Nella Prima Parte della Guida verrà Illustrata la Scheda ARDUINO UNO R3, il Microcontrollore a Disposizione e le Caratteristiche Elettriche…

 

 

 
 

 

INTRO

Questa serie di tutorial verranno scritti per dare ai principianti una solida base sulla programmazione di Arduino e inoltre serve sia ai principianti che agli esperti ad esplorare più in profondità le potenzialità hardware di questa scheda di sviluppo. Infatti si cercherà di andare oltre il codice e la pura programmazione, si cercherà di entrare all’interno del microcontrollore così da sviluppare le piene potenzialità di Arduino.

Iniziamo. Arduino è la più famosa piattaforma open source di prototipizzazione hardware e software nel campo dei microcontrollori. Grazie alla sua semplicità di utilizzo ha coinvolto moltissime persone, dalle fasce più giovani i quali si avvicinano all’elettronica fino alle fasce di esperti del settore che cercano uno strumento rapido per realizzare i propri progetti.

Tra i vari modelli di Arduino presenti in commercio verrà utilizzato ARDUINO UNO R3 con microcontrollore ATMEGA328 visto che rappresenta un buon compromesso tra potenza e costo. Bisogna ricordarsi che scrivendo un codice per una versione di Arduino, è molto semplice esportarla su altre versione. Da questo punto di vista è molto flessibile.

In questa prima guida si andrà ad analizzare la scheda Arduino uno r3 soffermandosi sui vari elementi e sulle caratteristiche elettriche. Inoltre verrà analizzato dal punto di vista strutturale ed elettronico il microcontrollore usato per questa scheda.

 

 
LA SCHEDA ARDUINO UNO

La scheda Arduino dispone al suo interno di varie strutture hardware predispose alla comunicazione, all’adattamento e controllo delle tensioni, e altre. Inoltre dispone di vari pin per la tensione, ingressi analogici, pin digitali di I/O e PWM e anche il riferimento digitale, Dispone di una presa femmina usb per la comunicazione e una presa femmina per il jack dell’ingresso della tensione. La scheda ha il seguente aspetto:

Iniziamo dai pin della tensione, chiamati voltage pin o power.

• IOREF è l’uscita della tensione al quale viene alimentato il microcontrollore. Se il microcontrollore è alimentato a 3.3V anche su questo pin vi saranno 3.3V e serve per far si che tutti i circuiti connessi possano essere connessi alla stessa tensione del microcontrollore.
• RESET è connessa al pin di reset del microcontrollore e serve per resettare il microcontrollore dall’esterno o resettare altri componenti quando si resetta il microcontrollore.
• 3V, 5V sono rispettivamente i pin della tensione positiva a 3.3V e 5V.
• GND e Vin sono i pin della tensione di massa ovvero 0V mentre Vin è la tensione di ingresso positiva ovvero la tensione in ingresso dalla presa per il jack.

Poi vi sono i pin del microcontrollore sia analogici che digitali.

• ANALOG IN sono gli ingressi analogici ovvero i canali dell’ADC interno al microcontrollore.
• TX e RX sono i pin di comunicazione USART.
• DIGITAL e PWM sono i pin di input output digitali e le uscite PWM
• AREF è la tensione di riferimento analogica usata dall’ADC
• Pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) sono i pin della comunicazione SPI
• ICSP sono i pin per programmazione via ICS del microcontrollore.

Tra le strutture hardware vi è evidenziato in grigio il microcontrollore con i pin ICS e il cristallo di oscillazione da 16MHz, in blu il circuito di controllo della tensione che a partire dalla tensione di ingresso crea una tensione a 5V e 3.3V, vi è il circuito di controllo, comunicazione e programmazione formato da un microcontrollore ATMEGA16U2. Infine vi sono le prese USB e la presa per la tensione di ingresso.

 
IL MICROCONTROLLORE ATMEGA328

Arduino UNO R3 monta un microcontrollore ATMEGA328, una volta costruito dalla foundry ATMEL ora acquisita dalla Microchip. Le caratteristiche elettriche della scheda ARDUINO UNO dipendono principalmente dal microcontrollore montato.

Passiamo ad illustrare le periferiche salienti:

• Memoria EEPROM 1Kbytes
• 2 Timer counter a 8bit
• Timer counter a 16bit
• 6 PWM
• ADC a 10 bit con 8 canali
• Protocolli di comunicazione SPI, USART, I2C
• Comparatore analogico

La tensione di alimentazione va da 1.8V fino ad un massimo di 5.5V anche se la scheda ARDUINO UNO alimenta il microcontrollore sempre con 5V. La corrente assorbita dal microcontrollore è di circa 0.2mA.

I pin di ingresso e uscita possono al massimo avere una corrente di 40mA mentre al massimo può scorrere una corrente di 200mA dai pin di alimentazione. L’uno logico viene riconosciuto se la tensione è maggiore di 0.6VCC ovvero 3V mentre lo 0 logico, per essere riconosciuto dall’ingresso deve avere un valore inferiore a 0.1VCC ovvero 500mV.

Bisogna fare attenzione alla corrente assorbita da ogni pin e il totale della corrente. Supponiamo di avere 20 LED da 10mA e che vengano tutti accesi, c’è il rischio che il microcontrollore si bruci.
 

DOWNLOAD SCHEMA ARDUINO UNO

Potete scaricare lo schema di Arduino UNO, con le connessioni tra USB, circuito di controllo, blocchi di alimentazione e microcontrollore al seguente LINK!!!

 

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