Arduino Due: Konfigurace pinů, rozhraní a jeho aplikace

Deska Arduino je hardwarová a softwarová platforma s otevřeným zdrojovým kódem, která je navržena s obvodovou deskou obsahující mikrokontrolér a další rozhraní podporující různé komponenty, které se k ní připojují. Tuto desku lze jednoduše naprogramovat pomocí integrovaného vývojového prostředí (IDE), které se používá pro zápis a nahrávání kódu na desku. Arduino je flexibilní deska mikrokontroléru používaná pro vývoj různých elektronických projektů. Existují různé typy desek Arduino jako arduino uno , Nano, Micro, Leonardo, nano Every, MKR Zero, Uno WiFi, Due, Mega 2560 , Lilypad atd. Tento článek tedy poskytuje informace o jednom z typů desek Arduino a to konkrétně Arduino Due – práce s aplikacemi.

Co je Arduino Due?

Arduino Due je nejvýkonnější vývojová deska Arduino v řadě Arduino. Tato deska Arduino je deska pro začátečníky s mnoha funkcemi s vynikající rychlostí zpracování, takže se používá v pokročilých aplikacích. Tato deska byla vyvinuta na řadiči řady ARM, zatímco ostatní desky Arduino byly vyvinuty na základě řadiče řady ATMEGA.

Deska Arduino je založena na 32bitovém mikrokontroléru s jádrem ARM. Tato deska je k dispozici s 54 digitálními I/O piny, kde se 12 pinů používá jako PWM o/ps, 12 analogových vstupů, UART -4, 84 MHz CLK, DAC -2, TWI-2, SPI header, napájení jack, hlavičku JTAG, připojení USB OTG a tlačítko RESET & can ERASE.

Desku Arduino Due lze jednoduše připojit k libovolnému počítači pomocí a micro-USB kabel a napájení přes baterii nebo adaptér AC-to-DC, abyste mohli začít. Tato deska je vhodná pro všechny typy Arduino shieldů, které pracují při 3,3V.

Specifikace

The specifikace Arduino Due zahrnout následující.

• Mikrokontrolér je 32bitový ARM řadič SAM3X8E.
• Provozní napětí je 3,3V.
• Maximální proud na každém I/O pinu je 3 mA a 15 mA.
• Maximální proud odebíraný ze všech I/O pinů je 130 mA.
• Flash paměť má 512 kB.
• 16Kbyte EEPROM.
• 96 kB vnitřní paměti RAM.
• Interní hodinová frekvence je 12 Mhz.
• Externí hodinová frekvence je 84 Mhz.
• Provozní teplota se pohybuje od -40ºC do +85ºC
• Doporučené i/p napětí se pohybuje od 7V do 12V.
• Vstupní napětí se pohybuje od 6 do 20V
• Digitální I/O piny – 54.
• Analogové i/p piny – 12.
• Analogové o/p piny – 2.

Konfigurace Arduino Due Pin

Konfigurace pinů Arduino Due je uvedena níže.

Napájení

Deska Arduino Due může být napájena přes USB konektor nebo externí napájecí zdroj, jako je baterie nebo AC/DC adaptér. Zdroj energie je tedy vybrán automaticky. Napájecí kolíky Arduino Due jsou +3,3V, +5V, Vin & GND.

• Vin je pin vstupního napětí, kde je napětí přiváděno přes tento pin.
• 5V pin vydává regulovaných 5V pomocí regulátoru napětí na desce Arduino.
• Napájecí napětí 3,3V je generováno přes integrovaný regulátor. Tento regulátor jednoduše zajišťuje napájení mikrokontroléru SAM3X.
• Na desce je k dispozici 5 GND pinů.
• IOREF pin na desce Arduino due jednoduše poskytuje referenční napětí, přes které mikrokontrolér pracuje. Napětí pinu IOREF může být připraveno správnou konfigurací štítu a výběrem vhodného zdroje napájení nebo povolením převodníků napětí na O/PS pro fungování přes 5V (nebo) 3,3V.

Komunikační rozhraní

UART: UART je „univerzální asynchronní přijímačový vysílač“. Toto rozhraní se používá hlavně pro programování PRO MINI.

SPI: SPI je sériové periferní rozhraní, které se používá k velmi efektivnímu přenosu sériových dat mezi mikrokontroléry a jedním nebo více periferními zařízeními. Arduino due obsahuje čtyři SPI piny SCK, SS, MOSI a MISO.

TWI: TWI je dvoudrátové rozhraní, které se používá pro připojení periferií.

UMĚT: CAN je rozhraní Controller Area Network Interface používané hlavně pro poskytování komunikace mezi kontroléry.

SSC: SSC je synchronní sériové komunikační rozhraní používané hlavně pro audio a telekomunikační aplikace.

Paměť

SAM3X má dva bloky 256 KB (512 KB) flash paměti pro uložení kódu. Zavaděč je předem vypálen od společnosti Atmel v továrně a je jednoduše uložen ve vyhrazené paměti ROM. SRAM je k dispozici s 96 KB ve dvou 32 KB a 64 KB sousedících bankách. Veškerá existující paměť může být přímo přístupná jako plochý adresní prostor, jako je RAM, ROM a Flash.

Tlačítko ERASE

Vestavěné tlačítko ERASE se používá pro vymazání paměti Flash SAM3X. Tím se odstraní aktuálně načtená data z jednotky mikrokontroléru. Pro vymazání stiskněte a nějakou dobu podržte tlačítko Erase, když je deska Arduino poháněna.

Analogové vstupy (A0 až A11):

Arduino Due obsahuje 12 analogových vstupů a každý pin poskytuje 12 bitů rozlišení. Tyto analogové piny se jednoduše používají pro čtení hodnoty analogového senzoru, který je připojen k desce Arduino. Každý analogový pin na desce jsem připojil k vestavěnému ADC s 12bitovým rozlišením.

Piny DAC (DAC0 až DAC1):

Tyto dva piny poskytují analogový výstup s 12bitovým rozlišením. Tyto dva piny se používají hlavně pro vytvoření audio výstupu s audio knihovnou.

AREF

Tento kolík je jednoduše připojen k analogovému referenčnímu kolíku ovladače SAM3X přes odporový můstek. Pro využití tohoto kolíku by měl být rezistor BR1 odpájen z desky s plošnými spoji.

RESETOVAT

Tento pin se používá k resetování ovladače a spuštění programu od začátku.

Piny PWM (2 až 13)

Piny PWM od 2 do 13 jsou ze sady digitálních pinů, kde každý pin poskytuje 8bitové PWM o/p. Hodnota PWM o/p se jednoduše pohybuje od 0 do 5 voltů.

JTAG záhlaví: Společné rozhraní hardwaru, které nám pomáhá přímo komunikovat s externími čipy naší desky. K tomuto účelu slouží 4 piny označené jako TCK, TD0, TMS a TDI.

Programování Arduino Due

Obecně platí, že všechny typy desek Arduino jsou jednoduše naprogramovány pomocí softwaru IDE Arduino. Tento software se velmi snadno učí a používá bez velké složitosti. Tento software je snadno dostupný, takže si jej můžeme přímo stáhnout z oficiálních stránek a vybrat si desku Arduino, na které chcete pracovat. Tato deska nepotřebuje externí vypalovačku, jako je bootloader, aby vypálila kód na desce. Software Arduino perfektně funguje přes běžné operační systémy jako Windows, MAC, popř Linux .

Deska Arduino Due je dobře sladěna s přibližně všemi štíty, které jsou určeny hlavně pro jiné druhy desek Arduino. Nejvýznamnější štíty jsou; Štít motoru, štít Ethernet a štít WiFi.

Propojení teplotního senzoru LM35 s Arduino Due

Teplotní senzor LM35 propojený s Arduino due je zobrazen níže. Teplotní senzor LM35 je přesný integrovaný obvod, jehož o/p napětí je lineárně úměrné teplotě Celsia. Tento IC má tedy výhodu oproti lineárním teplotním senzorům kalibrovaným v Kelvinech, protože uživatel nemusí odečítat velké stabilní napětí z jeho o/p, aby získal pohodlné škálování ve stupních Celsia.

Snímač LM35 nepotřebuje žádnou externí kalibraci, jinak ořezávání, aby poskytoval typické přesnosti ±1/4°C při pokojové teplotě a ±3/4°C nad úplným teplotním rozsahem +150°C.

Teplotní senzor LM35 obsahuje tři piny +5V, GND a výstup t. Připojení senzoru LM35 k desce Arduino due následuje takto;

The Vcc kolík teplotního senzoru je připojen k 3v3 pinu desky Arduino.
The GND kolík teplotního čidla je připojen na pin GND desky Arduino.
The výstupní kolík teplotního čidla je připojen na pin A0 desky Arduino.

Kód

const int analogIn = A0;
int RawValue= 0;
dvojité napětí = 0;
dvojnásobná teplota C = 0;
dvojitá teplota F = 0;

void setup(){
Serial.begin(9600);
}
void loop()

{
RawValue = analogRead(analogIn);
Napětí = (RawValue / 1023,0) * 3300; // 5000 pro získání milivotů.
tempC = napětí * 0,1;
tempF = (tempC * 1,8) + 32; // převést na F
Serial.print(“Raw Value = ” ); // zobrazí předem nastavenou hodnotu
Serial.print(RawValue);
Serial.print(“\t millivoltů = “); // zobrazuje naměřené napětí
Serial.print(Napětí,0); //
Serial.print(“\t Teplota ve C = “);
Serial.print(tempC,1);
Serial.print(“\t Teplota v F = “);
Serial.println(tempF,1);
zpoždění(500);
}

Výstup se zobrazí na sériovém monitoru. Otevřete tedy sériový monitor a zkontrolujte výstupy, jak je uvedeno níže.

Hrubá hodnota = 69 milivoltů = 220 Teplota v C = 22,1 Teplota ve F = 72,5
Hrubá hodnota = 70 milivoltů = 227 Teplota v C = 23,6 Teplota ve F = 73,6
Hrubá hodnota = 71 milivoltů = 230 Teplota ve C = 23,9 Teplota ve F = 74,2
Hrubá hodnota = 72 milivoltů = 234 Teplota v C = 24,2 Teplota ve F = 74,8
Hrubá hodnota = 73 milivoltů = 236 Teplota v C = 24,5 Teplota ve F = 75,4
Hrubá hodnota = 74 milivoltů = 240 Teplota ve C = 24,9 Teplota ve F = 76,0
Hrubá hodnota = 75 milivoltů = 243 Teplota v C = 25,2 Teplota ve F = 76,5
Hrubá hodnota = 76 milivoltů = 246 Teplota v C = 25,5 Teplota ve F = 77,1
Hrubá hodnota = 77 milivoltů = 249 Teplota v C = 54,8 Teplota ve F = 77,7

Jak se Arduino Due liší od ostatních desek Arduino?

Deska Arduino Due se liší od ostatních typů desek Arduino z hlediska úrovně napětí. Takže mikrokontrolér v rámci desky Arduino prostě pracuje při 3,3 V spíše než 5 V, což je běžné u jiných desek Arduino. Pokud pro piny desky Arduino Due použijete vyšší napětí (>3,3 V), může dojít k poškození desky. Procesor použitý v Arduino due board je nejrychlejší procesor ve srovnání s jinými deskami. Velikost paměti je u desky Arduino v porovnání s ostatními deskami maximální. Deska Arduino due nemá žádnou vestavěnou EEPROM a je to dražší deska. Deska Due obsahuje velké ne. pinových hlaviček pro připojení k několika digitálním I/O a je také pinově kompatibilní prostřednictvím typických Arduino shieldů.

Arduino Due podporuje umělou inteligenci a algoritmy. Stejně jako desku Arduino Mega, která má podobný počet portů, jen je mnohem výkonnější, můžeme tuto desku Arduino due board použít v projektech k vytvoření umělé inteligence (AI) pro mobilní roboty. Pokud tedy někdo chce zvládnout složité algoritmy, jinak udělat robota reaktivnějším, pak by deska Arduino Due byla to pravé.

Výhody

Hlavní výhody Arduino Due zahrnout následující.

• Jedná se o velmi výkonný 32bitový, 84MHz procesor.
• Rychlost zpracování v rámci instrukcí za každou sekundu je vysoká.
• Arduina jsou navržena hlavně proto, aby byl ovladač dostupnější.
• Arduino due dokáže vyprodukovat 114 kilocyklů každou sekundu.
• Jeho programovací jazyk je jednoduchý.
• Jeho cena je nižší ve srovnání s Mega.

Nevýhody

Hlavní Nevýhody Arduina zahrnout následující.

• Tyto desky jsou trochu objemné.
• Pokrývá více prostoru.
• Due je podřadná kvůli nedostatečné kompatibilitě štítů.
• Arduino kvůli velikosti není vhodné pro mnoho projektů.
• Tato deska postrádá možnosti Bluetooth a Wi-Fi.

Aplikace Arduino Due

Hlavní Arduino dva používá zahrnout následující.

• Arduino Due se většinou používá pro projekty založené na Arduinu.
• Je široce používán v různých aplikacích, kde je konečným výsledkem rychlá rychlost zpracování.
• Je ideální pro projekty, které vyžadují vysoký výpočetní výkon, jako jsou drony, které jsou k letu ovládány na dálku a vyžadují zpracování velkého množství dat ze senzorů každou sekundu.
• Automatizace v průmyslu.
• Bezpečnostní systémy.
• Aplikace založené na virtuální realitě.
• Aplikace pro GSM a Android.
• Vestavěný systém.
• Automatizační systém pro domácnost pomocí IR.
• Robotické rameno.
• Nouzové osvětlení.
• Mobilní zvedák.
• Systém domácí automatizace s Bluetooth.
• Automatické ovládání intenzity pouličního osvětlení.
• Robot vyhýbání se překážkám.
• Vozidlo pro lezení po stěnách.
• Pultový systém pro parkoviště.

Tak, to je všechno o přehled Arduina Due – working a jeho aplikace. Tato deska Arduino je založena na 32bitovém mikrokontroléru s jádrem ARM, takže je vhodná pro rozsáhlejší projekty Arduino. Tato deska mikrokontroléru Arduino Due je založena na CPU Atmel SAM3X8E Cortex M3 . Zde je pro vás otázka, co je Arduino nano?