Arduino Uno Rev3/R3 — Характеристики, описание платы

Arduino Uno Rev3 — это плата, основанная на микроконтроллере ATmega328P. Платформа имеет 14 цифровых пинов входа/выхода, 6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ, 6 аналоговых входов, кварцевый генератор 16 МГц, разъем USB, силовой разъем, разъем ICSP и кнопку перезагрузки. Для работы необходимо подключить платформу к компьютеру посредством кабеля USB, либо подать питание при помощи адаптера AC/DC или батареи.

В отличие от всех предыдущих плат Ардуино, Uno в качестве преобразователя интерфейсов USB-UART использует микроконтроллер ATmega16U2 (ATmega8U2 до версии R2) вместо микросхемы FTDI. На китайских вариантах используется преобразователь интерфейсов USB-UART CH340G.

На плате Arduino Uno версии R2 для упрощения процесса обновления прошивки добавлен резистор, подтягивающий к земле линию HWB микроконтроллера 8U2.

Изменения на плате версии R3 перечислены ниже:

• Распиновка 1.0: добавлены выводы SDA и SCL (возле вывода AREF), а также два новых вывода, расположенных возле вывода RESET. Первый — IOREF — позволяет платам расширения подстраиваться под рабочее напряжение Ардуино. Данный вывод предусмотрен для совместимости плат расширения как с 5 В-Ардуино на базе микроконтроллеров AVR, так и с 3.3 В-платами Arduino Due. Второй вывод ни к чему не подсоединен и зарезервирован для будущих целей.
• Улучшена помехоустойчивость цепи сброса.
• Микроконтроллер ATmega8U2 заменен на ATmega16U2.

Характеристики Arduino Uno Rev3

Микроконтроллер	ATmega328P
Рабочее напряжение	5В
Напряжение питания (рекомендуемое)	7-12В
Напряжение питания (предельное)	6-20В
Цифровые входы/выходы	14 (из них 6 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов)
Аналоговые входы	6
ШИМ (PWM) пины	6
Постоянный ток через вход/выход	40 мА
Максимальный выходной ток вывода 3.3V	50 мА
Flash-память	32 КБ (ATmega328P) из которых 0.5 КБ используются загрузчиком
SRAM	2 КБ (ATmega328P)
EEPROM	1 КБ (ATmega328P)
Тактовая частота	16 МГц
Встроенный светодиод	13
Длина	68.6 мм
Ширина	53.4 мм
Вес	25 г

Принципиальная схема

Arduino Uno CH340G Rev3

Данная плата обладает всеми свойствами классической платы ARDUINO UNO Rev3. Основные отличия от оригинала связаны с тем, что для уменьшения стоимости платы применяется микроконтроллер ATmega328 в SMD корпусе, а USB мост выполнен на бюджетной микросхеме CH340G. Все элементы внешних подключений, в том числе имена портов, на этой плате полностью соответствуют принципиальной схеме оригинальной платы, однако следует помнить, что нумерация выводов SMD и DIP корпусов микроконтроллера ATmega328 различная.

Принципиальная схема

Для микросхемы USB-моста CH340G на компьютер необходимо установить драйверы, которые можно скачать здесь.

Описание элементов платы Arduino Uno Rev3

• USB Plug – разъем для подключения устройств USB;
• Analog Reference Pin – для определения опорного напряжения АЦП;
• Digital Ground – земля;
• Digital I/O Pins (2-13) – цифровые выводы;
• Serial OUT (TX) – пин передачи данных по UART;
• Serial IN (RX) – пин приема данных по UART;
• Reset Button – кнопка перезагрузки микроконтроллера;
• In-Circuit Serial Programmer (ISCP) – через эти контакты можно перепрограммировать плату;
• ATmega328P Microcontroller – собственно сам чип Ардуинки, он же микроконтроллер, процессор, мозг и т.д.;
• Analog In Pins (0-5) – аналоговые входы;
• Voltage In – вход используется для подачи питания от внешнего источника;
• Ground Pins – земля;
• 5 Volt Power Pin – питание 5 В;
• 3 Volt Power Pin – питание 3.3 В;
• Reset Pin – вход для перезагрузки;
• External Power Supply – разъем для подключения внешнего источника питания.

Описание пинов Arduino Uno Rev3

Пины Ардуино используются для подключения внешних устройств и могут работать как в режиме входа, так и в режиме выхода. Каждый вывод имеет нагрузочный резистор (по умолчанию отключен) 20-50 кОм и может пропускать до 40 мА.

Некоторые выводы имеют особые функции:

• Пины 0 и 1 – контакты UART (RХ и TX соответственно) .
• Пины c 10 по 13 – контакты SPI (SS, MOSI, MISO и SCK соответственно)
• Пины A4 и A5 – контакты I2C (SDA и SCL соответственно).

Цифровые пины платы Uno

Пины с номерами от 0 до 13 являются цифровыми. Это означает, что вы можете считывать и подавать на них только два вида сигналов: HIGH и LOW. С помощью ШИМ также можно использовать цифровые порты для управления мощностью подключенных устройств.

Пин	Адресация	Специальное назначение	ШИМ
0	0	RX
1	1	TX
2	2	Вход для прерываний
3	3	Вход для прерываний	ШИМ
4	4
5	5		ШИМ
6	6		ШИМ
7	7
8	8
9	9		ШИМ
10	10	SPI (SS)	ШИМ
11	11	SPI (MOSI)	ШИМ
12	12	SPI (MISO)
13	13	SPI (SCK) К выходу также подсоединен встроенный светодиод (есть в большинстве плат Arduino)

Аналоговые пины Arduino Uno

Аналоговые пины Arduino Uno Rev3 предназначены для подключения аналоговых устройств и являются входами для встроенного аналого-цифрового преобразователя (АЦП), который в ардуино уно десятиразрядный.

Пин	Адресация	Специальное назначение
A0	A0 или 14
A1	A1 или 15
A2	A2 или 16
A3	A3 или 17
A4	A4 или 18	I2C (SCA)
A5	A5 или 19	I2C (SCL)

Дополнительные пины на плате

• AREF – выдает опорное напряжения для встроенного АЦП. Может управляться функцией analogReference().
• RESET – Низкий уровень сигнала на выводе перезагружает микроконтроллер. Обычно применяется для подключения кнопки перезагрузки на плате расширения, закрывающей доступ к кнопке на самой плате Arduino.

Питание Arduino Uno Rev3

Платы Arduino Uno R3 может получать питание через подключение USB или от внешнего источника питания. Источник питания выбирается автоматически.

Питать плату можно следующими способами:

• от внешнего адаптера – рекомендуемое напряжение от 7 до 12 В. При использовании напряжения выше 12 В регулятор напряжения может перегреться и повредить плату. При напряжении питания ниже 7 В, вывод 5V может выдавать менее 5 В, что приведёт к нестабильной работе платы;
• от USB-порта компьютера;
• подача 5 В напрямую на пин 5V. В этом случае обходится стороной входной стабилизатор и даже малейшее превышение напряжения может привести к поломке устройства.

Выводы питания:

• 5V – на этот пин ардуино подаёт 5 В, его можно использовать для питания внешних устройств;
• 3.3V – на этот пин от внутреннего стабилизатора подается напряжение 3.3 В;
• GND – вывод земли;
• VIN – пин для подачи внешнего напряжения;
• IREF – пин для информирования внешних устройств о рабочем напряжении платы.

Установка драйверов

Если вы использовали установщик, Windows — от XP до 10 — автоматически установит драйверы, как только вы подключите свою плату.

Если вы загрузили и распаковали Zip архив или по какой-то причине плата неправильно распознана, выполните приведенную ниже процедуру.

• Нажмите на меню «Пуск» и откройте панель управления.
• Перейдите в раздел «Система и безопасность» (System and Security). Затем нажмите «Система» (System). Затем откройте диспетчер устройств (Device manager).
• Посмотрите под Порты (COM и LPT) (Ports (COM & LPT)). Вы должны увидеть открытый порт с именем «Arduino UNO (COMxx)». Если раздел COM и LPT отсутствует, просмотрите раздел «Другие устройства», «Неизвестное устройство».
• Щелкните правой кнопкой мыши по порту Arduino UNO (COMxx) и выберите опцию «Обновить драйверы…».
• Затем выберите опцию «Выполнить поиск драйверов на этом компьютере».
• Наконец, найдите файл драйвера с именем «arduino.inf», который находится в папке «Drivers» программы Arduino (а не подкаталог «FTDI USB Drivers»). Если вы используете старую версию IDE (1.0.3 и старше), выберите файл драйвера Uno с именем «Arduino UNO.inf».
• После этого Windows завершит установку драйвера.

Выбор платы и порта

Откройте Arduino IDE. Из меню Tools>Board выбирается Arduino/Genuino Uno.

Выберите последовательное устройство платы в меню Tools>Port. Скорее всего, это COM3 или выше (COM1 и COM2 обычно зарезервированы). Чтобы узнать, вы можете отключить свою плату и повторно открыть меню; запись, которая исчезает, должна быть Arduino или Genuino. Подсоедините плату и выберите этот последовательный порт.

Если у вас модель Arduino Uno CH340G, то лучше использовать программатор Arduino as ISP.

Имеется возможность не использовать загрузчик и запрограммировать микроконтроллер через выводы ICSP (внутрисхемное программирование).

Материалы

Принципиальная схема: Arduino_Uno_Rev3-schematic.pdf
Arduino UNO CH340 Rev3.pdf
Datasheet — UNO_R3(CH340G).pdf
Arduino Uno | Аппаратная платформа Arduino
Arduino Uno R3

Купить Arduino UNO R3 на AliExpress