Arduino mega 2560

Платы расширения

В магазинах, специализирующихся на робототехнике и микроконтроллерах, можно встретить слово «шилд». Это специальная плата, которая напоминает Arduino Uno. Совпадает она с ней не только по форме, но и по количеству выводов.

Шилд устанавливается в клеммные колодки, при этом часть их них задействуется под функции шилда, а другая часть остаётся свободной для использования в проекте. В результате вы можете получить такой себе многоэтажный «бутерброд» из плат, которые реализуют множество функций.

Одним из самых популярных является Arduino Ethernet Shield. Он нужен для связи с Ардуино по обычному сетевому кабелю, витой паре. На нём расположен разъём rj45.

С подобным шилдом можно управлять вашим микроконтроллером по сети через веб-интерфейс, а также считывать параметры с датчиков, не отрываясь от компьютера. Существуют проекты с использованием такого комплекта в домашнем облачном хранилище, с ограничением по скорости, всё-таки Атмега328 слабовата для таких задач, и для этого лучше подойдут одноплатные компьютеры типа Raspberry pi.

Питание Arduino Mega 2560

Arduino Mega может получать питание от USB-порта или внешнего источника. Источник питания выбирается автоматически.

Внешнее питание (не по USB) может подаваться от блока питания или батареи. Блок питания подключается к 2.1 мм разъему на плате, который имеет центральный плюсовой вывод. Батарейное питание можно подключать к выводам GND и VIN разъема питания POWER.

Плата может работать от внешнего источника напряжения в диапазоне от 6 до 20 вольт. При напряжении источника питания менее 7 В, на 5 вольтовом выводе может быть меньше 5 В и плата может работать нестабильно. Если напряжение внешнего источника превышает 12 В, регулятор напряжения может перегреться и вывести плату из строя. Рекомендованный диапазон напряжения питания 7-12 вольт.

Пины питания

• VIN: Напряжение от внешнего источника питания (не связано с 5 В от USB или другим стабилизированным напряжением). Через этот вывод можно как подавать внешнее питание, так и потреблять ток, когда устройство запитано от внешнего адаптера.
• 5V: На вывод поступает напряжение 5 В от стабилизатора напряжения на плате, независимости от того, как запитано устройство: от адаптера (7–12 В), от USB (5 В) или через вывод VIN (7–12 В). Cтабилизатор обеспечивает питание микроконтроллера ATmega2560. Питать устройство через вывод 5V не рекомендуется — в этом случае не используется стабилизатор напряжения, что может привести к выходу платы из строя.
• 3.3V: 3,3 В от стабилизатора напряжения платы. Максимальный ток — 50 мА.
• GND: Выводы земли.
• IOREF: Этот вывод предоставляет платам расширения информацию о рабочем напряжении микроконтроллера. В зависимости от напряжения на нём, плата расширения может переключиться на соответствующий источник питания либо задействовать преобразователи уровней, что позволит ей работать как с 5 В, так и с 3,3 В устройствами.

Чип Atmega2560

Atmega2560 – это очень мощный чип. В распоряжении разработчика целых 256 кб Flash (в ардуино 8 кб занимает загрузчик), 8 кб SRAM и 1 кб EEPROM. Работает ардуино с таким сердцем на частоте 16 мГц, впрочем, как и младшие платы – UNO и многие другие.

Питание платы может осуществляться как от круглого разъёма питания 2.1 мм с плюсом по центру, так и от USB порта, источник выбирается автоматически.

Стоит отметить, что при напряжении питания 7-20 вольт, плата работает отлично, а при меньшем, например, 5 вольт, могут возникнуть ситуации с нестабильной работой. Примите это к сведению.

Распиновка процессора

Ниже диаграмма распиновка чипа, для увеличения — нажмите на изображение:

В качестве источника годятся, как сетевые AC/DC преобразователи, такие как для светодиодной ленты (12 В), например, отлично подойдут, так и батареи аккумуляторов или одна ячейка Li-ion аккумулятора с повышающим преобразователем до нужных значений напряжения.

Что такое Arduino?

Ардуино (Arduino) — специальный инструмент, позволяющий проектировать электронные устройства, имеющие более тесное взаимодействие с физической средой в сравнении с теми же ПК, фактически не выходящими за пределы виртуальной реальности.

В основе платформы лежит открытый код, а само устройство построено на печатной плате с «вшитым» в ней программным обеспечением.

Другими словами, Ардуино — небольшое устройство, обеспечивающее управление различными датчиками, системами освещения, принятия и передачи данных.

В состав Arduino входит микроконтроллер, представляющий собой собранный на одной схеме микропроцессор. Его особенность — способность выполнять простые задачи. В зависимости от модели устройство Ардуино может комплектоваться микроконтроллерами различных типов.

Существует несколько моделей плат, самые распространённые из них – UNO, Mega 2560 R3.

Не менее важная особенность печатной платы заключается в наличии 22 выводов, которые расположены по периметру изделия. Они бывают аналоговыми и цифровыми.

Особенность последних заключается в управлении с помощью только двух параметров — логической единицы или нуля. Что касается аналогового вывода, между 1 и 0 имеется много мелких участков.

Сегодня Arduino используется при создании электронных систем, способных принимать информацию с различных датчиков (цифровых и аналоговых).

Устройства на Ардуино могут работать в комплексе с ПО на компьютере или самостоятельно.

Что касается плат, их можно собрать своими руками или же приобрести готовое изделие. Программирование Arduino производится на языке Wiring.

ЧИТАЙТЕ ПО ТЕМЕ : Умный дом Xiaomi Smart Home, обзор, комплектация, подключение и настройка своими руками, сценарии.

Плата Arduino Micro

Arduino Micro представляет собой устройство, основа которого построена на микроконтроллере ATmega 32u4, имеющем встроенный USB-контроллер. Это решение упрощает подключение платы к компьютеру, так как в системе устройство будет определяться как обычная клавиатура, мышь либо COM-порт. Состав устройства следующий:

• количество входов/выходов – 20 (имеется возможность 7 из них использовать как ШИМ-выходы, а 12 – в роли входов аналогового типа); резонатор кварцевый, настроенный на 16 МГц;
• micro-USB-разъём;
• ICSP-разъём, предназначенный для проведения внутреннего программирования;
• кнопка для сброса.

Все цифровые выводы изделия могут работать в качестве как входов, так и выходов благодаря наличию функций digital Read, pin Mode, digital Write. Напряжение на выводах составляет 5 вольт. Максимальная величина потребляемого или отдаваемого тока с одного вывода составляет 40 мА. Выводы сопрягаются с внутренними резисторами, которые по умолчанию находятся в отключенном состоянии. Они имеют номиналы в 20 кОм – 50 кОм. Отдельные выводы arduino micro, кроме основных, способны выполнять и ряд дополнительных функций:

1. В последовательном интерфейсе выводы №0 (RX), №1 (TX) применяются для приёма (RX), а также передачи (TX) необходимых данных через встроенный аппаратный приёмопередатчик. Функция актуальна для arduino micro класса Serial. В других случаях связь осуществляется через соединение USB (CDC).
2. Интерфейс TWI включает выводы микроконтроллера №2 (SDA) и №3 (SCL). Позволяют использовать данные библиотеки Wire.
3. Выводы под номерами 0, 1, 2, 3 могут быть использованы в роли источников возникающих прерываний. К таковым относятся низкий уровень сигнала; прерывания по фронту, по спаду, при изменении уровня сигнала.
4. Выводы под номерами 3, 5, 6, 9, 10, 11,13 при использовании функции analog Write способны выводить аналоговый ШИМ-сигнал в 8 бит.
5. К SPI-интерфейсу относятся выводы на разъёме ICSP. Они не соединяются с цифровыми выводами на плате.
6. Дополнительный вывод RX LED/SS, который соединён со светодиодом. Последний индицирует процесс по передаче данных с использованием USB. Этот вывод может быть использован при работе с интерфейсом SPI для вывода SS.
7. Вывод №13 – светодиод, который включается при отправке данных HIGH и выключается при значениях LOW.
8. Выводы A0 – A5 (отмечены на плате) и A6 – A11 (соответствуют цифровым выводам за номерами 4, 6, 8, 9, 10,12) являются аналоговыми.
9. Вывод AREF позволяет изменять верхнее значение аналогового напряжения на вышеуказанных выводах. При этом используется функция analog Reference.
10. С помощью вывода Reset формируется низкий уровень (LOW) и происходит перезагрузка микроконтроллера (кнопка сброса).

Подключение платы

При покупке официальной версии платформы, подключение Arduino MEGA к компьютеру происходит автоматически. При использовании китайских аналогов или других arduino-совместимых платформ, во время подключения следует учесть несколько важных моментов.

Подключение официальной платы

1. Скачивание и установка Arduino IDE

При использовании русскоязычной версии Windows, программа автоматически установит по умолчанию русский язык.

В открывшемся окне следует нажать на кнопку «JUST DOWNLOAD«.

2. Первый запуск среды разработки

После того, как вы загрузили и установили среду разработки, вам необходимо подключить Arduino MEGA в любой свободный порт компьютера и осуществить базовую настройку платы.

После того, как вы подключили вашу плату к компьютеру, Windows сообщит об обнаружении нового устройства и автоматически выполнит установку всех необходимых драйверов для работы с ней. После появления сообщения «Устройство установлено и готово к использованию», переходим к настройке программы.

3. Настройка подключения платы

В верхнем меню программы размещен список пунктов. Вам необходим пункт Инструменты Плата. В этом окне вам необходимо выбрать, какая плата была подключена к вашему компьютеру. Выбираем «Arduino/Genuino MEGA or Mega 2560» .

Инструменты Плата Arduino/Genuino MEGA or Mega 2560

После выбора нужной платы, нам необходимо выбрать порт. Переходим ко вкладке Инструменты Порт.

Если плата подключена к компьютеру корректно, у вас отобразятся все занятые на текущий момент COM-порты. Выбираем любой из доступных и проверяем, угадали-ли мы с портом.

4. Проверка работоспособности платы

Самый простой способ проверить, работает-ли ваша ардуино на том порту, который вы выбрали — это попробовать залить в нее тестовый скетч (прошивку).

Из верхнего меню открываем: Файл Примеры 01.Basics Blink

В новом окне Windpws у вас откроется код программы, которая мигает светодиодом. Теперь необходимо загрузить ее в плату, нажав на кнопку «загрузка».

В панели работы со скетчами — вторая кнопка:

Внизу программы (в черном окне) показывается процесс загрузки прошивок в плату. Если все прошло нормально, вы увидите сообщение «загрузка успешно завершена».

1. Скачивание и установка Arduino IDE

При использовании русскоязычной версии Windows, программа автоматически выставит в интерфейсе русский язык.

В открывшемся окне следует нажать на кнопку «JUST DOWNLOAD«.

2. Первый запуск среды разработки

После того, как вы скачаете и установите Arduino IDE, вам необходимо подключить Arduino MEGA в любой свободный порт компьютера и осуществить первичную настройку.

После того, как вы плата подключится к компьютеру, Windows сообщит об обнаружении нового устройства.

Скорее всего ваша Ардуино имеет встроенный китайский программатор CH340G, драйверы для которого Windows найти не удасться.

Если ваша Arduino MEGA — Китай на базе программатора CH340G, придется самостоятельно доустановить необходимые драйверы. Об этом система оповестит вас сообщением «Программное обеспечение для устройства не было установлено».

Если все произошло именно так, как мы описали выше, приступаем к установке драйверов по этой инструкции:

После того, как вы увидите сообщение «Устройство установлено и готово к использованию», переходите к настройке программы.

3. Настройка подключения платы

Вверху программы размещен список различных пунктов меню. Вам необходима вкладка Инструменты Плата. В этом окне вам необходимо выбрать, какая плата была подключена к вашему компьютеру. Выбираем «Arduino/Genuino MEGA or Mega 2560» .

Инструменты Плата Arduino/Genuino MEGA or Mega 2560

После выбора платы, нам необходимо выбрать порт. Переходим ко вкладке Инструменты Порт.

Если вы уже подключили свою ардуино к компьютеру, то у вас должны отобразиться все занятые на текущий момент COM-порты. Выбираем любой из доступных и проверяем, правильный-ли порт мы выбрали.

4. Проверка работоспособности платы

Самая быстрая проверка правильности выбора порта и работоспособности платы заключается в загрузке тестового скетча (прошивки).

Из верхнего меню открываем: Файл Примеры 01.Basics Blink

В новом окне будет открыт код программы для мигания светодиодом, самой базовой программы в среде разработки под микроконтроллеры. Для того, чтобы загрузить ее в вашу MEGA, необходимо нажать кнопку «загрузка».

В панели работы со скетчами — вторая кнопка:

В нижней части программы (в черном окне) показывается процесс загрузки прошивок в плату. Если все прошло нормально, вы увидите сообщение «загрузка успешно завершена».

Плата Mega 2560

Начнем с внешнего вида. На изображении выше очевидно, что плата Arduino Mega 2560 r3 (актуальная версия на момент написания статьи) в два раза длиннее, чем UNO.

Она имеет 54 порта ввода вывода, 15 из которых могут работать, как источник ШИМ сигнала, для плавного регулирования мощности, тока, скорости, яркости, в общем, всего, что можно регулировать с помощью широтно-импульсной модуляции, плюс к этому 16 аналоговых портов могут обрабатывать сигналы с датчиков, использоваться, как цифровой выход.

Для связи между разными устройствами предусмотрено целых 4 UART интерфейса, в их роли выступают выводы 0, 1, 14-19. Один из портов направлен на USB через микроконтроллер ATmega8U2 – он здесь применен вместо привычного по младшим платам USB-TTL контроллера, а его прошивка доступна для свободного скачивания.

Для связи с различными дисплеями и другими исполнительными устройствами предусмотрена SPI и I2C технологии.

Подключение и настройка

Проблема с микроконтроллерами заключается в том, что при больших функциональных возможностях ведь в них кроме процессора есть еще довольно богатый набор периферийных устройств они имеют ограниченное число выводов. Если скачан архив, то его нужно распаковать и запустить файл Arduino.

На шилде расположены дополнительные разъемы питания и земли, разъемы для подключения внешнего источника напряжения, светодиод и кнопка перезагрузки.

Память ATmega обладает 16 килобайтами флэш-памяти для хранения кода программы из которых 2 килобайта используется загрузчиком ; ATmega обладает 32 килобайтами из которых 2 килобайта также используется загрузчиком. Можно подавать ток на него и все это будет работать только при условии, что напряжение подаваемого тока строго равно пяти вольтам!

Эти выводы могут быть сконфигурированы для вызова прерывания по фронту или по спаду импульса или по изменению уровня на выводе. Конструктор Arduino создан для любителей электроники и робототехники начального уровня, чтобы помочь им обойти сложности низкоуровнего программирования микроконтроллеров, где требуются знания инженера-профи и опыт. Все выводы, цифровые и аналоговые, могут работать в диапазоне 0 … 5 В. Входы и выходы Каждый из 20 , на схеме аrduino nano распиновка помещены в сиреневые параллелограммы, на той же схеме в серых параллелограммах указаны выводы микроконтроллера цифровых выводов Arduino Nano может работать в качестве входа или выхода.

Распиновка Arduino Nano v 3.0

Например, остался без внимания аналоговый компаратор. Обычно используется для добавления кнопки сброса на платы расширения, закрывающей доступ к кнопке сброса на самой плате Arduino. Все выводы могут быть программно подключены к источнику питания микроконтроллера 5 В через подтягивающие резисторы сопротивлением кОм.

Данные выводы могут быть сконфигурированы в качестве источников прерываний, возникающих при различных условиях: при низком уровне сигнала, по фронту, по спаду или при изменении сигнала. Экран подключен. Для проверки работоспособности откроем приложение для Arduino. Для работы используйте библиотеку Wire. На первых двух светодиод загорается, когда уровень сигнала низкий, и показывает, что сигнал TX или RX активен.

Если все прошло нормально, вы увидите сообщение «загрузка успешно завершена». Вместе с тем активное распространение Ардуино-плат для освоения разработки и проектирования устройств на микроконтроллерных системах породило новый виток в вопросе качества и эргономики.

Пришлось это сделать вручную. Arduino Nano 2.
Уроки Ардуино #0 — что такое Arduino, куда подключаются датчики и как питать Ардуино

Описание платы

Свойства arduino pro mini аналогичны, как и у платы Ардуино Уно и Нано. Их отличие заключается в невозможности прошить Pro Mini по USB-UART. Вместо этого для создания связи с компьютером используется проводник FTDI с преобразователем интерфейса или дополнительная плата Sparkfun. Также есть отличия по скорости, с которой работает чип. У arduino про мини скорость ниже, чем у Ардуино уно, но это практически не сказывается на проектах. 

Работать с Ардуино про мини нужно аккуратно. Если пользователь сожжет чип, подав на него чрезмерное напряжение, его будет невозможно вытащить и заменить. 

Разъемы не припаяны к платформе. Произвести подключение можно как через разъемы, так и навесным монтажом. Ножки можно припаять.

Существует 2 модели микроконтроллера arduino pro mini – на 3,3 В и 5 В. В первой используется тактовая частота 8 МГц, вторая работает на 16 МГц. Какая именно это модель, должно быть указано на корпусе. 

Скетч в микроконтроллер традиционно записывается через среду разработки Arduino IDE. Для загрузки кода потребуются специальные переходники. Изначально продается с уже установленной прошивкой. 

Технические характеристики микроконтроллера arduino pro mini:

• Рабочее напряжение 3,3 В и 5 В (в зависимости от модели);
• 14 пинов, 6 из которых используются как выводы ШИМ;
• Постоянный ток для входа и выхода 40 мА;
• Суммарный ток выводов – не более 200 мА;
• 16 Кб флэш памяти, 2 Кб используются для загрузчика;
• 1 Кб оперативной памяти;
• 512 байт eeprom;
• Тактовая частота – 8 МГц или 16 МГц в зависимости от модели;
• I2c интерфейс;
• Размеры платы 18х33 мм.

Питание можно подавать тремя способами:

• Через переходник FTDI;
• При подаче стабилизированного напряжения на контакт Vcc;
• При подаче напряжения на контакт RAW.

Какие проекты можно реализовать на базе Ардуино Про Мини:

Управляемые конструкции для квадрокоптера; 

• Таймер;
• Устройство для анализа влажности почвы;
• Автоматический полив растений;
• Устройство для измерения осадков и скорости ветра;
• Автоматизация аквариума.

И многие другие проекты для дома и дачи. 

Как преодолеть аппаратные ограничения

Большинство распространённых плат имеют аналогичные характеристики, среди них:

• Uno;
• Nano;
• Pro mini;
• и подобные.

Но с развитием ваших навыков разработки в этой среде появляется проблема нехватки мощности и быстродействия этой платформы. Первым шагом для преодоления ограничений является использование языка C AVR.

С его помощью вы ускорите на порядок скорость обращения к портам, частоту ШИМ и размер кода. Если вам и этого недостаточно, то вы можете воспользоваться мощными моделями с аналогичным подходом к разработке. Для этого подойдёт плата Arduino Mega2560. Еще более мощная – модель Due. В противном случае вам стоит ознакомиться с разновидностями одноплатных компьютеров и STM микроконтроллеров.

Ардуино Uno R3 – отличная плата для большинства проектов, которая служит для изучения устройств цифровой электроники.

Introduction to Arduino Mega 2560

• Arduino Mega 2560 is a Microcontroller board based on Atmega2560. It comes with more memory space and I/O pins as compared to other boards available in the market.
• There are 54 digital I/O pins and 16 analog pins incorporated on the board that make this device unique and stand out from others.
• Out of 54 digital I/O, 15 are used for PWM (pulse width modulation).
• A crystal oscillator of 16MHz frequency is added on the board.
• This board comes with USB cable port that is used to connect and transfer code from computer to the board.
• DC power jack is coupled with the board that is used to power the board. Some version of the Arduino board lacks this feature like Arduino Pro Mini doesn’t come with DC power jack.
• ICSP header is a remarkable addition to Arduino Mega which is used for programming the Arduino and uploading the code from the computer.
• You can download the Arduino Mega 2560 datasheet bu clicking below button:

Download Introduction to Arduino Mega 2560

• This board comes with two voltage regulator i.e. 5V and 3.3V which provides the flexibility to regulate the voltage as per requirements as compared to Arduino Pro Mini which comes with only one voltage regulator.
• There is no much difference between Arduino Uno and Arduino Mega except later comes with more memory space, bigger size and more I/O pins.
• Arduino software called Arduino IDE is used to program the board which is a common software used for all boards belonged to Arduino family.
• Availability of Atmega16 on the board makes it different than Arduino Pro Mini which uses USB to serial converter to program the board.
• There is a reset button and 4 hardware serial port called USART which produces a maximum speed for setting up communication.
• The following figure shows the specifications of Arduino mega 2560.

• Arduino Mega is specially designed for the projects requiring complex circuitry and more memory space. Most of the electronic projects can be done pretty well by other boards available in the market which make Arduino Mega uncommon for regular projects. However, there are some projects that are solely done by Arduino Mega like making of 3D printers or controlling more than one motors, because of its ability to store more instructions in the code memory and a number of I/O digital and analog pins.
• There are three ways to power the board. You can either use a USB cable to power the board and transfer code to the board or you can power it up using Vin of the board or through Power jack or batter.
• Last two sources to power the board are required once you already built and compile code into the board through USB cable.
• This board comes with resettable polyfuse that prevents the USB port of your computer from overheating in the presence of high current flowing through the board. Most of the computers come with an ability to protect themselves from such devices, however, the addition of fuse provides an extra layer of protection.
• It can be used either way i.e. for creating stand-alone projects or in combination with other Arduino boards. Most complex projects can be created using this board.

Let’s have a look at Arduino Mega 2560 Pinout:

Интересные проекты

Системы управления умным домом набирают популярность.

Реализаций умного дома масса, некоторые из них работают под управлением через веб интерфейс, как описано в предыдущем разделе. На фото ниже представлен пример макета такой системы.

Здесь, для связи со смартфоном, применен специальный шилд, его название «1shield». С помощью официального приложения вы можете подключиться к вашем шилду через WiFi или Bluetooth. Для того чтобы заставить его работать с Arduino, нужно скачать 1shield library – специальная библиотека.

Еще одна идея для для такой мощной платы — электронный бармен на Ардуино. Если вы жить не можете без любимых коктейлей, но не хотите учиться их готовить, вам поможет робот-бармен на ардуино.

За основу проекта взяли Ардуино Мега, для реализации механизма движения стакана и разлива напитков использованы шаговый двигатель (для продольного перемещения емкости) и сервопривод, для открытия вентилей робота.

Ниже приведена примерная схема устройства.

Коммуникация

Плата Arduino Mega 2560 имеет несколько средств для коммуникации с компьютером, другими платами и другими микроконтроллерами. Во-первых, у Mega 2560 есть 4 аппаратных UART для последовательной TTL (5 вольт) коммуникации. Чип ATmega16U2 (на версиях rev1 и rev2 – ATmega8U2) перенаправляет один из них на USB, а ПО на компьютере видит его как виртуальный COM-порт (машинам на Windows нужен файл *.inf, тогда как машины на OSX и Linux автоматически распознают плату как COM-порт). В IDE Arduino есть монитор порта, который позволяет отправлять простые текстовые данные – как на саму плату, так и от нее. При передаче данных через чип ATmega8U2/16U2 и USB-соединение на компьютер (но не при последовательной коммуникации через 0-ой и 1-ый контакты) на плате будут загораться светодиоды RX и TX.

Для последовательной коммуникации через цифровые контакты Mega 2560 используется библиотека SoftwareSerial.

Плата Mega 2560 также поддерживает интерфейсы SPI и TWI. Для коммуникации через TWI в IDE Arduino предусмотрена библиотека Wire; более подробно о ней читайте тут. Для коммуникации через SPI используйте библиотеку SPI.

Подключение платы Arduino Pro Mini

Для соединения с компьютером используется специальный кабель FTDI FT232RL (или CH340G), содержащий преобразователь интерфейса USB–USART. Микроконтроллер содержит интерфейс USART, его сигналы RX и ТХ выведены на торцевую часть платы. Специальный кабель подключается к этим входам Arduino Pro Mini, а также к контактам VCC и GND. При этом питание 5 В поступает в модуль от персонально компьютера. Существуют соединители, имеющие также очень важный контакт DTR. Сигнал на этом контакте автоматически формирует сигнал сброса перед обновлением программы в МК. Без сброса в нужный момент в начале записи программы невозможно записать новую программу. Следует учитывать порядок подключения контактов. Правильно соединение USART выполняется по схеме:

/*
DTR <——————> DTR
TXD <——————> RXD
RXD <——————> TXD
VCC <——————> VCC
GND НЕ ПОДКЛЮЧЁН CTS
GND <——————> GND
*/

Плата Arduino Uno R3

Устройство построено на микроконтроллере АTmega16U2 и имеет повышенный уровень помехоустойчивости по цепи сброса.

Устройство отличается от предыдущей версии лишь тем, что в этом случае не используется интерфейс USB-UART FTDI при подключении к компьютеру. Эту задачу выполняет выполняет сам микроконтроллер ATmega 16U2.

Изменения распиновки платы выглядят следующим образом:

1. Возле вывода AREF добавлены два пина: SDA, SCL.
2. Возле пина RESET также добавлены два вывода: IOREF, позволяющий подключать платы расширения с подстройкой под необходимое напряжение; второй вывод не используется и находится в резерве.

Характеристики Arduino Nano

МикроконтроллерAtmel ATmega168 или ATmega328

В первую очередь в разговоре о характеристиках нужно отметить, что Нано выпускается в различных версиях и самые распространённые:

• Nano v.2;
• Nano v.3.

Главное отличие – в самом микроконтроллере. Младшая версия использует Atmega168, Atmega328. Основные отличия чипов – это объём Flash-памяти:

• mega 328: Flash-память – 32 кб, ПППЗУ – 1024 и ОЗУ – 2 кб;
• mega 168: Flash-память – 16 кб, ПППЗУ – 512 и ОЗУ – 1 кб.

ПППЗУ – это перепрограммируемые запоминающее устройство.

Главный конкурент Arduino Nano по размеру – это Arduino Micro. В целом они похожи, но у «микро» интерфейс SPI разведен на другие пины, как и шина I2C, а также изменено количество выводов прерываний. В целом, платы похожи размерами, но различны соотношения сторон, а также некоторые схемотехнические нюансы.

Будет интересно Что такое arduino nano: особенности и область применения

Arduino Nano имеет 8 аналоговых входов, они могут использоваться как цифровой выход, 14 цифровых из которых 6 могут работать как широтно-импульсный модулятор (ШИМ), еще два задействованы под I2C и 3 под SPI.

В противоположном конце платы от разъёма микро-юсб расположена колодка Arudino ICSP для прошивки микроконтроллера.

ШИМ выходы и транзисторы помогут вам: регулировать обороты двигателя, яркость светодиодов, мощность нагревателей и многое другое. А аналоговые входы позволят читать значения с аналоговых датчиков, таких как:

• фоторезисторы;
• терморезисторы;
• термопары;
• измерители влажности;
• датчики давления и другие.

Выходы Digital 2 и 3 могут быть использованы для внешних прерываний

Это такие сигналы, которые сообщают микроконтроллеру о каком-либо важном событии. По этим сигналам вызывается программа обработки прерывания и выполняются необходимые действия, например, выход из режима энергосбережения и выполнение вычислений

На базе платы Nano получится отличный миниатюрный программатор Arduino ISP, для прошивки целого ряда контроллеров.

Ардуино своими руками

Atmega2560 – хоть и мощный и продвинутый контроллер, но проще и быстрее собрать первую плату на atmega8 или 168.

Левая часть схемы – это модуль связи по USB, иначе говоря, USB-UART/TTL конвертер. Его, вместе с обвязкой, можно выбросить из схемы, для экономии места, собрать на отдельной плате и подключать только для прошивки. Он нужен для преобразования уровней сигнала.

DA1 – это стабилизатор напряжения L7805. В качестве основы можно использовать целый ряд avr микросхем, которые вы найдете, например, серии, arduino atmega32 или собрать arduino atmega16. Для этого нужно использовать разные загрузчики, но для каждого из МК нужно найти свой.

Можно поступить еще проще, и собрать всё на беспаечной макетной плате, как это показано здесь, на примере 328-й атмеги.

Микроконтроллеры – это просто и весело – вы можете сделать кучу приятный и интересных вещей или даже стать выдающимся изобретателем, не имея при этом ни образования, ни знаний о низкоуровневых языках. Ардуино – шаг в электронику с нуля, который позволяет перейти к серьезным проектам и изучению сложных языков, типа C avr и других.

Платы Arduino

Ардуино продаётся во множестве вариантов; главное, что объединяет платы, – это концепция готового изделия. Вам не нужно травить плату и паять все её компоненты, вы получаете готовое к работе изделие. Можно собирать любые устройства, не используя паяльник. Все соединения в базовом варианте выполняются с помощью макетной платы и перемычек.

Сердце платы – микроконтроллер семейства AVR. Изначально был применён микроконтроллер atmega8, но его возможности не безграничны, и плата подвергалась модернизации и изменениям. Стандартная плата, которая наиболее распространена у любителей – это плата версии UNO, существует много её вариаций, а её размеры сравнимы с кредитной карточкой.

Плата Arduino Nano –  полный аналог большего собрата, но в гораздо меньших размерах, версия arduino atmega168 была самой популярной и недорогой, но её сменила другая модель – arduino atmega328, стоимость которой аналогична, а возможности больше.

Следующей важной деталью является печатная плата. Разведена и запаяна на заводе, позволяет избежать проблем с её созданием, травлением и пайкой

Качество платы зависит от производителя конкретного экземпляра, но, в основном, оно на высоком уровне. Питание платы осуществляется с помощью пары линейных стабилизаторов, типа L7805, или других LDO стабилизаторов напряжения.

Клеммная колодка – отличный способ сделать надёжное разъёмное соединение и быстро выполнить изменения в схеме прототипов ваших устройств. Для тех, кому не хватает стандартных разъёмов, есть более крупные и мощные платы, например, на atmega2560, у которой доступно полсотни портов для работы с периферией.

На фото изображена плата Arduino Mega 2560. На её основе можно собрать довольно сложного робота, систему умного дома или 3d-принтер на ардуино.

Не стоит думать, что младшие версии слабы, например, микроконтроллер atmega328, на котором построены модели Uno, nano, mini и другие, имеет вдвое больше памяти по сравнению с 168 моделью – 2 кб ОЗУ и 32 кб Flash памяти. Это позволяет записывать более сложные программы в память микроконтроллера.

Итог

Ну и, конечно же, гифки, как оно работает…

Вывод тестового изображения и 50 Гц синусоиды после сброса:

Здесь кстати виден нюанс, что после сброса МК и дисплея соответственно, после его повторной инициализации выводится последнее, что сохранено в RAM памяти дисплея — картинка с синусом.

Еще гифка с сигналом 200 Гц:

Да, и цвета вживую нормальные, соответствуют тестовому изображению, это так на видео получилось, что оттенки расходятся на отдельные цвета и видны полосы обновления матрицы. Вот фото:

По гифкам видно, что скорость обновления невысока, и это ещё на 80 МГц тактовой частоты МК! Также видно, что вывод картинки значительно быстрее, чем отображение буфера АЦП — это вследствие неоптимального алгоритма (масштабирование отнимает немало времени + рисование областями), эта часть требует переработки, а также перевода SPI на DMA, но это уже будет не «плохой пример». 🙂

Расположение выводов, распиновка

Разработчики платы Arduino очень удобно и логично расположили выводы платы. Дело в том, что при разработке на «чистых» МК АВР приходилось обращаться к выводу порта, для этого нужно было запомнить название каждой ножки на чипе. Здесь это гораздо проще. На самой плате указано название каждого из пинов. Удобства добавляет и то, что пины разбиты на 3 группы:

1. Digital – блок цифровых пинов.
2. Analog – блок аналоговых пинов.
3. Power – блок пинов, которые связаны с питанием и работой микросхемы.

Распиновка платы При этом в разделе Digital пины, которые могут выдавать ШИМ-сигнал (PWM), помечены тильдой «~». Для служебных целей и проверки работоспособности контроллера на плате установлен светодиод, который подключен к 13-му выводу, а из среды разработки Arduino IDE к нему можно обращаться через встроенную директиву LED_BUILTIN. Такие схемы расположения пинов называются «Arduino UNO pinout», при этом, вместо UNO, может быть указано название другой платы, которая вас интересует.

Похожие записи:

Транзистор кт940а Электропроводка в бане своими руками: пошаговая инструкция, схемы, монтаж Даташит rda5807m pdf ( datasheet ) Сравнение светодиодных и энергосберегающих ламп: выбирайте лучшее Всё о диммере для лампы накаливания Океан 205 схема ремонт