Устройство Arduino

Опубликовано 26.04.2013 12:13:00


Устройство платы Arduino и основные детали на ней

Данная статья является вводной и будет интересна для общего развития. В ней мы не будем приводить сложные принципиальные схемы, а дадим вам информацию о том какие основные детали установлены на плате Arduino и для чего они нужны. Для примера возьмем свежую модель Arduino UNO R3.

 

 

Итак, начнем.

Деталь с которой пожалуй стоит начать рассказ это микроконтроллер (1) в который и будут записываться программные коды (скетчи). На плате UNO это ATmega328.  Подключение Arduino к компьютеру производится через USB разъем (2). Однако большинство микроконтроллеров установленных в платах Arduino не могут работать напрямую с интерфейсом USB. Для решения этой проблемы необходим переходник USB-UART. UART, если говорить простыми словами, это интерфейс понятный контроллеру. На гребенке платы представлен контактами D0 (RX- прием данных) и D1 (TX-передача данных). На более ранних версиях Arduino, а также в серии Arduino nano, в качестве преобразователя USB-UART используется микросхема FT232RL, на китайских клонах можно наблюдать CH340G. Микросхема просто конвертирует данные в нужный формат на уровне железа и ничего более. В версии же UNO R3 USB-UART переходник реализован программно на контроллере ATmega16U2 (3), что позволяет определять плату как клавиатуру, мышь и т.д. 

К достоинствам данной платы можно отнести возможность питания как от USB так и от внешнего источника подключаемому к разъему внешнего питания (4). Для защиты порта USB (на стороне компьютера) установлен предохранитель (5)  на 500мА. Выбор источника питания производится автоматически в пользу внешнего благодаря связке полевого транзистора (6) и операционного усилителя (7). Диод (8) служит для защиты от переполюсовки при неправильном подключении внешнего питания. 

Устройство платы Arduino и основные детали на ней

 

Для работы контроллера необходимы стабильные 5 Вольт. Их мы получим пропустив входное напряжение лежащее в пределах от 6 до 12 вольт через стабилизатор (9). Также на плате установлен дополнительно стабилизатор на 3.3 Вольта (10). Конденсаторы (11) служат для стабилизации выходного напряжения стабилизатора. 

Кварцевый резонатор (12) задает частоту работы микроконтроллера, в нашем случае 16 мГц. Кнопка (13) служит для сброса контроллера (перезагрузки).

Для работы в среде Arduino IDE в контроллере должен быть прошит bootloader. Платы Arduino поставляются с уже прошитым Bootloader'ом, однако в случае замены контроллера на новый, его необходимо будет прошить самому, либо купить уже прошитый. Для возможности заливки либо обновления прошивки на плату выведены ICSP разъемы. Для прошивки ATmega16U2 (14)ATmega328 (15).

Для индикации работы Arduino на плате установлены 4 светодиода. "ON" символизирует подачу питания на плату, зажигание "TX" светодиода свидетельствует о том что контроллер что-то передает по интерфейсу UART, а зажигание светодиод RX символизирует что принимает. Так же на плате установлен светодиод "L" подключенный к 13 пину, лично я его всегда использую чтобы знать когда контроллер включился.


 

Читать далее:

•  Начало работы с Arduino, установка драйверов


А как же комментарии?