นับตั้งแต่เปิดตัวในตลาด จาน Arduino UNOบอร์ดนี้มีการพัฒนาอย่างมากด้วยการเปิดตัวการแก้ไขล่าสุด นอกจากนี้ผู้สร้างรายเดียวกันได้เร่งสร้างเพลตอื่น ๆ ที่คล้ายกันในรูปแบบต่างๆเพื่อให้ครอบคลุมความต้องการมากกว่าที่ UNO ครอบคลุมในตอนแรก คนอื่น ๆ หลายคนกล้าที่จะสร้างโคลนหรือบอร์ดที่เข้ากันได้ของตัวเองแม้ว่าจะไม่ประสบความสำเร็จแบบเดียวกันก็ตาม
ก่อนการปรากฏตัวของ Arduino อยู่แล้ว มีโครงการอื่นที่คล้ายคลึงกันเช่นเดียวกับบอร์ด Parallax อันโด่งดังที่มีไมโครคอนโทรลเลอร์ Microchip PIC ที่สามารถตั้งโปรแกรมได้อย่างง่ายดายโดยใช้ภาษาเช่น PBASIC และอื่นๆ ตัวอย่างนี้คือ Basic Stamp 2 จาก Parallax แต่ความจริงของการไม่เป็น hardware libre หมายความว่าพวกเขาไม่ได้มีรากฐานเดียวกันในตลาดเหมือนกับโครงการ Arduino จานอิตาเลียนถือเป็นการปฏิวัติในแง่นี้จริงๆ
คืออะไร Arduino UNO เรฟ 3?
Arduino UNO Rev3 คือการแก้ไขล่าสุด ที่มีอยู่ในช่วงเวลาของจานนี้ เป็นบอร์ดอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่มีไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ตั้งโปรแกรมได้บน PCB นอกจากชิปดังกล่าวแล้วยังมีชุดพินเป็นอินพุตและเอาต์พุตที่สามารถใช้โดยการตั้งโปรแกรมให้ชิปทำสิ่งต่างๆ ด้วยวิธีนี้โครงการอิเล็กทรอนิกส์สามารถสร้างได้ง่ายมาก
จานนี้เกิดขึ้นจาก โครงการ arduinoโครงการภาษาอิตาลีเริ่มต้นในปี 2005 ซึ่งมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์แบบเปิดสำหรับนักเรียนเป็นหลัก การออกแบบครั้งแรกถูกนำไปใช้กับสถาบันใน Ivrea ในอิตาลี ตอนนั้นนักเรียนของศูนย์การศึกษาแห่งนี้ใช้แสตมป์พื้นฐานที่มีชื่อเสียงที่ฉันได้กล่าวไปแล้วข้างต้น สิ่งเหล่านี้มีค่าใช้จ่ายมากและไม่ได้เปิดกว้างขนาดนั้น
ก่อนหน้านั้น Hernando Barragánได้สร้างแพลตฟอร์มการพัฒนาที่เรียกว่า Wiring ซึ่งเป็นโครงการที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชื่อเสียง การประมวลผลภาษาโปรแกรม. ด้วยเหตุนี้พวกเขาจึงทำงานเพื่อพัฒนาเครื่องมือราคาประหยัดและใช้งานง่ายสำหรับนักเรียน ดังนั้นพวกเขาจึงตั้งเป้าหมายเกี่ยวกับการสร้างบอร์ดฮาร์ดแวร์ด้วย PCB และไมโครคอนโทรลเลอร์อย่างง่ายรวมถึงการสร้าง IDE (Integrated Development Environment)
เนื่องจากการเดินสายใช้บอร์ดที่มีไมโครคอนโทรลเลอร์ ATmega168 อยู่แล้วการพัฒนาต่อไปนี้จึงเป็นไปในทิศทางเดียวกัน Massimo Banzi และ David Mellis จะเพิ่ม สนับสนุน ATmega8 สำหรับ Wiring ซึ่งมีราคาถูกกว่ารุ่น 168 ด้วยซ้ำดังนั้นสิ่งแรกที่เกิดขึ้นในวันนี้ Arduino UNO. จากนั้นโครงการการเดินสายไฟจะเปลี่ยนชื่อเป็น Arduino
ด้วยศักยภาพของแผ่นเปลือกโลกเหล่านี้จึงได้รับการสนับสนุนเพิ่มเติมจากชุมชนเพื่อก้าวไปข้างหน้าและสร้างจานเพิ่มเติม นอกจากนี้ผู้ให้บริการของ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และผู้ผลิตเริ่มออกแบบผลิตภัณฑ์เฉพาะ เข้ากันได้กับ Arduino เช่นเดียวกับกรณีของ Adafruit Industries จากที่นี่มีโล่จำนวนมากและโมดูลเพิ่มเติมสำหรับแผ่นเหล่านี้
เมื่อเผชิญกับความสำเร็จอย่างล้นหลามก็เกิดขึ้น มูลนิธิ Arduinoเพื่อส่งเสริมและจัดกลุ่มความพยายามของโครงการ Arduino ต่อไป โมเดลที่คล้ายกับขององค์กรอื่นที่คล้ายคลึงกันเช่น Linux Foundation, Raspberry Pi Foundation, RISC-V Foundation เป็นต้น
ณ จุดนี้มีการสร้างตัวแปร Arduino จำนวนมากโดยมีรูปแบบที่แตกต่างกันและไมโครคอนโทรลเลอร์ที่หลากหลายเช่นเดียวกับ อุปกรณ์เสริมมากมาย ที่เราได้พูดคุยกันในบล็อกนี้:
ข้อมูลรายละเอียดของ Arduino UNO
นี้ จาน Arduino UNO มันมีคุณสมบัติบางอย่างที่ทำให้มันไม่เหมือนใครและมันก็มีความแตกต่างที่เกี่ยวกับบอร์ด Arduino อื่น ๆ ที่เราจะเน้น
ลักษณะทางเทคนิคโครงร่างและพิน
El พินเอาต์และลักษณะทางเทคนิคของบอร์ด Arduino UNO Rev3 สิ่งสำคัญคือต้องรู้วิธีใช้อย่างถูกต้องมิฉะนั้นคุณจะไม่ทราบข้อ จำกัด และวิธีที่ถูกต้องในการเชื่อมต่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดกับพินและบัสที่มีอยู่
เริ่มก่อนด้วย CARACTERISTICS ของเธอ, คุณมี:
- ไมโครคอนโทรลเลอร์ Atmel ATmega328 ที่ 16 Mhz
- หน่วยความจำ SRAM ออนบอร์ด: 2KB
- หน่วยความจำ EEPROM ในตัว: 1 KB
- หน่วยความจำแฟลช: 32 KB ซึ่ง bootloader ใช้ 0.5 KB ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์อื่นได้
- แรงดันไฟฟ้าในการทำงานของชิป: 5v
- แรงดันไฟฟ้าที่แนะนำ: 7-12v (แม้ว่าจะรองรับ 6 ถึง 20v)
- ความเข้มของกระแสไฟฟ้าต่อเนื่อง: 40mA สำหรับ I / O และ 50mA สำหรับขา 3.3V
- พิน I / O: 14 พินซึ่ง 6 คือ PWM.
- หมุดอะนาล็อก: 6 พิน
- ปุ่มรีเซ็ตเพื่อเริ่มการทำงานของโปรแกรมที่โหลดในหน่วยความจำใหม่
- ชิปอินเทอร์เฟซ USB
- นาฬิกาออสซิลเลเตอร์สำหรับสัญญาณที่ต้องการจังหวะ
- ไฟ LED บน PCB
- ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าในตัว
- ราคาประมาณ€ 20
ส่วน หมุดและการเชื่อมต่อ มีอยู่ในจาน Arduino UNO:
- Barrel Jack หรือ DC Power Jack: เป็นขั้วต่อบอร์ด Arduino UNO เพื่อให้สามารถใช้พลังงานไฟฟ้าได้ การ์ดสามารถใช้พลังงานจากแจ็คที่เหมาะสมและอะแดปเตอร์เพื่อจ่ายไฟ 5-20 โวลต์ หากคุณกำลังจะเชื่อมต่อองค์ประกอบจำนวนมากเข้ากับเพลทเป็นไปได้ว่าคุณจะต้องเอาชนะอุปสรรค 7v จึงจะเพียงพอ
- USB: พอร์ต USB ใช้เพื่อเชื่อมต่อบอร์ด Arduino กับพีซีด้วยวิธีนี้คุณสามารถตั้งโปรแกรมหรือรับข้อมูลจากพอร์ตอนุกรมได้ นั่นคือโดยทั่วไปแล้วจะช่วยให้คุณโหลดภาพร่าง Arduino IDE ของคุณลงในหน่วยความจำภายในของไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อให้สามารถดำเนินการได้ นอกจากนี้ยังสามารถเติมเต็มฟังก์ชั่นการจ่ายไฟสำหรับเตาประกอบอาหารและองค์ประกอบที่เชื่อมต่ออยู่
- VIN พิน: คุณจะพบพิน VIN ที่ช่วยให้คุณจ่ายไฟให้กับบอร์ดได้ Arduino UNO ใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอกหากคุณไม่ต้องการใช้ USB หรือแจ็คด้านบน
- 5V: จ่ายแรงดัน 5V พลังงานที่จะเข้าถึงได้มาจากหนึ่งในสามกรณีก่อนหน้านี้ที่คุณสามารถจ่ายไฟให้จาน
- 3V3: พินนี้ให้คุณป้อน 3.3v และสูงสุด 50mA ไปยังโครงการของคุณ
- GND: มีหมุดกราวด์ 2 พินเพื่อเชื่อมต่อกราวด์ของโครงการอิเล็กทรอนิกส์ของคุณกับพวกเขา
- รีเซ็ต: หมุดสำหรับรีเซ็ตโดยส่งสัญญาณ LOW ผ่านมัน
- พอร์ตอนุกรม: มี 0 พิน 1 (RX) และ XNUMX (TX) เพื่อรับและส่งข้อมูลอนุกรม TTL ตามลำดับ พวกเขาเชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์บนพิน USB-to-TTL
- การขัดจังหวะภายนอก: 2 และ 3 พินที่สามารถกำหนดค่าให้ทริกเกอร์อินเทอร์รัปต์ด้วยขอบที่เพิ่มขึ้นลดลงหรือค่าสูงหรือต่ำ
- SPI: บัสอยู่บนหมุดที่มีเครื่องหมาย 10 (SS), 11 (MISOI) และ 13 (SCK) ซึ่งคุณสามารถสื่อสารโดยใช้ไลบรารี SPI
- A0-A5: คือหมุดอะนาล็อก
- 0-13: นี่คือพินอินพุตหรือเอาต์พุตดิจิทัลที่คุณสามารถกำหนดค่าได้ LED ในตัวขนาดเล็กเชื่อมต่อกับพิน 13 ซึ่งหากพินนี้อยู่สูงไฟจะสว่างขึ้น
- TWI: รองรับการสื่อสาร TWI โดยใช้ไลบรารี Wire คุณสามารถใช้พิน A4 หรือ SDA และพิน A5 หรือ SCL
- พื้นที่: ไพน์แรงดันอ้างอิงสำหรับอินพุตอะนาล็อก
เอกสารข้อมูลทางเทคนิค
การเป็นบอร์ดโอเพ่นซอร์สไม่เพียง คุณจะพบแผ่นข้อมูล เช่นเดียวกับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ อีกมากมาย คุณยังสามารถดาวน์โหลดเอกสารและแผนภาพอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ อีกมากมายที่จะช่วยให้คุณเข้าใจว่าบอร์ดนี้ทำงานอย่างไร Arduino UNO ภายในและแม้แต่สร้างการใช้งาน Arduino ของคุณเองด้วยตัวคุณเอง ตัวอย่างเช่นคุณมีข้อมูลที่เป็นทางการดังต่อไปนี้:
- แผ่นข้อมูล ไมโครคอนโทรลเลอร์ Atmel ATmega Arduino UNO Rev3 เพื่อให้ทราบถึงแรงดันไฟฟ้ากระแสและลักษณะอื่น ๆ ที่คุณต้องคำนึงถึงสำหรับการทำงาน
- Pinout หรือการแมปพิน
- ไฟล์ EAGLE พร้อมแผนผังสำหรับผู้สร้าง
- แผนภาพอิเล็กทรอนิกส์ของบอร์ด Arduino UNO.
- ขนาด PCB.
ความแตกต่างกับบอร์ด Arduino อื่น ๆ
Arduino UNO Rev3 เป็นจานที่เหมาะ สำหรับทุกคนที่เริ่มต้น เพื่อใช้แผ่นประเภทนี้ มีอะไรอีก, มีชุดอุปกรณ์เริ่มต้นสำหรับเริ่มต้นกับทุกสิ่งที่คุณต้องการรวมอยู่ด้วย. ชุดอุปกรณ์นี้ไม่เพียง แต่มีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากเพื่อเริ่มฝึก แต่ยังมีคู่มือโดยละเอียดเพื่อช่วยคุณในแต่ละขั้นตอน
อย่างไรก็ตามมี บอร์ด Arduino รุ่นหรือรูปแบบอื่น ๆ ซึ่งมีประโยชน์มากสำหรับแอปพลิเคชันขั้นสูงอื่น ๆ หรือใช้ในโครงการที่ขนาดมีความสำคัญ ความแตกต่างหลักระหว่างจาน พวกเขาส่วนใหญ่อยู่ในประเภทของไมโครคอนโทรลเลอร์ในตัวบางตัวมีประสิทธิภาพมากกว่าและมีหน่วยความจำมากกว่าเพื่อรวมภาพร่างหรือโปรแกรมที่ซับซ้อนมากขึ้นและจำนวนพินที่มีอยู่ แต่ถ้าเราเปรียบเทียบบอร์ดขายดีทั้ง XNUMX บอร์ดจะพบความแตกต่างดังนี้
- Arduino UNO Rev3: ดูส่วนที่มีคุณสมบัติทางเทคนิค
- Arduino Mega: ราคาสูงกว่า€ 30 โดยมีขนาดค่อนข้างใหญ่กว่าจาน UNO นอกจากนี้ยังมีไมโครคอนโทรลเลอร์ ATmega2560 ที่ทรงพลังกว่าซึ่งทำงานได้ที่ 16Mhz แต่มีหน่วยความจำแฟลช 256KB, EEPROM 4KB และ SRAM 8KB สำหรับโปรแกรมที่ซับซ้อนมากขึ้น นอกจากนี้ยังมีพินเพิ่มเติมด้วย 54 Digital I / O, 15 PWM และ 16 analog
- Arduino ไมโคร: โดดเด่นในเรื่องของขนาดที่เล็กกว่า UNO แม้ว่าจะมีราคาใกล้เคียงกันก็ตาม ในพื้นที่ขนาดเล็กนี้ได้รวมไมโครคอนโทรลเลอร์ ATmega32U4 ที่มีขนาดเล็กลง แต่ยังทำงานที่ 16Mhz หน่วยความจำเท่ากับ UNO ยกเว้น SRAM ซึ่งมีมากกว่า 0.5KB หมุดยังเพิ่มขึ้นแม้จะมีขนาดเล็กโดยมี 20 ดิจิตอล 7 PWM และ 12 อนาล็อก ความแตกต่างอีกประการหนึ่งคือใช้ micro-USB สำหรับการเชื่อมต่อแทน USB มีขนาดเล็กมากจึงไม่สามารถใช้โล่หรือโล่ได้เหมือนสองตัวก่อนหน้านี้ ...
Arduino IDE และการเขียนโปรแกรม
ในการเขียนโปรแกรม Arduino ในทุกเวอร์ชันคุณมี IDE หรือสภาพแวดล้อมการพัฒนาที่เรียกว่า Arduino IDE. เข้ากันได้กับทั้ง macOS, Windows และ Linux เป็นชุดโอเพนซอร์สฟรีที่คุณสามารถทำได้ ดาวน์โหลดจากลิงค์นี้. ด้วยวิธีนี้คุณสามารถสร้างรหัสเพื่อตั้งโปรแกรมชิปไมโครคอนโทรลเลอร์บนบอร์ดและทำให้โครงการของคุณทำงานได้
แพลตฟอร์มนี้ได้รับการสนับสนุนโดยภาษาโปรแกรม Arduino ที่ใช้ภาษาโปรแกรมระดับสูง กระบวนการผลิตซึ่งจะคล้ายกับ C ++ ที่รู้จักกันดี นั่นคือเหตุผลที่พวกเขาจะมีไวยากรณ์และวิธีการแสดงที่คล้ายคลึงกัน
คุณสามารถทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ วิธีใช้ Arduino IDE ด้วยบทความในบล็อกนี้ที่อธิบายถึงวิธีการรวมส่วนประกอบหรือโมดูลอิเล็กทรอนิกส์เข้ากับบอร์ดหรือดาวน์โหลดหลักสูตรการเขียนโปรแกรมโดยตรง Arduino IDE ในรูปแบบ PDF ฟรี. ด้วยคุณจะได้เรียนรู้ไวยากรณ์และภาษาการเขียนโปรแกรมเพื่อเริ่มต้นกับโครงการของคุณ ...