Какво е Arduino? Arduino Uno с един поглед

Arduino Uno Е почти перфектна платка за контролер за начинаещи. Този малък, но богат на функции компютър е способен да контролира почти всяко устройство.

Процесът му на програмиране е прост и изисква изучаване само на малък брой правила. Като помощ се предлага богата документация и много библиотеки за поддръжка на различни компоненти (модули).

Arduino е отворена физическа изчислителна платформа. Отворен хардуер [англ. Open Hardware] е инициатива, която предоставя отворен достъп до техническата информация за хардуера с цел репликация или подобряване на нейната производителност.

Благодарение на това ще намерите няколко проекта, базирани на тази платформа, които да ви помогнат да изградите своите устройства. Потребителите на Arduino често се срещат в клубове, наречени Hackerspaces, налични във всеки по-голям град.

Hackerspace е клуб-работилница, където ентусиастите могат да правят това, което обичат. Поради тази популярност в интернет ще намерите много хора, които са готови да предоставят цялата възможна помощ при изучаването и овладяването на Arduino.

Външен вид на Arduino UNO

Платката на контролера Arduino UNO е проста. От лявата страна има USB конектор, който свързва Arduino с компютъра.

По краищата на дъската, отгоре и отдолу, има ред черни контакти, наречени щифтове. "Pin"]. Те са проектирани по такъв начин, че е лесно да се свържат проводници към тях, без да се използва поялник.

Към тези щифтове са свързани различни устройства и сензори, които взаимодействат с Arduino. Също така, тези съединители ви позволяват да инсталирате допълнителни модули (разширителни платки) на платката на контролера, които увеличават възможностите на Arduino. Тези модули се наричат Shield [англ. "Щит"].

Arduino UNO pinout

Основните елементи на диаграмата са маркирани в синьо. Допълнителни, по-малко важни елементи са обозначени в зелено. Захранващите щифтове с различни напрежения са маркирани в червено. GND [минус] щифтове са маркирани в черно.

USB конектор

USB конекторът се използва за свързване на Arduino към компютър. Чрез този конектор в микроконтролера Arduino се зарежда програма (скица). Този конектор служи и за комуникация с компютърна програма.

В процеса на "комуникация" между Arduino и компютъра светодиодите мигат:

LED_TX - при прехвърляне на данни на компютър
LED_RX - при получаване на данни от компютър

Конектор POWER

Конекторът POWER се използва за свързване на захранването. Външно захранване обикновено се използва, когато Arduino трябва да работи без компютър. Напрежението на захранването трябва да бъде между 7 и 12 V. По подразбиране Arduino може да се захранва от компютър чрез USB конектора (5V).

Индикатор "ON"

Този индикатор свети, когато Arduino е свързан и работи.

Бутон за рестартиране

След натискане на бутона "RESET", вашата програма в Arduino се рестартира.

Захранващи щифтове - "POWER"

Захранващите щифтове са разположени от лявата страна на долния ръб на дъската. Те са проектирани да осигурят необходимото напрежение за проекта. Имате избор между 3.3V и 5V. "GND" (маса) е обозначението на втория полюс на захранващото устройство, наричано популярно "минус". ПИН "VIN" е напрежението от адаптера (захранване).

RESET щифт

ПИНът "RESET" напълно изпълнява същата функция като бутона "RESET". Ако този щифт е свързан към земята (GND) за известно време, тогава програмата в Arduino стартира отново.

Заключение "IOREF"

ПИН "IOREF" ви позволява да адаптирате разширителните платки и Arduino по напрежение.

"Цифров" - Цифров изход

Този тип щифтове е означен като „Цифров“ на фигурата. Намира се на горния ръб на дъската. Номерирани от 0 до 13. Всеки от тях може да бъде програмиран да действа като вход или изход.

Те се характеризират с факта, че 0V (log.0) или 5V (log.1) присъства като изходен сигнал. Две нива на напрежение около 0V и напрежение между 2,5 и 5V също се приемат като вход. Те управляват устройства в стил включване/изключване, например за управление на светлините в къщата.

"Analog" - Аналогов изход

Те са отбелязани като „Аналогови“ на фигурата. Номерирани от 0 до 5. Обслужва само функцията за въвеждане. Те могат да измерват напрежение от 0 до 5V. Аналоговите входове имат 10 битова резолюция.

Той разпознава 1024 нива на напрежение, което дава точност от приблизително 0,005 V. Точността може да се подобри чрез намаляване на диапазона на софтуерното референтно напрежение от 0 до 1,1 V. С помощта на щифта "AREF" можете да свържете външен източник на референтно напрежение (референтно напрежение), което не надвишава 5V.

В случай, че цифровите щифтове не са ви достатъчни, можете също да използвате аналогови щифтове като цифрови щифтове. В тази роля те са обозначени от A0 до A5.

LED "L"

Arduino има вграден светодиод с надпис "L". Може да се включва и изключва с помощта на програмата. В Arduino UNO индикаторът е свързан към цифров щифт номер 13.

"PWM" (PWM) изход

Някои от цифровите щифтове имат допълнителна функция, наречена ШИМ. Тази функция ви позволява да регулирате мощността, която се подава към светодиодите и двигателите. Благодарение на PWM можете програмно да регулирате оборотите на двигателя или яркостта на светодиодите.

"INT" - изход за прекъсване

Двата цифрови щифта имат допълнителна функция INT. Те са отговорни за прекъсванията. Прекъсването е необходимо, за да може контролерът да спре изпълнението на текущата част от програмния код и незабавно да изпълни парче код, специално подготвено от вас.

ПИН "INT" се използва заедно с устройство, чийто сигнал трябва да бъде обработен незабавно.

„Сериен“ - RS232 TTL

Основният сериен интерфейс е "Serial". Ще намерите контактите му в групата цифрови щифтове с номера 0 и 1. Те са означени с „RX“ (въвеждане на данни) и „TX“ (извеждане на данни). Този интерфейс работи в стандарта RS-232 TTL. Позволява последователно предаване на данни, асинхронно с до 115200 бода. Същият интерфейс се използва за комуникация с компютър чрез USB.

Друг сериен интерфейс е „I2C“, наричан още „TWI“. Това е серийна синхронна шина с тактова честота 100 или 400 kHz. Изходът му се намира в левия край на цифровите конектори. Те са етикетирани "SCL" (сериен часовник) и "SDA" (серийни данни). Това позволява до 127 устройства да бъдат свързани към едни и същи щифтове.

SPI е бърза синхронна серийна шина. В Arduino UNO неговият таймер може да работи на честота до 8 MHz. Щифтовете на шината са означени с SCK (сериен часовник), MOSI (Master Out Slave In), MISO (Master In Slave Out) и са разположени в 6-пинов ICSP конектор от дясната страна на платката.

В Arduino UNO тези сигнали се използват заедно с цифрови щифтове, номерирани от 10 до 13. Има и допълнителен сигнал "SS" за избор на устройство в шината.

Бордът Arduino UNO ще ви достави много забавление, изучавайки тайните на електрониката и програмирането. Успех с вашите експерименти и изобретения.