Arduino Uno

Visión General

Arduino Uno es una placa electrónica basada en el ATmega328 ( datasheet). Cuenta con 14 entradas / salidas digitales (de las cuales 6 se puede utilizar como salidas PWM), 6 entradas analógicas, un crista de 16 MHz cerámico, una conexión USB, un conector de alimentación, una cabecera ICSP, y un botón de reset. Contiene todo lo necesario para apoyar el microcontrolador, basta con conectarlo a un ordenador con un cable USB o el poder con un adaptador de CA a CC o batería para empezar.

El Uno se diferencia de todas las juntas anteriores en que no utiliza el chip controlador FTDI USB-to-serial. En su lugar, ofrece la Atmega16U2 ( Atmega8U2 hasta R2 versión) programado como un convertidor de USB a serie.

Revisión 2 Uno de la placa tiene una resistencia de tracción de la línea de HWB 8U2 a tierra, por lo que es más fácil de poner en modo DFU.

Revisión 3 Tiene las siguientes características nuevas:

· 1,0 pinout: añadido pines SDA y SCL que están cerca de

la pin AREF y dos pasadores de otros nuevos colocados cerca de la pin RESET, el IOREF permitir que los escudos de adaptarse a la tensión suministrada desde la tarjeta. En el futuro, los escudos serán compatibles tanto con la tarjeta que utilice el AVR, que operan con 5V y con el Arduino Debido que operan con 3.3V. El segundo es un pasador no conectado, que está reservado para usos futuros.

· REINICIAR Stronger circuito.

· Atmega 16U2 reemplazar el 8U2.

"Uno" significa uno en italiano y se nombra para conmemorar el próximo lanzamiento de Arduino 1.0. El Uno y la versión 1.0 será la versión de referencia de Arduino, moviéndose hacia adelante. El Uno es el último de una serie de placas Arduino USB y el modelo de referencia para la plataforma Arduino, para una comparación con las versiones anteriores.

Esquemas y Diseños

Archivos EAGLE : arduino-uno-Rev3-reference-design.zip

Esquemas: arduino-uno-Rev3-schematic.pdf

Resumen

Alimentación

El Arduino Mega puede ser alimentado vía la conexión USB o con una fuente de alimentación externa. El origen de la alimentación se selecciona automáticamente.

Las fuentes de alimentación externas (no-USB) pueden ser tanto un transformador o una batería. El transformador se puede conectar usando un conector macho de 2.1mm con centro positivo en el conector hembra de la placa. Los cables de la batería pueden conectarse a los pines Gnd y Vin en los conectores de alimentación (POWER)

La placa puede trabajar con una alimentación externa de entre 6 a 20 voltios. Si el voltaje suministrado es inferior a 7V el pin de 5V puede proporcionar menos de 5 Voltios y la placa puede volverse inestable, si se usan mas de 12V los reguladores de voltaje se pueden sobrecalentar y dañar la placa. El rango recomendado es de 7 a 12 voltios.

Los pines de alimentación son los siguientes:

• VIN. La entrada de voltaje a la placa Arduino cando se está usando una fuente externa de alimentación (en opuesto a los 5 voltios de la conexión USB). Se puede proporcionar voltaje a través de este pin, o, si se está alimentado a través de la conexión de 2.1mm , acceder a ella a través de est pin.
• 5V. La fuente de voltaje estabilizado usado para alimentar el microcontrolador y otros componentes de la placa. Esta puede provenir de VIN a través de un regulador integrado en la placa, o proporcionada directamente por el USB o otra fuente estabilizada de 5V.
• 3V3. Una fuente de voltaje a 3.3 voltios generada en el chip FTDI integrado en la placa. La corriente máxima soportada 50mA.
• GND. Pines de toma de tierra.

Memoria

El ATmega328 tiene 32 KB (con 0,5 KB utilizado para el gestor de arranque). También tiene 2 KB de SRAM y 1 KB de memoria EEPROM

Entradas y Salidas

Cada uno de los 14 pins digitales en el Uno se puede usar como una entrada o salida, utilizando pinMode () , digitalWrite () , y digitalRead () funciones. Funcionan a 5 voltios. Cada pin puede proporcionar o recibir un máximo de 40 mA y tiene una interna de pull-up resistor (desconectada por defecto) de 20-50 kOhmios. Además, algunos pines tienen funciones especializadas:

• Serie: 0 (RX) y 1 (TX). Usado para recibir (RX) transmitir (TX) datos a través de puerto serie TTL. Estos pins estan conectados a los pines correspondientes del chip FTDI USB-to-TTL.

• Interrupciones Externas: 2 y 3. Estos pines se pueden configurar para lanzar una interrupción en un valor LOW(0V), en flancos de subida o bajada (cambio de LOW a HIGH(5V) o viceversa), o en cambios de valor.

· SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Estos pines proporcionan comunicación SPI, que a pesar de que el hardware la proporcione actualmente no está incluido en el lenguaje Arduino.

· LED: 13. Hay un LED integrado en la placa conectado al pin digital 13, cuando este pin tiene un valor HIGH(5V) el LED se enciende y cuando este tiene un valor LOW(0V) este se apaga.

El Duemilanove tiene 6 entradas analógicas, y cada una de ellas proporciona una resolución de 10bits (1024 valores). Por defecto se mide de tierra a 5 voltios, aunque es posible cambiar la cota superior de este rango usando el pin AREF y la función analogReference(). Además algunos pines tienen funciones especializadas.

· I2C: 4 (SDA) y 5 (SCL). Soporte del protocolo de comunicaciones I2C (TWI).

· PWM: 3, 5, 6, 9, 10, y 11. Proporciona una salida PWM (Pulse Wave Modulation, modulación de onda por pulsos) de 8 bits de resolución (valores de 0 a 255) a través de la función analogWrite().

· SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Estos pines proporcionan comunicación SPI, que a pesar de que el hardware la proporcione actualmente no esta incluido en el lenguaje Arduino.

· SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Estos pines proporcionan comunicación SPI, que a pesar de que el hardware la proporcione actualmente no esta incluido en el lenguaje Arduino.

· AREF. Voltaje de referencia para las entradas analógicas. Usado poranalogReference().

· Reset. Suministrar un valor LOW(0V) para reiniciar el microcontrolador. Típicamente usado para añadir un botón de reset a los shields que no dejan acceso a este botón en la placa.

Comunicaciones

EL Arduino Uno facilita en varios aspectos la comunicación con el ordenador, otro Arduino u otros microcontroladores. El ATmega328 ofrece UART TTL (5V) de comunicación serial, que está disponible en los pines digitales 0 (RX) y 1 (TX). Un ATmega16U2 placa canaliza esta comunicación serie a traes del USB y aparece como un puerto COM virtual con el software en el ordenador. El firmware '16U2 utiliza los controladores estándar USB COM, y no hay ningún controlador externo es necesario. Sin embargo, en Windows, un archivo. inf se requiere . El software de Arduino incluye un monitor de serie que permite simples datos de texto que se envían desde y hacia la placa Arduino. El RX y TX LED en el tablero parpadea cuando los datos se transmiten a través del chip USB a serie y la conexión USB al ordenador (pero no para la comunicación en serie en los pines 0 y 1).

cuatro puertos de comunicación vía serie UART TTL (5V). Un chip FTDI FT232RL integrado en la placa canaliza esta comunicación serie a traes del USB y los drivers FTDI (incluidos en el software de Arduino) proporcionan un puerto serie virtual en el ordenador. El software incluye un monitor de puerto serie que permite enviar y recibir información textual de la placa Arduino. Los LEDS RX y TX de la placa parpadearan cuando se detecte comunicación transmitida través del chip FTDI y la conexión USB (no parpadearan si se usa la comunicación serie a través de los pines 0 y 1).

La librería SoftwareSerial permite comunicación serie por cualquier par de pines digitales del Uno.

El ATmega328 también soportan la comunicación I2C (TWI) y SPI . El software de Arduino incluye una librería Wire para simplificar el uso el bus I2C. Para el uso de la comunicación SPI, mira la hoja de especificaciones (datasheet) del ATmega328.

Programación

El Arduino Mega se puede programar con el software Arduino. Para más detalles mirar referencia y tutoriales.

El ATmega1280 en el Arduino Mega viene precargado con un gestor de arranque (bootloader) que permite cargar nuevo código sin necesidad de un programador por hardware externo. Se comunica utilizando el protocolo STK500 original.

También te puedes saltar el gestor de arranque y programar directamente el microcontrolador a través del puerto ISCP (In Circuit Serial Programming).

Reinicio Automatico por Software

En vez de necesitar reiniciar presionando físicamente el botón de reset antes de cargar, el Arduino Mega está diseñado de manera que es posible reiniciar por software desde el ordenador donde esté conectado. Una de las líneas de control de flujo(DTR) del FT232RL está conectada a la línea de reinicio del ATmega1280 a través de un condensador de 100 nano faradios. Cuando la línea se pone a LOW(0V), la línea de reinicio también se pone a LOW el tiempo suficiente para reiniciar el chip. El software de Arduino utiliza esta característica para permitir cargar los sketches con solo apretar un botón del entorno. Dado que el gestor de arranque tiene un lapso de tiempo para ello, la activación del DTR y la carga del sketch se coordinan perfectamente.

Esta configuración tiene otras implicaciones. Cuando el Mega se conecta a un ordenador con Mac OS X o Linux, esto reinicia la placa cada vez que se realiza una conexión desde el software (via USB). El medio segundo aproximadamente posterior, el gestor de arranque se está ejecutando. A pesar de estar programado para ignorar datos mal formateados (ej. cualquier cosa que la carga de un programa nuevo) intercepta los primeros bytes que se envían a la placa justo después de que se abra la conexión. Si un sketch ejecutándose en la placa recibe algún tipo de configuración inicial o otro tipo de información al inicio del programa, asegúrate que el software con el cual se comunica espera un segundo después de abrir la conexión antes de enviar los datos.

El Mega contiene una pista que puede ser cortada para deshabilitar el auto-reset. Las terminaciones a cada lado pueden ser soldadas entre ellas para rehabilitarlo. Están etiquetadas con "RESET-EN". También podéis deshabilitar el auto-reset conectando una resistencia de 110 ohms desde el pin 5V al pin de reset.

Protección contra sobretensiones en USB

El Arduino Mega tiene un multifusible reinicializable que protege la conexión USB de tu ordenador de cortocircuitos y sobretensiones. A aparte que la mayoría de ordenadores proporcionan su propia protección interna, el fusible proporciona un capa extra de protección. Si mas de 500mA son detectados en el puerto USB, el fusible automáticamente corta la conexión hasta que el cortocircuito o la sobretensión desaparece.

Características Físicas y Compatibilidad de Shields

La longitud y amplitud máxima de la placa Duemilanove es de 4 y 2.1 pulgadas respectivamente, con el conector USB y la conexión de alimentación sobresaliendo de estas dimensiones. Tres agujeros para fijación con tornillos permiten colocar la placa en superficies y cajas. Ten en cuenta que la distancia entre los pines digitales 7 y 8 es 160 mil (0,16"), no es múltiple de la separación de 100 mil entre los otros pines.

El Mega está diseñado para ser compatible con la mayoría de shields diseñados para el Diecimila o Duemilanove. Los pines digitales de 0 a 23 (y los pines AREF y GND adyacentes), las entradas analógicas de 0 a 5, los conectores de alimentación y lo conectores ICPS están todos ubicados en posiciones equivalentes. Además el puerto serie principal está ubicado en los mismos pines (0 y 1), asi como las interrupciones 0 y 1 (pines 2 y 3 respectivamente). SPI está disponible en los conectores ICSP tanto en el mega como en el Duemilanove/Diecimila. Atención, los pines I2C no está ubicado en la misma posición en el Mega (20 y 21) que en el Duemilanove/Diecimila (entradas analógicas 4 y 5).