Termokings.ru

Домашний Мастер
28 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как использовать breadboard

В начале 1960 создание прототипов микросхем выглядело примерно так:

На платформе устанавливались металлические стойки, на которые наматывались проводники. Процесс прототипирования был достаточно длительным и сложным. Но человечество не стоит на месте и был придуман более элегантный подход: Беспечные монтажные платы — breadboards!

Откуда появилось название — breadboard?

Если знать, что bread переводится как хлеб, а board — доска, то одна из ассоциаций, которая может возникнуть при упоминании слова breadboard — это деревянная подставка, на которой нарезают хлеб (как на рисунке ниже). В принципе, вы недалеки от истины.

Так откуда появилось это название — breadboard? Много лет назад, когда электронные компоненты были большими и неуклюжими, многие «самодельщики» в своих «гаражах» собирали схемы с использованием подставок для нарезки хлеба (пример показан на рисунке ниже).

Постепенно электронные компоненты становились меньше и получилось свести прототипирование к использованию более ли менее стандартных проводников, коннекторов и микросхем. Подход несколько изменился , но название перекочевало.

Нужно ли уметь паять?

Знания в области электромонтажа приветствуются, но совсем не обязательны. Простые устройства на базе Arduino часто выполняются в виде макета. Для этого используется беспаечная макетная плата (англ. breadboard), на которой происходит коммутация модулей с платой Arduino с помощью перемычек.

Макетная плата на 400 отверстий (имеются шины питания по бокам). Источник

Также существуют наборы, в которые входят сразу плата Arduino (оригинальная или от стороннего производителя), макетная плата, перемычки и различные радиоэлементы, датчики, модули. Например, такой:

Набор для изучения Arduino. Источник

Плата Ардуино Нано имеет 14 цифровых контактов, которые помечаются буквой D (цифровой, digital). Контакты используются как входы и выходы, у каждого имеется подтягивающий резистор.

Аналоговые пины обозначаются буквой А и используются как входы. У них отсутствую подтягивающие резисторы, они измеряют поданное на них напряжение и возвращают значение при помощи функции analogRead().

На некоторых цифровых пинах можно увидеть значок

. Такие контакты можно использовать в качестве выходов ШИМ. Ардуино нано оснащена шестью такими контактами – это пины D3, D5, D6, D9, D10, D11. Для работы с ШИМ выводами используется функция analogWrite().

Описание пинов Ардуино Нано

  • Цифровые входы/выходы: D0-D13.
  • Аналоговые входы/выходы: A0-A7 (10-разрядный АЦП).
  • ШИМ: пины 3, 5, 6, 9, 10, 11.
  • UART : D0 и D1 (TX и RX соответственно).
  • I2C: SDA – A4, SCL -A5.
  • SPI: MOSI – 11, MISO – 12, SCK – 13, SS(10).

Пробежимся по пинам:

  • 0 – TX (передача данных UART), D0.
  • 1 – RX (прием данных UART), D1. RX и TX могут использоваться для связи по последовательному интерфейсу или как обычные порты данных.
  • 3, 29 – сброс.
  • 4, 29 – земля.
  • 5 – D2, прерывание INT0.
  • 6 – D3, прерывание INT1 / ШИМ / AIN0.
  • 7 – A4, счетчик T0 / шина I2C SDA / AIN1. AIN0 и AIN1 – входы для быстродействующего аналогового компаратора.
  • 8 – A5, счетчик T1 / шина I2C SCL / ШИМ.
  • 9 – 16 – порты D6-D13, из которых D6 (9й), D9 (12й), D10 (13й) и D11 (14й) используются как выходы ШИМ. D13 (16й пин) – светодиод. Также D10 – SS, D11 – MOSI, D12 – MISO, D13 – SCK используются для связи по интерфейсу SPI.
  • 18 – AREF, это опорное напряжение для АЦП микроконтроллера.
  • 19 – 26: аналоговые входы A0… A7. Разрядность АЦП 10 бит. A4 (SDA), A5 (SCL) – используются для связи по шине I2C. Для создания используется специальная библиотека Wire.

Микроконтроллеры обладают большими функциональными возможностями, но у них есть один недостаток – это ограниченное, по сраyвению с Arduino Mega, число выводов. Поэтому на этапе составления схемы устройства следует продумать, каким образом можно максимально упростить проект, чтобы сократить число нужных для подключения контактов.

4. Плата Arduino Mega 2560

Устройство Arduino Mega 2560 собрано на микроконтроллере ATmega 2560 (datasheet), является обновлённой версией Arduino Mega.

Для осуществления преобразования USB–UART-интерфейсов используется новый микроконтроллер ATmega 16U2 ( либо ATmega 8U2 для версий плат R1 или R2).

Состав платы следующий:

  • количество цифровых входов/выходов составляет 54 (15 из них можно использовать в роли выходов-ШИМ);
  • число аналоговых входов – 16;
  • реализация последовательных интерфейсов производится посредством 4 аппаратных приёмопередатчиков UART;
  • 16 МГц – кварцевый резонатор;
  • USB-разъём;
  • питающий разъём;
  • внутрисхемное программирование осуществляется через ICSP-разъём;
  • кнопка для сброса.
Читать еще:  Схемы и описания подключения однофазных и трёхфазных счетчиков электроэнергии

В устройстве Mega 2560 R2-версии добавлен специальный резистор, подтягивающий HWB-линию 8U2 к земле, что позволяет значительно упростить переход Arduino в DFU-режим, а также обновление прошивки. Версия R3 незначительно отличается от предыдущих. Изменения в устройстве следующие:

  • добавлены четыре вывода – SCL, SDA, IOREF (для осуществления совместимости по напряжению различных расширительных плат) и ещё один резервный вывод, пока не используемый;
  • повышена помехоустойчивость по цепи сброса;
  • увеличен объём памяти;
  • ATmega8U2 заменён на микроконтроллер ATmega16U2.

Выводы Arduino Mega 2560R3 предназначаются для следующего:

  1. Имеющиеся цифровые пины могут служить входом-выходом. Напряжение на них – 5 вольт. Каждый пин обладает подтягивающим резистором.
  2. Аналоговые входы не оснащены подтягивающими резисторами. Работа основана на применении функции analog Read.
  3. Количество выводов ШИМ составляет 15. Это цифровые выводы №2 – №13, №44 – №46. Использование ШИМ производится через функцию analog Write.
  4. Последовательный интерфейс: выводы Serial: №0 (rx), №1 (tx); выводы Serial1: №19 (rx), №18 (tx); выводы Serial2: №17 (rx), №16 (tx); выводы Serial3: №15 (rx), №14 (tx).
  5. Интерфейс SPI оборудован выводами №53 (SS), №51 (MOSI), №50 (MISO), №52 (SCK).
  6. Вывод №13 – встроенный светодиод.
  7. Пины для осуществления связи с подключаемыми устройствами: №20 (SDA), №21 (SCL).
  8. Для внешних прерываний (низкий уровень сигнала, другие изменения сигнала) используются выводы №2 , №3, №18, №19, №20, №21.
  9. Вывод AREF задействуется командой analog Reference и предназначается для регулирования опорного напряжения аналоговых входных пинов.
  10. Вывод Reset. Предназначен для формирования незначительного уровня (LOW), что приводит к перезагрузке устройства (кнопка сброса).

Описание элементов платы Arduino Nano V3

  • USB Jack – разъем USB Mini-B для подключения устройств USB;
  • Analog Reference Pin – для определения опорного напряжения АЦП;
  • Ground – земля;
  • Digital Pins (2-13) – цифровые выводы;
  • TXD – пин передачи данных по UART;
  • RXD – пин приема данных по UART;
  • Reset Button – кнопка перезагрузки микроконтроллера;
  • ISCP (In-Circuit Serial Programmer) – контакты для перепрограммирования платы;
  • Microcontroller ATmega328P – микроконтроллер — главный элемент на плате;
  • Analog Input Pins (A0-A7) – аналоговые входы;
  • Vin – 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;
  • RST – вход для перезагрузки;
  • SMD Crystal – кварцевый резонатор (жарг. «кварц») — прибор, в котором пьезоэлектрический эффект и явление механического резонанса используются для построения высокодобротного резонансного элемента электронной схемы;
  • TX LED (White) – светодиод — индикатор отправления данных по UART;
  • RX LED (Red) – светодиод — индикатор приёма данных по UART;
  • Power LED (Blue) – светодиод — индикатор питания;
  • Pin 13 LED (Wellow) – подключенный светодиод к 13-му пину.

Подключение устройств

Подключение любых устройств к плате осуществляется путем присоединения к контактам, расположенным на плате контроллера: одному из цифровых или аналоговых пинов или пинам питания. Простой светодиод можно присоединить, используя два контакта: землю (GND) и сигнальный (или контакт питания).

Самый простой датчик потребует задействовать минимум три контакта: два для питания, один для сигнала.

При любом варианте подключения внешнего устройства следует помнить, что использование платы в качестве источника питания возможно только в том случае, если устройство не потребляет больше разрешенного предельного тока контроллера.

Видео с инструкциями:

Плата Arduino Uno имеет на борту 3 способа подключения питания: через USB, через внешний разъем питания и через разъем Vin, выведенный на одну из гребенок сбоку. Платформа имеет на борту встроенный стабилизатор, позволяющий не только автоматически выбирать источник питания, но и выравнивать ток до стабильных 5 вольт, необходимых контроллеру для работы.

Внешнее питание можно подавать как напрямую от USB порта компьютера, так и от любого AC/DC блока питания через разъем питания или USB.

На плате предусмотрено несколько выводов, позволяющих запитывать от нее подключенные датчики, сенсоры и актуаторы. Все эти выводы помечены:

  • Vin – вход питания, используется для получения питания от внешнего источника. Через данных вывод происходит только подача питания на плату, получить оттуда питание для внешних устройств невозможно. На вход Vin рекомендуется подавать напряжение в диапазоне от 7В до 20В, во избежании перегрева и сгорания встроенного стабилизатора.
  • 5V – источник пятивольтового напряжения для питания внешних устройств. При получении питания платой из любых других источников (USB, разъем питания или Vin) на этом контакте вы всегда сможете получить стабильное напряжение 5 вольт. Его можно вывести на макетную плату или подать напрямую на необходимое устройство.
  • 3V3 – источник 3.3 вольтового напряжения для питания внешних устройств. Работает по такому-же принципу, что и контакт 5V. С данной ножки также можно вывести напряжение на макетную плату, либо подать на необходимый датчик/сенсор напрямую.
  • GND – контакт для подключения земли. Необходим для создания замкнутой цепи при подключении к контактам Vin, 5V или 3V3. Во всех случаях ножку GND необходимо выводить как минус, иначе цепь не будет замкнута и питание (что внешнее, что внутреннее) не подасться.
Читать еще:  Станок универсально-заточный модели ВЗ-818 (ВЗ-318)

Подключение TFT-дисплея 1.8 к Arduino

Автор: Сергей · Опубликовано 29.09.2017 · Обновлено 13.04.2020

В этой статье, расскажу как подключить TFT дисплеи с диагональю 1.8 дюйма к плате Arduino. А так же, расскажу как выводить текст, рисовать разные фигуры и отображать изображения.

Технические параметры

► Напряжение питания: 3.3 В – 5 В
► Диагональ: 1.8 дюйма
► Разрешение: 128×160 пикселей
► Цветность: 65 тысяч цветов в формате RGB
► Интерфейс: SPI
► Габариты: 35 мм х 57 мм х 7 мм

Общие сведения

TFT дисплей цветной с диагональю 1.8 дюйма и расширением 128 на 160 точек, за обработку данный отвечает контроллер ST7735R, который может отобразить до 18-бит цвета (262144 оттенков), работает данный контроллер (дисплей) от 3.3В и для работы от плат arduino предусмотрен стабилизатор напряжения на 3.3В, но если необходимо работать от 3.3В просто замыкаем перемычку (как показывает опыт, модуль может работать и от 5В логики). Так-же, на модуле установлен держатель карты SD для хранения и загрузки изображения на TFT дисплей. Подключение осуществляется по ISP интерфейсу (4-х проводному), все выводы выведены на боковую группу контактов, на другой стороне платы, выведены вывода SD карты.

Группа контактов 1
LED — управление подсветкой, напряжение не более 3.3 В
SCK — линия синхронизации
SDA — линия данных (Serial Data)
A0
RESET — сброс
CS — выбор устройства
GND — «-» питание модуля
VCC — «+» питание модуля

Группа контактов 2
SD_CS — выбор устройства
SD_MOSI — прием данных
SD_MISO — передача данных
SD_SCK линия синхронизации

Подключение TFT дисплея к Arduino

Необходимые детали:
► Цветной TFT-дисплей 1.8, 128×160, SPI x 1 шт.
► Arduino UNO R3 (DCCduino, CH340G) x 1 шт.
► Провод DuPont 10x, 2,54 мм, 20 см, F-F (Female — Female) x 1 шт.

Подключение:
В данном примере используем дисплей TFT и плату Arduino UNO R3, передача данный осуществляется по интерфейсу SPI. Так как контроллер дисплея ST7735R работает на 3.3В (включая логику), необходимо добавить пять резистор в цепь SPI на 1 кОм и один на 150 Ом для защиты светодиодов в подсветки. Но все подключают без резисторов и контроллер не сгорает. Собираем схему по рисунку ниже, так же для удобства выложил таблицу подключения.

Таблица подключения TFT дисплея

Как говорил выше, дисплей работает по интерфейсу SPI, поэтому необходимо включить в проект библиотеку SPI, а так же библиотеку TFT, все они входят в стандартные библиотеки среды разработки IDE Arduino.

При покупке официальной версии платформы, подключение Arduino NANO к компьютеру происходит автоматически.
При использовании китайских аналогов или других arduino-совместимых платформ, во время подключения следует учесть несколько важных моментов.
Выпуск официальных версий платформы был прекращен в 2016 году.

Подключение официальной платы

1. Скачивание и установка Arduino IDE

Для работы с платой вам потребуется скачать и установить свежую версию среды программирования Arduino — «Arduino IDE». Ее можно скачать с официального сайта по ссылке ниже.

Читать еще:  ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА ЧУГУНА И СТАЛИ И МЕТАЛЛОВЕДЕНИЯ

При использовании русскоязычной версии Windows, программа автоматически установит по умолчанию русский язык.

В открывшемся окне следует нажать на кнопку «JUST DOWNLOAD«.

2. Первый запуск среды разработки

После того, как вы скачали и поставили среду разработки, вам необходимо подключить Arduino NANO в любой свободный порт компьютера и осуществить базовую настройку платы.

После того, как вы подключили вашу плату к компьютеру, Windows сообщит об обнаружении нового устройства и автоматически выполнит установку всех необходимых драйверов для работы с ней. После появления сообщения «Устройство установлено и готово к использованию», переходим к настройке программы.

3. Настройка подключения платы

В верхнем меню программы размещен список пунктов. Вам необходим пункт Инструменты Плата.
В этом окне вам необходимо выбрать, какая плата была подключена к вашему компьютеру. Выбираем «Arduino Nano» .

Инструменты Плата Arduino Nano

После выбора нужной платы, нам необходимо выбрать порт. Переходим ко вкладке Инструменты Порт.

Если плата подключена к компьютеру корректно, у вас отобразятся все занятые на текущий момент COM-порты. Выбираем любой из доступных и проверяем, угадали-ли мы с портом.

4. Проверка работоспособности платы

Самый простой способ проверить, работает-ли ваша ардуино на том порту, который вы выбрали — это попробовать залить в нее тестовый скетч (прошивку).

Из верхнего меню открываем: Файл Примеры 01.Basics Blink

В новом окне Windpws у вас откроется код программы, которая мигает светодиодом. Теперь необходимо загрузить ее в плату, нажав на кнопку «загрузка».

В панели работы со скетчами — вторая кнопка:

Внизу программы (в черном окне) показывается процесс загрузки прошивок в плату. Если все прошло нормально, вы увидите сообщение «загрузка успешно завершена».

Подключение неофициальных плат

1. Скачивание и установка Arduino IDE

Для программирования платформы вам необходимо скачать и установить свежую версию программы для программирования Арудино — «Arduino IDE». Ее можно скачать с официального сайта по ссылке ниже.

При использовании русскоязычной версии Windows, программа автоматически выставит в интерфейсе русский язык.

В открывшемся окне следует нажать на кнопку «JUST DOWNLOAD«.

2. Первый запуск среды разработки

После того, как вы скачаете и установите Arduino IDE, вам необходимо подключить Arduino Nano в любой свободный порт компьютера и осуществить первичную настройку.

После того, как вы плата подключится к компьютеру, Windows сообщит об обнаружении нового устройства.

Скорее всего ваша Ардуино имеет встроенный китайский программатор CH340G, драйверы для которого Windows найти не удасться.

Если ваша Arduino Nano — Китай, драйвер придется устанавливать самостоятельно. Об этом система оповестит вас сообщением «Программное обеспечение для устройства не было установлено».

Если все произошло именно так, как мы описали выше, приступаем к установке драйверов по этой инструкции:

После того, как вы увидите сообщение «Устройство установлено и готово к использованию», переходите к настройке программы.

3. Настройка подключения платы

Вверху программы размещен список различных пунктов меню. Вам необходима вкладка Инструменты Плата.
В этом окне вам необходимо выбрать, какая плата была подключена к вашему компьютеру. Выбираем «Arduino Nano» .

Инструменты Плата Arduino Nano

После выбора платы, нам необходимо выбрать порт. Переходим ко вкладке Инструменты Порт.

Если вы уже подключили свою ардуино к компьютеру, то у вас должны отобразиться все занятые на текущий момент COM-порты. Выбираем любой из доступных и проверяем, правильный-ли порт мы выбрали.

4. Проверка работоспособности платы

Самый простой способ проверить, работает-ли ваша ардуино на том порту, который вы выбрали — это попробовать залить в нее тестовый скетч (прошивку).

Из верхнего меню открываем: Файл Примеры 01.Basics Blink

В новом окне будет открыт код программы для мигания светодиодом, самой базовой программы в среде разработки под микроконтроллеры. Для того, чтобы загрузить ее в вашу Nano, необходимо нажать кнопку «загрузка».

В панели работы со скетчами — вторая кнопка:

В нижней части программы (в черном окне) показывается процесс загрузки прошивок в плату. Если все прошло нормально, вы увидите сообщение «загрузка успешно завершена».

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×