Arduino UNO: analisi della piastra hardware libre accuratamente

Bus Arduino I2C

Da quando è stato lanciato sul mercato il piatto Arduino UNO, molto si è evoluto questa scheda con l'output delle sue ultime revisioni. Inoltre, i suoi stessi creatori si sono affrettati a creare altri piatti simili in diversi formati per coprire più esigenze di quelle inizialmente coperte dall'ONU. Anche molti altri hanno osato creare le proprie schede clone o compatibili, anche se non con lo stesso successo.

Già prima della comparsa di Arduino c'erano altri progetti simili, come le famose schede Parallax con microcontrollori Microchip PIC che potevano essere programmate molto facilmente utilizzando linguaggi come PBASIC tra gli altri. Un esempio di questo è il Basic Stamp 2 di Parallax. Ma il fatto di non esserlo hardware libre Ciò significava che non avevano le stesse radici nel mercato del progetto Arduino. Il piatto italiano è stato davvero una rivoluzione in questo senso.

Che cosa è Arduino UNO Rev3?

Logo Arduino

Arduino UNO Rev3 è l'ultima revisione che esiste al momento di questo piatto. È una piccola scheda elettronica con un microcontrollore programmabile sul suo PCB. Oltre a detto chip, include anche una serie di pin come input e output che possono essere utilizzati programmando il chip per fare cose diverse. In questo modo, i progetti elettronici possono essere creati molto facilmente.

Questo piatto deriva dal progetto arduino, un progetto italiano avviato nel 2005 incentrato sullo sviluppo di software e hardware aperti principalmente per gli studenti. I primi progetti furono diretti per un istituto ad Ivrea, in Italia. A quel tempo gli studenti di questo centro educativo usavano i famosi BASIC Stamp che ho già menzionato sopra. Questi avevano un costo considerevole e non erano così aperti.

Prima di tutto, Hernando Barragán aveva creato una piattaforma di sviluppo chiamata Wiring, un progetto ispirato al famoso Elaborazione del linguaggio di programmazione. Con questo come base, sono andati a lavorare per sviluppare strumenti semplici e a basso costo per gli studenti. Così hanno iniziato a creare una scheda hardware con un PCB e un semplice microcontrollore, oltre a creare un IDE (Integrated Development Environment).

Poiché Wiring utilizzava già una scheda con un microcontrollore ATmega168, i seguenti sviluppi hanno seguito lo stesso orientamento. Aggiungerebbero Massimo Banzi e David Mellis supporta ATmega8 per Wiring, che era persino più economica della versione 168. E così nasce il primo germe di ciò che è oggi Arduino UNO. Il progetto Wiring viene quindi rinominato Arduino.

Il nome del famoso progetto ha avuto origine in un bar di Ivrea, dove si sono incontrati i fondatori del progetto. Il bar si chiamava Bar di Re Arduino, che a sua volta prendeva il nome da Arduino di Ivrea, re d'Italia fino al 1014.

Dato il potenziale di queste lastre, è stato aggiunto più supporto dalla comunità per andare avanti e creare più lastre. Inoltre, i fornitori di componenti elettronici e produttori iniziarono a progettare prodotti specifici compatibile con Arduino. Come nel caso di Adafruit Industries. Da qui sono nati numerosi scudi e moduli aggiuntivi per queste placche.

Di fronte al travolgente successo, è stato anche generato la Fondazione Arduino, per continuare a promuovere e raggruppare gli sforzi del progetto Arduino. Un modello simile a quello di altre organizzazioni simili come Linux Foundation, Raspberry Pi Foundation, RISC-V Foundation, ecc.

A questo punto, sono state generate molte varianti di Arduino, con diversi fattori di forma e diversi microcontrollori, nonché molti accessori di cui abbiamo discusso in questo blog:

Informazioni dettagliate di Arduino UNO

Questa piastra Arduino UNO Ha alcune caratteristiche che lo rendono unico, e presenta una serie di differenze rispetto ad altre schede Arduino che andremo a evidenziare.

Caratteristiche tecniche, schema e pinout

Pinout di Arduino

El pinout e caratteristiche tecniche della scheda Arduino UNO Ap3 È importante sapere come usarlo correttamente, altrimenti non conoscerai i limiti e il modo corretto di collegare tutti i componenti elettronici ai loro pin e bus disponibili.

Iniziando prima con le sue CARATTERISTICHE, avete:

  • Microcontrollore Atmel ATmega328 a 16 Mhz
  • Memoria SRAM integrata: 2 KB
  • Memoria EEPROM integrata: 1 KB
  • Memoria Flash: 32 KB, di cui 0.5 KB sono utilizzati dal bootloader, quindi non possono essere utilizzati per altri scopi.
  • Tensione di lavoro del chip: 5v
  • Tensione di alimentazione consigliata: 7-12 v (sebbene supporti da 6 a 20 v)
  • Intensità di corrente continua: 40 mA per I / O e 50 mA per il pin da 3.3 V.
  • Pin I / O: 14 pin, di cui 6 %PWM.
  • Pin analogici: 6 pin
  • Pulsante Reset per riavviare l'esecuzione del programma caricato in memoria.
  • Chip di interfaccia USB.
  • Orologio oscillatore per segnali che necessitano di ritmo.
  • LED di alimentazione su PCB.
  • Regolatore di tensione integrato.
  • Prezzo circa 20 €.

Quanto a perni e connessioni disponibile sul piatto Arduino UNO:

  • Jack a barilotto o jack di alimentazione CC: è il connettore della scheda Arduino UNO per poterlo alimentare elettricamente. La scheda può essere alimentata da un apposito jack e da un adattatore per fornire 5-20 volt. Se hai intenzione di collegare un numero elevato di elementi alla piastra, è probabile che dovrai superare la barriera 7v per essere sufficiente.
  • USB: la porta USB serve per collegare la scheda Arduino al PC, in questo modo è possibile programmarla o ricevere dati da essa tramite la porta seriale. Cioè, fondamentalmente ti aiuterà a caricare i tuoi schizzi IDE Arduino nella memoria interna del microcontrollore in modo che possa eseguirlo. Può anche svolgere la funzione di alimentazione per il piano cottura e gli elementi ad esso collegati.
  • Pin VIN: troverai anche un pin VIN che ti permette di alimentare la scheda Arduino UNO utilizzando un alimentatore esterno, se non si desidera utilizzare l'USB o il jack sopra.
  • 5V: fornisce una tensione di 5V. L'energia che raggiungerà proviene da uno dei tre casi precedenti con cui puoi alimentare il tuo piatto.
  • 3V3: questo pin ti consente di alimentare 3.3 V e fino a 50 mA ai tuoi progetti.
  • GND: ha 2 pin di terra, per collegare a loro la terra dei tuoi progetti elettronici.
  • Reset: un pin da ripristinare inviando un segnale LOW attraverso di esso.
  • Porta seriale: Ha due pin 0 (RX) e 1 (TX) per ricevere e trasmettere rispettivamente i dati seriali TTL. Sono collegati al microcontrollore sui pin da USB a TTL.
  • Interruzioni esterne: 2 e 3, pin che possono essere configurati per attivare interrupt con un fronte di salita, di discesa o un valore alto o basso.
  • SPI: il bus si trova sui pin contrassegnati con 10 (SS), 11 (MISOI) e 13 (SCK) con i quali è possibile comunicare utilizzando la libreria SPI.
  • A0-A5: sono i pin analogici.
  • 0-13: questi sono i pin di input o output digitali che puoi configurare. Un piccolo LED integrato è collegato al pin 13 che se questo pin è alto si accenderà.
  • TWI: supporticomunicazione TWI utilizzando la libreria Wire. È possibile utilizzare il pin A4 o SDA e il pin A5 o SCL.
  • AREF: pinta di tensione di riferimento per ingressi analogici.

Datasheets

Essere una tavola open source, non solo troverai la scheda tecnica come nel caso di molti altri prodotti elettronici. Puoi anche scaricare molti altri documenti e diagrammi elettronici che ti aiuteranno a capire come funziona questa scheda. Arduino UNO internamente e crea anche tu stesso la tua implementazione Arduino. Ad esempio, hai a tua disposizione le seguenti informazioni ufficiali:

Differenze con altre schede Arduino

Schede Arduino

Arduino UNO Ap3 è il piatto ideale per tutti quelli che iniziano utilizzare questo tipo di piastre. Cosa c'è di più, ci sono starter kit per iniziare con tutto ciò di cui hai bisogno incluso. Questo kit non include solo un gran numero di componenti elettronici per iniziare a fare pratica, ma anche un manuale molto dettagliato per aiutarti in ogni fase.

Tuttavia, ci sono altre versioni o formati della scheda Arduino che sono molto utili per altre applicazioni più avanzate o per implementare un progetto dove le dimensioni contano. Il principali differenze tra i piatti Sono principalmente nel tipo di microcontrollore integrato, alcuni sono un po 'più potenti e con più memoria per includere schizzi o programmi molto più sofisticati e il numero di pin disponibili. Ma se confrontiamo le tre schede più vendute, le differenze sono le seguenti:

  • Arduino UNO Ap3: vedere la sezione con le caratteristiche tecniche.
  • Arduino Mega: il prezzo sale sopra i 30 €, con dimensioni leggermente superiori alla piastra UNO. Inoltre, include un microcontrollore ATmega2560 più potente che funziona anche a 16 Mhz, ma ha 256 KB di memoria flash, 4KB di EEPROM e 8 KB di SRAM per programmi più complessi. Inoltre, ha anche più pin, con 54 I / O digitali, 15 PWM e 16 analogici.
  • microarduino: si distingue per le sue dimensioni ridotte, essendo più piccola dell'UNO, anche se di prezzo simile. In questo piccolo spazio, integra un microcontrollore ATmega32U4 più piccolo, ma che funziona anche a 16Mhz. La memoria è uguale a quella di UNO, ad eccezione della SRAM, che ha 0.5KB in più. Anche i pin sono stati aumentati nonostante le dimensioni ridotte, con 20 digitali, 7 PWM e 12 analogici. Un'altra differenza è che utilizza micro-USB per la sua connessione anziché USB. Essendo così piccolo non è compatibile con scudi o scudi come i due precedenti ...

IDE e programmazione di Arduino

Screenshot dell'IDE di Arduino

Per programmare Arduino, in una qualsiasi delle sue versioni, hai a disposizione l'IDE o l'ambiente di sviluppo chiamato Arduino IDE. È compatibile con macOS, Windows e Linux. È una suite gratuita e open source che puoi scarica da questo link. Con esso puoi creare i codici per programmare il chip del microcontrollore sulla scheda e quindi far funzionare i tuoi progetti.

La piattaforma è supportata da un linguaggio di programmazione Arduino basato sul linguaggio di programmazione di alto livello Processando, che a sua volta è simile al noto C ++. Ecco perché avranno una sintassi e un modo di agire simili.

Puoi saperne di più come usare l'IDE di Arduino con gli articoli di questo blog che spiegano come integrare ogni componente o modulo elettronico con la scheda, oppure scaricare direttamente il corso di programmazione IDE Arduino in PDF gratuito. Con esso imparerai la sintassi e il linguaggio di programmazione per iniziare con i tuoi progetti ...


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