Характеристики платы
Техническая сторона Arduino Pro Mini:
- рабочее напряжение, требуемое для нормальной работоспособности – 3,3 и 5 Вольт;
- напряжение, используемое при входе – 3-12 или 5-12 Вольт;
- количество цифровых входов и выходов – 14 штук, 6 из которых эксплуатируются как выходы ШИМ;
- состояние постоянного тока, требуемого для входа и выхода – 40 мА;
- flash-память – 16 Кб, но 2 Кб предназначены для загрузчика;
- оперативная память – 1 Кб;
- eeprom – 512 байт;
- частота тактов – в первой модели 8 МГц, а во второй 16 МГц;
- Arduino pro включает i2c-интерфейс.
Также стоит отдельно сказать про размеры платы — они, на самом деле очень скромные. Многие кто знакомятся с линейкой Ардуино в первый раз всегда удивляются размерам, когда достают контроллер из коробки.
Ниже вы можете оценить плату в дюймах и в сантиметрах.
Arduino UNO: прошивка, память
Arduino UNO программирование для начинающих
Программирование платы происходит в бесплатной среде Arduino IDE на русском, которую можно скачать на официальном сайте. Для подключения устройств и модулей используются коннекторы («папа-папа» и «папа-мама»), которые подключаются к портам плате Uno. Чтобы начать работать с платформой, перейдите в раздел Arduino uno r3 «Уроки для начинающих» , где представлены инструкции с примерами.
Плата поддерживает три типа памяти:
Flash – память объемом 32 кБ, используется для хранения программы. Когда контроллер прошивается скетчем через USB, он записывается именно во Flash – память. Чтобы очистить память Arduino UNO следует загрузить пустой скетч.
SRAM память — это оперативная память Uno объемом 2 кБ. Здесь хранятся переменные и объекты, создаваемые в скетче. SRAM память энерго-зависимая, при отключении источника питания от платы Uno, все данные удалятся.
EEPROM — это энергонезависимая память объемом 1кБ. Сюда можно записывать данные, которые при выключении питания Uno не исчезнут. Минус EEPROM в ограничении циклов перезаписи — 100 000 раз по утверждениям производителя.
Описание выводов Ардуино УНО на русском
Заключение. Рекомендуем ознакомиться с другими платами из линейки Arduino-Genuino, например, аналог самой популярной платы UNO — RobotDyn UNO R3 от китайского производителя. Плата по характеристикам не уступает официальному производителю, но при этом имеет более демократичную цену и ряд преимуществ. Таких как, удобный USB-разъем и большее количество аналоговых входов.
Питание
Модуль Micro можно запитать от USB-соединения или внешнего источника питания. Источник питания выбирается автоматически.
Внешнее (не USB) питание может идти либо от источника постоянного тока, либо от батареи, и в этом случае провода подключаются к контактам Gnd и Vin.
Плата может работать на внешнем питании в диапазоне 6-20 вольт. Впрочем, если на плату подается менее 7 вольт, то 5-вольтовый контакт может получить менее 5 вольт, из-за чего работа платы станет нестабильной. Если использовать более 12 вольт, регулятор напряжения может перегреться и повредить плату. Рекомендуемый диапазон – 7-12 вольт.
Питание осуществляется через следующие контакты:
- VIN – контакт для входного напряжения, если питание осуществляется от внешнего источника (в отличие от 5 вольт, идущих от USB-соединения или другого регулированного источника питания).
- 5V – контакт для регулированного источника питания, используемого для микроконтроллера и других компонентов платы. Питание может идти от VIN через встроенный регулятор или от USB или другого отрегулированного источника питания.
- 3V – контакт для 3,3-вольтового питания, генерируемого встроенным регулятором. Максимальная сила тока – 50 миллиампер.
- GND – контакты для «земли».
Arduino Micro
Так как ардуино микро и про микро практически не отличаются друг от друга, я расскажу подробнее про одну из них.
Характеристики:
- Микроконтроллер: ATmega32u4
- Предельное напряжение питания: 5-20 В
- Рекомендуемое напряжение питания: 7-12 В
- Цифровых вводов/выводов: 20 (18 в Pro версии)
- ШИМ: 7 цифровых пинов могут быть использованы как выводы ШИМ (5 в Pro версии)
- Аналоговые выводы: 12 (4 в Pro версии)
- Максимальная сила тока: 40 mAh с одного вывода и 500 mAh со всех выводов.
- Flash память: 32 КБ
- SRAM: 2,5 КБ
- EEPROM: 1 КБ
- Тактовая частота: 16 МГц
Подключение питания к Arduino Micro
Этот микроконтроллер можно питать через порт micro-USB от компьютера, паувербанка или от адаптера, подключенного в розетку.Так же пин +5V является не только выводом, но и вводом. Можно подавать ток на него и все это будет работать только при условии, что напряжение подаваемого тока строго равно пяти вольтам!
Еще можно подавать постоянный ток с напряжением от 6 до 20 вольт на пин VIN. Это предельные значения! При подачи напряжения 20 вольт на плате будет сильно греться стабилизатор напряжения вплоть до выхода из стоя. Если же подавать 5 вольт, то ардуинка может вообще не заработать. Если и заработает то на цифровых пинах напряжение будет ниже 5 вольт. Это связанно с тем, что стабилизатор напряжения имеет не 100% КПД. Рекомендуемое напряжение для питания через пин VIN — от 7 до 12 вольт.
Как уже было написано выше, плата имеет 20 цифровых пинов. Они могут быть как входом так и выходом. Рабочее напряжение этих пинов составляет 5 В. Каждый из них имеет подтягивающий резистор и поданное на один из этих пинов напряжения ниже 5 вольт все равно будет считаться как 5 вольт (логическая единица).
Аналоговые входы: A0 — A5, A6 — A11 (на цифровых выводах 4, 6, 8, 9, 10 и 12). Всего Micro имеет 12 аналоговых входов, причем входы с A0 по A5 маркированы непосредственно на выводах, а другие, к которым также можно получить доступ в программе с использованием констант с A6 до A11, распределены соответственно на цифровых выводах 4, 6, 8, 9, 10 и 12. Все они также могут использоваться в качестве цифровых вход/выходов. Они измеряют поступающее на них напряжение и возвращают значение от 0 до 1024 при использовании функции . Эти пины измеряют напряжение с точностью до 0,005 В.
Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) Arduino Micro
У ардуино микро есть 7 выводов ШИМ, это пины 3, 5, 6, 9, 10, 11 и 13. Для использования ШИМ у Arduino есть специальная функция .
Другие пины:
- Пины 0 (RX) и 1 (TX) используются для передачи данных по последовательному интерфейсу.
- Выводы для связи по интерфейсу SPI не подключены к цифровым пинам.
- Так же на выводе D13 имеется встроенный в плату светодиод.
- Пины 2 (SDA) и 3 (SCL) могут использоваться для связи с другими устройствами по шине I2C. Подробнее про этот интерфейс вы можете почитать на википедии . В среде разработке Arduino IDE есть встроенная библиотека «wire.h» для более легкой работы с I2C.
Example 1: Blinkies!
The Arduino-standard Blink sketch won’t have any visible effect on the Pro Micro — there’s no LED on pin 13. In fact, the only LEDs on the board are the power indicator, and RX/TX blinkies. Unlike other Arduino boards, though, we can control the RX/TX LEDs in our sketch. So let’s get blinking!
Upload the RX/TX Blinky, Hello World Sketch
Copy and paste the code below into the Arduino IDE. Make sure to select the correct board and COM port that your respective board enumerated to. Finally, upload [] it to your Pro Micro
With the code uploaded you should see the RX and TX LEDs take turns blinking on and off every second. You can also open up the Arduino IDE’s serial monitor (set to 9600 bps) and see every programmer’s favorite two-word phrase.
Understanding the Sketch
RX LED
The RX LED is tied to Arduino’s pin 17. You can control it just as you would any other digital pin. Set it as an , and it to turn the LED off or to turn the LED on. Here’s part of the code highlighted.
TX LED
The TX LED was not provided as an Arduino-defined pin, unfortunately, so you’ll have to use a pair of macros to control it. turns the LED on, and turns the LED off. Here’s part of the code highlighted.
Serial Monitor () and Hardware Serial UART ()
In that sketch, you’ll also notice a pair of Serial initialization statements:
That «» makes a huge difference. Think of the Pro Micro having two separate serial ports. The one without the «» is for communication to and from the computer over USB; this is what is visible in the Serial Monitor. The port is a bonafide, hardware UART, where your Pro Micro can talk to any serial-enabled piece of hardware.
If you open up the Serial Monitor, you should only see printed. » is being sent out over the hardware UART, where, presumably, nothing is listening. This begs the age-old question: «If a Pro Micro is saying ‘Hello!’ over the hardware serial port, and nothing is there to hear it, does the Pro Micro really say anything at all?»
Why Does My Board Re-Enumerate Every Upload?
In order to communicate serially, the Pro Micro emulates a virtual serial port. Actually, it emulates two different serial ports — one for the bootloader, and one for the sketch. Since the bootloader and sketch run individually. Only one of these serial ports is visible at any one time.
When you click ‘Upload’ in the Arduino IDE, the Pro Micro resets itself and starts its bootloader program. (The bootloader is a low-level program on the Pro Micro which enables self-programming via serial.) To our operating system, the bootloader looks like a completely different device, so it gets its own serial port number. While the Pro Micro is being programmed, the bootloader serial port will be open. When the sketch upload is finished, the bootloader will exit, that serial port will be closed, and the regular Pro Micro serial port will open up.
What this all boils down to is the fact that you have to be patient with Pro Micros. Every time you upload a new sketch, your OS will need to work its driver magic before you can open up the COM port. This can take a few seconds after the code has finished uploading.
Note for Windows users: The first time you upload a sketch, it may fail and give you an error. On top of that Windows will pop up that familiar ‘Device driver software was not successfully installed’ notification. Don’t let this worry you too much. If you get the error, wait about a minute, and try uploading again.
Hopefully the upload will succeed the second time, but if it continues to fail, check out the section of the FAQ. Windows needs to install the same driver we’ve already installed for the Pro Micro’s bootloader, but it’s unable to get everything set up before the bootloader exits.
View as a single page
Next Page →Example 2: HID Mouse and Keyboard
← Previous PageInstalling: Mac & Linux
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
Питание
Arduino Micro может питаться через USB подключение или от внешнего источника питания. Источник питания выбирается автоматически.
Внешнее питание (не USB) может поступать либо от источника питания постоянного тока, либо с батареи. Выводы батареи или источника питания должны подключаться к выводам Gnd и Vin. Плата Arduino Micro может работать при подаче внешнего питания от 6 до 20 В. Однако при подаче напряжения ниже 7 В, на вывод 5 В может поступать менее пяти вольт, что приведет к нестабильной работе платы. При использовании более 12 В, стабилизатор напряжения может перегреться и вызвать повреждение платы.
Выводы питания:
- VIN. Входное напряжение Arduino при использовании внешнего источника питания (в отличие от 5 В с USB соединения или другого регулируемого источника питания). Вы можете подавать напряжение на этот вывод.
- 5V. Регулируемое напряжение питания для питания микроконтроллера и других компонентов на плате. Может поступать либо с VIN через встроенный стабилизатор, либо через USB или другой источник стабилизированный источник питания 5 В.
- 3V. Питание 3,3 В генерируется встроенным стабилизатором. Максимальный ток 50 мА.
- GND. Выводы земли.
Элементы платы
Микроконтроллер ATSAMD21G18
Мозгом платформы Arduino MKR Wi-Fi 1010 является 32-разрядный микроконтроллер фирмы Microchip (Atmel) — ATSAMD21G18 с вычислительном ядром ARM Cortex M0.
Благодаря использованию 32-разрядного ядра ARM, Arduino Nano IoT во многом превосходит типичные платы на базе 8-разрядных микроконтроллеров. Наиболее существенные отличия заключаются в следующем:
- 32-битное ядро позволяет обрабатывать четырёх-байтовые данные всего за один такт.
- Тактовая частота – 48 МГц.
- Объем памяти программ Flash – 256 КБ.
- Объем оперативной памяти SRAM – 32 КБ.
- Наличие DMA-контроллера позволяет разгрузить центральный процессор, выполняя ресурсоёмкие операции с памятью.
Беспроводной модуль NINA-W102
За беспроводную связь отвечает модуль U-blox NINA-W102 со встроенным чипом ESP32 для обмена данными по воздуху в диапазоне 2,4 ГГц по Wi-Fi и Bluetooth. Регулировка выходной мощности обеспечивает оптимальное соотношение между дальностью связи, скоростью передачи данных и энергопотреблением.
IMU-сенсор
IMU-сенсор на 6 степеней свободы включает в себя акселерометр и компас. Сборка выполнена на чипе LSM6DS3 по технологии (англ. System-in-Package — система в корпусе), где акселерометр и гироскоп лежат методом бутерброда в пластиковом корпусе.
Крипто-чип ATECC608A
Криптографический сопроцессор Microchip ATECC608A интегрирует протокол безопасности ECDH (Elliptic Curve Diffie Hellman) в сверхзащищенный метод, обеспечивающий согласование ключей для шифрования / дешифрования, наряду с ECDSA (алгоритм цифровой подписи эллиптической кривой) для проверки подлинности с подписью для Интернета вещей (IoT), включая домашнюю автоматизацию, промышленные сети, медицинские услуги, аутентификацию аксессуаров и расходных материалов.
Светодиодная индикация
| Имя светодиода | Назначение |
|---|---|
| ON | Информационный индикатор питания |
| L | Пользовательский светодиод на пине микроконтроллера. Используйте определение для работы со светодиодом. При задании значения высокого уровня светодиод включается, при низком – выключается. |
Понижающий регулятор 3V3
Импульсный понижающий регулятор напряжения MPM3610 обеспечивает питание микроконтроллера и другой логики платформы при подключении платформы через пин . Диапазон входного напряжения от 5 до 18 вольт. Выходное напряжение 3,3 В с максимальным выходным током 1,2 А.
Кнопка RESET
Пользовательская кнопка с двумя полезными функциями:
- Один клик (Single Сlick): служит для сброса микроконтроллера.
- Двойной клик (Double Click): переводит микроконтролер в BOOT-режим, который пригодиться при зависании платы или дургих сбоев в программе.
Характеристики
- Микроконтроллер: ATSAMD21G18
- Ядро: 32-битный ARM Cortex M0+
- Тактовая частота: 48 МГц
- Объём Flash-памяти: 256 КБ (8 КБ занимает загрузчик)
- Объём SRAM-памяти: 32 КБ
- Портов ввода-вывода всего: 22
- Портов с АЦП: 7
- Разрядность АЦП: 8/10/12 бит (по умолчанию 10 бит)
- Портов, подключённых к ЦАП: 1
- Разрядность ЦАП: 10 бит
- Портов с ШИМ: 12
- Разрядность ШИМ: 10 бит, по умолчанию 8 бит
- Аппаратных интерфейсов SPI: 1
- Аппаратных интерфейсов I²C / TWI: 1
- Аппаратных интерфейсов UART / Serial: 1
- Номинальное рабочее напряжение: 3,3 В
- Максимальный выходной ток пина 3V3: 600 мA
- Максимальный ток с пина или на пин: 7 мА
- Допустимое входное напряжение от внешнего источника: 5 В
- Габариты: 62×25 мм
Распиновка Arduino Pro Mini
Каждый из 14 цифровых выводов Pro, используя функции , , и , может настраиваться как вход или выход. Выводы работают при напряжении 3,3 В. Каждый вывод имеет нагрузочный резистор (стандартно отключен) 20-50 кОм и может пропускать до 40 мА. Некоторые выводы имеют особые функции:
- Последовательная шина: 0 (RX) и 1 (TX). Выводы используются для получения (RX) и передачи (TX) данных TTL. Данные выводы имеют соединение с выводами TX-0 и RX-1 блока из шести выводов.
- Внешнее прерывание: 2 и 3. Данные выводы могут быть сконфигурированы на вызов прерывания либо на младшем значении, либо на переднем или заднем фронте, или при изменении значения. Подробная информация находится в описании функции .
- ШИМ: 3, 5, 6, 9, 10, и 11. Любой из выводов обеспечивает ШИМ с разрешением 8 бит при помощи .
- SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Посредством данных выводов осуществляется связь SPI, которая, хотя и поддерживается аппаратной частью, не включена в язык Arduino.
- LED: 13. Встроенный светодиод, подключенный к цифровому выводу 13. Если значение на выводе имеет высокий потенциал, то светодиод горит.
На платформе Pro Mini установлены 6 аналоговых входов, каждый разрешением 10 бит (т.е. может принимать 1024 различных значения). Четыре из них расположены на краю платформы, а другие два (входы 4 и 5) ближе к центру. Измерение происходит относительно земли до значения VCC. Некоторые выводы имеют дополнительные функции:
I2C: A4 (SDA) и A5 (SCL). Посредством выводов осуществляется связь I2C (TWI), для создания которой используется библиотека Wire.
Существует дополнительный вывод на платформе:
Reset. Низкий уровень сигнала на выводе перезагружает микроконтроллер. Обычно применяется для подключения кнопки перезагрузки на плате расширения, закрывающей доступ к кнопке на самой плате Arduino.
Программирование для платы Uno
Для написания программ (скетчей) для контроллер Ардуино вам нужно установить среду программирования. Самым простым вариантом будет установка бесплатной Arduino IDE, скачать ее можно с официального сайта.
После установки IDE вам нужно убедиться, что выбрана нужная плата. Для этого у Arduino IDE в меню “Инструменты” и подпункте “Плата” следует выбрать нашу плату (Arduino/Genuino Uno). После выбора платы автоматически изменятся параметры сборки проекта и итоговый скетч будет скомпилирован в формат, который поддерживает плата. Подключив контроллер к компьютеру через USB, вы сможете в одно касание заливать на него вашу программу,используя команду “Загрузить”.
Сам скетч чаще всего представляет собой бесконечный цикл, в котором регулярно опрашиваются пины с присоединенными датчиками и с помощью специальных команд формируется управляющее воздействие на внешние устройства (они включаются или выключаются). У программиста Ардуино есть возможность подключить готовые библиотеки, как встроенные в IDE, так и доступные на многочисленных сайтах и форумах.
Написанная и скомпилированная программа загружается через USB-соединение (UART- Serial). Со стороны контролера за этот процесс отвечает bootloader.
Более подробную информацию о том, как устроены программы для платы Ардуино можно найти в нашем разделе, посвященном программированию.
Программирование
Все программы программируются с помощью бесплатной среды разработки для Arduino pro mini. В Arduino mini включен ATmega328, в который предварительно вшивается загрузчик. Поэтому пользователь может свободно загружать программы в память микроконтроллера.
Связь обеспечивает протокол STK500.
Как прошить Ардуино про мини без загрузчика с помощью внешнего программатора? Легко и просто.
Для начала потребуется отменить требование на нажатие кнопки перезагрузки перед тем, как прошивать код написанной программы.
Ардуино mini pro сконструирован так, что перезагрузка посредством программного обеспечения доступна напрямую с любого компьютерного устройства. В 6-контактных выводах есть один, который напрямую связан с линией сброса Arduino 328 pro с помощью конденсатора на 100 нФ.
Через управление вышеописанным выводом возможно преобразовать USB или последовательный порт путем подключения к разъему. Если сделать так, что появится уровень ниже нормы в течение продолжительного времени, платформа автоматически перезагрузится.
Arduino IDE дает возможность пользователю, чтобы тот загрузил программный код при одном нажатии на кнопку для загрузки бесплатной среды разработки.
Arduino IDE
Однако повышается риск неоправданных последствий и поломки платформы. Если на компьютере электронщика установлена операционная система Мак Ос или Линукс, то сбрасывание на микроконтроллере будет происходить каждый раз, когда программное обеспечение с помощью USB-кабеля с платформой.
Спустя половину секунды с момента сброса начинает свою работу загрузчик. В основном, загрузчик устроен так, чтобы не перехватывать другие данные, однако нередко все происходит наоборот: перехватываются первые байты данных программы, которые отправляются на плату при установленном соединении.
Чтобы устранить такой «баг», необходимо в коде программы, которая будет работать на Ардуино, проверить, как осуществляется процесс передачи данных программы с компьютера на платформу. Оптимальное время для отправления кода – секунда с момента установки соединения между устройствами.
Плата Arduino Micro: driver, прошивка
Программирование Ардуино Микро не требует установки драйверов и производится в Arduino IDE, которую можно скачать на сайте www.arduino.cc. Для подключения датчиков к Arduino Micro используются коннекторы, которые подключаются к портам ввода — вывода. Для изучения языка Arduino IDE в разделе «Уроки для начинающих» есть множество примеров со скетчами для прошивки Arduino Micro.
Оригинальная Arduino Micro USB
Плата поддерживает три типа памяти:
Flash – память объемом 32 кБ, используется для хранения скетчей. Когда плата Leonardo прошивается, скетч записывается именно во Flash – память.
SRAM память — оперативная память объемом 2,5 кБ. Здесь хранятся переменные, создаваемые в скетче, при отключении питания все данные удалятся.
EEPROM — энергонезависимая память объемом 1 кБ. Здесь можно сохранять различные данные, которые не исчезнут при отключении питания от платы.
