هرآنچه که درباره آردوینو Arduino UNO باید دانست

در این مطلب آموزشی، مروری خلاصه در مورد برد (آردوینو uno) arduino uno ، چیدمان این برد، برخی از ویژگی‌های مهم و در نهایت توضیحاتی در مورد پین‌های خروجی آن خواهیم داشت.

طرح برد آردوینو UNO

شاید محبوب‌ترین برد در بردهای آردوینو، برد Arduino UNO باشد. بردهای دیگری مانند آردوینو نانو و آردوینو مگا وجود دارد، اما UNO تابلوی ابتدایی نمونه‌سازی سریع پروژه‌های آردوینو و پروژه‌های DIY بوده است.

آردوینو UNO براساس میکروکنترلر atmega۳۲۸p، یک معماری ۸ بیتی، مبتنی بر MCU از ATMEL می‌باشد. Arduino UNO در دو نوع وجود دارد: یکی متشکل از میکروکنترلر 28 پین DIP در حالی که دیگری میکروکنترلر 32 پینی سربی می‌باشد. به غیر از این تفاوت‌ها، بقیه خصوصیات در هر دو برد یکسان می‌باشند.

مدار آردوینو uno

تصویر زیر طرح بورد معمولی Arduino UNO را نشان می‌دهد که اکثر اجزا در قسمت بالای PCB قرار می‌گیرند.

همانطور که مشاهده کردید، یک رابط USB Type-B در لبه کوتاه سمت چپ برد وجود دارد که برای برق‌رسانی به برد و همچنین برنامه‌ریزی میکروکنترلر استفاده می‌شود. همچنین یک جک DC 2.1 میلی‌متری برای تأمین منبع تغذیه خارجی وجود دارد. جدا از موارد ذکر شده، طرح آردوینو UNO بسیار قابل توضیح است. ما در مورد پایه های Arduino UNO در بخش Arduino UNO Pinout بحث خواهیم کرد.

مشخصات فنی Arduino UNO

از آنجا که آردوینو UNO مبتنی بر میکروکنترلر ATmega328P است، مشخصات فنی Arduino UNO بیشتر مربوط به ATmega328P MCU است. اما در عین حال، بگذارید در مورد برخی مشخصات مهم Arduino UNO مختصراً توضیحاتی ارائه دهم.

تامین پاور arduino uno

به چند طریق می‌توانید از Arduino UNO استفاده کنید. اولین و آسان‌ترین راه استفاده از اتصال‌دهنده USB Type-B است. روش بعدی تأمین یک منبع تنظیم نشده در محدوده 6 ولت تا 20 ولت (پین شماره 26) است.

همچنین می‌توانید منبع تنظیم نشده را از طریق جک DC 2.1 میلی‌متری تأمین کنید که در این حالت، شما می‌توانید از طریق پین کد VIN، به ولتاژ عرضه‌شده دسترسی داشته باشید.

حافظه های مختلف arduino uno

به طور دقیق، این مموری‌ها مربوط به MCU می‌باشد که در برد uno Arduino استفاده می‌شود. سه حافظه مختلف در atmega۳۲۸p وجود دارد که آن‌ها عبارتند از:

• 32 کیلوبایت حافظه Flash
• 2 کیلوبایت SRAM
• 1 کیلوبایت حافظه EEPROM
• 0.5 کیلوبایت حافظه Flash توسط کد بوت لودر استفاده می‌شود.

پایه های ورودی و خروجی

از 32 پین موجود در برد آردوینو، 22 پایه با ورودی و خروجی مرتبط هستند. از این رو 14 پین (D0 تا D13) پین‌های IO دیجیتال واقعی هستند که می‌توانند طبق برنامه شما با استفاده از توابع () pinMode () ، digitalWrite  و () digitalRead پیکربندی شوند.

تمام این پین‌های IO دیجیتال قادر به تأمین 20 میلی آمپر جریان هستند (حداکثر 40 میلی‌آمپر مجاز است). یکی دیگر از ویژگی‌های پایه‌های Digital IO وجود مقاومت کششی داخلی است (که به طور پیش فرض متصل نیست). مقدار مقاومت کششی داخلی در محدوده 20KΩ تا 50KΩ خواهد بود.

همچنین 6 پایه ورودی آنالوگ (A0 تا A5) وجود دارد. تمام پین‌های ورودی آنالوگ دارای ویژگی ADC با رزولوشن 10 بیتی هستند که با استفاده از عملکرد () analogRead  قابل خواندن است.

یک نکته مهم در مورد پین‌های ورودی آنالوگ این است که در صورت لزوم می‌توان آنها را به صورت پین‌های Digital IO پیکربندی کرد. پایه‌های IO دیجیتال 3 ، 5 ، 6 ، 9 ، 10 و 11 قادر به تولید سیگنال‌های 8 بیتی PWM هستند. برای این می‌توانید از تابع () analogWrite  استفاده کنید.

چه رابط های ارتباطی در آردوینو UNO موجود است؟

Arduino uno از سه نوع رابط ارتباطی مختلف پشتیبانی می‌کند. آن‌ها عبارتند از:

• Serial
• I2C or I2C
• SPI

شاید رایج ترین رابط ارتباطی در جهان برای آردوینو ارتباطات سریال باشد. در واقع، بردهای آردوینو (UNO یا Nano یا Mega) با استفاده از ارتباط سریال برنامه‌ریزی می‌شوند.

پین‌های IO دیجیتال 0 و 1 به عنوان پین‌های سریال RX و TX برای دریافت و انتقال داده‌های سریال استفاده می‌شوند. این پین‌ها به پین‌های سریال داخلی USB به Serial Converter IC متصل می‌شوند.

پین‌های ورودی آنالوگ A4 و A5 عملکردهای جایگزینی دارند. برای پشتیبانی از ارتباطات I2C یا Two Wire Interface (TWI) می‌توان آنها را به صورت SDA (A4) و SCL (A5) پیکربندی کرد.

رابط ارتباطی نهایی SPI است. پین‌های 10 ، 11 12 و 13 دیجیتال IO می‌توانند به ترتیب به عنوان پین‌های SPI SS ، MOSI ، MISO و SCK پیکربندی شوند.

چه ویژگی‌های اضافه‌ای وجود دارد؟

یک LED وجود دارد که به پایه IO دیجیتال 13 متصل است. از این LED برای انجام عملیات Blinky استفاده کنید. ولتاژ مرجع برای ADC داخلی به طور پیش فرض روی 5 ولت تنظیم شده است. اما با استفاده از پین AREF می‌توانید حد بالای ADC را به صورت دستی تنظیم کنید.

با استفاده از پین IOREF می‌توانید ولتاژ مرجع را برای عملکردهای میکروکنترلر تنظیم کنید. برای تنظیم مجدد میکروکنترلر، می‌توانید از دکمه RESET روی صفحه استفاده کنید.

اگرچه می‌توانید Arduino UNO را با استفاده از کابل USB برنامه‌ریزی کنید، اما برنامه‌ای برای برنامه‌ریزی MCU با استفاده از رابط برنامه‌نویسی سریال در مدار (ICSP) وجود دارد.

بوت لودر UART که از قبل در میکروکنترلر ATmega328P بارگیری می‌شود، برنامه‌نویسی را از طریق رابط سریال امکان‌پذیر می‌کند. اما ICSP به هیچ بوت لودری نیاز ندارد.

شما می‌توانید Arduino uno را با استفاده از ISCP برنامه‌نویسی کنید یا برای برنامه‌ریزی سایر بردهای Arduino از ISCP Arduino UNO استفاده کنید.

شماتیک آردوینو uno

حالا که کمی در مورد UNO و ویژگی‌ها و مشخصات مهم آن صحبت کردیم، اجازه دهید به Arduino UNO Pinout اشاره کنیم. تصویر زیر pinout کامل برد آردوینو UNO را نشان می‌دهد.

همانطور که از تصویر می‌بینید، ما هر پایه آردوینو UNO را با پین معادل میکروکنترلر، توابع جایگزین، عملکرد پیش فرض و سایر ویژگی‌های اضافی توصیف کردیم.

 برای تصویر با وضوح بالاتر، اینجا را کلیک کنید…

پایه های آردوینو uno

برای توصیف پین Arduino UNO، اجازه دهید تعدادی از شماره‌های اساسی را فرض کنیم. اجازه دهید شماره‌گذاری با RX Pin (D0) آغاز شود. بنابراین ، RX پین 1 ، TX پین 2 ، D2 پین 3 و غیره است.

در طرف دیگر، NC پین 19 ، IOREF پین 20 و غیره است. به طور کلی، 32 پین در Arduino UNO Board وجود دارد. با استفاده از این اطلاعات، اکنون اجازه دهید شرح پین Arduino UNO را مشاهده کنیم.

همچنین جدول زیر پین‌های اتصال‌دهنده ICSP را توصیف می‌کند.