Arduino Due: Konfigurácia pinov, rozhranie a jeho aplikácie

Doska Arduino je hardvérová a softvérová platforma s otvoreným zdrojom, ktorá je navrhnutá s obvodovou doskou vrátane mikrokontroléra a ďalších rozhraní, ktoré podporujú rôzne komponenty, ktoré sa k nej pripájajú. Túto dosku je možné jednoducho naprogramovať pomocou integrovaného vývojového prostredia (IDE), ktoré sa používa na písanie a nahrávanie kódu na dosku. Arduino je flexibilná doska mikrokontroléra používaná na vývoj rôznych elektronických projektov. Existujú rôzne typy dosiek Arduino Páči sa mi to arduino uno , Nano, Micro, Leonardo, nano Every, MKR Zero, Uno WiFi, Due, Mega 2560 , Lilypad, atď. Takže tento článok poskytuje informácie o jednom z typov dosiek Arduino a to konkrétne Arduino Due - práca s aplikáciami.

Čo je Arduino Due?

Arduino Due je najvýkonnejšia vývojová doska Arduino zo série Arduino. Táto doska Arduino je doska pre začiatočníkov s mnohými funkciami s vynikajúcou rýchlosťou spracovania, takže sa používa v pokročilých aplikáciách. Táto doska bola vyvinutá na ovládači série ARM, zatiaľ čo ostatné dosky Arduino boli vyvinuté na základe ovládača série ATMEGA.

Doska Arduino je založená na 32-bitovom jadrovom mikrokontroléri ARM. Táto doska je k dispozícii s 54 digitálnymi I/O pinmi, pričom 12 pinov sa používa ako PWM o/ps, 12-analógové vstupy, UART -4, 84 MHz CLK, DAC -2, TWI-2, SPI header, napájanie jack, záhlavie JTAG, pripojenie USB OTG a tlačidlo RESET & can ERASE.

Dosku Arduino Due možno jednoducho pripojiť k akémukoľvek počítaču pomocou a micro-USB káblom a napájaním cez batériu alebo adaptér AC-to-DC, aby ste mohli začať. Táto doska je vhodná pre všetky typy štítov Arduino, ktoré pracujú pri 3,3 V.

technické údaje

The špecifikácie Arduino Due zahŕňajú nasledujúce.

• Mikrokontrolér je SAM3X8E 32-bitový ARM radič.
• Prevádzkové napätie je 3,3V.
• Maximálny prúd na každom I/O pine je 3 mA a 15 mA.
• Maximálny prúd odoberaný zo všetkých I/O pinov je 130 mA.
• Flash pamäť má 512 kB.
• 16Kbyte EEPROM.
• 96 kB interná RAM.
• Interná taktovacia frekvencia je 12 Mhz.
• Externá hodinová frekvencia je 84 MHz.
• Prevádzková teplota sa pohybuje od -40ºC do +85ºC
• Odporúčané i/p napätie sa pohybuje od 7V do 12V.
• Vstupné napätie sa pohybuje od 6 do 20V
• Digitálne I/O kolíky – 54.
• Analógové i/p kolíky – 12.
• Analógové o/p kolíky – 2.

Konfigurácia Arduino Due Pin

Konfigurácia kolíkov Arduino Due je uvedená nižšie.

Moc

Doska Arduino Due môže byť napájaná cez USB konektor alebo externý napájací zdroj, ako je batéria alebo AC/DC adaptér. Zdroj energie sa teda vyberie automaticky. Napájacie kolíky Arduino Due sú +3,3V, +5V, Vin & GND.

• Vin je kolík vstupného napätia, kde je napätie privádzané cez tento kolík.
• 5V pin vydáva regulovaných 5V pomocou regulátora napätia na doske Arduino.
• Napätie 3,3 V je generované cez zabudovaný regulátor. Tento regulátor jednoducho poskytuje napájanie mikrokontroléru SAM3X.
• Na doske je k dispozícii 5 GND pinov.
• IOREF kolík na doske Arduino jednoducho poskytuje referenciu napätia, cez ktorú mikrokontrolér pracuje. Napätie kolíka IOREF môže byť pripravené správnou konfiguráciou štítu a výberom vhodného zdroja napájania alebo povolením prevodníkov napätia na O/PS pre fungovanie cez 5V (alebo) 3,3V.

Komunikačné rozhranie

UART: UART je „univerzálny asynchrónny vysielač prijímača“. Toto rozhranie sa používa hlavne na programovanie PRO MINI.

SPI: SPI je sériové periférne rozhranie, ktoré sa používa na veľmi efektívny prenos sériových údajov medzi mikrokontrolérmi a jedným alebo viac periférnymi zariadeniami. Arduino due obsahuje štyri SPI piny SCK, SS, MOSI a MISO.

TWI: TWI je dvojvodičové rozhranie, ktoré sa používa na pripojenie periférnych zariadení.

MÔCŤ: CAN je Controller Area Network Interface používané hlavne na poskytovanie komunikácie medzi kontrolérmi.

SSC: SSC je synchrónne sériové komunikačné rozhranie používané hlavne pre audio a telekomunikačné aplikácie.

Pamäť

SAM3X má dva bloky 256 KB (512 KB) flash pamäte na uloženie kódu. Bootloader je vopred vypálený z Atmel vo výrobe a je jednoducho uložený vo vyhradenej ROM. SRAM je k dispozícii s 96 KB v dvoch 32 KB a 64 KB susediacich bankách. Ku všetkej existujúcej pamäti je možné priamo pristupovať ako k plochému adresnému priestoru, ako je RAM, ROM a Flash.

Tlačidlo ERASE

Zabudované tlačidlo ERASE sa používa na vymazanie pamäte Flash SAM3X. Tým sa odstránia aktuálne načítané údaje z jednotky mikrokontroléra. Ak chcete vymazať, stlačte a nejaký čas podržte tlačidlo Erase, keď je doska Arduino poháňaná energiou.

Analógové vstupy (A0 až A11):

Arduino Due obsahuje 12 analógových vstupov a každý pin poskytuje 12 bitové rozlíšenie. Tieto analógové kolíky sa jednoducho používajú na čítanie hodnoty analógového senzora, ktorý je pripojený k doske Arduino. Každý analógový kolík na doske som pripojil k vstavanému ADC s 12-bitovým rozlíšením.

Piny DAC (DAC0 až DAC1):

Tieto dva kolíky poskytujú analógový výstup s 12-bitovým rozlíšením. Tieto dva kolíky sa používajú hlavne na vytvorenie zvukového výstupu s knižnicou zvuku.

AREF

Tento kolík je jednoducho pripojený k analógovému referenčnému kolíku ovládača SAM3X cez odporový mostík. Ak chcete použiť tento kolík, odpor BR1 by mal byť odspájkovaný z dosky plošných spojov.

RESETOVAŤ

Tento kolík sa používa na resetovanie ovládača a spustenie vykonávania programu od začiatku.

Piny PWM (2 až 13)

Piny PWM od 2 do 13 sú zo sady digitálnych pinov, kde každý pin dáva 8-bitové PWM o/p. Hodnota PWM o/p sa jednoducho mení od 0 do 5 voltov.

Hlavička JTAG: Spoločné rozhranie hardvéru, ktoré nám pomáha priamo komunikovať s externými čipmi našej dosky. Na tento účel sa používajú 4 kolíky označené ako TCK, TD0, TMS a TDI.

Programovanie Arduino Due

Vo všeobecnosti sú všetky typy dosiek Arduino jednoducho naprogramované pomocou softvéru IDE Arduino. Tento softvér je veľmi jednoduchý na naučenie a používanie bez väčšej zložitosti. Tento softvér je ľahko dostupný, takže si ho môžeme priamo stiahnuť z oficiálnej stránky a vybrať si dosku Arduino, na ktorej chcete pracovať. Táto doska nepotrebuje externý napaľovač ako bootloader na vypálenie kódu na doske. Softvér Arduino perfektne funguje cez bežné operačné systémy ako Windows, MAC, príp Linux .

Doska Arduino Due je dobre zladená s približne všetkými štítmi, ktoré sú určené hlavne pre iné druhy dosiek Arduino. Najvýznamnejšie štíty sú; Štít motora, štít Ethernet a štít WiFi.

Prepojenie snímača teploty LM35 s Arduino Due

Teplotný senzor LM35 prepojený s Arduino due je zobrazený nižšie. Teplotný senzor LM35 je presný integrovaný obvod, ktorého o/p napätie je lineárne úmerné teplote Celzia. Tento IC má teda výhodu oproti lineárnym teplotným senzorom kalibrovaným v Kelvinoch, pretože používateľ nemusí odpočítať veľké stabilné napätie z jeho o/p, aby získal pohodlné škálovanie v stupňoch Celzia.

Snímač LM35 nepotrebuje žiadnu externú kalibráciu, inak orezávanie, aby poskytoval typickú presnosť ±1/4°C pri izbovej teplote a ±3/4°C nad úplným teplotným rozsahom +150°C.

Teplotný senzor LM35 obsahuje tri kolíky +5V, GND a výstup t. Pripojenia snímača LM35 k doske Arduino due sú nasledovné;

The Vcc kolík snímača teploty je pripojený na 3v3 pin dosky Arduino.
The GND kolík snímača teploty je pripojený na pin GND dosky Arduino.
The výstupný kolík snímača teploty je pripojený na pin A0 dosky Arduino.

kód

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

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

{
RawValue = analogRead(analogIn);
Napätie = (RawValue / 1023,0) * 3300; // 5000 na získanie milivotov.
tempC = napätie * 0,1;
tempF = (tempC * 1,8) + 32; // previesť na F
Serial.print(“Surová hodnota = ” ); // zobrazí vopred nastavenú hodnotu
Serial.print(RawValue);
Serial.print(“\t millivoltov = “); // zobrazuje namerané napätie
Serial.print(Napätie,0); //
Serial.print(“\t Teplota v C = “);
Serial.print(tempC,1);
Serial.print(“\t Teplota v F = “);
Serial.println(tempF,1);
oneskorenie(500);
}

Výstup sa zobrazí na sériovom monitore. Takže otvorte sériový monitor a skontrolujte výstupy, ako je uvedené nižšie.

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

Ako sa Arduino Due líši od zvyšku dosiek Arduino?

Doska Arduino Due sa v porovnaní s inými typmi dosiek Arduino líši z hľadiska úrovne napätia. Takže mikrokontrolér v rámci dosky Arduino jednoducho funguje pri 3,3 V namiesto 5 V, čo je bežné u iných dosiek Arduino. Ak použijete vyššie napätie (>3,3 V) pre kolíky dosky Arduino Due, doska sa môže poškodiť. Procesor použitý v Arduino due board je najrýchlejší procesor v porovnaní s inými doskami. Veľkosť pamäte je maximálna na doske Arduino v porovnaní s inými doskami. Doska Arduino due nemá žiadnu zabudovanú EEPROM a je to drahšia doska. Súčasťou tabule Due je veľké č. kolíkov na pripojenie k niekoľkým digitálnym I/O a je tiež kompatibilný s kolíkmi prostredníctvom typických štítov Arduino.

Arduino Due podporuje umelú inteligenciu a algoritmy. Rovnako ako doska Arduino Mega, ktorá má podobný počet portov, ale je oveľa výkonnejšia, môžeme túto dosku Arduino použiť v projektoch na vytvorenie umelej inteligencie (AI) pre mobilné roboty. Ak teda chcete zvládnuť zložité algoritmy, inak urobiť robota reaktívnejším, doska Arduino Due by bola to pravé.

Výhody

Hlavný výhody Arduino Due zahŕňajú nasledujúce.

• Ide o veľmi výkonný 32-bitový, 84 MHz procesor.
• Rýchlosť spracovania v rámci pokynov za každú sekundu je vysoká.
• Arduino sú navrhnuté hlavne tak, aby bol ovládač prístupnejší.
• Arduino due dokáže vyprodukovať 114 kilocyklov každú sekundu.
• Jeho programovací jazyk je jednoduchý.
• Jeho cena je nižšia v porovnaní s Mega.

Nevýhody

Hlavný nevýhody Arduina zahŕňajú nasledujúce.

• Tieto dosky sú trochu objemné.
• Pokryje viac priestoru.
• Due je podradná kvôli nedostatočnej kompatibilite štítov.
• Arduino kvôli veľkosti nie je vhodné pre mnoho projektov.
• Táto doska nemá funkcie Bluetooth a Wi-Fi.

Aplikácie Arduino Due

Hlavný Arduino dva používa zahŕňajú nasledujúce.

• Arduino Due sa väčšinou používa pre projekty založené na Arduino.
• Je široko používaný v rôznych aplikáciách, kde je konečným výsledkom rýchla rýchlosť spracovania.
• Je ideálny pre projekty, ktoré vyžadujú vysoký výpočtový výkon, ako sú drony, ktoré sú na lietanie ovládané na diaľku a vyžadujú spracovanie veľkého množstva údajov zo senzorov každú sekundu.
• Automatizácia v priemysle.
• Bezpečnostné systémy.
• Aplikácie založené na virtuálnej realite.
• GSM a Android aplikácie.
• Vstavaný systém.
• Automatizačný systém pre domácnosť pomocou IR.
• Robotické rameno.
• Núdzové osvetlenie.
• Mobilný zdvihák.
• Systém domácej automatizácie s Bluetooth.
• Automatické ovládanie intenzity pouličného osvetlenia.
• Robot na vyhýbanie sa prekážkam.
• Vozidlo na lezenie po stenách.
• Pultový systém pre parkovisko.

Ide teda o všetko prehľad Arduina Splatná práca a jej aplikácie. Táto doska Arduino je založená na 32-bitovom mikrokontroléri s jadrom ARM, takže je vhodná pre rozsiahlejšie projekty Arduino. Táto doska mikrokontroléra Arduino Due je založená na CPU Atmel SAM3X8E Cortex M3 . Tu je otázka pre vás, čo je Arduino nano?