienische Teller war in dieser Hinsicht wirklich eine Revolution.

Was ist Arduino UNO Rev3?

Arduino Logo

Arduino UNO Rev3 ist die neueste Version das existiert im Moment dieser Platte. Es ist eine kleine elektronische Karte mit einem programmierbaren Mikrocontroller auf der Platine. Zusätzlich zu diesem Chip enthält er auch eine Reihe von Pins als Ein- und Ausgänge, die durch Programmieren des Chips verwendet werden können, um verschiedene Dinge zu tun. Auf diese Weise können sehr einfach elektronische Projekte erstellt werden.

Diese Platte ergibt sich aus dem Arduino-Projekt, ein italienisches Projekt, das 2005 gestartet wurde und sich hauptsächlich auf die Entwicklung offener Hardware und Software für Studenten konzentrierte. Die ersten Entwürfe richteten sich an ein Institut in Ivrea in Italien. Zu dieser Zeit verwendeten die Schüler dieses Bildungszentrums die berühmten BASIC-Briefmarken, die ich bereits oben erwähnt habe. Diese hatten erhebliche Kosten und waren nicht so offen.

Zuvor hatte Hernando Barragán eine Entwicklungsplattform namens Wiring geschaffen, ein Projekt, das von den Berühmten inspiriert war Programmiersprache verarbeiten. Auf dieser Grundlage machten sie sich an die Arbeit, um kostengünstige und einfache Tools für Studenten zu entwickeln. Also machten sie sich daran, eine Hardware-Karte mit einer Leiterplatte und einem einfachen Mikrocontroller zu erstellen sowie eine IDE (Integrated Development Environment) zu erstellen.

Da Wiring bereits eine Karte mit einem ATmega168-Mikrocontroller verwendete, folgten die folgenden Entwicklungen der gleichen Ausrichtung. Massimo Banzi und David Mellis würden hinzufügen unterstütze ATmega8 für die Verkabelung, die sogar billiger als die Version 168 war. Und so entsteht der erste Keim dessen, was heute ist Arduino UNO. Das Verkabelungsprojekt wird dann in Arduino umbenannt.

Der Name des berühmten Projekts stammt aus einer Bar in Ivrea, in der sich die Gründer des Projekts trafen. Die Bar hieß Bar di Re Arduino, die wiederum nach Arduino aus Ivrea, dem König von Italien, bis 1014 benannt wurde.

Angesichts des Potenzials dieser Platten wurde von der Community mehr Unterstützung hinzugefügt, um voranzukommen und mehr Platten zu erstellen. Darüber hinaus Anbieter von Elektronische Komponenten und Hersteller begannen, spezifische Produkte zu entwerfen kompatibel mit Arduino. Wie bei Adafruit Industries. Hieraus entstanden zahlreiche Abschirmungen und Zusatzmodule für diese Platten.

Angesichts des überwältigenden Erfolgs wurde es auch generiert die Arduino Foundation, um die Bemühungen des Arduino-Projekts weiter zu fördern und zu gruppieren. Ein Modell ähnlich dem anderer ähnlicher Organisationen wie der Linux Foundation, der Raspberry Pi Foundation, der RISC-V Foundation usw.

Ab diesem Zeitpunkt wurden viele Arduino-Varianten mit unterschiedlichen Formfaktoren und verschiedenen Mikrocontrollern hervorgebracht viel Zubehör das haben wir in diesem Blog besprochen:

Detaillierte Informationen von Arduino UNO

dieser Platte Arduino UNO Es hat einige Eigenschaften, die es einzigartig machen, und es hat eine Reihe von Unterschieden in Bezug auf andere Arduino-Boards, die wir hervorheben werden.

Technische Eigenschaften, Schema und Pinbelegung

Arduino Pinbelegung

El Pinbelegung und technische Eigenschaften der Platine Arduino UNO Rev. 3 Sie sind wichtig, um zu wissen, wie man es richtig benutzt, sonst kennen Sie nicht die Grenzen und die richtige Art, alle elektronischen Komponenten an ihre verfügbaren Pins und Busse anzuschließen.

Beginnen Sie zuerst mit ihre KARAKTERISTIK, hast du:

  • Atmel ATmega328 Mikrocontroller bei 16 MHz
  • Onboard-SRAM-Speicher: 2 KB
  • Integrierter EEPROM-Speicher: 1 KB
  • Flash-Speicher: 32 KB, von denen 0.5 KB vom Bootloader verwendet werden, sodass sie nicht für andere Zwecke verwendet werden können.
  • Chip-Arbeitsspannung: 5V
  • Empfohlene Versorgungsspannung: 7-12 V (obwohl 6 bis 20 V unterstützt werden)
  • Dauerstromstärke: 40 mA für E / A und 50 mA für den 3.3-V-Pin.
  • E / A-Pins: 14 Pins, davon 6 PWM.
  • Analoge Stifte: 6 Stifte
  • Reset-Taste, um die Ausführung des im Speicher geladenen Programms neu zu starten.
  • USB-Schnittstellenchip.
  • Oszillatoruhr für Signale, die Rhythmus benötigen.
  • Power-LED auf der Platine.
  • Integrierter Spannungsregler.
  • Preis um 20 €.

Wie für Stifte und Anschlüsse auf dem Teller erhältlich Arduino UNO:

  • Barrel Jack oder DC Power Jack: ist der Platinenanschluss Arduino UNO in der Lage zu sein, es elektrisch mit Strom zu versorgen. Die Karte kann über eine geeignete Buchse und einen Adapter mit Strom versorgt werden, um 5-20 Volt zu liefern. Wenn Sie eine große Anzahl von Elementen an die Platte anschließen, müssen Sie wahrscheinlich die 7-V-Barriere überwinden, um ausreichend zu sein.
  • USB: Der USB-Anschluss wird verwendet, um die Arduino-Karte mit dem PC zu verbinden. Auf diese Weise können Sie sie programmieren oder Daten von ihr über die serielle Schnittstelle empfangen. Das heißt, es hilft Ihnen im Grunde, Ihre Arduino IDE-Skizzen in den internen Speicher des Mikrocontrollers zu laden, damit er sie ausführen kann. Es kann auch die Kraftfunktion für das Kochfeld und die damit verbundenen Elemente erfüllen.
  • VIN-Pin: Sie finden auch einen VIN-Pin, mit dem Sie die Karte mit Strom versorgen können Arduino UNO Verwenden Sie ein externes Netzteil, wenn Sie den USB-Anschluss oder die oben genannte Buchse nicht verwenden möchten.
  • 5V: liefert eine Spannung von 5V. Die Energie, die es erreichen wird, stammt aus einem der drei vorherigen Fälle, in denen Sie Ihre Platte mit Strom versorgen können.
  • 3V3: Mit diesem Pin können Sie Ihren Projekten 3.3 V und bis zu 50 mA zuführen.
  • GND: Es verfügt über 2 Erdungsstifte, mit denen Sie die Erdung Ihrer elektronischen Projekte verbinden können.
  • zurücksetzen: Ein Pin, der durch Senden eines LOW-Signals zurückgesetzt werden soll.
  • Serielle Schnittstelle: Es verfügt über zwei Pins 0 (RX) und 1 (TX) zum Empfangen bzw. Senden von seriellen TTL-Daten. Sie sind über ihre USB-zu-TTL-Pins mit dem Mikrocontroller verbunden.
  • Externe Unterbrechungen: 2 und 3, Pins, die so konfiguriert werden können, dass sie Interrupts mit einer ansteigenden, abfallenden Flanke oder einem hohen oder niedrigen Wert auslösen.
  • SPI: Der Bus befindet sich an den mit 10 (SS), 11 (MISOI) und 13 (SCK) gekennzeichneten Pins, mit denen Sie über die SPI-Bibliothek kommunizieren können.
  • A0-A5: sind die analogen Pins.
  • 0-13: Dies sind die digitalen Eingangs- oder Ausgangspins, die Sie konfigurieren können. Eine kleine integrierte LED ist an Pin 13 angeschlossen. Wenn dieser Pin hoch ist, leuchtet er auf.
  • TWI: unterstütztKommunikation TWI mit der Wire-Bibliothek. Sie können Pin A4 oder SDA und Pin A5 oder SCL verwenden.
  • AREF: Referenzspannungs-Pint für analoge Eingänge.

Datenblätter

Nicht nur ein Open Source Board zu sein Sie finden das Datenblatt wie bei vielen anderen elektronischen Produkten. Sie können auch viele andere Dokumente und elektronische Diagramme herunterladen, die Ihnen helfen, die Funktionsweise dieser Karte zu verstehen. Arduino UNO intern und erstellen Sie sogar Ihre eigene Arduino-Implementierung selbst. Beispielsweise stehen Ihnen folgende offizielle Informationen zur Verfügung:

Unterschiede zu anderen Arduino-Boards

Arduino-Bretter

Arduino UNO Rev. 3 Es ist der ideale Teller für alle die anfangen diese Art von Platten zu verwenden. Was ist mehr, Es gibt Starter-Kits, mit denen Sie alles beginnen können, was Sie brauchen. Dieses Kit enthält nicht nur eine große Anzahl elektronischer Komponenten, um mit dem Üben zu beginnen, sondern auch ein sehr detailliertes Handbuch, das Sie bei jedem Schritt unterstützt.

Es gibt jedoch andere Versionen oder Formate von Arduino Board Diese sind sehr nützlich für andere fortgeschrittene Anwendungen oder um ein Projekt zu implementieren, bei dem es auf die Größe ankommt. Das Hauptunterschiede zwischen Platten Es handelt sich hauptsächlich um integrierte Mikrocontroller, von denen einige etwas leistungsfähiger sind und über mehr Speicher verfügen, um viel komplexere Skizzen oder Programme sowie die Anzahl der verfügbaren Pins aufzunehmen. Wenn wir jedoch die drei meistverkauften Boards vergleichen, ergeben sich folgende Unterschiede:

  • Arduino UNO Rev. 3: siehe Abschnitt mit technischen Merkmalen.
  • Arduino Mega: Der Preis steigt über 30 €, wobei die Abmessungen etwas größer sind als bei der UNO-Platte. Darüber hinaus enthält es einen leistungsstärkeren ATmega2560-Mikrocontroller, der ebenfalls mit 16 MHz arbeitet, jedoch über 256 KB Flash-Speicher, 4 KB EEPROM und 8 KB SRAM für komplexere Programme verfügt. Darüber hinaus verfügt es über mehr Pins mit 54 digitalen E / A, 15 PWM und 16 analogen.
  • ArduinoMicro: zeichnet sich durch seine geringe Größe aus, die kleiner als die UNO ist, obwohl sie einen ähnlichen Preis hat. Auf kleinem Raum ist ein kleinerer ATmega32U4-Mikrocontroller integriert, der aber auch mit 16 MHz arbeitet. Der Speicher entspricht dem von UNO, mit Ausnahme des SRAM, der 0.5 KB mehr hat. Die Pins wurden trotz der geringen Größe mit 20 digitalen, 7 PWM- und 12 analogen Pins ebenfalls vergrößert. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass anstelle von USB Micro-USB für die Verbindung verwendet wird. Da es so klein ist, ist es nicht kompatibel mit Schildern oder Schilden wie den beiden vorherigen ...

Arduino IDE und Programmierung

Screenshot der Arduino IDE

Um Arduino in einer seiner Versionen zu programmieren, steht Ihnen die IDE oder Entwicklungsumgebung namens zur Verfügung Arduino IDE. Es ist sowohl mit macOS als auch mit Windows und Linux kompatibel. Es ist eine kostenlose Open Source Suite, die Sie können Download von diesem Link. Damit können Sie die Codes erstellen, um den Mikrocontroller-Chip auf der Platine zu programmieren und so Ihre Projekte zum Laufen zu bringen.

Die Plattform wird von einer Arduino-Programmiersprache unterstützt, die auf der höheren Programmiersprache basiert In Bearbeitung, was wiederum dem bekannten C ++ ähnlich ist. Deshalb werden sie eine ähnliche Syntax und Handlungsweise haben.

Sie können mehr darüber wissen wie man Arduino IDE benutzt In den Artikeln in diesem Blog wird erläutert, wie Sie jede elektronische Komponente oder jedes elektronische Modul in die Platine integrieren oder den Programmierkurs direkt herunterladen können Arduino IDE als PDF kostenlos. Damit lernen Sie die Syntax und die Programmiersprache, um mit Ihren Projekten zu beginnen ...


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