Arduino UNO: analyse des plaques hardware libre à fond

Depuis son lancement sur le marché la plaque Arduino UNO, beaucoup a fait évoluer cette carte avec la sortie de ses dernières révisions. De plus, ses mêmes créateurs se sont précipités pour créer d'autres plaques similaires dans des formats différents pour couvrir plus de besoins que ceux initialement couverts par l'ONU. Même beaucoup d'autres ont osé créer leur propre clone ou des cartes compatibles, mais pas avec le même succès.

Avant l'apparition d'Arduino déjà il y avait d'autres projets similaires, comme les fameuses cartes Parallax avec des microcontrôleurs Microchip PIC qui pouvaient être programmés très facilement en utilisant des langages comme PBASIC entre autres. Un exemple en est le Basic Stamp 2 de Parallax. Mais le fait de ne pas être hardware libre Cela signifiait qu’ils n’avaient pas les mêmes racines sur le marché que le projet Arduino. L'assiette italienne a vraiment été une révolution en ce sens.

Ce qui est Arduino UNO Rev3 ?

Arduino UNO Rev3 est la dernière révision qui existe au moment de cette plaque. C'est une petite carte électronique avec un microcontrôleur programmable sur son PCB. En plus de ladite puce, il comprend également une série de broches en tant qu'entrées et sorties qui peuvent être utilisées en programmant la puce pour faire différentes choses. De cette manière, des projets électroniques peuvent être créés très facilement.

Cette plaque provient de la projet arduino, un projet italien lancé en 2005 et axé principalement sur le développement de logiciels et de matériels ouverts pour les étudiants. Les premiers projets ont été réalisés pour un institut à Ivrea, en Italie. A cette époque, les étudiants de ce centre éducatif utilisaient les fameux tampons BASIC que j'ai déjà mentionnés ci-dessus. Celles-ci avaient un coût considérable, et elles n'étaient pas aussi ouvertes.

Avant tout cela, Hernando Barragán avait créé une plateforme de développement appelée Wiring, un projet inspiré du célèbre Traitement du langage de programmation. Sur cette base, ils se sont mis au travail pour développer des outils simples et peu coûteux pour les étudiants. Ils se sont donc mis à créer une carte matérielle avec un PCB et un simple microcontrôleur, ainsi qu'à créer un IDE (Integrated Development Environment).

Comme Wiring utilisait déjà une carte avec un microcontrôleur ATmega168, les développements suivants ont suivi la même orientation. Massimo Banzi et David Mellis ajouteraient soutenir ATmega8 pour Wiring, qui était encore moins cher que la version 168. Et ainsi le premier germe de ce qui est aujourd'hui se pose Arduino UNO. Le projet Wiring est alors renommé Arduino.

Compte tenu du potentiel de ces plaques, plus de soutien a été ajouté de la part de la communauté pour aller de l'avant et créer plus de plaques. De plus, les fournisseurs de les composants électroniques et les fabricants ont commencé à concevoir des produits spécifiques compatible avec Arduino. Comme c'est le cas avec Adafruit Industries. De là sont nés de nombreux boucliers et modules supplémentaires pour ces plaques.

Face au succès retentissant, il a également été généré la Fondation Arduino, pour continuer à promouvoir et à regrouper les efforts du projet Arduino. Un modèle similaire à d'autres organisations similaires telles que la Linux Foundation, la Raspberry Pi Foundation, la RISC-V Foundation, etc.

À partir de ce point, de nombreuses variantes Arduino ont été générées, avec différents facteurs de forme et divers microcontrôleurs, ainsi que de nombreux accessoires dont nous avons discuté dans ce blog:

• 28BYJ-28
• Gyroscope
• ACS712
• ESP8266
• etc

Informations détaillées sur Arduino UNO

Cette plaque Arduino UNO Il présente certaines caractéristiques qui le rendent unique et présente une série de différences par rapport aux autres cartes Arduino que nous allons mettre en évidence.

Caractéristiques techniques, schéma et brochage

El brochage et caractéristiques techniques de la carte Arduino UNO Rév3 Il est important de savoir comment l'utiliser correctement, sinon vous ne connaîtrez pas les limites et la manière correcte de connecter tous les composants électroniques à leurs broches et bus disponibles.

En commençant par ses caractéristiques, tu as:

• Microcontrôleur Atmel ATmega328 à 16 Mhz
• Mémoire SRAM intégrée: 2 Ko
• Mémoire EEPROM intégrée: 1 Ko
• Mémoire flash: 32 Ko, dont 0.5 Ko sont utilisés par le chargeur de démarrage, ils ne peuvent donc pas être utilisés à d'autres fins.
• Tension de fonctionnement de la puce: 5 v
• Tension d'alimentation recommandée: 7-12v (bien qu'elle prenne en charge 6 à 20v)
• Intensité du courant continu: 40 mA pour les E / S et 50 mA pour la broche 3.3 V.
• Broches d'E / S: 14 broches, dont 6 sont PWM.
• Broches analogiques: 6 broches
• Bouton de réinitialisation pour redémarrer l'exécution du programme chargé en mémoire.
• Puce d'interface USB.
• Horloge oscillateur pour les signaux qui ont besoin de rythme.
• LED d'alimentation sur PCB.
• Régulateur de tension intégré.
• Prix ​​environ 20 €.

En ce qui concerne broches et connexions disponible sur l'assiette Arduino UNO:

• Barrel Jack ou DC Power Jack: est le connecteur de la carte Arduino UNO pour pouvoir l'alimenter électriquement. La carte peut être alimentée par une prise appropriée et par un adaptateur pour fournir 5-20 volts. Si vous allez connecter un grand nombre d'éléments à la plaque, il est probable que vous deviez franchir la barrière 7v pour être suffisante.
• USB: le port USB est utilisé pour connecter la carte Arduino au PC, de cette façon vous pouvez la programmer ou en recevoir des données via le port série. Autrement dit, cela vous aidera essentiellement à charger vos croquis Arduino IDE dans la mémoire interne du microcontrôleur afin qu'il puisse l'exécuter. Il peut également remplir la fonction d'alimentation de la table de cuisson et des éléments qui y sont connectés.
• Broche VIN: vous trouverez également une broche VIN qui vous permet d'alimenter la carte Arduino UNO Utilisation d'une alimentation externe, si vous ne souhaitez pas utiliser l'USB ou la prise ci-dessus.
• 5V: fournit une tension de 5V. L'énergie qui l'atteindra provient de l'un des trois cas précédents par lesquels vous pouvez alimenter votre assiette.
• 3V3: cette broche vous permet d'alimenter 3.3v et jusqu'à 50mA à vos projets.
• GND: il dispose de 2 broches de masse, pour y relier la masse de vos projets électroniques.
• Réinitialiser: une broche à réinitialiser en envoyant un signal LOW à travers elle.
• Port série: Il a deux broches 0 (RX) et 1 (TX) pour recevoir et transmettre des données série TTL respectivement. Ils sont connectés au microcontrôleur sur leurs broches USB-TTL.
• Interruptions externes: 2 et 3, broches configurables pour déclencher des interruptions avec un front montant, descendant ou une valeur haute ou basse.
• SPI: le bus est sur les broches marquées 10 (SS), 11 (MISOI) et 13 (SCK) avec lesquelles vous pouvez communiquer à l'aide de la bibliothèque SPI.
• A0-A5: sont les broches analogiques.
• 0-13: ce sont les broches d'entrée ou de sortie numériques que vous pouvez configurer. Une petite LED intégrée est connectée à la broche 13 qui si cette broche est haute, elle s'allumera.
• TWI: les soutienscommunication TWI à l'aide de la bibliothèque Wire. Vous pouvez utiliser la broche A4 ou SDA et la broche A5 ou SCL.
• AREF: pinte de tension de référence pour les entrées analogiques.

Fiches techniques

Être un tableau open source, pas seulement vous trouverez la fiche technique comme dans le cas de nombreux autres produits électroniques. Vous pouvez également télécharger de nombreux autres documents et schémas électroniques qui vous aideront à comprendre le fonctionnement de ce tableau. Arduino UNO en interne et même construisez vous-même votre propre implémentation Arduino. Par exemple, vous avez à votre disposition les informations officielles suivantes:

• Fiche technique Microcontrôleur Atmel ATmega Arduino UNO Rev3, pour garder à l'esprit les tensions, courants et autres caractéristiques que vous devez prendre en compte pour son fonctionnement.
• Brochage ou mappage des broches.
• Fichiers EAGLE avec des schémas pour les fabricants.
• Schémas électroniques de la carte Arduino UNO.
• Dimensions du PCB.

Différences avec d'autres cartes Arduino

Arduino UNO Rév3 c'est l'assiette idéale pour tous ceux qui commencent d'utiliser ce type de plaques. En outre, il existe des kits de démarrage pour commencer avec tout ce dont vous avez besoin inclus. Ce kit comprend non seulement un grand nombre de composants électroniques pour débuter la pratique, mais aussi un manuel très détaillé pour vous aider à chaque étape.

Cependant, il y a autres versions ou formats de carte Arduino qui sont très utiles pour d'autres applications plus avancées ou pour mettre en œuvre un projet où la taille compte. le principales différences entre les plaques Ils sont principalement dans le type de microcontrôleur intégré, certains étant un peu plus puissants et avec plus de mémoire pour inclure des croquis ou des programmes beaucoup plus sophistiqués, et le nombre de broches disponibles. Mais si nous comparons les trois planches les plus vendues, les différences sont les suivantes:

• Arduino UNO Rév3: voir la section avec les caractéristiques techniques.
• Mega Arduino: le prix dépasse 30 €, avec des dimensions un peu plus grandes que la plaque UNO. En outre, il comprend un microcontrôleur ATmega2560 plus puissant qui fonctionne également à 16 MHz, mais dispose de 256 Ko de mémoire flash, 4 Ko d'EEPROM et 8 Ko de SRAM pour les programmes plus complexes. En outre, il a également plus de broches, avec 54 E / S numériques, 15 PWM et 16 analogiques.
• Micro Arduino: se distingue par sa petite taille, étant plus petite que l'UNO, bien que d'un prix similaire. Dans ce petit espace, il intègre un microcontrôleur ATmega32U4 plus petit, mais qui fonctionne également à 16Mhz. La mémoire est égale à celle de UNO, à l'exception de la SRAM, qui a 0.5 Ko de plus. Les broches ont également été augmentées malgré la petite taille, avec 20 numériques, 7 PWM et 12 analogiques. Une autre différence est qu'il utilise le micro-USB pour sa connexion au lieu de l'USB. Étant si petit, il n'est pas compatible avec les boucliers ou les boucliers comme les deux précédents ...

Arduino IDE et programmation

Pour programmer Arduino, dans n'importe laquelle de ses versions, vous disposez de l'IDE ou de l'environnement de développement appelé IDE Arduino. Il est compatible avec macOS, Windows et Linux. C'est une suite gratuite et open source que vous pouvez télécharger à partir de ce lien. Avec lui, vous pouvez créer les codes pour programmer la puce du microcontrôleur sur la carte et ainsi faire fonctionner vos projets.

La plate-forme est prise en charge par un langage de programmation Arduino basé sur le langage de programmation de haut niveau En cours, qui à son tour est similaire au célèbre C ++. C'est pourquoi ils auront une syntaxe et une manière d'agir similaires.

Vous pouvez en savoir plus sur comment utiliser Arduino IDE avec les articles de ce blog expliquant comment intégrer chaque composant ou module électronique à la carte, ou télécharger directement le cours de programmation IDE Arduino en PDF gratuitement. Avec lui, vous apprendrez la syntaxe et le langage de programmation pour démarrer vos projets ...