रूसी में Arduino uno पिनआउट। योजना और प्रारंभिक डेटा। बाहरी बिजली की आपूर्ति के लिए कनेक्टर

पीडीएफ)। प्लेटफ़ॉर्म में 14 डिजिटल I/Os (जिनमें से 6 PWM आउटपुट के रूप में उपयोग किए जा सकते हैं), 6 एनालॉग इनपुट, एक 16 MHz क्रिस्टल ऑसिलेटर, एक USB कनेक्टर, एक पावर कनेक्टर, एक ICSP कनेक्टर और एक रीसेट बटन है। काम करने के लिए, आपको प्लेटफॉर्म को कंप्यूटर से कनेक्ट करना होगा यूएसबी केबल, या AC/DC अडैप्टर या बैटरी का उपयोग करके बिजली की आपूर्ति करें।

USB संचार के लिए FTDI USB माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करने वाले सभी पिछले बोर्डों के विपरीत, नया Arduino Unoएक माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करता है ATmega8U2 ().

"यूनो" का इतालवी से एक के रूप में अनुवाद किया गया है और डेवलपर्स इस प्रकार Arduino 1.0 की आगामी रिलीज पर संकेत देते हैं। नया बोर्ड Arduino बोर्ड लाइन का प्रमुख बन गया है। पिछले संस्करणों के साथ तुलना के लिए, आप इसका उल्लेख कर सकते हैं।

विशेषताएं

योजना और प्रारंभिक डेटा

भोजन

Arduino Uno यूएसबी कनेक्शन या बाहरी बिजली की आपूर्ति के माध्यम से संचालित किया जा सकता है। शक्ति स्रोत स्वचालित रूप से चुना जाता है।

बाहरी शक्ति (USB नहीं) की आपूर्ति AC/DC वोल्टेज कनवर्टर (विद्युत आपूर्ति) के माध्यम से की जा सकती है या बैटरी. वोल्टेज कनवर्टर एक सकारात्मक केंद्र ध्रुव के साथ 2.1 मिमी प्लग के माध्यम से जुड़ा हुआ है। बैटरी के तार पावर कनेक्टर के Gnd और Vin पिन से जुड़े होते हैं।

प्लेटफ़ॉर्म 6V से 20V तक बाहरी शक्ति के साथ काम कर सकता है। जब आपूर्ति वोल्टेज 7V से कम होता है, तो 5V आउटपुट 5V से कम आउटपुट हो सकता है, और प्लेटफ़ॉर्म अस्थिर हो सकता है। 12 वी से ऊपर के वोल्टेज का उपयोग करते समय, वोल्टेज नियामक बोर्ड को गर्म कर सकता है और नुकसान पहुंचा सकता है। अनुशंसित सीमा 7V से 12V है।

पावर पिन:

• विन. इनपुट का उपयोग बाहरी स्रोत से बिजली की आपूर्ति के लिए किया जाता है (यूएसबी कनेक्टर या अन्य विनियमित पावर स्रोत से 5 वी की अनुपस्थिति में)। इस आउटपुट के माध्यम से आपूर्ति वोल्टेज की आपूर्ति की जाती है।
• 5वी. बोर्ड पर माइक्रोकंट्रोलर और घटकों को बिजली देने के लिए उपयोग किया जाने वाला विनियमित वोल्टेज स्रोत। वीआईएन पिन से वोल्टेज नियामक, या यूएसबी कनेक्टर या अन्य विनियमित 5 वी आपूर्ति से बिजली की आपूर्ति की जा सकती है।
• 3v3. आउटपुट पर वोल्टेज 3.3 V है जो बोर्ड पर बिल्ट-इन रेगुलेटर द्वारा उत्पन्न होता है। अधिकतम वर्तमान खपत 50 एमए।
• जीएनडी. ग्राउंडिंग टर्मिनल।

स्मृति

ATmega328 माइक्रोकंट्रोलर में 32 kB फ्लैश मेमोरी है, जिसमें से 0.5 kB का उपयोग बूटलोडर को स्टोर करने के लिए किया जाता है, साथ ही 2 kB RAM (SRAM) और 1 Kb का EEPROM (जिसे EEPROM लाइब्रेरी का उपयोग करके पढ़ा और लिखा जाता है)।

इनपुट और आउटपुट

Uno के 14 डिजिटल पिनों में से प्रत्येक को पिनमोड() , digitalWrite() , और digitalRead() फ़ंक्शन का उपयोग करके इनपुट या आउटपुट के रूप में कॉन्फ़िगर किया जा सकता है। पिन 5V पर काम करते हैं। प्रत्येक पिन में 20-50kΩ का पुल-अप रेसिस्टर (डिफ़ॉल्ट रूप से अक्षम) होता है और यह 40mA तक ले जा सकता है। कुछ पिनों के विशेष कार्य होते हैं:

• सीरियल बस: 0 (RX) और 1 (TX). पिन का उपयोग (RX) प्राप्त करने और (TX) TTL डेटा संचारित करने के लिए किया जाता है। ये पिन ATmega8U2 USB-to-TTL सीरियल बस चिप के संबंधित पिन से जुड़े होते हैं।
• बाहरी रुकावट: 2 और 3. इन पिनों को किसी रुकावट को ट्रिगर करने के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है या करने के लिए कम मूल्य, या तो बढ़ते या गिरते किनारे पर, या जब कोई मान बदलता है। विस्तृत जानकारी समारोह के विवरण में है।
• पीडब्लूएम: 3, 5, 6, 9, 10 और 11.या तो पिन एनालॉगवाइट () फ़ंक्शन का उपयोग करके 8-बिट पीडब्लूएम प्रदान करता है।
• एसपीआई: 10 (एसएस), 11 (एमओएसआई), 12 (एमआईएसओ), 13 (एससीके)।इन पिनों के माध्यम से SPI संचार किया जाता है, जिसके लिए SPI पुस्तकालय का उपयोग किया जाता है।
• एलईडी: 13.डिजिटल पिन से जुड़ी बिल्ट-इन एलईडी 13. अगर पिन पर वैल्यू ज्यादा है, तो एलईडी चालू है।

Uno प्लेटफॉर्म में 6 एनालॉग इनपुट (A0 .. A5 के रूप में चिह्नित) हैं, प्रत्येक में 10 बिट्स का रिज़ॉल्यूशन है (यानी यह 1024 अलग-अलग मान ले सकता है)। डिफ़ॉल्ट रूप से, आउटपुट में जमीन के संबंध में 5 वी तक की माप सीमा होती है, हालांकि, इसे बदलना संभव है ऊपरी सीमाएआरईएफ और एनालॉग रेफरेंस () फ़ंक्शन के आउटपुट के माध्यम से। कुछ पिनों में अतिरिक्त कार्य होते हैं:

• I2C: 4 (एसडीए) और 5 (एससीएल)।आउटपुट के माध्यम से, I2C (TWI) संचार किया जाता है, जिसके निर्माण के लिए वायर लाइब्रेरी का उपयोग किया जाता है।

प्लेटफ़ॉर्म पिन की अतिरिक्त जोड़ी:

• एआरईएफ।एनालॉग इनपुट के लिए संदर्भ वोल्टेज। AnalogReference () फ़ंक्शन के साथ प्रयोग किया जाता है।
• रीसेट।आउटपुट पर कम सिग्नल स्तर माइक्रोकंट्रोलर को रीसेट करता है। आमतौर पर एक विस्तार बोर्ड पर एक रीसेट बटन को जोड़ने के लिए उपयोग किया जाता है जो कि Arduino बोर्ड पर ही बटन तक पहुंच को अवरुद्ध करता है।

Arduino पिन और ATmega328 पोर्ट के बीच कनेक्शन पर ध्यान दें।

संबंध

मंच पर Arduino Unoकंप्यूटर, अन्य Arduino डिवाइस या माइक्रोकंट्रोलर के साथ संचार करने के लिए कई डिवाइस स्थापित किए गए हैं। ATmega328 पिन 0 (RX) और 1 (TX) द्वारा कार्यान्वित UART TTL (5V) सीरियल इंटरफ़ेस का समर्थन करता है। बोर्ड पर स्थापित ATmega8U2 चिप इस इंटरफ़ेस को USB के माध्यम से निर्देशित करता है, कंप्यूटर की ओर के प्रोग्राम बोर्ड के साथ "संचार" करते हैं आभासी कॉमबंदरगाह। ATmega8U2 फर्मवेयर मानक का उपयोग करता है यूएसबी ड्राइवर COM, किसी तीसरे पक्ष के ड्राइवर की आवश्यकता नहीं है, लेकिन विंडोज़ पर आपको कनेक्ट करने के लिए ArduinoUNO.inf फ़ाइल की आवश्यकता होगी। Arduino सीरियल मॉनिटर आपको प्लेटफ़ॉर्म से कनेक्ट होने पर टेक्स्ट डेटा भेजने और प्राप्त करने की अनुमति देता है। जब FTDI चिप के माध्यम से डेटा प्रेषित किया जा रहा है, तो प्लेटफॉर्म पर RX और TX एलईडी झपकाएंगे या यूएसबी कनेक्शन(लेकिन पिन 0 और 1 के माध्यम से धारावाहिक संचार का उपयोग करते समय नहीं)।

SoftwareSerial लाइब्रेरी के साथ Uno के किसी भी डिजिटल पिन के माध्यम से सीरियल डेटा ट्रांसफर बनाना संभव है।

ATmega328 I2C (TWI) और SPI इंटरफेस का समर्थन करता है। Arduino में I2C बस के आसान उपयोग के लिए वायर लाइब्रेरी शामिल है।

प्रोग्रामिंग

ATmega328 एक प्रीलोडेड बूटलोडर के साथ आता है जो बाहरी प्रोग्रामर्स की आवश्यकता के बिना नए प्रोग्राम लिखना आसान बनाता है। संचार मूल STK500 प्रोटोकॉल द्वारा किया जाता है।

स्वचालित (सॉफ्टवेयर) रिबूट

संयुक्त राष्ट्र संघइस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि नया कोड लिखने से पहले, Arduino प्रोग्राम प्लेटफ़ॉर्म पर एक बटन दबाने के बजाय, कंप्यूटर पर ही नया कोड लिखने से पहले रीबूट हो जाता है। ATmega8U2 के डेटा प्रवाह नियंत्रण (DTR) DTR लाइनों में से एक 100nF संधारित्र के माध्यम से ATmega328 के रीसेट पिन से जुड़ा है। इस लाइन का सक्रियण, अर्थात्। संकेतन कम स्तर, माइक्रोकंट्रोलर को रीबूट करता है। Arduino प्रोग्राम, इस फ़ंक्शन का उपयोग करके, प्रोग्रामिंग वातावरण में ही अपलोड बटन के एक क्लिक के साथ कोड अपलोड करता है। DTR लाइन पर निम्न-स्तरीय सिग्नलिंग को कोड लिखने की शुरुआत के साथ समन्वित किया जाता है, जो बूटलोडर टाइमआउट को कम करता है।

फ़ंक्शन में एक और एप्लिकेशन है। हर बार जब आप कनेक्ट होते हैं तो ऊनो रीबूट हो जाता है Arduino प्रोग्राम Mac X या Linux कंप्यूटर पर (USB के माध्यम से)। रिबूट के बाद अगला आधा सेकंड, बूटलोडर काम करता है। प्रोग्रामिंग के दौरान, प्लेटफ़ॉर्म को गलत डेटा (नए प्रोग्राम के कोड को छोड़कर सब कुछ) प्राप्त करने से रोकने के लिए कोड के पहले कुछ बाइट्स में देरी होती है। यदि आप प्लेटफ़ॉर्म पर लिखे गए स्केच की एक बार की डिबगिंग कर रहे हैं, या पहली बार में कोई अन्य डेटा दर्ज कर रहे हैं, तो आपको यह सुनिश्चित करने की ज़रूरत है कि कंप्यूटर पर प्रोग्राम डेटा स्थानांतरित करने से पहले एक सेकंड के लिए प्रतीक्षा करता है।

ऊनो पर, संबंधित लाइन को तोड़कर ऑटो-रीलोड लाइन को अक्षम करना संभव है। पुनर्प्राप्ति उद्देश्यों के लिए लाइन के दोनों सिरों पर IC पिन को जोड़ा जा सकता है। लाइन को "रीसेट-एन" के रूप में चिह्नित किया गया है। 5V स्रोत और इस लाइन के बीच 110 ओम रोकनेवाला कनेक्ट करके स्वचालित रीसेट को अक्षम करना भी संभव है।

USB कनेक्टर की वर्तमान सुरक्षा

पर Arduino Unoबिल्ट-इन सेल्फ-रीसेटिंग फ़्यूज़ (स्वचालित) जो कंप्यूटर के USB पोर्ट को शॉर्ट सर्किट करंट और ओवरकरंट से बचाता है। यद्यपि लगभग सभी कंप्यूटरों में इस प्रकार की सुरक्षा होती है, यह फ़्यूज़ एक अतिरिक्त अवरोध प्रदान करता है। फ़्यूज़ चालू हो जाता है जब 500 mA से अधिक का करंट USB पोर्ट से होकर गुजरता है और सर्किट को तब तक खोलता है जब तक कि धाराओं के सामान्य मान बहाल नहीं हो जाते।

भौतिक विशेषताएं

लंबाई और चौड़ाई मुद्रित सर्किट बोर्डऊनो क्रमशः 6.9 और 5.3 सेमी हैं। यूएसबी कनेक्टर और पावर कनेक्टर इन आयामों से बाहर हैं। बोर्ड में चार छेद आपको इसे सतह पर ठीक करने की अनुमति देते हैं। डिजिटल पिन 7 और 8 के बीच की दूरी 0.4 सेमी है, जबकि अन्य पिनों के बीच की दूरी 0.25 सेमी है।

Arduino Uno इस तरह दिखता है:

Arduino Uno R1, R2 और R3 जैसे विभिन्न संस्करणों में मौजूद है। ये संस्करण व्यावहारिक रूप से उनकी क्षमताओं में भिन्न नहीं हैं, इसलिए हम केवल विचार करेंगे नवीनतम संस्करण Arduino Uno R3. इसके अलावा, यह arduino दो अलग-अलग संस्करणों में आता है: DIP और SMD। वे इसमें भिन्न हैं कि माइक्रोकंट्रोलर स्वयं डीआईपी निष्पादन का हो सकता है और ब्लॉक में डाला जा सकता है, या बस बोर्ड पर मिलाप किया जा सकता है यदि यह एसएमडी संस्करण है।

Arduino Uno माइक्रोकंट्रोलर का सबसे बुनियादी और सबसे लोकप्रिय संस्करण है। इसमें लगभग किसी भी परियोजना के लिए पर्याप्त शक्ति है। इस तथ्य के कारण इसके साथ काम करना बहुत सुविधाजनक है कि पिन एकल-पंक्ति महिला कनेक्टर के साथ वायर्ड हैं। आमतौर पर इस बोर्ड का उपयोग प्रोटोटाइप परियोजनाओं के लिए किया जाता है, और तैयार डिवाइस को छोटे आर्डिनो बोर्डों के आधार पर इकट्ठा किया जाता है, जैसे कि आर्डिनो प्रो. यह करना आसान है क्योंकि फर्मवेयर संगत हैं और ज्यादातर मामलों में पिन नंबर समान हैं। Arduino Uno के लिए कई विस्तार बोर्ड (ढाल) हैं, जैसे ईथरनेट शील्ड, मोटर शील्ड, सर्वो शील्ड और अन्य।

यह माइक्रोकंट्रोलर 16 मेगाहर्ट्ज की घड़ी आवृत्ति के साथ एटीमेगा 328 चिप से लैस है। इसके अलावा बोर्ड पर हैं: एक यूएसबी पोर्ट, एक पावर कनेक्टर, एक क्वार्ट्ज रेज़ोनेटर, 5 वोल्ट और 3.3 वोल्ट के लिए वोल्टेज रेगुलेटर, एलईडी और एक रीसेट बटन।

Arduino Uno R3 खरीदें

• गुणवत्ता व्यावहारिक रूप से इटली में बने मूल बोर्डों के समान है।
• कीमत बहुत कम है। एक इतालवी arduino uno की कीमत लगभग $ 10 है, और चीन में इस माइक्रोकंट्रोलर की कीमत $ 2-2.5 . होगी
• रूसी दुकानों में, मार्कअप 100-500% है। उसी समय, बहुत बार, मूल बोर्ड की आड़ में, वे चीनी बेच सकते हैं, और बहुत कम गुणवत्ता वाले भी।
• Aliexpress पर, आप अच्छी समीक्षाओं के साथ विश्वसनीय विक्रेता आसानी से पा सकते हैं।
• आप डिस्काउंट कूपन और कैशबैक सेवाओं का उपयोग कर सकते हैं।

Arduino uno . के लक्षण

• माइक्रोकंट्रोलर: ATmega328
• सीमा स्वीकार्य वोल्टेजबिजली की आपूर्ति: 5-20 वी
• अनुशंसित आपूर्ति वोल्टेज: 7-12V
• डिजिटल इनपुट/आउटपुट की संख्या: 14
• PWM: 6 डिजिटल पिन का उपयोग PWM पिन के रूप में किया जा सकता है
• एनालॉग आउटपुट की संख्या: 8
• अधिकतम करंट: एक आउटपुट से 40 एमएएच और सभी आउटपुट से 500 एमएएच।
• फ्लैश मेमोरी: 32 kb
• एसआरएएम: 2 केबी
• ईईपीरोम: 1 केबी
• घड़ी आवृत्ति: 16 मेगाहर्ट्ज

Arduino Uno को Power से कनेक्ट करना

इस बोर्ड को चार तरीकों से संचालित किया जा सकता है:

1. यूएसबी पोर्ट के माध्यम से। आप कंप्यूटर, पावरबैंक, स्मार्टफोन (यदि यह ओटीजी मोड का समर्थन करता है) या पावर आउटलेट में प्लग किए गए एडेप्टर से arduino को पावर कर सकते हैं।
2. पिन + 5 वी के माध्यम से। यह पिन न केवल एक आउटपुट है, बल्कि एक इनपुट भी है। ध्यान से! इस पिन पर 5 वोल्ट लगाना चाहिए। अन्यथा, आप माइक्रोकंट्रोलर को ही जला सकते हैं।
3. बोर्ड पर स्थित पावर प्लग के माध्यम से। आप बैटरी, संचायक और विभिन्न प्रकार की बिजली आपूर्ति का उपयोग कर सकते हैं। यह प्लग VIN पिन से जुड़ा होता है। वोल्टेज और सावधानियों का वर्णन अगले पैराग्राफ में किया गया है।
4. VIN पिन के माध्यम से। इस पिन से करंट बिल्ट-इन वोल्टेज रेगुलेटर से होकर गुजरता है। निर्माता के अनुसार, आप 5 से 20 वोल्ट तक आवेदन कर सकते हैं। लेकिन यह वैसा नहीं है। चूंकि स्टेबलाइजर 100% कुशल नहीं है, जब VIN पिन पर 5 वोल्ट लगाया जाता है, तो वोल्टेज माइक्रोकंट्रोलर को पावर देने के लिए पर्याप्त नहीं हो सकता है, और डिजिटल पिन में 5 वोल्ट नहीं, बल्कि कम होगा। के लिए भी काम न करें अधिकतम वोल्टेज. वीआईएन पिन पर 20 वोल्ट पर, वोल्टेज नियामक बहुत गर्म हो जाएगा, विफलता तक। इसलिए, 7 से 12 वोल्ट के वोल्टेज का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।

जैसा कि पहले ही ऊपर बताया गया है, बोर्ड में 14 डिजिटल पिन हैं। उन्हें बोर्ड पर एक प्रमुख "डी" (डिजिटल) के साथ लेबल किया जाता है। वे इनपुट और आउटपुट दोनों हो सकते हैं। इन पिनों का ऑपरेटिंग वोल्टेज 5 V है। उनमें से प्रत्येक में एक पुल-अप रोकनेवाला है और इनमें से किसी एक पिन पर लागू 5 वोल्ट से कम वोल्टेज अभी भी 5 वोल्ट (तार्किक एक) के रूप में माना जाएगा।

बोर्ड पर एनालॉग पिन एक अग्रणी "ए" के साथ चिह्नित हैं। ये पिन इनपुट होते हैं और इनमें पुल-अप रेसिस्टर्स नहीं होते हैं। वे उन पर लागू वोल्टेज को मापते हैं और एनालॉग रीड () फ़ंक्शन का उपयोग करते समय 0 और 1024 के बीच का मान लौटाते हैं। ये पिन वोल्टेज को 0.005 V की सटीकता के साथ मापते हैं।

PWM Arduino Uno

यदि आप बोर्ड को करीब से देखते हैं, तो आप कुछ डिजिटल पिनों के बगल में एक टिल्ड (~) आइकन देख सकते हैं। इस आइकन का मतलब है कि इस पिन को PWM आउटपुट के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। कुछ arduino बोर्डों में यह आइकन नहीं होता है क्योंकि निर्माताओं को हमेशा इस प्रतीक के लिए बोर्ड पर जगह नहीं मिलती है। Arduino Uno में 6 PWM पिन हैं, ये पिन D3, D5, D6, D9, D10 और D11 हैं। PWM का उपयोग करने के लिए, Arduino के पास एक विशेष analogWrite() फ़ंक्शन है।

अन्य पिन:

• सीरियल इंटरफ़ेस पर डेटा स्थानांतरित करने के लिए rx0 और tx1 का उपयोग किया जाता है।
• पिन D10 (SS), D11 (MOSI), D12 (MISO), D13 (SCK) SPI संचार के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
• पिन D13 पर बोर्ड में निर्मित एक LED भी है।
• A4 (SDA) और A5 (SCL) का उपयोग I2C बस के माध्यम से अन्य उपकरणों के साथ संचार करने के लिए किया जा सकता है। आप इस इंटरफ़ेस के बारे में विकिपीडिया पर अधिक पढ़ सकते हैं। विकास के माहौल में अरुडिनो आईडीई I2C के साथ आसान काम के लिए एक अंतर्निहित पुस्तकालय "wire.h" है।

भौतिक विशेषताएं

Arduino Uno 69mm लंबा और 53mm चौड़ा है। हालांकि, पावर कनेक्टर और यूएसबी कनेक्टर पीसीबी से थोड़ा बाहर निकलते हैं। Arduino Uno का वजन लगभग 25 ग्राम है। सतह पर इसे ठीक करने की संभावना के लिए बोर्ड में 4 छेद हैं। पिन 7 और 8 को छोड़कर, पिनों के बीच की दूरी 2.5 मिमी है। उनके बीच 4 मिमी हैं।

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