Arduino Uno — это базовая и самая популярная версия платы микроконтроллеров. С ней очень удобно работать благодаря тому, что пины распаяны однорядными коннекторами типа «мама». Обычно эту плату используют для прототипирования проектов, а собирают готовое устройство на базе более мелких плат ардуино, таких как Arduino Nano. Это легко сделать так как прошивки совместимы и в большинстве случаев номера пинов не отличаются. Для Arduino Uno существует множество плат расширения (шилдов), таких как Ethernet shield, motor shield, servo shield и другие.
Эта ардуинка бывает в двух разных вариантах: DIP и SMD. Отличаются они тем, что сам микроконтроллер может быть DIP исполнения (прямоугольный и ножками) и вставлен в колодку, или просто распаян на плате если это SMD версия (квадратный). Отличий в производительности, назначении пинов или их количестве в этих версиях нет.
На плате Arduino Uno R3 установлены: контроллер ATmega328P с тактовой частотой 16 МГц, порт USB, разъем питания, кварцевый резонатор, стабилизаторы напряжения на 5 вольт и на 3.3 вольта, светодиоды и кнопка перезагрузки.
Распиновка (pinout) Arduino Uno R3
Обозначение на плате | Обозначение в прошивке | Возможности пина |
RX ◀ 0 | 0 | Цифровой ввод/вывод, Serial RX |
TX ▶ 1 | 1 | Цифровой ввод/вывод, Serial TX |
2 | 2 | Цифровой ввод/вывод |
~3 | 3 | Цифровой ввод/вывод, ШИМ |
4 | 4 | Цифровой ввод/вывод |
~5 | 5 | Цифровой ввод/вывод, ШИМ |
~6 | 6 | Цифровой ввод/вывод, ШИМ |
7 | 7 | Цифровой ввод/вывод |
8 | 8 | Цифровой ввод/вывод |
~9 | 9 | Цифровой ввод/вывод, ШИМ |
~10 | 10 | Цифровой ввод/вывод, ШИМ, SPI SS |
~11 | 11 | Цифровой ввод/вывод, ШИМ, SPI MOSI |
12 | 12 | Цифровой ввод/вывод, SPI MISO |
13 | 13 | Цифровой ввод/вывод, SPI SCK |
GND | Земля или V- | |
AREF | Пин опорного напряжения | |
SDA | A4 или 18 | Аналоговый пин с 8-ми битным АЦП, I2C SDA |
SCL | A5 или 19 | Аналоговый пин с 8-ми битным АЦП, I2C SCL |
Зарезервированный пин | ||
5V | 5 В или V+ | |
RES | Пин перезагрузки | |
3.3V | 3.3 В | |
5V | 5 В или V+ | |
GND | Земля или V- | |
GND | Земля или V- | |
VIN | Пин питания соединен с + разъема питания | |
A0 | A0 или 14 | Аналоговый пин с 8-ми битным АЦП |
A1 | A1 или 15 | Аналоговый пин с 8-ми битным АЦП |
A2 | A2 или 16 | Аналоговый пин с 8-ми битным АЦП |
A3 | A3 или 17 | Аналоговый пин с 8-ми битным АЦП |
A4 | A4 или 18 | Аналоговый пин с 8-ми битным АЦП, I2C SDA |
A5 | A5 или 19 | Аналоговый пин с 8-ми битным АЦП, I2C SCL |
Характеристики ардуино уно
- Микроконтроллер: ATmega328P
- Диапазон допустимого напряжения питания: 5-20 В
- Рекомендуемое напряжение питания: 7-12 В
- Количество цифровых вводов/выводов: 14
- ШИМ: 6 цифровых пинов могут быть использованы как выводы ШИМ
- Количество аналоговых выводов: 6
- 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 Arduino Uno к питанию
Эту плату можно питать четырьмя способами:
- Через порт USB. Можно питать ардуино от компьютера, powerbank, смартфона (если он поддерживает режим OTG) или от адаптера, вставленного в розетку.
- Через пин +5V. Этот пин является не только выводом, но и вводом. Будьте внимательны! На этот пин нужно подавать ровно 5 вольт. В противном случае можно спалить сам микроконтроллер.
- Через штекер питания, расположенный на плате. Можно использовать, батарейки, аккумуляторы и разнообразные блоки питания. Этот штекер подключен к пину VIN. О напряжении и мерах предосторожности написано в следующем пункте.
- Через пин VIN. Ток от этого пина проходит через встроенный стабилизатор напряжения. По заявлениям производителя можно подавать от 5 до 20 вольт. Но это не совсем так. Так как стабилизатор имеет не 100% КПД, то при подаче 5 вольт на пин VIN напряжения может не хватить на питание микроконтроллера, да и на цифровых пинах будет не 5 вольт, а меньше. Также не стоит работать на максимальном напряжении. При 20 вольтах на пине VIN будет сильно греться стабилизатор напряжения, вплоть до выхода из строя. Поэтому рекомендуется использовать напряжение от 7 до 12 вольт.
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.
Работа с arduino uno в windows 10
Данная плата имеет разъем USB type B для подключения к компьютеру. Обратите внимание, что платы от китайских производителей имеют микросхему CH340 для связи по usb. По умолчанию Windows 10 может не иметь подходящего драйвера, так что вам придется скачать и установить его самостоятельно. Описание драйвера и ссылки на скачивание вы найдете в статье «драйвер CH340».
Для дальнейшей работы с Arduino uno в Windows 10 вам понадобится программа Arduino IDE. Эта программа поможет вам писать скетчи (прошивки), исправлять ошибки и прошивать вашу плату. Вы можете использовать и другое ПО, если в нем есть поддержка работы с синтаксисом ардуино и COM портами. Я подробно рассказал как скачать, установить и пользоваться Arduino IDE, так что у вас не должно возникнуть проблем с этим.
Физические характеристики
Arduino Uno имеет следующие размеры: длина 69 мм и ширина 53 мм. Однако разъем питания и разъем USB немного выпирают за пределы печатной платы. Arduino Uno весит около 25 грамм. Плата имеет 4 отверстия для возможности ее закрепления на поверхности. Расстояние между выводами равняется 2,5 мм, кроме выводов 7 и 8. Между ними 4 мм.