Що таке Arduino Короткий огляд Arduino Uno, Куточок радіоаматора

Arduino Uno - це майже ідеальна плата контролера для початківців. Це невеликий, але багатофункціональний комп'ютер здатний контролювати практично будь-який пристрій.

Процес програмування його нескладний і вимагає вивчення невеликої кількості правил. Як допомога надається багата документація та безліч бібліотек для підтримки різних компонентів (модулів).

Arduino – відкрита фізична обчислювальна платформа. Відкрите апаратне забезпечення [англ. Open Hardware] - це ініціатива, що надає відкритий доступ до технічної інформації обладнання з метою повторення або покращення його характеристик.

Завдяки цьому ви знайдете кілька проектів, що базуються на цій платформі, які допоможуть вам у створенні ваших пристроїв. Користувачі Arduino часто зустрічаються в клубах, які називаються Hackerspace, доступними в кожному великому місті.

Хакерспейс (Hackerspace) - майстерня-клуб, де ентузіасти можуть займатися улюбленою справою. Завдяки цій популярності, в інтернеті ви знайдете багато людей, які готові надати посильну допомогу в навчанні та освоєнні Arduino.

Arduino UNO Зовнішній вигляд

Плата контролера Arduino UNO проста. Зліва є USB роз'єм, який з'єднує Arduino з комп'ютером.

По краях плати згори і знизу розташовано ряд контактів чорного кольору, звані пінами [англ. "Pin"]. Вони сконструйовані таким чином, що до них легко підключити дроти, не використовуючи при цьому паяльник.

Саме до цих контактів підключаються різні пристрої та датчики, які взаємодіють із Arduino. Також ці роз'єми дозволяють встановити на плату контролерадодаткові модулі (плати розширення), що збільшують можливості Arduino. Ці модулі називаються Шилд [англ. "Shield"].

Розпинка Arduino UNO

Основні елементи на схемі позначені синім кольором. Додаткові менш важливі елементи позначені зеленим кольором. Виводи живлення з різною напругою відмічені червоним кольором. Висновки GND [мінус] позначені чорним кольором.

Роз'єм «USB»

Роз'єм USB використовується для підключення Arduino до комп'ютера. Через цей роз'єм завантажується програма (скетч) у мікроконтролер Ардуїно. Цей роз'єм також слугує для зв'язку з комп'ютерною програмою.

В процесі спілкування Arduino з комп'ютером блимають світлодіоди:

LED_TX — під час передачі даних на комп'ютер
LED_RX – при отриманні даних від комп'ютера

Роз'єм POWER

Роз'єм POWER служить для підключення блока живлення. Зовнішнє джерело живлення зазвичай використовується тоді, коли Arduino має працювати без комп'ютера. Напруга живлення повинна перебувати в межах від 7 до 12 В. За замовчуванням Arduino може живитися від комп'ютера через роз'єм USB (5В).

Індикатор "ON"

Цей індикатор світиться, коли Arduino підключений і працює.

Кнопка «RESET»

Після натискання кнопки RESET ваша програма в Arduino запускається заново.

Висновки харчування – «POWER»

Контакти живлення розташовані зліва нижнього краю плати. Вони призначені для забезпечення необхідної напруги для проекту. На вибір у вас є напруга 3,3 і 5В. "GND" (маса) - це позначення другого полюса харчування, в народі званий "мінус". Висновок VIN – це напруга з адаптера (блоку живлення).

Висновок «RESET»

Висновок «RESET» повністю виконує ту ж функцію, що йкнопка "RESET". Якщо на цей висновок з'єднати на деякий час до землі (GND), то програма Arduino запускається заново.

Висновок «IOREF»

Висновок «IOREF» дозволяє адаптувати плати розширення та Arduino за напругою.

"Digital" - Цифровий висновок

Даний тип висновків зазначений малюнку як «Digital». Знаходяться на верхній кромці плати. Пронумеровано від 0 до 13. Кожен із них можна запрограмувати так, щоб він виконував роль входу або виходу.

Характеризуються вони тим, що як вихідний сигнал є 0В (лог.0) або 5В (лог.1). Як вход приймають також два рівні напруги близько 0В і напруга між 2,5 і 5В. Вони керують пристроями в стилі увімк./викл, наприклад, для керування світлом у будинку.

«Analog» – Аналоговий висновок

Вони позначені малюнку як «Analog». Пронумеровано від 0 до 5. Виконують лише функцію входу. Можуть вимірювати напругу від 0 до 5В. Аналогові входи мають роздільну здатність 10 біт.

Розпізнають 1024 рівня напруги, що дає точність приблизно 0,005 В. Точність можна підвищити, зменшуючи програмно діапазон опорної напруги від 0 до 1,1В. За допомогою виводу «AREF» можна підключити зовнішнє джерело опорної напруги (ІОН), що не перевищує 5В.

Якщо вам не вистачає цифрових висновків, то ви також можете використовувати аналогові висновки як цифрові. У цій ролі вони мають позначення від A0 до A5.

Світлодіод «L»

Arduino має вбудований світлодіод, позначений як «L». Його можна вмикати та вимикати за допомогою програми. У Arduino UNO індикатор підключено до цифрового контакту номер 13.

«PWM» (ШІМ) висновок

Частина цифрових пінів має додаткову функцію, позначену як ШІМ. Ця функція дозволяє регулювати потужність, якаподається на світлодіоди та електродвигуни. Завдяки ШІМ можна програмно регулювати швидкість обертання двигуна або яскравість свічення світлодіодів.

«INT» – висновок переривань

Два цифрові піна мають додаткову функцію INT. Вони відповідають за переривання. Переривання необхідно, щоб контролер зупинив виконання поточної частини коду програми та одразу виконав спеціально підготовлений вами шматок коду.

"INT" висновок використовується спільно з пристроєм, сигнал якого повинні бути оброблені негайно.

"Serial" - RS232 TTL

Основний послідовний інтерфейс - "Serial". Його контакти ви знайдете в групі цифрових пінів з номерами 0 і 1. Вони позначені як RX (вхід даних) і ТХ (виведення даних). Цей інтерфейс працює у стандарті RS-232 TTL. Дозволяє послідовно передавати дані, асинхронно зі швидкістю до 115200 бод. Цей інтерфейс використовується для зв'язку з комп'ютером через USB.

Інший послідовний інтерфейс - "I2C", також називається "TWI". Це послідовна синхронна шина із тактовою частотою 100 або 400 кГц. Його вихід розташований на лівому кінці цифрових контактних гнізд. Вони позначені як SCL (Serial Clock) і SDA (Serial Data). Це дозволяє підключати до тих самих висновків до 127 пристроїв.

"SPI" - це швидка синхронна послідовна шина. У Arduino UNO її таймер може працювати з частотою до 8 МГц. Виводи шини мають маркування "SCK" (Serial Clock), "MOSI" (Master Out Slave In), "MISO" (Master In Slave Out) і розташовані в 6-контактному роз'ємі "ICSP" з правого боку плати.

У Arduino UNO ці сигнали використовуються разом із цифровими висновками, пронумерованими від 10 до 13. Тут же є додатковий сигнал «SS» для вибору пристрою в шині.

Плата Arduino UNOпринесе вам багато задоволення від знайомства з таємницями електроніки та програмування. Удачі у ваших експериментах та винаходах.