Arduino – распиновка и схема подключения – arduino+

Arduino – распиновка и схема подключения

14 августа в 22:39

Публикации / Arduino

В своей статье я хотел бы подробно и с иллюстрациями рассказать про схему подключения и распиновку Arduino, рассматривая различные модели микроконтроллера.

1. Плата Arduino Uno – распиновка устройства

Слово Uno переводится с итальянского языка, как «один». Устройство названо в связи с началом выпуска Arduino 1.0. Другими словами, Uno является эталонной моделью для всей платформы типа Arduino. Это последнее устройство в серии плат USB, доказавшее свою эффективность и проверенное временем.

Arduino Uno создано на микроконтроллере типа ATmega 328 (datasheet).

Его состав следующий:

количество цифровых входов и выходов составляет 14 (а шесть из них имеется возможность использовать как выходы ШИМ);
число аналоговых входов составляет шесть;
16 МГц – кварцевый резонатор;
имеется разъём для питания;
есть разъём, предназначенный для ICSP-программирования внутри самой схемы;
присутствует кнопка для сброса.

Крайне важно отметить, что отличительной особенностью всех новых плат arduino является использование для интерфейсов USB–UART микроконтроллера типа ATmega 16U2 (или ATmega 8U2 в версиях R1, R2) вместо устаревшей микросхемы типа FTDI.

Плата Uno по версии R2 снабжается дополнительным подтягивающим к земле резистором на линии HWB применяемого микроконтроллера.

Распиновка выглядит следующим образом:

Последовательный интерфейс использует шины №0 (RX – получение данных), №1 (TX – передача данных).
Для внешнего прерывания используются выводы №2, №3.
Для ШИМ используются выводы за номерами 3,5, 6, 9, 10, 11. Функция analog Write обеспечивает разрешение в 8 бит.
Связь посредством SPI: контакты №10 (SS), №11 (MOSI), №12 (MISO), №13 (SCK).
Вывод №13 запитывает светодиод, который загорается при высоком потенциале.
Uno оснащена 6 аналоговыми входами (A0 – A5), которые имеют разрешение в 10 бит.
Для изменения верхнего предела напряжения используется вывод AREF (функция analog Reference).
Связь I2C (TWI, библиотека Wire) осуществляется через выводы №4 (SDA), №5 (SCL).
Вывод Reset – перезагрузка микроконтроллера.

Устройство построено на микроконтроллере АTmega16U2 и имеет повышенный уровень помехоустойчивости по цепи сброса.

Устройство отличается от предыдущей версии лишь тем, что в этом случае не используется интерфейс USB-UART FTDI при подключении к компьютеру. Эту задачу выполняет выполняет сам микроконтроллер ATmega 16U2.

Изменения распиновки платы выглядят следующим образом:

Возле вывода AREF добавлены два пина: SDA, SCL.
Возле пина RESET также добавлены два вывода: IOREF, позволяющий подключать платы расширения с подстройкой под необходимое напряжение; второй вывод не используется и находится в резерве.

2. Плата Arduino Mini и её распиновка

Является одной из самых простых и удобных устройств Arduino.

Используется микроконтроллер ATmega 168 с рабочим напряжением на 5 вольт с частотой в 16 МГц. Максимальное напряжение питания в моделях составляет 9 вольт. Значение максимального тока на выводах составляет 40 mA.

Плата содержит:

14 цифровых выводов (из них 6 могут быть использованы в качестве ШИМ-выходов), могут применяться в качестве как входа, так и выхода;
8 аналоговых входов (4 из них оснащены выводами);
16 МГц – кварцевый генератор.

Пины устройства Arduino Mini имеют следующее предназначение:

Два вывода, посредством которых осуществляется питание платы «плюс»: RAW, VCC.
Вывод контакта «минус» – пин GND.
Выводы под номерами 3, 5, 6, 9, 10, 11 используются для ШИМ при применении функции analog Write.
К выводам №0, №1 можно подключать другие устройства.
Аналоговые входы №0 – №3 с выводами.
Аналоговые входы №4 – №7 не имеют выводов и требуют пайки при необходимости.
Вывод AREF, который предназначен для изменения верхнего напряжения.
Вывод Reset – перезагрузка микроконтроллера.

Расположение выводов в различных версиях arduino mini могут различаться.

3. Плата Arduino Mega 2560 и её распиновка

Устройство Arduino Mega 2560 собрано на микроконтроллере ATmega 2560 (datasheet), является обновлённой версией Arduino Mega.

Для осуществления преобразования USB–UART-интерфейсов используется новый микроконтроллер ATmega 16U2 ( либо ATmega 8U2 для версий плат R1 или R2).

Состав платы следующий:

количество цифровых входов/выходов составляет 54 (15 из них можно использовать в роли выходов-ШИМ);
число аналоговых входов – 16;
реализация последовательных интерфейсов производится посредством 4 аппаратных приёмопередатчиков UART;
16 МГц – кварцевый резонатор;
USB-разъём;
питающий разъём;
внутрисхемное программирование осуществляется через ICSP-разъём;
кнопка для сброса.

В устройстве Mega 2560 R2-версии добавлен специальный резистор, подтягивающий HWB-линию 8U2 к земле, что позволяет значительно упростить переход Arduino в DFU-режим, а также обновление прошивки. Версия R3 незначительно отличается от предыдущих. Изменения в устройстве следующие:

добавлены четыре вывода – SCL, SDA, IOREF (для осуществления совместимости по напряжению различных расширительных плат) и ещё один резервный вывод, пока не используемый;
повышена помехоустойчивость по цепи сброса;
увеличен объём памяти;
ATmega8U2 заменён на микроконтроллер ATmega16U2.

Выводы Arduino Mega 2560R3 предназначаются для следующего:

Имеющиеся цифровые пины могут служить входом-выходом. Напряжение на них – 5 вольт. Каждый пин обладает подтягивающим резистором.
Аналоговые входы не оснащены подтягивающими резисторами. Работа основана на применении функции analog Read.
Количество выводов ШИМ составляет 15. Это цифровые выводы №2 – №13, №44 – №46. Использование ШИМ производится через функцию analog Write.
Последовательный интерфейс: выводы Serial: №0 (rx), №1 (tx); выводы Serial1: №19 (rx), №18 (tx); выводы Serial2: №17 (rx), №16 (tx); выводы Serial3: №15 (rx), №14 (tx).
Интерфейс SPI оборудован выводами №53 (SS), №51 (MOSI), №50 (MISO), №52 (SCK).
Вывод №13 – встроенный светодиод.
Пины для осуществления связи с подключаемыми устройствами: №20 (SDA), №21 (SCL).
Для внешних прерываний (низкий уровень сигнала, другие изменения сигнала) используются выводы №2 , №3, №18, №19, №20, №21.
Вывод AREF задействуется командой analog Reference и предназначается для регулирования опорного напряжения аналоговых входных пинов.
Вывод Reset. Предназначен для формирования незначительного уровня (LOW), что приводит к перезагрузке устройства (кнопка сброса).

4. Плата Arduino Micro и её распиновка

Arduino Micro представляет собой устройство, основа которого построена на микроконтроллере ATmega 32u4, имеющем встроенный USB-контроллер. Это решение упрощает подключение платы к компьютеру, так как в системе устройство будет определяться как обычная клавиатура, мышь либо COM-порт. Состав устройства следующий:

количество входов/выходов – 20 (имеется возможность 7 из них использовать как ШИМ-выходы, а 12 – в роли входов аналогового типа); резонатор кварцевый, настроенный на 16 МГц;
micro-USB-разъём;
ICSP-разъём, предназначенный для проведения внутреннего программирования;
кнопка для сброса.

Все цифровые выводы изделия могут работать в качестве как входов, так и выходов благодаря наличию функций digital Read, pin Mode, digital Write. Напряжение на выводах составляет 5 вольт.

Максимальная величина потребляемого или отдаваемого тока с одного вывода составляет 40 мА. Выводы сопрягаются с внутренними резисторами, которые по умолчанию находятся в отключенном состоянии. Они имеют номиналы в 20 кОм – 50 кОм.

Отдельные выводы arduino micro, кроме основных, способны выполнять и ряд дополнительных функций:

В последовательном интерфейсе выводы №0 (RX), №1 (TX) применяются для приёма (RX), а также передачи (TX) необходимых данных через встроенный аппаратный приёмопередатчик. Функция актуальна для arduino micro класса Serial. В других случаях связь осуществляется через соединение USB (CDC).
Интерфейс TWI включает выводы микроконтроллера №2 (SDA) и №3 (SCL). Позволяют использовать данные библиотеки Wire.
Выводы под номерами 0, 1, 2, 3 могут быть использованы в роли источников возникающих прерываний. К таковым относятся низкий уровень сигнала; прерывания по фронту, по спаду, при изменении уровня сигнала.
Выводы под номерами 3, 5, 6, 9, 10, 11,13 при использовании функции analog Write способны выводить аналоговый ШИМ-сигнал в 8 бит.
К SPI-интерфейсу относятся выводы на разъёме ICSP. Они не соединяются с цифровыми выводами на плате.
Дополнительный вывод RX LED/SS, который соединён со светодиодом. Последний индицирует процесс по передаче данных с использованием USB. Этот вывод может быть использован при работе с интерфейсом SPI для вывода SS.
Вывод №13 – светодиод, который включается при отправке данных HIGH и выключается при значениях LOW.
Выводы A0 – A5 (отмечены на плате) и A6 – A11 (соответствуют цифровым выводам за номерами 4, 6, 8, 9, 10,12) являются аналоговыми.
Вывод AREF позволяет изменять верхнее значение аналогового напряжения на вышеуказанных выводах. При этом используется функция analog Reference.
С помощью вывода Reset формируется низкий уровень (LOW) и происходит перезагрузка микроконтроллера (кнопка сброса).

Источник: https://ArduinoPlus.ru/arduino-raspinovka/

Плата Arduino Uno R3: схема, описание, подключение устройств

Плата Arduino Uno — центр большой империи Arduino, самое популярное и самое доступное устройство Arduino. В ее основе лежит чип ATmega — в последней ревизии Арудуино Уно R3 — это ATmega328 (хотя на рынке можно еще встретить варианты платы UNO с ATmega168).

Arduino Uno является самым подходящим вариантом для начала работы с платформой: она имеет удобный размер (не слишком большой, как у Mega и не такой маленький, как у Nano), достаточно доступна из-за массового выпуска всевозможных клонов, под нее написано огромное количество бесплатных уроков и скетчей.

В этой статье мы рассмотрим основные особенности, характеристики и устройство платы Arduino Uno R3, требования к питанию и возможности подключения внешних устройств.

Характеристики Arduino Uno

Микроконтроллер	ATmega328
Рабочее напряжение	5В
Напряжение питания (рекомендуемое)	7-12В
Напряжение питания (предельное)	6-20В
Цифровые входы/выходы	14 (из них 6 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов)
Аналоговые входы	6
Максимальный ток одного вывода	40 мА
Максимальный выходной ток вывода 3.3V	50 мА
Flash-память	32 КБ (ATmega328) из которых 0.5 КБ используются загрузчиком
SRAM	2 КБ (ATmega328)
EEPROM	1 КБ (ATmega328)
Тактовая частота	16 МГц

Изображения плат Ардуино Уно

Где купить Arduino Uno

Минимальные цены на платы UNO можно найти в китайских электронных магазинах. Если у вас есть несколько недель на ожидание, вы можете существенно сэкономить, купив дешево (в районе 200-300 рублей) с бесплатной доставкой. Наиболее надежные и проверенные поставщики:

Если вы интересуетесь наборами Ардуино, то более подробный обзор доступных вариантов вы можете найти на нашем сайте.

Устройство Arduino Uno

Ардуино — это открытая платформа. По сути, любой желающий может скачать схему с официального сайта или одного из популярных форумов, а затем собрать плату на основе контроллера ATmega. Необходимые электронные компоненты можно весьма не дорого купить во множестве интернет-магазинов.

Схема и распиновка платы Arduino Uno

Принципиальная схема:

Описание элементов платы Arduino Uno R3

Распиновка микроконтроллера ATMega 328

Описание пинов Ардуино

Пины Ардуино используются для подключения внешних устройств и могут работать как в режиме входа (INPUT), так и в режиме выхода (OUTPUT).

К каждому входу может быть подключен встроенный резистор 20-50 кОм с помощью выполнения команды pinMode () в режиме INPUT_PULLUP. Допустимый ток на каждом из выходов – 20 мА, не более 40 мА в пике.

Для удобства работы некоторые пины совмещают в себе несколько функций:

Пины 0 и 1 — контакты UART (RХ и TX соответственно) .
Пины c 10 по 13 – контакты SPI (SS, MOSI, MISO и SCK соответственно)
Пины A4 и A5 – контакты I2C (SDA и SCL соответственно).

Цифровые пины платы Uno

Пины с номерами от 0 до 13 являются цифровыми. Это означает, что вы можете считывать и подавать на них только два вида сигналов: HIGH и LOW. С помощью ШИМ также можно использовать цифровые порты для управления мощностью подключенных устройств.

Пин ардуино	Адресация в скетче	Специальное назначение	ШИМ
Цифровой пин 0		RX
Цифровой пин 1	1	TX
Цифровой пин 2	2	Вход для прерываний
Цифровой пин 3	3	Вход для прерываний	ШИМ
Цифровой пин 4	4
Цифровой пин 5	5	ШИМ
Цифровой пин 6	6	ШИМ
Цифровой пин 7	7
Цифровой пин 8	8
Цифровой пин 9	9	ШИМ
Цифровой пин 10	10	SPI (SS)	ШИМ
Цифровой пин 11	11	SPI (MOSI)	ШИМ
Цифровой пин 12	12	SPI (MISO)
Цифровой пин 13	13	SPI (SCK)К выходу также подсоединен встроенный светодиод (есть в большинстве плат Arduino)

Аналоговые пины Arduino Uno

Аналоговые пины Arduino Uno предназначены для подключения аналоговых устройств и являются входами для встроенного аналого-цифрового преобразователя (АЦП), который в ардуино уно десятиразрядный.

Пин	Адресация в скетче	Специальное назначение
Аналоговый пин A0	A0 или 14
Аналоговый пин A1	A1 или 15
Аналоговый пин A2	A2 или 16
Аналоговый пин A3	A3 или 17
Аналоговый пин A4	A4 или 18	I2C (SCA)
Аналоговый пин A5	A5 или 19	I2C (SCL)

Дополнительные пины на плате

AREF – выдает опорное напряжения для встроенного АЦП. Может управляться функцией analogReference().
RESET – подача низкого сигнала на этом входе приведет к перезагрузке устройства.

Подключение устройств

Подключение любых устройств к плате осуществляется путем присоединения к контактам, расположенным на плате контроллера: одному из цифровых или аналоговых пинов или пинам питания. Простой светодиод можно присоединить, используя два контакта: землю (GND) и сигнальный (или контакт питания).

Самый простой датчик потребует задействовать минимум три контакта: два для питания, один для сигнала.

При любом варианте подключения внешнего устройства следует помнить, что использование платы в качестве источника питания возможно только в том случае, если устройство не потребляет больше разрешенного предельного тока контроллера.

Варианты питания Ардуино Уно

Рабочее напряжение платы Ардуино Уно — 5 В. На плате установлен стабилизатор напряжения, поэтому на вход можно подавать питание с разных источников. Кроме этого, плату можно запитывать с USB — устройств. Источник питания выбирается автоматически.

Питание от внешнего адаптера, рекомендуемое напряжение от 7 до 12 В. Максимальное напряжение 20 В, но значение выше 12 В с высокой долей вероятности быстро выведет плату из строя. Напряжение менее 7 В может привести к нестабильной работе, т.к. на входном каскаде может запросто теряться 1-2 В. Для подключения питания может использоваться встроенный разъем DC 2.1 мм или напрямую вход VIN для подключения источника с помощью проводов.
Питание от USB-порта компьютера.
Подача 5 В напрямую на пин 5V. В этом случае обходится стороной входной стабилизатор и даже малейшее превышение напряжения может привести к поломке устройства.

Пины питания

5V – на этот пин ардуино подает 5 В, его можно использовать для питания внешних устройств.
3.3V – на этот пин от внутреннего стабилизатора подается напряжение 3.3 В
GND – вывод земли.
VIN – пин для подачи внешнего напряжения.
IREF – пин для информирования внешних устройств о рабочем напряжении платы.

Память Arduino Uno R3

Плата Uno по умолчанию поддерживает три типа памяти:

Flash – память объемом 32 кБ. Это основное хранилище для команд. Когда вы прошиваете контроллер своим скетчем, он записывается именно сюда. 2кБ из данного пула памяти отводится на bootloader- программу, которая занимается инициализацией системы, загрузки через USB и запуска скетча.
Оперативная SRAM память объемом 2 кБ. Здесь по-умолчанию хранятся переменные и объекты, создаваемые в ходе работы программы. Память эта энерго-зависимая, при выключении питания все данные, разумеется, сотрутся.
Энергонезависимая память (EEPROM) объемом 1кБ. Здесь можно хранить данные, которые не сотрутся при выключении контроллера. Но процедура записи и считывания EEPROM требует использования дополнительной библиотеки, которая доступна в Arduino IDE по-умолчанию. Также нежно помнить об ограничении циклов перезаписи, присущих технологии EEPROM.

Некоторые модификации стандартной платы Uno могут поддерживать память с большими значениями, чем в стандартном варианте. Но следует понимать, что для работы с ними потребуются и дополнительные библиотеки.

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.

Отличие Arduino Uno от других плат

Сегодня на рынке можно встретить множество вариантов плат ардуино. Самыми популярными конкурентами Уно являются платы Nano и Mega. Первая пойдет для проектов, в которых важен размер. Вторая — для проектов, где у схема довольно сложна и требуется множество выходов.

Отличия Arduino Uno от Arduino Nano

Современные платы Arduino Uno и Arduino Nano версии R3 имеют, как правило, на борту общий микроконтроллер: ATmega328. Ключевым отличием является размер платы и тип контактных площадок. Габариты Arduino Uno: 6,8 см x 5,3 см. Габариты Arduino Nano: 4,2 см x 1,85 см.

В Arduino UNO используются коннекторы типа «мама», в Nano – «гребень» из ножек, причем у некоторых моделей контактные площадки вообще не припаяны. Естественно, больший размер UNO по сравнению с Nano в некоторых случаях является преимуществом, а в некоторых – недостатком.

С платой большого размера гораздо удобнее производить монтаж, но она неудобна в реальных проектах, т.к. сильно увеличивает габариты конечного устройства.

На платах Arduino Uno традиционно используется разъем TYPE-B (широко применяется также для подключения принтеров и МФУ). В некоторых случаях можно встретить вариант с разъемом Micro USB. В платах Arduino Nano стандартом является Mini или Micro USB.

Естественно, различия есть и в разъеме питания. В плате Uno есть встроенный разъем DC, в Nano ему просто не нашлось места.

Кроме аппаратных, существуют еще небольшие отличия в процессе загрузки скетча в плату. Перед загрузкой следует убедиться, что вы выбрали верную плату в меню «Инструменты-Плата».

Отличия от Arduino Mega

Плата Mega в полном соответствии со своим названием является на сегодняшний день самым большим по размеру и количеству пинов контроллеров Arduino. По сравнению с ней в Uno гораздо меньше пинов и памяти. Вот список основных отличий:

Плата Mega использует иной микроконтроллер: ATMega 2560. Но тактовая частота его равна 16МГц, так же как и в Уно.
В плате Mega большее количество цифровых пинов — 54 вместо 14 у платы Uno. И аналоговых — 16 / 6.
У платы Mega больше контактов, поддерживающих аппаратные прерывания: 6 против 2. Больше Serial портов — 4 против 1.
По объему памяти Uno тоже существенно уступает Megа. Flash -память 32/256, SRAM — 2/8, EEPROM — 4/1.

Исходя из всего этого можно сделать вывод, что для больших сложных проектов с программами большого размера и активным использованием различных коммуникационных портов лучше выбирать Mega.

Но эти платы дороже Uno и занимают больше места, поэтому для небольших проектов, не использующих все дополнительные возможности Mega, вполне сойдет Uno — существенного прироста скорости при переходе на «старшего» брата вы не получите.

Краткие выводы

Arduino Uno — отличный вариант платы для создания своих первых умных устройств. 14 цифровых и 6 аналоговых пинов позволяют подключать разнообразные датчики, светодиоды, двигатели и другие внешние устройства. USB-разъем поможет подключиться к компьютеру для перепрошивки скетча без дополнительных внешних устройств.

Встроенный стабилизатор позволяет использовать различные элементы питания с широким диапазоном напряжения, от 6-7 до 12-14 В. В Arduino Uno достаточно удобно реализована работа с популярными протоколами: UART, SPI, I2C. Есть даже встроенный светодиод, которым можно помигать в своем первом скетче.

Чего еще желать начинающему ардуинщику?

Источник: https://ArduinoMaster.ru/platy-arduino/plata-arduino-uno/

ESP8266 и Arduino, подключение, распиновка

Привет geektimes. Тема ESP8266, как и IoT(интернет вещей), всё больше набирает популярности, и уже Arduino подхватывает инициативу — добавляя эти Wi-Fi модули в список поддерживаемых плат.

Но как же его подключить к ардуино? И возможно как-то обойтись вообще без ардуино? Сегодня именно об этом и пойдёт речь в этой статье.

Забегая наперёд, скажу, что будет вторая статья, уже более практическая, по теме прошивки и программирования модуля ESP8266 в среде разработки Arduino IDE. Но, обо всём по порядку.

Этот видеоролик, полностью дублирует материал, представленный в статье.
На данный момент, существует много разновидностей этого модуля, вот некоторые из них:А вот распиновка ESP01, ESP03, ESP12:
* Данную картинку можно посмотреть в хорошем качестве на офф.

сайте pighixxx.com.

Лично мне, больше всего нравится версия ESP07. Как минимум за то, что тут есть металлический экран (он защищает микросхемы от внешних наводок, тем самым обеспечивает более стабильную работу), своя керамическая антенна, разъём для внешней антенны.

Получается, подключив к нему внешнюю антенну, например типа биквадрат, то можно добиться неплохой дальности.

К тому же, тут есть немало портов ввода вывода, так называемых GPIO(General Purpose Input Output — порты ввода-вывода общего назначения), по аналогии с ардуино — пинов.

Давайте вернёмся к нашим баранам Wi-Fi модулям и Arduino. В этой статье, я буду рассматривать подключение ESP8266(модели ESP01) к Arduino Nano V3.

Но, данная информация будет актуальна для большинства модулей ESP8266 и так же разных Arduino плат, например самой популярной Arduino UNO. Пару слов по ножкам ESP01:

Vcc и GND(на картинке выше это 8 и 1) — питание, на ножку Vcc можно подавать, судя по документации, от 3 до 3.

6 В, а GND — земля (минус питания). Я видел, как один человек подключал этот модуль к двум AA аккумуляторам (напряжение питания в этом случае было примерно 2.7 В) и модуль был работоспособным.

Но всё же разработчики указали диапазон напряжений, в котором модуль должен гарантированно работать, если вы используете другой — ваши проблемы.

Внимание! Этот модуль основан на 3.3 В логике, а Arduino в основном — 5 В логика. 5 В запросто могут вывести из строя ESP8266, потому на него нужно отдельно от ардуино подавать питание.

— На моей ардуинке есть ножка, где написано 3.3 В, почему бы не использовать её?

Наверное подумаете вы.

Дело в том, что ESP8266 довольно таки прожорливый модуль, и в пиках может потреблять токи до 200 мА, и почти никакая ардуинка по умолчанию не способна выдать такой ток, разве что исключением является Arduino Due, у которой ток по линии 3.3 В может достигать 800 мА, чего с запасом хватит, в других же случаях советую использовать дополнительный стабилизатор на 3.3 В, например AMS1117 3.3 В. Таких валом как в Китае, так и у нас.

Ножка RST 6 — предназначена «железной» для перезагрузки модуля, кратковременно подав на неё низкий логический уровень, модуль перезагрузиться. Хоть и на видео я этим пренебрёг, но всё же вам советую «прижимать» данную ногу резистором на 10 кОм к плюсу питания, дабы добиться лучшей стабильности в работе модуля, а то у меня перезагружался от малейших наводок.

Ножка CP_PD 4(или по-другому EN) — служит, опять же, для «железного» перевода модуля в энергосберегающий режим, в котором он потребляет очень маленький ток. Ну и снова — не будет лишним «прижать» эту ногу резистором на 10 кОм к плюсу питалова. На видео я тупо закоротил эту ногу на Vcc, потому как под рукой не оказалось такого резистора.

Ноги RXD0 7 TXD0 2 — аппаратный UART, который используется для перепрошивки, но ведь никто не запрещает использовать эти порты как GPIO(GPIO3 и GPIO1 соотвественно). GPIO3 на картинке почему-то не размечен, но в даташите он есть:

К стати, к ножке TXD0 2 подключен светодиод «Connect», и горит он при низком логическом уровне на GPIO1, ну или когда модуль отправляет что-то по UART.

GPIO0 5 — может быть не только портом ввода/вывода, но и переводить модуль в режим программирования. Делается это подключив этот порт к низкому логическому уровню(«прижав» к GND) и подав питание на модуль.

На видео я делаю это обычной кнопкой.

После перепрошивки — не забудьте вытащить перемычку/отжать кнопку(кнопку во время перепрошивки держать не обязательно, модуль при включении переходит в режим программирования, и остаётся в нём до перезагрузки).

GPIO2 3 — порт ввода/вывода.

И ещё один немаловажный момент, каждый GPIO Wi-Fi модуля может безопасно выдавать ток до 6 мА, чтобы его не спалить, обязательно ставьте резисторы последовательно портам ввода/вывода на… Вспоминаем закон Ома R = U/I = 3.3В / 0.006 А = 550 Ом, то есть, на 560 Ом. Или же пренебрегайте этим, и потом удивляйтесь почему оно не работает.

В ESP01 все GPIO поддерживают ШИМ, так что к нашим четырём GPIO, то есть GPIO0-3 можно подключить драйвер двигателя, аля L293 / L298 и рулить двумя двигателями, например катера, или же сделать RGB Wi-Fi приблуду. Да, да, данный модуль имеет на борту много чего, и для простеньких проектов скрипач Arduino не нужен, только для перепрошивки.

А если использовать ESP07 то там вообще портов почти как у Uno, что даёт возможность уже уверенно обходиться без ардуино. Правда есть один неприятный момент, аналоговых портов у ESP01 вообще нет, а у ESP07 только один, ADC зовётся. Это конечно усугубляет работу с аналоговыми датчиками. В таком случае ардуино аналоговый мультиплексор в помощь.

Всё вроде как по распиновке пояснил, и вот схема подключения ESP8266 к Arduino Nano:Видите на Arduino Nano перемычка на ножках RST и GND? Это нужно для того, чтобы ардуинка не мешала прошивке модуля, в случае подключения ESP8266 при помощи Arduino — обязательное условие. Так же если подключаете к Arduino — RX модуля должен идти к RX ардуинки, TX — TX.

Это потому, что микросхема преобразователь уже подключена к ножкам ардуино в перекрестном порядке. Так же немаловажен резистивный делитель, состоящий из резисторов на 1 кОм и 2 кОм (можно сделать из двух резисторов на 1 кОм последовательно соединив их) по линии RX модуля. Потому как ардуино это 5 В логика а модуль 3.3. Получается примитивный преобразователь уровней.

Он обязательно должен быть, потому что ноги RXD TXD модуля не толерантные к 5 В.Ну и можно вообще обойтись без ардуино, подключив ESP8266 через обычный USB-UART преобразователь. В случае подключения к ардуино, мы, по сути, используем штатный конвертер интерфейсов usb и uart, минуя мозги.

Так зачем тратиться лишний раз, если можно обойтись и без ардуино вообще? Только в этом случае, мы подключаем RXD модуля к TXD конвертора, TXD — RXD.

Если вам лениво заморачиваться с подключением, возится с резисторами и стабилизаторами — есть готовые решения NodeMcu:Тут всё значительно проще, воткнул кабель в компьютер, установил драйвера и программируй, только не забывай задействовать перемычку/кнопку на GPIO0 для перевода модуля в режим прошивки.

Ну вот, с теорией наверное всё, статья получилась пожалуй довольно таки большая, и практическую часть, аля прошивка и программирование модуля, я опубликую немного позже.

Я, у себя на ютуб канале, открыл целый плейлист посвящённый моим видео по теме этого Wi-Fi модуля. В планах построили машинку, или лодку, на Wi-Fi управлении, где вместо пульта ДУ будет обычный смарт. Но пока что я к этому ещё не пришёл, так что это всего лишь планы на будущее.

Продолжение этой статьи.

Даташиты на:

ASM1117 3.3 B;

ESP8266EX(микроконтроллер, что стоит в модуле); Ещё ссылки:

Русскоязычное сообщество по ESP8266;

Источник: https://habr.com/post/390593/

Arduino — описание выводов на примере Arduino UNO

Arduino — это полноценная система, позволяющая управлять различными системами и считывать данные из разных источников. Основным преимуществом Arduino — это стандартизированное распределение выводов, позволяющее применять готовые к использованию решения, расширяющие возможности системы.

Используя специальные платы, называемые шилдами (Shield) можно расширить возможности Arduino подключив, например, сетевую карту, драйвер для управления шаговым двигателем или датчик расстояния. Со стороны программы каждый вывод схемы четко определен, что в свою очередь позволяет легко создавать собственные макеты на основе примеров, доступных в интернете.

На рисунке ниже приведены платы Arduino UNO и Arduino MEGA:

Arduino MEGA совместима с версией UNO в области основных выводов. Дополнительные выводы MEGA расположены отдельно, что позволяет сохранить совместимость с Arduino UNO.

Распиновка Arduino Uno

Рядом с USB разъемом есть кнопка «RESET». Он позволяет вернуться к исходному состоянию программы, которое бывает при включении питания. После нажатия кнопки «RESET» данные в ОЗУ микроконтроллера сбрасываются и Arduino начинает выполнять программу с самого начала.

Интерфейс USB позволяет программировать Arduino и взаимодействовать и поддерживать связь с Serial монитором. Кроме того, непосредственно через USB вы можете запитать плату.

Следует, однако, помнить, что USB имеет небольшую выходную мощность и не может обеспечить должным питанием элементы, требующие большей мощности, такие как двигатели постоянного тока, шаговые двигатели или сервоприводы. Решить эту проблему можно применив мощный внешний источник питания.

Для этого в Arduino имеет разъем для подключения внешнего источника питания. Напряжение питания может составлять от 5 до 20 В. Фактически, оптимальное напряжение должно находиться в диапазоне 7-12 В.

Если напряжение питания будет меньше 7В, то напряжение на выходе встроенного стабилизатора будет меньше 5 В. Если же входное напряжение питания будет больше 12 В, то это приведет к значительному нагреву стабилизатора напряжения.

Применение внешнего источника питания имеет смысл тогда, когда для части системы требуется напряжение питания более 5 В и достаточно высокая сила тока или когда Arduino работает автономно от компьютера. При использовании же внешних элементов с низким энергопотреблением, безусловно, удобнее запитать схему непосредственно от USB порта.

Arduino оснащена одним или двумя шестиконтактными разъемами, которые используются для программирования микроконтроллера. Разъемы обозначаются как ICSP1 и ICSP2.

Разъем ближе к основному микроконтроллеру позволяет загружать BOOTLOADER, а разъем ближе к USB-порту позволяет загружать программу USB-UART преобразователя.

Второй разъем используется только в платах Arduino, где в качестве USB-UART преобразователя используется микроконтроллер Atmega. Если установлен FT232, то второй разъем на плате отсутствует.

Плата Arduino оснащена группой, по крайней мере, из 4 светодиодов. Два из них помечены как «RX» и «TX» расположены рядом с микросхемой FT232 или Atmega.

Они сигнализируют о последовательной передаче данных между компьютером и контроллером. Эти светодиоды полезны при программировании и тестировании программы, которая взаимодействует с компьютером.

По их свечению вы можете визуально определить, происходит ли передача данных (программирование) или нет.

Еще один светодиод, обозначенный как «ON», является индикатором питания платы. Последний светодиод, как правило, — это светодиод, анод которого подключен к выводу 13, а катод к минусу питания. Поэтому высокий логический уровень на выводе 13 приведет к включению светодиода, в то время как низкий уровень приведет к его выключению.

Последним и самым важным элементом платы Arduino являются два ряда контактов сверху и снизу. Их расположение является стандартным, что облегчает повторение готовых проектов и добавление шилдов. Нижний ряд контактов разделен на две части.

Левая часть (POWER) обеспечивает доступ к питанию и управлению:

IOREF — указывает каким напряжением питается процессор Arduino (это важно для некоторых шилдов)
RESET — сброс Arduino
3V3 – система питание модулей, требующих 3,3 В
5V — система питания TTL
GND – масса
GND — масса
VIN — напряжение питания от внешнего источника

Правая часть (ANALOG IN) обеспечивает считывание аналоговые сигналов. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) позволяет считывать значения напряжения от 0 до AREF или 0…5 В.

Считанное значение может быть 8-битным или 10-битным. Аналоговые входы подписаны как A0, A1, A2, A3, A4, A5. Несмотря на их основное предназначение, выводы A0 — A5 так же могут быть использованы как цифровые входы или выходы.

Верхний ряд контактов также разделен на две части. Правая часть пронумерована от 0 до 7, левая от 8 до 13. Этот ряд содержит контакты цифрового входа/выхода.

Контакты 0 и 1 являются специальными выводами, на которые дополнительно выведены линии последовательного порта (RX и TX). Их можно использовать для последовательной связи с другой платой.

Контакты 3, 5, 6, 9, 10, 11 обозначаются как «~» или PWM. Они могут работать в режиме ШИМ, иногда называемым аналоговым выходом. Конечно же, это не реальные аналоговые выходы. Они только позволяют контролировать ширину импульса, которая часто используется в цифровой электронике для изменения «аналогового» сигнала.

И последние два вывода — это GND и AREF, которые используется для подключения внешнего опорного напряжения для аналого-цифрового преобразователя.

В итоге Arduino UNO имеет 14 цифровых линий входа/выхода и 6 аналоговых входов (которые могут служить в качестве цифровых входов/выходов).

Следует отметить, что в Arduino с электрической точки зрения важными являются такие параметры, как допустимое напряжение, подаваемое на вход и нагрузочная способность выходов.

Допустимое входное напряжение не должно превышать 5В или 3,3В (у плат с питанием от 3,3В). В случае если необходимо обработать сигнал напряжением больше 5В (3,3В для Arduino Pro Mini), то следует воспользоваться делителем напряжения.

Нагрузочная способность выходов при питании от 5 В составляет 40мА, при питании от 3,3 В — 50 мА. Это означает, что к одному выходному контакту можно подключить, например, до двух светодиодов, предполагая, что рабочий ток каждого из них составляет 20 мА.

В тех случаях, когда контроллер должен управлять элементом с большим током потребления, то необходимо использовать промежуточные компоненты (транзистор, реле, симистор, драйвер).

Источник: http://www.joyta.ru/10674-arduino-opisanie-vyvodov-na-primere-arduino-uno/

Motor Shield: плата расширения к Ардуино

Содержание

1 Принципиальные схемы
2 Выводы о модуле
3 Ссылки

Модуль RA022 Motor Shield — обзор платы и её принципиальная схема. Данная плата расширения служит для подключения к плате Arduino UNO относительно мощных исполнительных устройств: элекромоторов постоянного тока, шаговых двигателей и сервомоторов.

Плата Мотор Шилд стоит около 100-200 рублей и поставляется в антистатическом пакете.

Устройство имеет размер 69 х 53 х 20 мм, 30,6 г.

Стандартное расположение выводов позволяет легко подключить плату расширения к Arduino UNO, Arduino Leonardo или Arduino Mega.

На плате располагаются клеммные колодки для подключения четырех электромоторов или двух шаговых двигателей. Максимальный допустимый ток составляет 600 мА на канал [1-3].

Для взаимодействия с Arduino данный модуль использует порты D3-D8 и D11-D12 [2,4]. Порты D9-D10 выведены на плату шилда в виде трехконтактных разъемов для подключения сервоприводов.

Также на плате имеется кнопка перезагрузки Arduino.

Плата Arduino UNO как источник питания сравнительно маломощна, поэтому для надежно работы электродвигателей необходим отдельный источник питания. Для его подключения на плате шилда имеется отдельная клеммная колодка.

Напряжение питания шилда должно лежать в диапазоне от 4,5 до 25 В [4] . Для выбора источника питания на плате имеется перемычка. Если перемычка надета, то питание двигателей осуществляется от платы Arduino.

В этом режиме питание пары электродвигателей [5] оказывается невозможным. На фотографиях хорошо видно, что при установленной перемычке напряжение на USB порту падает до 4 В, электродвигатели при этом не работают.

Полезное: Цифровой микроскоп USB с ЖК дисплеем

При отключенной перемычке ток потребляемый через USB порт связкой из Arduino UNO и мотор шилда составляет 140 мА.

Для обеспечения работы электродвигателей был использован отдельный источник электропитания, напряжением 6В. На фотографиях видно, что при этом ток, потребляемый через USB порт, упал до 50 мА. От внешнего источника питания забирается ток около 0,25 А.

Для упрощения работы с данной платой расширения целесообразно использовать специальную библиотеку AFMotor [6]. Следует отметить, что версии библиотеки друг от друга отличаются, у автора устройство заработало с библиотекой, скачанной вот отсюда [7]. Для проверки работоспособности была использована программа _2_motor [2].

Принципиальные схемы

Выводы о модуле

В целом данная плата расширения оставляет достаточно приятное впечатление, за сравнительно небольшую цену (около 110 р. на апрель 2018 г.) мы получаем возможность управлять четырьмя электродвигателями.

Разумеется, все то, что делает данный шилд можно реализовать самостоятельно, однако это займет несравнимо больше времени, чем установка и настройка этой платы расширения.

Наличие готовых библиотек сильно упрощает программирование.

Из недостатков можно отметить отсутствие разъемов для работы с незанятыми портами Arduino. Впрочем, радом с контактами аналоговых портов на плате предусмотрены металлизированные отверстия, что позволит при необходимости не только подвести к ним провода, но и собрать на свободной площади платы несложную схему (например, делитель напряжения).

Ссылки

http://www.zi-zi.ru/module/module-l293
http://роботехника18.рф/подключение-мотор-шилд-к-ардуино/
https://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-ra022.-motor-shield-na-baze-mikroshem-l293d
http://robotosha.ru/arduino/motor-shield.

html
http://radioskot.ru/publ/raznoe/shassi_dlja_kolesnogo_robota/18-1-0-1122
http://iarduino.ru/file/161.html
http://arduino-diy.com/arduino-motor-shield

Все файлы находятся в общем архиве.

Обзор подготовил для сайта 2 Схемы — Denev.

3– 5,00Загрузка…

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

Источник: https://2shemi.ru/motor-shield-plata-rasshireniya-k-arduino/

Arduino nano

Arduino Nano V3.0

Вот так выглядит Arduino nano:

Существует несколько версий плат nano. Есть версия 2.X, а есть версия 3.0. Отличаются эти версии самим микроконтроллером. В младшей версии этой ардуинки используется чип ATmega168.

Этот чип обладает меньшим объемом flash-памяти, энергонезависимой памяти, а так же пониженной тактовой частотой.

Так как цена разных версий Arduino nano практически не отличается мы не будем рассматривать младшую из них.

Arduino nano v 3.0

Эта версия снабжена микроконтроллером ATmega328. В отличии от своего младшего собрата, он имеет вдвое большие объемы энергонезависимой и flash памяти. И может похвастаться тактовой частотой в 16 МГц.

Купить Arduino nano v 3.0

Мы советуем покупать платы ардуино в китайских интернет магазинах по следующим причинам:

Качество практически не отличается от оригинальных плат, произведенных в Италии.
Цена в разы ниже. Итальянская ардуино нано стоит около 10$, а в Китае этот микроконтроллер обойдется в 2-2,5$
В российских магазинах наценка составляет 100-500%. При этом очень часто под видом оригинальной платы могут продавать китайские, да еще и очень низкого качества.
На алиэкспрессе вы легко можете найти надежных продавцов с хорошими отзывами.
Вы можете воспользоваться скидочными купонами и кэшбэк сервисами.

Характеристики

Микроконтроллер: ATmega328
Предельное напряжение питания: 5-20 В
Рекомендуемое напряжение питания: 7-12 В
Цифровых вводов/выводов: 14
ШИМ: 6 цифровых пинов могут быть использованы как выводы ШИМ
Аналоговые выводы: 8
Максимальная сила тока: 40 mAh с одного вывода и 500 mAh со всех выводов.
Flash память: 32 кб
SRAM: 2 кб
EEPROM: 1 кб
Тактовая частота: 16 МГц

Подключение питания к Arduino nano

Этот микроконтроллер можно питать через порт mini-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. Рекомендуемое напряжение для питания через пин VIN — от 7 до 12 вольт.

Распиновка Arduino Nano v 3.0

Распиновка Ardiono Nano

Как уже было написано выше, плата имеет 14 цифровых пинов. На плате они помечены с ведущей буквой «D» (digital или цифровой). 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 пины на плате помечены ведущей «A». Эти пины являются входами и не имеют подтягивающих резисторов. Они измеряют поступающее на них напряжение и возвращают значение от 0 до 1024 при использовании функции analogRead(). Эти пины измеряют напряжение с точностью до 0,005 В.

Если внимательно посмотреть на плату то можно увидеть значок тильды (~) рядом с некоторыми цифровыми пинами. Этот значок означает, что данный пин может быть использован как выход ШИМ.

На некоторых платах ардуино этого значка нет так как производители не всегда находят место для этого символа на плате. У Arduino nano есть 6 выводов ШИМ, это пины D3, D5, D6, D9, D10 и D11.

Для использования ШИМ у Arduino есть специальная функция analogWrite().

Другие пины:

rx0 и tx1 используются для передачи данных по последовательному интерфейсу.
Выводы D10 (SS), D11 (MOSI), D12 (MISO), D13 (SCK) рассчитаны для связи по интерфейсу SPI.
Так же на выводе D13 имеется встроенный в плату светодиод.
А4 (SDA) и А5 (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.

Физические характеристики

Arduino Nano имеет следующие размеры: длина 42 мм и ширина 19 мм. Однако разъем USB немного выпирает за пределы печатной платы. Arduino Nano весит всего около 12 грамм. Плата имеет 4 отверстия для возможности ее закрепления на поверхности. Расстояние между выводами равняется 2,54 мм.

Принципиальная схема Ardiono Nano

Источник: https://all-arduino.ru/arduino-nano/amp/

Распиновка плат ардуино Arduino board pinmaping

Ардуино Нано

Платформа Nano, построенная на микроконтроллере ATmega328 (Arduino Nano 3.0) или ATmega168 (Arduino Nano 2.x), имеет небольшие размеры и может использоваться в лабораторных работах.

Она имеет схожую с Arduino Duemilanove функциональность, однако отличается сборкой. Отличие заключается в отсутствии силового разъема постоянного тока и работе через кабель Mini-B USB. Nano разработана и продается компанией Gravitech.

Наверное одна из лучших и компактных плат для различных проектов и самоделок , обычно выбираю её :

Лучшая цена на алиэкспресс http://ali.pub/1tgxgp

Партия из 5 штук – дешевле http://ali.pub/1tgxho

Ардуино про мини

Arduino Pro Mini построена на микроконтроллере ATmega168 (техническое описание). Платформа содержит 14 цифровых входов и выходов (6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ), 6 аналоговых входов, резонатор, кнопку перезагрузки и отверстия для монтажа выводов.

Плата имеет еще более компактные размеры , но без конвертора сн340. Цена ниже чем у нано .

http://ali.pub/1tgxp9

Ардуино Уно

Arduino Uno контроллер построен на ATmega328 (техническое описание, pdf). Платформа имеет 14 цифровых вход/выходов (6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ), 6 аналоговых входов, кварцевый генератор 16 МГц, разъем USB, силовой разъем, разъем ICSP и кнопку перезагрузки.

http://ali.pub/1tgxw9