Arduino UNO: ανάλυση πλακών hardware libre επιμελώς

Λεωφορείο Arduino I2C

Από τότε που κυκλοφόρησε στην αγορά το πιάτο Arduino UNO, πολλά έχουν εξελιχθεί σε αυτόν τον πίνακα με το αποτέλεσμα των τελευταίων αναθεωρήσεών του. Επιπλέον, οι ίδιοι δημιουργοί του έσπευσαν να δημιουργήσουν άλλες παρόμοιες πλάκες σε διαφορετικές μορφές για να καλύψουν περισσότερες ανάγκες από αυτές που αρχικά κάλυπταν το UNO. Ακόμη και πολλοί άλλοι τόλμησαν να δημιουργήσουν το δικό τους κλώνο ή συμβατές σανίδες, αν και όχι με την ίδια επιτυχία.

Πριν από την εμφάνιση του Arduino ήδη υπήρχαν άλλα παρόμοια έργα, όπως οι περίφημες πλακέτες Parallax με μικροελεγκτές Microchip PIC που θα μπορούσαν να προγραμματιστούν πολύ εύκολα χρησιμοποιώντας γλώσσες όπως η PBASIC μεταξύ άλλων. Ένα παράδειγμα αυτού είναι το Basic Stamp 2 από την Parallax. Αλλά το γεγονός ότι δεν είναι hardware libre Αυτό σήμαινε ότι δεν είχαν τις ίδιες ρίζες στην αγορά που είχε το έργο Arduino. Η ιταλική πλάκα ήταν πραγματικά μια επανάσταση από αυτή την άποψη.

Τι είναι Arduino UNO Rev3;

Λογότυπο Arduino

Arduino UNO Το Rev3 είναι η τελευταία αναθεώρηση που υπάρχει τη στιγμή αυτής της πλάκας. Είναι ένας μικρός ηλεκτρονικός πίνακας με προγραμματιζόμενο μικροελεγκτή στο PCB του. Εκτός από το εν λόγω τσιπ, περιλαμβάνει επίσης μια σειρά από καρφίτσες ως εισόδους και εξόδους που μπορούν να χρησιμοποιηθούν με τον προγραμματισμό του τσιπ για να κάνουν διαφορετικά πράγματα. Με αυτόν τον τρόπο, τα ηλεκτρονικά έργα μπορούν να δημιουργηθούν πολύ εύκολα.

Αυτό το πιάτο προέρχεται από το έργο arduino, ένα ιταλικό έργο ξεκίνησε το 2005 και επικεντρώθηκε στην ανάπτυξη ανοιχτού λογισμικού και υλικού κυρίως για φοιτητές. Τα πρώτα σχέδια κατευθύνθηκαν για ένα ινστιτούτο στην Ivrea της Ιταλίας. Εκείνη την εποχή οι μαθητές αυτού του εκπαιδευτικού κέντρου χρησιμοποίησαν τα διάσημα γραμματόσημα BASIC που έχω ήδη αναφέρει παραπάνω. Αυτά είχαν ένα σημαντικό κόστος και δεν ήταν τόσο ανοιχτά.

Πριν από όλα αυτά, ο Hernando Barragán είχε δημιουργήσει μια πλατφόρμα ανάπτυξης που ονομάζεται Wiring, ένα έργο εμπνευσμένο από το διάσημο Επεξεργασία γλώσσας προγραμματισμού. Με αυτό ως βάση, εργάστηκαν για να αναπτύξουν χαμηλού κόστους και απλά εργαλεία για τους μαθητές. Έτσι ξεκίνησαν να δημιουργούν έναν πίνακα υλικού με PCB και έναν απλό μικροελεγκτή, καθώς και να δημιουργήσουν ένα IDE (Integrated Development Environment).

Καθώς η Wiring χρησιμοποίησε ήδη έναν πίνακα με μικροελεγκτή ATmega168, οι ακόλουθες εξελίξεις ακολούθησαν τον ίδιο προσανατολισμό. Ο Massimo Banzi και ο David Mellis θα προσθέσουν υποστήριξη ATmega8 για την καλωδίωση, η οποία ήταν ακόμη φθηνότερη από την έκδοση 168. Και έτσι προκύπτει το πρώτο μικρόβιο αυτού που είναι σήμερα Arduino UNO. Το έργο Wiring στη συνέχεια μετονομάζεται Arduino.

Το όνομα του διάσημου έργου προήλθε από ένα μπαρ στην Ίβρα, όπου συναντήθηκαν οι ιδρυτές του έργου. Το μπαρ ονομάστηκε Bar di Re Arduino, το οποίο με τη σειρά του πήρε το όνομά του από τον Arduino από την Ivrea, βασιλιά της Ιταλίας έως το 1014.

Λαμβάνοντας υπόψη τις δυνατότητες αυτών των πλακών, προστέθηκε περισσότερη υποστήριξη από την κοινότητα για να προχωρήσει και να δημιουργήσει περισσότερες πλάκες. Επιπλέον, οι πάροχοι της ηλεκτρονικά εξαρτήματα και κατασκευαστές άρχισαν να σχεδιάζουν συγκεκριμένα προϊόντα συμβατό με το Arduino. Όπως συμβαίνει με την Adafruit Industries. Από εδώ προέκυψαν πολλές ασπίδες και πρόσθετα δομοστοιχεία για αυτές τις πλάκες.

Αντιμετωπίζοντας την συντριπτική επιτυχία, δημιουργήθηκε επίσης το Ίδρυμα Arduino, να συνεχίσει να προωθεί και να ομαδοποιεί τις προσπάθειες του έργου Arduino. Ένα μοντέλο παρόμοιο με αυτό άλλων παρόμοιων οργανισμών όπως το Ίδρυμα Linux, το Ίδρυμα Raspberry Pi, το Ίδρυμα RISC-V κ.λπ.

Από αυτό το σημείο, πολλές παραλλαγές Arduino έχουν αναπαραχθεί, με διαφορετικούς παράγοντες μορφής και διαφορετικούς μικροελεγκτές, καθώς και πολλά αξεσουάρ που έχουμε συζητήσει σε αυτό το ιστολόγιο:

Λεπτομερείς πληροφορίες για Arduino UNO

Αυτό πλάκα Arduino UNO Έχει ορισμένα χαρακτηριστικά που το καθιστούν μοναδικό και έχει μια σειρά διαφορών σε σχέση με άλλους πίνακες Arduino που πρόκειται να επισημάνουμε.

Τεχνικά χαρακτηριστικά, σχέδιο και pinout

Arduino Pin Out

El pinout και τεχνικά χαρακτηριστικά του πίνακα Arduino UNO Αναθ. 3 Είναι σημαντικό να γνωρίζετε πώς να το χρησιμοποιείτε σωστά, αλλιώς δεν θα γνωρίζετε τα όρια και τον σωστό τρόπο σύνδεσης όλων των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων στις διαθέσιμες καρφίτσες και λεωφορεία.

Ξεκινώντας πρώτα με τα ΚΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ της, έχεις:

  • Μικροελεγκτής Atmel ATmega328 στα 16 Mhz
  • Ενσωματωμένη μνήμη SRAM: 2KB
  • Ενσωματωμένη μνήμη EEPROM: 1 KB
  • Μνήμη flash: 32 KB, εκ των οποίων 0.5 KB χρησιμοποιούνται από το bootloader, επομένως δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για άλλους σκοπούς.
  • Τάση λειτουργίας τσιπ: 5v
  • Συνιστώμενη τάση τροφοδοσίας: 7-12v (αν και υποστηρίζει 6 έως 20v)
  • Συνεχής ένταση ρεύματος: 40mA για I / O και 50mA για τον πείρο 3.3V.
  • Καρφίτσες I / O: 14 ακίδες, εκ των οποίων 6 είναι PWM.
  • Αναλογικές καρφίτσες: 6 ακίδες
  • Κουμπί Reset για επανεκκίνηση της εκτέλεσης του προγράμματος που είναι φορτωμένο στη μνήμη.
  • Τσιπ διεπαφής USB.
  • Ρολόι ταλαντωτή για σήματα που χρειάζονται ρυθμό.
  • Τροφοδοσία LED στο PCB.
  • Ολοκληρωμένος ρυθμιστής τάσης.
  • Τιμή περίπου 20 €.

Όσο για καρφίτσες και συνδέσεις διαθέσιμο στο πιάτο Arduino UNO:

  • Βαρέλι Jack ή DC Power Jack: είναι ο συνδετήρας της πλακέτας Arduino UNO για να μπορεί να το τροφοδοτεί ηλεκτρικά. Η κάρτα μπορεί να τροφοδοτηθεί από κατάλληλο βύσμα και από προσαρμογέα για τροφοδοσία 5-20 βολτ. Εάν πρόκειται να συνδέσετε έναν μεγάλο αριθμό στοιχείων στην πλάκα, είναι πιθανό ότι θα πρέπει να ξεπεράσετε το φράγμα 7v για να είστε επαρκής.
  • USB: Η θύρα USB χρησιμοποιείται για τη σύνδεση της πλακέτας Arduino στον υπολογιστή, με αυτόν τον τρόπο μπορείτε να την προγραμματίσετε ή να λάβετε δεδομένα από αυτήν μέσω της σειριακής θύρας. Δηλαδή, βασικά θα σας βοηθήσει να φορτώσετε τα σκίτσα Arduino IDE στην εσωτερική μνήμη του μικροελεγκτή, ώστε να μπορεί να το εκτελέσει. Μπορεί επίσης να εκπληρώσει τη λειτουργία ισχύος για την εστία και τα στοιχεία που συνδέονται με αυτήν.
  • Καρφίτσα VIN: θα βρείτε επίσης μια καρφίτσα VIN που σας επιτρέπει να τροφοδοτείτε τον πίνακα Arduino UNO χρησιμοποιώντας εξωτερικό τροφοδοτικό, εάν δεν θέλετε να χρησιμοποιήσετε το USB ή το παραπάνω Jack.
  • 5V: παρέχει τάση 5V. Η ενέργεια που θα φτάσει προέρχεται από μία από τις τρεις προηγούμενες περιπτώσεις με τις οποίες μπορείτε να τροφοδοτήσετε το πιάτο σας.
  • 3V3: αυτός ο πείρος σας επιτρέπει να τροφοδοτείτε 3.3v και έως 50mA στα έργα σας.
  • GND: έχει 2 ακίδες γείωσης, για να συνδέσετε τη γείωση των ηλεκτρονικών σας έργων με αυτές.
  • Επαναφορά: μια ακίδα για επαναφορά στέλνοντας ένα σήμα LOW μέσω αυτού.
  • Σειριακή θύρα: Έχει δύο ακίδες 0 (RX) και 1 (TX) για τη λήψη και μετάδοση σειριακών δεδομένων TTL αντίστοιχα. Συνδέονται με τον μικροελεγκτή στις ακίδες USB-to-TTL.
  • Εξωτερικές διακοπές: 2 και 3, ακίδες που μπορούν να διαμορφωθούν ώστε να προκαλούν διακοπές με άνοδο, πτώση ή υψηλή ή χαμηλή τιμή.
  • SPI: το λεωφορείο είναι στις ακίδες 10 (SS), 11 (MISOI) και 13 (SCK) με τις οποίες μπορείτε να επικοινωνήσετε χρησιμοποιώντας τη βιβλιοθήκη SPI.
  • A0-A5: είναι οι αναλογικές ακίδες.
  • 0-13: είναι οι ψηφιακοί ακροδέκτες εισόδου ή εξόδου που μπορείτε να διαμορφώσετε. Ένα μικρό ενσωματωμένο LED είναι συνδεδεμένο στον ακροδέκτη 13 που αν αυτός ο πείρος είναι υψηλός θα ανάψει.
  • ΔΥΟ: υποστηρίζειεπικοινωνία TWI χρησιμοποιώντας τη βιβλιοθήκη Wire. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον πείρο A4 ή SDA και τον πείρο A5 ή SCL.
  • AREF: πίντα τάσης αναφοράς για αναλογικές εισόδους.

Φύλλα δεδομένων

Όντας ένας πίνακας ανοιχτού κώδικα, όχι μόνο θα βρείτε το φύλλο δεδομένων όπως στην περίπτωση πολλών άλλων ηλεκτρονικών προϊόντων. Μπορείτε επίσης να κατεβάσετε πολλά άλλα έγγραφα και ηλεκτρονικά διαγράμματα που θα σας βοηθήσουν να κατανοήσετε πώς λειτουργεί αυτός ο πίνακας. Arduino UNO εσωτερικά και ακόμη και να φτιάξετε τη δική σας εφαρμογή Arduino. Για παράδειγμα, έχετε στη διάθεσή σας τις ακόλουθες επίσημες πληροφορίες:

Διαφορές με άλλους πίνακες Arduino

Πίνακες Arduino

Arduino UNO Αναθ. 3 είναι το ιδανικό πιάτο για όλους εκείνους που ξεκινούν για χρήση αυτού του τύπου πιάτων. Επί πλέον, υπάρχουν κιτ εκκίνησης για να ξεκινήσετε με όλα όσα χρειάζεστε. Αυτό το κιτ δεν περιλαμβάνει μόνο μεγάλο αριθμό ηλεκτρονικών εξαρτημάτων για να ξεκινήσετε την εξάσκηση, αλλά και ένα πολύ λεπτομερές εγχειρίδιο που θα σας βοηθήσει σε κάθε βήμα.

Ωστόσο, υπάρχουν άλλες εκδόσεις ή μορφές του πίνακα Arduino που είναι πολύ χρήσιμα για άλλες πιο προηγμένες εφαρμογές ή για την υλοποίηση ενός έργου όπου έχει σημασία το μέγεθος. ο κύριες διαφορές μεταξύ των πλακών Βρίσκονται κυρίως στον τύπο του ενσωματωμένου μικροελεγκτή, κάποιοι είναι κάπως πιο ισχυροί και με περισσότερη μνήμη για να συμπεριλάβουν πολύ πιο εξελιγμένα σκίτσα ή προγράμματα και τον αριθμό των διαθέσιμων καρφιτσών. Αλλά αν συγκρίνουμε τους τρεις πίνακες με τις καλύτερες πωλήσεις, οι διαφορές είναι οι εξής:

  • Arduino UNO Αναθ. 3: βλέπε ενότητα με τεχνικά χαρακτηριστικά.
  • arduino mega: η τιμή αυξάνεται πάνω από 30 €, με διαστάσεις κάπως μεγαλύτερες από την πινακίδα UNO. Επιπλέον, περιλαμβάνει έναν πιο ισχυρό μικροελεγκτή ATmega2560 που λειτουργεί επίσης στα 16Mhz, αλλά διαθέτει 256KB μνήμης flash, 4KB EEPROM και 8KB SRAM για πιο σύνθετα προγράμματα. Επιπλέον, έχει επίσης περισσότερες καρφίτσες, με 54 ψηφιακά I / O, 15 PWM και 16 αναλογικά.
  • Arduino Micro: ξεχωρίζει για το μικρό του μέγεθος, είναι μικρότερο από το UNO, παρόλο που έχει παρόμοια τιμή. Σε αυτόν τον μικρό χώρο, ενσωματώνει έναν μικρότερο μικροελεγκτή ATmega32U4, αλλά λειτουργεί επίσης στα 16Mhz. Η μνήμη είναι ίση με εκείνη του UNO, με εξαίρεση το SRAM, το οποίο έχει 0.5 KB περισσότερο. Οι καρφίτσες έχουν επίσης αυξηθεί παρά το μικρό μέγεθος, με 20 ψηφιακά, 7 PWM και 12 αναλογικά. Μια άλλη διαφορά είναι ότι χρησιμοποιεί micro-USB για τη σύνδεσή του αντί για USB. Όντας τόσο μικρό, δεν είναι συμβατό με ασπίδες ή ασπίδες όπως οι δύο προηγούμενες ...

Arduino IDE και προγραμματισμός

Στιγμιότυπο οθόνης Arduino IDE

Για να προγραμματίσετε το Arduino, σε οποιαδήποτε από τις εκδόσεις του, έχετε διαθέσιμο το IDE ή το περιβάλλον ανάπτυξης που ονομάζεται Arduino IDE. Είναι συμβατό με macOS, Windows και Linux. Είναι μια δωρεάν και ανοιχτή πηγή σουίτας που μπορείτε λήψη από αυτόν τον σύνδεσμο. Με αυτό μπορείτε να δημιουργήσετε τους κωδικούς για να προγραμματίσετε το τσιπ μικροελεγκτή στον πίνακα και έτσι να κάνετε τα έργα σας να λειτουργούν.

Η πλατφόρμα υποστηρίζεται από μια γλώσσα προγραμματισμού Arduino που βασίζεται στη γλώσσα προγραμματισμού υψηλού επιπέδου Επεξεργασία, το οποίο με τη σειρά του είναι παρόμοιο με το γνωστό C ++. Γι 'αυτό θα έχουν παρόμοια σύνταξη και τρόπο δράσης.

Μπορείτε να μάθετε περισσότερα για πώς να χρησιμοποιήσετε το Arduino IDE με τα άρθρα σε αυτό το ιστολόγιο που εξηγούν πώς να ενσωματώσετε κάθε ηλεκτρονικό στοιχείο ή ενότητα με τον πίνακα, ή να κατεβάσετε απευθείας το μάθημα προγραμματισμού Arduino IDE σε PDF δωρεάν. Με αυτό θα μάθετε τη σύνταξη και τη γλώσσα προγραμματισμού για να ξεκινήσετε με τα έργα σας ...


Γίνε ο πρώτος που θα σχολιάσει

Αφήστε το σχόλιό σας

Η διεύθυνση email σας δεν θα δημοσιευθεί. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *

*

*

  1. Υπεύθυνος για τα δεδομένα: Miguel Ángel Gatón
  2. Σκοπός των δεδομένων: Έλεγχος SPAM, διαχείριση σχολίων.
  3. Νομιμοποίηση: Η συγκατάθεσή σας
  4. Κοινοποίηση των δεδομένων: Τα δεδομένα δεν θα κοινοποιούνται σε τρίτους, εκτός από νομική υποχρέωση.
  5. Αποθήκευση δεδομένων: Βάση δεδομένων που φιλοξενείται από τα δίκτυα Occentus (ΕΕ)
  6. Δικαιώματα: Ανά πάσα στιγμή μπορείτε να περιορίσετε, να ανακτήσετε και να διαγράψετε τις πληροφορίες σας.