Arduino
Platformy Arduino
Základné charakteristiky platforiem Arduino
Typy platforiem Arduino
Arduino Duemilanove
Arduino MEGA
Základné charakteristiky platforiem Arduino
Arduino je open-source elektronická vývojová platforma, vyznačujúca sa jednoduchým, flexibilným a ľahko ovládateľným softvérom a hardvérom. Táto platforma je vhodná pre vývoj rôznych zariadení, využiteľných pre meranie, riadenie a reguláciu. Svojou jednoduchosťou je predurčená aj na účely výučby základov programovania a využívania mikrokontrolérov.
Platforma Arduino http://www.arduino.cc/ umožňuje interakciu s okolitým prostredím pomocou analógových vstupov umožňujúcich pripojenie rôznych druhov snímačov a taktiež prostredníctvom výstupov umožňujúcich ovládanie rôznych pripojených zariadení.
Mikrokontroléry Atmel, ktorými sú platformy Arduino osadené sú jednoducho programovateľné pomocou jednoduchého programovacieho jazyka Arduino http://arduino.cc/en/Reference/HomePage , založeného na jazyku Wiring http://wiring.org.co/ , podobnom jazyku C++ vo vlastnom vývojovom prostredí napísanom v programe Java založenom na prostredí Processing http://www.processing.org/. Vývojové prostredie IDE (Indegrated Development Environment) je open-source, teda je ho možné bezplatne stiahnuť a zadarmo používať. K dispozícii sú verzie pre všetky významné desktop OS - Windows, MacOS a Linux http://arduino.cc/en/Main/Software .
Projekty a zariadenia vytvorené na platformách Arduino môžu pracovať samostatne, alebo v spolupráci s inými platformami, alebo nadradenými počítačmi s využitím rôznych druhov komunikácie a spolupracujúceho softvéru.
Pre platformy Arduino sú vytvorené aj rôzne typy nadstavbových modulov označovaných „shield“, ktoré rozširujú existujúce možnosti platforiem Arduino o ďalšie funkcie, napr. sieťová komunikácia, bezdrôtová komunikácia, GPS prijímače, zobrazovacie moduly a rôzne iné špeciálne snímače a aktuátory http://arduino.cc/en/Main/Hardware , http://shieldlist.org/ .
Typy platforiem Arduino
Od vzniku projektu platforiem Arduino http://arduino.cc/en/Main/Boards vzniklo veľa rôznych druhov platforiem, ktoré sa líšia typom použitého mikrokontroléra, komunikačným rozhraním, spôsobom napájania, rozmermi a primárnym účelom na ktorý sú určené, http://arduino.cc/en/Main/Hardware .
Pre účely návrhu a vývoja rôznych zariadení a taktiež pre účely výučby sú v súčasnosti najvhodnejšie posledné vyvinuté typy platforiem:
- Arduino Duemilanove
- Arduino Uno
- Arduino Mega
- Arduino Mega 2560
- Arduino Mega ADK
Arduino Duemilanove
Obr. 1 Arduino Deumilanove
Schéma zapojenia: http://arduino.cc/en/uploads/Main/arduino-duemilanove-schematic.pdf
Arduino Duemilanove (Duemilanove po taliansky je 2009 - rok uvedenia na trh), platforma osadená mikrokontrolérom ATmega168, alebo po 1. marci 2009 aj mikrokontrolérom ATmega328. Obsahuje 14 digitálnych vstupno/výstupných pinov (6 z nich môže byť použitých ako PWM výstupy), 6 analógových vstupov s 10 bitovým A/D prevodníkom, 16MHz kryštálom riadené hodiny, USB rozhranie (FTDI FT232RL), konektor pre napájanie (7-12V), ICSP konektor, reset tlačidlo.
Základné charakteristiky platformy Arduino Duemilanove
- mikrokontrolér ATmega168, alebo ATmega328
- flash pamäť 16 kB (ATmega168), alebo 32 kB (ATmega328)
- SRAM pamäť 1 kB (ATmega168), alebo 2 kB (ATmega328)
- EEPROM pamäť 512 bytov (ATmega168), alebo 1 kB (ATmega328)
- taktovacia frekvencia 16 MHz
- môže byť napájaný cez USB alebo z externého zdroja
- napájanie 7-12V (zabudovaný stabilizátor 5V)
- stabilizátor 3,3V (FTDI chip) max. prúd 50mA
-
14 digitálnych I/O pinov z toho 6 (3, 5, 6, 9, 10, 11) môže fungovať ako PWM výstupy, max. prúd na I/O pinoch 40mA
- z toho dva I/O piny ( 0 RX a1 TX) môžu byť použité pre UART
- z toho dva I/O piny (2, 3) pre externé IRQ
- z toho štyri I/O piny (10 SS, 11 MOSI, 12 MISO, 13 SCK) pre SPI
- z toho jeden I/O pin (13) pre vstavanú LED (13=H=LED svieti)
- 6 analógových vstupov, 6x10-bitový (1024 krokov) A/D prevodník, vstup 0-5V
- z toho dva vstupy (A4 SDA, A5 SCL) pre I2C (TWI)
- AREF vstup - referenčné napätie pre A/D prevodníky
- reset vstup
- komunikácia UART TTL (5V)
- USB rozhranie, FTDI chip pre USB komunikáciu (FTDI FT232RL) (virtuálny COM port na PC)
- komunikácia SPI
- Arduino software podporuje komunikáciu I2C
- programuje sa pomocou open-source Arduino softvéru
Arduino MEGA
Obr. 2 Arduino MEGA
Schéma zapojenia: http://arduino.cc/en/uploads/Main/arduino-mega-schematic.pdf
Arduino MEGA je vývojová platforma osadená mikrokontrolérom ATmega1280. Obsahuje 54 digitálnych vstupno/výstupných pinov (14 z nich môže byť použitých ako PWM výstupy), 16 analógových vstupov s 10 bitovým A/D prevodníkom, 16 MHz kryštálom riadené hodiny, USB rozhranie (FTDI FT232RL), konektor pre napájanie (7-12V), ICSP konektor, reset tlačidlo. Platforma obsahuje všetky podporné obvody pre mikrokontrolér, je možné ju jednoducho pripojiť k PC pomocou USB kábla, napájanie je možné prostredníctvom USB kábla, alebo z externého zdroja. Platforma Arduino MEGA je kompatibilná s väčšinou nadstavbových modulov navrhnutých pre platformy Arduino Duemilanove, alebo Diecimila.
Základné charakteristiky platformy Arduino MEGA
- mikrokontrolér ATmega1280
- flash pamäť 128 kB z čoho sú 4 kB použité na bootloader
- SRAM pamäť 8 kB
- EEPROM pamäť 4 kB
- taktovacia frekvencia 16 MHz
- môže byť napájaný cez USB alebo z externého zdroja
- napájanie 7-12V (zabudovaný stabilizátor 5V)
- stabilizátor 3,3V (FTDI chip) max. prúd 50 mA
-
54 digitálnych I/O pinov z toho 14 (0 až 13) môže fungovať ako PWM výstupy, max. prúd na I/O pinoch 40 mA
-
z toho 8 I/O pinov môže byť použitých na sériovú komunikáciu: Serial: 0 (RX) a 1 (TX); Serial 1: 19 (RX) and 18 (TX); Serial 2: 17 (RX) and 16 (TX); Serial 3: 15 (RX) and 14 (TX)
-
z toho 6 I/O pinov môže byť použitých pre externé IRQ 2 (interrupt 0), 3 (interrupt 1), 18 (interrupt 5), 19 (interrupt 4), 20 (interrupt 3), and 21 (interrupt 2)
- z toho štyri I/O piny (50 MISO, 51 MOSI, 52 SCK, 53 SS) pre SPI
- z toho dva I/O piny 20 SDA and 21 SCL pre I2C (TWI)
- z toho jeden I/O pin (13) pre vstavanú LED (13=H=LED svieti)
- 16 analógových vstupov, 16x10-bitový (1024 krokov) A/D prevodník, vstup 0-5V
- AREF vstup - referenčné napätie pre A/D prevodníky
- reset vstup
- komunikácia UART TTL (5V)
- USB rozhranie, FTDI chip pre USB komunikáciu (FTDI FT232RL) (virtuálny COM port na PC)
- komunikácia SPI
- Arduino software podporuje komunikáciu I2C
- programuje sa pomocou open-source Arduino softvéru
- prečítané 8805x