Arduino बाहरी शक्ति। USB कनेक्टर की वर्तमान सुरक्षा। Arduino Uno को Power से कनेक्ट करना
पाठ कार्यक्रमों को प्रदर्शित करने के लिए चुने गए Arduino UNO R3 नियंत्रक के बारे में लेख बात करता है। अब इस जानकारी का ध्यानपूर्वक अध्ययन करना आवश्यक नहीं है। मैं सिस्टम के हार्डवेयर के बारे में एक विचार रखने के लिए स्किम करने की सलाह देता हूं। भविष्य में, इस लेख को संदर्भ जानकारी के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
पाठ कार्यक्रमों के नियंत्रक के रूप में, मैंने Arduino UNO R3 बोर्ड को चुना। लेकिन कुछ भी आपको अन्य बोर्डों का उपयोग करने से नहीं रोकता है। यह सिर्फ इतना है कि UNO R3 Arduino नियंत्रकों का सबसे सामान्य संस्करण है।
Arduino Uno को Power से कनेक्ट करना
नीचे दिए गए आंकड़े में, हम सभी बोर्ड घटकों की पहचान उसी नाम से करते हैं जैसे कि योजनाबद्ध में। आप इसे घटकों को खोजने के लिए एक गाइड के रूप में उपयोग कर सकते हैं। प्रश्नवाचक चिन्ह से चिह्नित दो घटकों पर ध्यान दें। वे बोर्ड पर हैं लेकिन परियोजना में प्रदर्शित नहीं हैं।
आइए देखें कि क्या मायने रखता है, जो कि सर्किट का विश्लेषण और स्पष्टीकरण है। निम्नलिखित अनुभागों में, हम बताएंगे कि तीन मुख्य ब्लॉकों में से प्रत्येक कैसे काम करता है। प्रत्येक विषय पर विस्तार करने के लिए नीचे दिए गए शीर्षकों पर क्लिक करें। निम्नलिखित आंकड़ा सर्किट को और अधिक विस्तार से दिखाता है।
नियंत्रक के बारे में सामान्य जानकारी।
Arduino UNO R3 ATmega328 माइक्रोकंट्रोलर पर आधारित है। उसे:
- 14 डिजिटल इनपुट-आउटपुट पोर्ट (उनमें से 6 पीडब्लूएम मॉडुलन मोड का समर्थन करते हैं);
- 6 एनालॉग इनपुट;
- घड़ी आवृत्ति 16 मेगाहर्ट्ज;
- यूएसबी पोर्ट;
- पावर कनेक्टर;
- इन-सर्किट प्रोग्रामिंग कनेक्टर;
- रीसेट बटन।
माइक्रोकंट्रोलर के संचालन को सुनिश्चित करने के लिए बोर्ड के पास सभी आवश्यक घटक हैं। कनेक्ट करने के लिए पर्याप्त यूएसबी केबलकंप्यूटर के लिए और शक्ति लागू करें। माइक्रोकंट्रोलर एक ब्लॉक पर लगा होता है, जिससे विफलता की स्थिति में इसे बदलना आसान हो जाता है।
हम इसमें मौजूद सभी घटकों का विश्लेषण करेंगे। वास्तव में यह फ्यूज एक प्रतिरोधक से अधिक कुछ नहीं है जिसका प्रतिरोध बढ़ते तापमान के साथ बढ़ता जाता है। हालांकि, एक पारंपरिक फ्यूज के विपरीत जो ओवरलोड होने पर उड़ता है, इस घटक में परिचालन की स्थिति सामान्य होने पर खुद को रीसेट करने की क्षमता होती है।
500 मिलीमीटर के बराबर या उससे कम वर्तमान मूल्यों के लिए, फ्यूज प्रतिरोध मूल्य कम रहता है। इस प्रकार, धारा इसके माध्यम से स्वतंत्र रूप से बहती है। यह बनाता है अधिक वर्तमानफ्यूज के माध्यम से गुजरता है, जिससे यह गर्म हो जाता है और इसके प्रतिरोध में वृद्धि होती है। बढ़ा हुआ प्रतिरोध करंट को काट देता है, प्रभावी रूप से एक उड़ा हुआ फ्यूज की तरह काम करता है। हालांकि, अगर शॉर्ट सर्किट या ओवरलोड को हटा दिया जाता है, तो फ्यूज ठंडा हो जाता है और इसका प्रतिरोध मूल्य फिर से गिर जाता है, अपनी मूल स्थिति में लौट आता है।
विशेष विवरण।
| माइक्रोकंट्रोलर प्रकार | एटीमेगा328पी |
| माइक्रोकंट्रोलर आपूर्ति वोल्टेज | 5 वी |
| अनुशंसित बोर्ड वोल्टेज | 7 - 12 वी |
| अंत में स्वीकार्य वोल्टेजबिजली बोर्ड | 6 - 20 वी |
| डिजिटल इनपुट/आउटपुट | 14 (जिनमें से 6 पीडब्लूएम का समर्थन करते हैं) |
| पीडब्लूएम मॉडुलन आउटपुट | 6 |
| एनालॉग इनपुट | 6 |
| डिजिटल आउटपुट की अनुमेय धारा | 20 एमए |
| अनुमेय आउटपुट करंट 3.3 V | 50 एमए |
| फ्लैश मेमोरी क्षमता (फ्लैश) | 32 केबी (जिसमें से 0.5 केबी बूटलोडर द्वारा उपयोग किया जाता है) |
| मात्रा यादृच्छिक अभिगम स्मृति(एसआरएएम) | 2 केबी |
| गैर-वाष्पशील मेमोरी (EEPROM) की मात्रा | 1 केबी |
| घड़ी की आवृत्ति | 16 मेगाहर्ट्ज |
| बोर्ड की लंबाई | 68.6 मिमी |
| बोर्ड की चौड़ाई | 53.4 मिमी |
| वज़न | 25 ग्राम |
प्रोग्रामिंग।
हालांकि, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि 500 मिलीमीटर का मूल्य केवल एक संदर्भ है। वर्तमान का वास्तविक मूल्य जो प्रभावी रूप से फ्यूज को "निरस्त" करता है, कम से कम 500 मिलीमीटर है, जो इसे निरस्त्र करने में लगने वाले समय के साथ-साथ परिवेश के तापमान के मूल्य पर निर्भर करता है।
यदि आप इस फ्यूज के व्यवहार के बारे में अधिक जानने में रुचि रखते हैं तो डेटा शीट से परामर्श लें। फ्यूज सुरक्षा। इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज का सबसे आम उदाहरण है जब आप रबर के तलवों में कालीन या कालीन पर चलते हैं और फिर जब आप धातु के दरवाजे को खोलने की कोशिश करते हैं, तो यह एक झटका देता है। इस मामले में, कालीन के खिलाफ जूते के घर्षण के कारण आपके शरीर पर विद्युत आवेशों का आरोप लगाया जाता है, फिर इन भारों को जल्दी से दरवाज़े के हैंडल पर स्थानांतरित कर दिया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप हल्का झटका लगता है।
नियंत्रक को एकीकृत वातावरण से क्रमादेशित किया गया है सॉफ़्टवेयरअरुडिनो (आईडीई)। प्रोग्रामिंग STK500 प्रोटोकॉल का उपयोग करते हुए एक निवासी बूटलोडर के नियंत्रण में होती है। एक हार्डवेयर प्रोग्रामर की आवश्यकता नहीं है।
माइक्रोकंट्रोलर को बूटलोडर का उपयोग किए बिना आईसीएसपी सॉकेट के माध्यम से प्रोग्राम किया जा सकता है। स्रोतडाउनलोडर स्वतंत्र रूप से उपलब्ध है।
यदि आपका शरीर आवेशित है और दरवाज़े के घुंडी के बजाय आप स्पर्श करते हैं मुद्रित सर्किट बोर्ड विद्युत सर्किट, वजन इसमें स्थानांतरित कर दिया जाता है, जो सर्किट को नुकसान पहुंचा सकता है। इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज हर समय होता है और ज्यादातर मामलों में आपके लिए झटके को महसूस करने के लिए करंट बहुत कम होता है, इसलिए वे अंत में किसी का ध्यान नहीं जाते हैं लेकिन फिर भी अधिक संवेदनशील घटकों को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
एक फ्यूज की तरह, एक वैरिस्टर भी एक प्रतिरोधी है, लेकिन इस मामले में, प्रतिरोध का मूल्य कम हो जाता है क्योंकि इसके पार वोल्टेज बढ़ता है। सुरक्षात्मक varistor का संचालन। यह इस तथ्य के कारण है कि इन चिप्स में पहले से ही अंतर्निहित सुरक्षात्मक संरचनाएं हैं, जो ज्यादातर मामलों में पर्याप्त हैं।
अन्य Arduino नियंत्रकों के विपरीत।
Arduino UNO R3, पिछले संस्करणों के विपरीत, कंप्यूटर से कनेक्ट करने के लिए USB-UART FTDI ब्रिज का उपयोग नहीं करता है। यह कार्य ATmega16U2 माइक्रोकंट्रोलर द्वारा किया जाता है।
आपूर्ति व्यवस्था।
यूएनओ बोर्ड को यूएसबी पोर्ट या बाहरी स्रोत से संचालित किया जा सकता है। शक्ति स्रोत स्वचालित रूप से चुना जाता है। एक एसी अडैप्टर या बैटरी का उपयोग बाहरी शक्ति स्रोत के रूप में किया जा सकता है। एडेप्टर 2.1 मिमी कनेक्टर के माध्यम से जुड़ा हुआ है (केंद्र पिन सकारात्मक है)। बैटरी पावर कनेक्टर के जीएनडी और विन पिन से जुड़ी होती है।
मूल रूप से, फेराइट का उपयोग शोर दमन के लिए किया जाता है। इन घटकों को "रेसिस्टर नेटवर्क" या "रेसिस्टर नेटवर्क" कहा जाता है। थरथरानवाला किसी भी प्रोसेसर का दिल होता है, जो घड़ी की पल्स उत्पन्न करने के लिए जिम्मेदार होता है। वस्तुतः सभी मौजूदा प्रोसेसर एक जनरेटर का उपयोग करते हैं, और उनका कार्यान्वयन अक्सर बहुत समान होता है। हालांकि कई घटकों का उपयोग, इस सर्किट का संचालन अपेक्षाकृत जटिल है, इसलिए हम विवरण में नहीं जाएंगे और हम केवल मूलभूत विशेषताओं पर ध्यान केंद्रित करेंगे।
USB कनेक्टर की वर्तमान सुरक्षा
क्रिस्टल का कार्य एक साइन वेव बनाना है जो घड़ी के आधार के रूप में काम करेगा। आंतरिक रूप से, प्रोसेसर साइन को एक वर्ग तरंग में परिवर्तित करता है। कुछ प्रोसेसर और इंटीग्रेटेड सर्किट को पावर अप के बाद काम करना शुरू करने के लिए इस रेसिस्टर की आवश्यकता होती है, लेकिन इसकी आवश्यकता नहीं होती है और इसका उपयोग चिप निर्माता के उन्मुखीकरण पर निर्भर करता है। आमतौर पर, प्रत्येक डाई में एक विनिर्देश होता है कि उसके संचालन के लिए कौन सा संधारित्र मूल्य आदर्श है, और यह मूल्य चुनने के लिए डिजाइनर की भूमिका है।
बाहरी बिजली आपूर्ति का वोल्टेज 6 - 20 वी की सीमा में हो सकता है। लेकिन यह अनुशंसा की जाती है कि डिवाइस के अस्थिर संचालन के कारण वोल्टेज को 7 वी से नीचे न गिरने दें। आपूर्ति वोल्टेज को 12 वी से अधिक बढ़ाना भी अवांछनीय है, क्योंकि। स्टेबलाइजर ज़्यादा गरम हो सकता है और विफल हो सकता है। वे। अनुशंसित आपूर्ति वोल्टेज रेंज 7 - 12 वी।
गलत संधारित्र मान क्रिस्टल की गुंजयमान आवृत्ति को बदल सकते हैं या इसे काम करने से भी रोक सकते हैं। इस सर्किट में, संधारित्र "युग्मन संधारित्र" के रूप में कार्य करता है। डिजिटल इंटीग्रेटेड सर्किट के संचालन में इस फ़ंक्शन वाले कैपेसिटर बहुत महत्वपूर्ण हैं। लगभग सभी IC निर्माता पावर पिन से जुड़े कैपेसिटर के उपयोग की सलाह देते हैं, जिसमें 100 नैनोफ़ारड क्लासिक मूल्य हैं। मूल्य के अलावा, डिकूपिंग कैपेसिटर का उपयोग करते समय सबसे महत्वपूर्ण मुद्दा इसका स्थान है और इसे प्रश्न में एकीकृत सर्किट के बिजली संपर्कों के जितना संभव हो उतना करीब स्थित होना चाहिए।
बिजली को जोड़ने के लिए निम्नलिखित पिन का उपयोग किया जा सकता है।
| विन | बोर्ड बाहरी शक्ति स्रोत से संचालित होता है। 5V USB पावर या अन्य स्टेबलाइजर आउटपुट से संबंधित नहीं है। इस संपर्क के माध्यम से, आप अपने डिवाइस के लिए पावर प्राप्त कर सकते हैं यदि बोर्ड एक एडेप्टर द्वारा संचालित है। |
| 5वी | बोर्ड वोल्टेज नियामक आउटपुट। इसमें किसी भी बिजली की आपूर्ति के साथ 5 वी का वोल्टेज है। इस आउटपुट के माध्यम से बोर्ड को बिजली देने की अनुशंसा नहीं की जाती है, क्योंकि। एक स्टेबलाइजर का उपयोग नहीं किया जाता है, जिससे माइक्रोकंट्रोलर विफलता हो सकती है। |
| 3 वी 3 | बोर्ड पर वोल्टेज नियामक से वोल्टेज 3.3 वी। इस आउटपुट से अधिकतम स्वीकार्य वर्तमान खपत 50 एमए है। |
| जीएनडी | आम तार। |
| आईओआरईएफ | बोर्ड के ऑपरेटिंग वोल्टेज के बारे में आउटपुट जानकारी पर। विस्तार बोर्ड सिग्नल मान को पढ़ सकता है और 5V या 3.3V बिजली आपूर्ति मोड पर स्विच कर सकता है। |
स्मृति।
डिकूपिंग कैपेसिटर के मुख्य कार्य हैं। बिजली की आपूर्ति से आने वाले शोर को फ़िल्टर करें, इसे एकीकृत सर्किट में प्रवेश करने से रोकें। इसके अलावा, वे एकीकृत सर्किट में आंतरिक रूप से उत्पन्न शोर को फ़िल्टर करते हैं, इसे अन्य बोर्ड घटकों के प्रसार से रोकते हैं। डिजिटल सर्किट, जैसे कि एक प्रोसेसर, चोटियों में करंट खींचता है जो आमतौर पर घड़ी की दालों के साथ मेल खाता है। संधारित्र में प्रोसेसर द्वारा आवश्यक वर्तमान चोटियों की आपूर्ति करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा संग्रहीत करने की भूमिका होती है। यह प्रोसेसर का रीसेट पिन है, और वही कम सक्रिय है, जिसका अर्थ है कि पिन पर वोल्टेज शून्य होने पर प्रोसेसर रीसेट स्थिति में प्रवेश करता है।
माइक्रोकंट्रोलर में तीन प्रकार की मेमोरी होती है:
- 32 केबी फ्लैश (फ्लैश);
- 2 केबी रैम (एसआरएएम);
- 1 केबी गैर-वाष्पशील मेमोरी (ईईपीरोम)।
इनपुट और आउटपुट।
14 डिजिटल पिनों में से प्रत्येक का उपयोग आउटपुट या इनपुट के रूप में किया जा सकता है। आउटपुट पर वोल्टेज का स्तर 5 V है। प्रत्येक आउटपुट के आउटगोइंग और इनकमिंग करंट को 20 mA के स्तर पर सीमित करने की सिफारिश की जाती है। इस पैरामीटर के लिए अधिकतम स्वीकार्य मान 40 एमए है। प्रत्येक पिन में एक आंतरिक 20-50 kΩ पुल-अप रोकनेवाला होता है। रोकनेवाला सॉफ्टवेयर द्वारा निष्क्रिय किया जा सकता है।
तो रोकनेवाला वोल्टेज को 5 वोल्ट पर रखता है और प्रोसेसर को गलत तरीके से रीसेट स्थिति में प्रवेश करने से रोकता है। लेकिन डायोड को केवल इसी CPU पिन पर क्यों रखा जाता है और दूसरों पर नहीं? हालाँकि, रीसेट पिन एक विशेष मामला है क्योंकि इसका उपयोग सॉफ़्टवेयर लेखन के दौरान किया जाता है, और कुछ प्रोग्रामिंग तकनीक प्रक्रिया के दौरान इस पिन पर 12 वोल्ट लागू करती हैं। इस प्रकार, चिप निर्माता दो आंतरिक सुरक्षा डायोड में से एक को हटा देता है।
इस नियामक के ठीक से काम करने के लिए, निर्माता प्रोसेसर के 27 को पिन करने के लिए 1 माइक्रोफ़ारड कैपेसिटर को जोड़ने की सलाह देता है। प्रतिरोधक जो सीरियल प्रोसेसर के बीच संचार करते हैं। रीसेट लाइन में कैपेसिटिव कपलिंग। हालाँकि, हमें इसके कार्य के बारे में अधिक जानकारी नहीं मिली है।
कुछ पिन अतिरिक्त कार्य कर सकते हैं।
सीरियल इंटरफ़ेस: पिन 0 (आरएक्स) और 1 (टीएक्स)।(Rx) प्राप्त करने और (Tx) TTL सीरियल डेटा संचारित करने के लिए उपयोग किया जाता है। ये पिन USB-UART ब्रिज के रूप में उपयोग किए जाने वाले ATmega16U2 के डेटा पिन से जुड़े होते हैं।
ऐसा लगता है कि यह एक विस्तार हेडर है, लेकिन इसे बोर्ड पर नहीं मिलाया गया है और हमें इसके कार्य के बारे में अधिक जानकारी नहीं है। यह एक सोल्डर जम्पर है जो नीचे की प्लेट पर स्थित होता है। इलेक्ट्रॉनिक डिजाइनों में, डिजाइनर आमतौर पर एक जम्पर के साथ "विभिन्न आधारों" के बीच इस संबंध को बनाते हैं, क्योंकि यह सुनिश्चित करता है कि वे केवल एक बिंदु पर जुड़े हुए हैं, जो बोर्ड के अवांछित क्षेत्रों में प्रवाह को रोकता है। यह जम्पर फैक्ट्री में पहले से ही बंद है।
बाहरी बिजली की आपूर्ति के लिए कनेक्टर
निम्नलिखित आंकड़ा मुख्य प्रसंस्करण इकाई को दर्शाता है। मुख्य प्रोसेसर के योजनाबद्ध। आइए अब देखें कि प्रोसेसर की मूल सर्किटरी कैसे कार्यान्वित की जाती है। सिरेमिक रेज़ोनेटर क्रिस्टल जैसे घटक होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे साइन तरंग उत्पन्न करने के लिए भी ज़िम्मेदार हैं जो प्रोसेसर के घड़ी सिग्नल के आधार के रूप में कार्य करेगा।
बाहरी व्यवधान: पिन 2 और 3।इन पिनों का उपयोग बाहरी इंटरप्ट इनपुट के रूप में किया जा सकता है। सॉफ़्टवेयर द्वारा निम्न स्तर पर, बढ़ते या गिरने वाले किनारे पर, या सिग्नल स्तर को बदलने के लिए बाधित करने के लिए सेट किया जा सकता है।
पीडब्लूएम: पिन 3, 5, 6, 9, 10, 11.वे 8 बिट के संकल्प के साथ पीडब्लूएम मॉडुलन मोड में काम कर सकते हैं।
आमतौर पर, एक सिरेमिक गुंजयमान यंत्र क्रिस्टल की तुलना में अधिक कॉम्पैक्ट होता है और इसमें पहले से ही अंतर्निर्मित कैपेसिटर होते हैं, जो सर्किट को सरल बनाते हैं। यही कारण है कि रेज़ोनेटर का उपयोग अक्सर कॉम्पैक्ट अनुप्रयोगों में किया जाता है जिसमें कम जगह उपलब्ध होती है।
डिजाइनर अभी भी सिफारिश के अनुसार पिन 7 को अलग करने के लिए एक और संधारित्र रख सकता है, लेकिन इसे इस सर्किट में शामिल नहीं किया गया था। इसके परिणामस्वरूप इस पिन पर निम्न तर्क स्तर होता है, जो प्रोसेसर को रीसेट करता है। ध्यान दें कि आरेख में, एक ही नाम के सभी सिग्नल आपस में जुड़े हुए हैं, भले ही उनके बीच कोई भौतिक संबंध हो।
सीरियल इंटरफ़ेस एसपीआई: पिन 10 (एसएस), 11 (एमओएसआई), 12 (एमआईएसओ), 13 (एससीके)।
एलईडी: पिन 13.एलईडी पिन से जुड़ा है। 13. रोशनी तब होती है जब उच्च स्तरउत्पादन में संकेत।
TWI इंटरफ़ेस: आउटपुट A4 या SDA और A5 या SCL। TWI संचार इंटरफ़ेस।
पर आर्डिनो बोर्डयूएनओ is A0-A5 . लेबल वाले 6 एनालॉग इनपुट. एनालॉग डिजिटल रूपांतरण का संकल्प 10 बिट है। डिफ़ॉल्ट रूप से, इनपुट वोल्टेज को 0-5V की सीमा में जमीन के संदर्भ में मापा जाता है, लेकिन इसे AREF पिन और सॉफ़्टवेयर सेटिंग्स का उपयोग करके बदला जा सकता है।
आरेख में दिखाए गए कनेक्टर्स को बोर्ड पर कनेक्टर्स के साथ मिलाने का प्रयास करें। नीचे दिया गया चित्र इस ब्लॉक में मौजूद घटकों को दर्शाता है। 12 वोल्ट से ऊपर के वोल्टेज का उपयोग करने से रेगुलेटर अधिक गर्म हो सकते हैं और इसकी अनुशंसा नहीं की जाती है। यह कनेक्टर महिला प्रकार का है और इसे 2.1 मिमी पर सेट किया गया है, जिसका अर्थ है कि इसके केंद्र में पिन 2.1 मिमी व्यास का है। इसका मतलब है कि इस्तेमाल किए गए स्रोत में एक पुरुष कनेक्टर होना चाहिए, जिसमें 2.1 मिलीमीटर और एक सकारात्मक केंद्र भी हो।
इस कारण से, हमने अपने संस्करण में एक स्क्रू टर्मिनल प्रकार कनेक्टर शामिल किया है। इसलिए आप अपने पास मौजूद किसी भी स्रोत का उपयोग कर सकते हैं, भले ही उसका उचित कनेक्शन न हो। इस मामले में, बस प्लग को स्रोत से काटें और तारों को सीधे टर्मिनल में स्क्रू करें। इनपुट जैक से आने वाला करंट जल्द ही पहले कंपोनेंट का पता लगा लेता है, जो कि प्रोटेक्शन डायोड है। उल्टे ध्रुवता वाला एक स्रोत तब एक नकारात्मक केंद्रित मॉडल होगा। जब एक उल्टे ध्रुवता स्रोत को गलती से एक असुरक्षित इलेक्ट्रॉनिक कार्ड से जोड़ दिया जाता है, तो यह एक प्रवाह का कारण बनता है उलटी बिजली, जो कई घटकों को जलाने का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप अधिकांश सर्किट नष्ट हो जाते हैं।
बोर्ड के 2 और पिनों में निम्नलिखित कार्य हैं:
एआरईएफ।माइक्रोकंट्रोलर के एडीसी का संदर्भ वोल्टेज।
रीसेट। कम स्तरइस पिन पर माइक्रोकंट्रोलर रीसेट हो जाता है।
संचार इंटरफेस।
Arduino UNO मॉड्यूल में कंप्यूटर के साथ, किसी अन्य UNO बोर्ड के साथ, या अन्य माइक्रोकंट्रोलर के साथ संचार करने का साधन है। ऐसा करने के लिए, बोर्ड में टीटीएल (5 वी) तर्क स्तर के साथ एक यूएआरटी इंटरफ़ेस है, जो पिन 0 (आरएक्स) और 1 (TX) से जुड़ा है। बोर्ड पर ATmega16U2 चिप UART इंटरफ़ेस को कंप्यूटर के USB पोर्ट से जोड़ता है। कंप्यूटर पोर्ट से कनेक्ट होने पर, आभासी कॉमपोर्ट जिसके माध्यम से कंप्यूटर प्रोग्राम Arduino के साथ काम करते हैं। ATmega16U2 फर्मवेयर मानक USB-COM ड्राइवरों का उपयोग करता है और किसी अतिरिक्त ड्राइवर स्थापना की आवश्यकता नहीं है। विंडोज ऑपरेटिंग सिस्टम के लिए एक उपयुक्त .inf फाइल की जरूरत होती है। Arduino इंटीग्रेटेड सॉफ्टवेयर एनवायरनमेंट (IDE) में एक सीरियल कम्युनिकेशन मॉनिटर शामिल है जो आपको बोर्ड से साधारण टेक्स्ट डेटा भेजने और प्राप्त करने की अनुमति देता है। बोर्ड में आरएक्स और TX एल ई डी हैं जो यूएसबी संचार के लिए संबंधित संकेतों की स्थिति को इंगित करते हैं (लेकिन पिन 0 और 1 पर सीरियल इंटरफ़ेस के लिए नहीं)।
संक्षेप में, हम कह सकते हैं कि डायोड सही ध्रुवता वाले स्रोतों के लिए एक बंद स्विच के रूप में और उल्टे ध्रुवीयता के स्रोतों के लिए एक खुले स्विच के रूप में कार्य करता है। एक डायोड जो बोर्ड को रिवर्स कनेक्शन से बचाता है। हालांकि, इस डायोड में वोल्टेज ड्रॉप बड़ा है, जो 1.1 V तक पहुंच जाता है, जो कि बढ़े हुए थर्मल अपव्यय के रूप में अवांछनीय प्रभाव पैदा कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप दक्षता का नुकसान हो सकता है। इस मामले में, एक Schottky डायोड अधिक उपयुक्त होगा क्योंकि इसके पार वोल्टेज ड्रॉप छोटा था।
इन नक्शों के डिज़ाइन डाउनलोड करें और आरेखों में अंतर की तुलना करने का प्रयास करें। इसके अलावा, नियामक एक फिल्टर के रूप में भी काम करता है, जो शोर को कम करता है जो बिजली की आपूर्ति से उत्पन्न वोल्टेज में मौजूद हो सकता है। 5 वोल्ट नियंत्रक। इस नियामक को एक रैखिक नियामक कहा जाता है और स्रोत वोल्टेज को कम करने के लिए यह जिस माध्यम का उपयोग करता है वह केवल अतिरिक्त ऊर्जा को समाप्त करने के लिए होता है, इसे गर्मी के रूप में फेंक देता है। इस कारण से, इसकी दक्षता कम होती है और आमतौर पर कुछ मामलों में यह बहुत गर्म हो जाती है।
ATmega328 माइक्रोकंट्रोलर I2C (TWI) और SPI संचार इंटरफेस का भी समर्थन करता है।
स्वचालित (सॉफ्टवेयर) रीसेट।
प्रोग्राम को लोड करने से पहले हर बार रीसेट बटन को न दबाने के लिए, यूएनओ बोर्ड में कनेक्टेड कंप्यूटर से शुरू किया गया एक हार्डवेयर रीसेट फ़ंक्शन है। ATmega16U2 के डेटा प्रवाह नियंत्रण (DTR) संकेतों में से एक 0.1uF संधारित्र के माध्यम से ATmega328 के रीसेट पिन से जुड़ा है। जब डीटीआर सिग्नल कम हो जाता है, तो माइक्रोकंट्रोलर रीसेट पल्स उत्पन्न होता है। यह समाधान आपको एंड्रॉइड इंटीग्रेटेड प्रोग्रामिंग एनवायरनमेंट (आईडीई) से एक क्लिक के साथ एक प्रोग्राम डाउनलोड करने की अनुमति देता है।
लेकिन इस तरह के एक समारोह से नकारात्मक परिणाम हो सकते हैं। जब आप UNO बोर्ड को किसी ऑपरेटिंग वाले कंप्यूटर से कनेक्ट करते हैं मैक सिस्टमओएस एक्स या लिनक्स, माइक्रोकंट्रोलर हर बार प्रोग्राम को बोर्ड से कनेक्ट होने पर रीसेट कर देगा। आधे सेकंड के भीतर, बूटलोडर यूएनओ बोर्ड पर लॉन्च हो जाएगा। भले ही डाउनलोडर प्रोग्राम बाहरी डेटा की उपेक्षा करता है, यह कनेक्शन स्थापित होने के तुरंत बाद पैकेट से कई बाइट प्राप्त कर सकता है। यदि Arduino बोर्ड पर प्रोग्राम पहली शुरुआत में कोई डेटा प्राप्त करने के लिए प्रदान करता है, तो कनेक्शन के बाद लगभग 1 सेकंड की देरी से डेटा भेजना आवश्यक है।
यूएनओ मॉड्यूल पर एक ट्रैक है जिसे स्वचालित रीसेट फ़ंक्शन को अक्षम करने के लिए काटा जा सकता है। ट्रैक को "रीसेट-एन" शिलालेख के साथ चिह्नित किया गया है। 5V सप्लाई लाइन और RESET पिन के बीच 110 ओम रेसिस्टर को कनेक्ट करके ऑटो रीसेट को भी डिसेबल किया जा सकता है।
यूएसबी पोर्ट अधिभार संरक्षण।
Arduino UNO बोर्ड में, USB इंटरफ़ेस से पावर लाइन को रीसेट करने योग्य फ़्यूज़ द्वारा संरक्षित किया जाता है। यदि करंट 500 mA से अधिक है, तो शॉर्ट सर्किट समाप्त होने तक फ्यूज सर्किट को तोड़ देता है।
Arduino UNO नियंत्रक का योजनाबद्ध आरेख।
ATmega328P माइक्रोकंट्रोलर पर आधारित फ्लैगशिप डेवलपमेंट प्लेटफॉर्म। पर Arduino Unoमाइक्रोकंट्रोलर के साथ सुविधाजनक काम के लिए आपको जो कुछ भी चाहिए वह प्रदान किया जाता है: 14 डिजिटल इनपुट / आउटपुट (उनमें से 6 को पीडब्लूएम आउटपुट के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है), 6 एनालॉग इनपुट, एक 16 मेगाहर्ट्ज क्वार्ट्ज रेज़ोनेटर, एक यूएसबी कनेक्टर, एक पावर कनेक्टर, एक कनेक्टर के लिए इन-सर्किट प्रोग्रामिंग (ICSP) और एक रीसेट बटन।
कनेक्शन और सेटअप
ऑपरेटिंग रूम में Arduino Uno बोर्ड के साथ काम करने के लिए विंडोज सिस्टमअपने कंप्यूटर पर एकीकृत वातावरण डाउनलोड और स्थापित करें Arduino विकास- अरुडिनो आईडीई।
कुछ गलत हो गया?
बोर्ड तत्व
माइक्रोकंट्रोलर ATmega328P
Arduino Uno प्लेटफॉर्म का दिल 8-बिट AVR माइक्रोकंट्रोलर, ATmega328P है।
माइक्रोकंट्रोलर ATmega16U2
ATmega16U2 माइक्रोकंट्रोलर ATmega328P माइक्रोकंट्रोलर को कंप्यूटर के USB पोर्ट से जोड़ता है। पीसी से कनेक्ट होने पर, Arduino Uno को वर्चुअल COM पोर्ट के रूप में परिभाषित किया जाता है। 16U2 फर्मवेयर मानक USB-COM ड्राइवरों का उपयोग करता है, इसलिए किसी बाहरी ड्राइवर को स्थापित करने की आवश्यकता नहीं है।
पावर पिन
विन:बाहरी बिजली की आपूर्ति से वोल्टेज (USB या अन्य स्थिर वोल्टेज से 5V से संबंधित नहीं)। इस आउटपुट के माध्यम से, आप दोनों सबमिट कर सकते हैं बाहरी ताकत, और यदि कोई बाहरी एडॉप्टर डिवाइस से जुड़ा है, तो करंट का उपभोग करें।
5वी:आउटपुट को बोर्ड स्टेबलाइजर से 5 V का वोल्टेज प्राप्त होता है। यह स्टेबलाइजर ATmega328 माइक्रोकंट्रोलर को शक्ति प्रदान करता है। 5V आउटपुट के माध्यम से डिवाइस को पावर देने की अनुशंसा नहीं की जाती है - इस मामले में, वोल्टेज स्टेबलाइजर का उपयोग नहीं किया जाता है, जिससे बोर्ड की विफलता हो सकती है।
3.3V:बोर्ड नियामक से 3.3V। अधिकतम करंटआउटपुट - 50 एमए।
जीएनडी:जमीनी निष्कर्ष।
आईओआरईएफ:पिन माइक्रोकंट्रोलर के ऑपरेटिंग वोल्टेज के बारे में जानकारी के साथ विस्तार बोर्ड प्रदान करता है। वोल्टेज के आधार पर, विस्तार बोर्ड उपयुक्त बिजली की आपूर्ति पर स्विच कर सकता है या स्तर कन्वर्टर्स का उपयोग कर सकता है, जो इसे 5V और 3.3V दोनों उपकरणों के साथ काम करने की अनुमति देगा।
आई/ओ पोर्ट
डिजिटल इनपुट/आउटपुट:पिन 0 - 13
एक का तर्क स्तर 5 V है, शून्य 0 V है। अधिकतम आउटपुट करंट 40 mA है। पुल-अप प्रतिरोधक पिन से जुड़े होते हैं, जो डिफ़ॉल्ट रूप से अक्षम होते हैं, लेकिन सॉफ़्टवेयर द्वारा सक्षम किए जा सकते हैं।
पीडब्लूएम:पिन 3, 5, 6, 9, 10 और 11
आपको पीडब्लूएम सिग्नल के रूप में 8-बिट एनालॉग मानों को आउटपुट करने की अनुमति देता है।
एडीसी:पिन A0 - A5
6 एनालॉग इनपुट, जिनमें से प्रत्येक एनालॉग वोल्टेज को 10-बिट संख्या (1024 मान) के रूप में प्रस्तुत कर सकता है। एडीसी की बिट गहराई 10 बिट है।
टीडब्ल्यूआई/आई²सी:एसडीए और एससीएल पिन
2 तारों के माध्यम से, एक तुल्यकालिक प्रोटोकॉल का उपयोग करके बाह्य उपकरणों के साथ संचार करने के लिए। काम करने के लिए - वायर लाइब्रेरी का उपयोग करें।
एसपीआई:पिन 10 (एसएस), 11 (एमओएसआई), 12 (एमआईएसओ), 13 (एससीके)।
इन पिनों के माध्यम से SPI इंटरफ़ेस के माध्यम से संचार किया जाता है। काम करने के लिए - SPI लाइब्रेरी का उपयोग करें।
यूएआरटी:पिन 0 (RX) और 1 (TX)
ये पिन ATmega16U2 माइक्रोकंट्रोलर के संबंधित पिन से जुड़े होते हैं, जो USB-UART कनवर्टर के रूप में कार्य करता है। सीरियल क्लास के माध्यम से Arduino बोर्ड को कंप्यूटर या अन्य उपकरणों के साथ संचार करने के लिए उपयोग किया जाता है।
एलईडी संकेत
यूएसबी टाइप-बी कनेक्टर
यूएसबी टाइप-बी कनेक्टर को कंप्यूटर का उपयोग करके Arduino Uno प्लेटफॉर्म को फ्लैश करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
बाहरी बिजली की आपूर्ति के लिए कनेक्टर
बाहरी बिजली आपूर्ति के लिए कनेक्टर 7 वी से 12 वी तक।
ATmega328P . के लिए ICSP कनेक्टर
ICSP कनेक्टर ATmega328P माइक्रोकंट्रोलर के इन-सर्किट प्रोग्रामिंग के लिए अभिप्रेत है। एसपीआई पुस्तकालय का उपयोग करके, ये पिन एसपीआई इंटरफेस के माध्यम से विस्तार बोर्डों के साथ संचार कर सकते हैं। SPI लाइनों को 6-पिन कनेक्टर में रूट किया जाता है, और डिजिटल पिन 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO) और 13 (SCK) पर भी डुप्लिकेट किया जाता है।
ATmega16U2 . के लिए ICSP कनेक्टर
ICSP कनेक्टर ATmega16U2 माइक्रोकंट्रोलर के इन-सर्किट प्रोग्रामिंग के लिए अभिप्रेत है।