Vés al contingut

Arduino Uno

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure
Infotaula equipament informàticArduino Uno
Modifica el valor a Wikidata

Modifica el valor a Wikidata
FabricantArduino LLC (en) Tradueix Modifica el valor a Wikidata
Característiques de CPUs
Freqüència16 MHz Modifica el valor a Wikidata
Característiques
Dimensions53,4 (amplada) × 68,6 (longitud) mm
Pes25 g Modifica el valor a Wikidata
Connector
Lloc webarduino.cc… Modifica el valor a Wikidata
Format per
ATmega328P (en) Tradueix Modifica el valor a Wikidata

L'Arduino Uno és una sèrie de plaques de microcontroladors de codi obert basades en una àmplia gamma de microcontroladors (MCU). Va ser desenvolupada i llançada inicialment per l'empresa Arduino el 2010.[1][2] La placa del microcontrolador està equipada amb conjunts de pins d'entrada/sortida (E/S) digitals i analògiques que es poden connectar a diverses plaques d'expansió (escuts) i altres circuits. La placa té 14 pins d'E/S digitals (sis capaços de sortida PWM), 6 pins d'E/S analògics i és programable amb l'Arduino IDE (Entorn de Desenvolupament Integrat), mitjançant un cable USB tipus B.[3] Pot ser alimentada per un cable USB o un connector de cilindre que accepta voltatges entre 7 i 20 volts, com ara una bateria rectangular de 9 volts. Té el mateix microcontrolador que la placa Arduino Nano i els mateixos capçals que la placa Leonardo.[4][5] El disseny de referència del maquinari es distribueix sota una llicència Creative Commons Attribution-ShareAlike 2.5 i està disponible al lloc web d'Arduino. També hi ha disponibles els fitxers de disseny i producció d'algunes versions del maquinari.

La paraula "uno" significa "un" en italià i va ser escollida per marcar un redisseny important del maquinari i el programari d'Arduino.[6] La placa Uno va ser la successora de la versió Duemilanove i va ser la novena versió d'una sèrie de plaques Arduino basades en USB.[7] La versió 1.0 de l'IDE d'Arduino per a la placa Arduino Uno ha evolucionat a versions més noves.[8] L'ATmega328 de la placa ve preprogramat amb un carregador d'arrencada que permet carregar-hi codi nou sense l'ús d'un programador de maquinari extern.[9]

Tot i que la Uno es comunica mitjançant el protocol STK500 original , es diferencia de totes les plaques precedents en què no utilitza un xip sèrie USB-UART FTDI. En canvi, utilitza l'Atmega16U2 (Atmega8U2 fins a la versió R2) programat com a convertidor USB-sèrie.

Història

[modifica]
Placa sèrie Arduino RS232 : una predecessora amb MCU ATmega8

El projecte Arduino va començar a l'Institut de Disseny d'Interacció d'Ivrea (IDII) d'Ivrea, Itàlia. En aquell moment, els estudiants utilitzaven un microcontrolador BASIC Stamp, a un cost considerable per a molts estudiants. El 2003, Hernando Barragán va crear la plataforma de desenvolupament Wiring com a projecte de tesi de màster a l'IDII, sota la supervisió de Massimo Banzi i Casey Reas, coneguts pel seu treball en el llenguatge Processing. L'objectiu del projecte era crear eines senzilles i de baix cost per a la creació de projectes digitals per part de persones no enginyeres. La plataforma Wiring consistia en una placa de circuit imprès (PCB) amb un microcontrolador ATmega 168, un IDE basat en Processing i funcions de biblioteca per programar fàcilment el microcontrolador.[10] El 2003, Massimo Banzi, juntament amb David Mellis, un altre estudiant de l'IDII, i David Cuartielles, van afegir suport per al microcontrolador ATmega8, que era més econòmic, a Wiring. Però en comptes de continuar el treball a Wiring, van bifurcar el projecte i el van rebatejar com a Arduino. Les primeres plaques Arduino utilitzaven el xip sèrie USB-a-UART FTDI i un ATmega 168.[10] L'Uno es diferenciava de totes les plaques precedents per incorporar el microcontrolador ATmega328P i un ATmega16U2 (Atmega8U2 fins a la versió R2) programat com a convertidor USB-a-sèrie.

El juny de 2023, Arduino va llançar dues noves versions de la Uno; R4 Minima i R4 Wifi. Aquestes marquen un canvi respecte a les plaques anteriors, ja que utilitzen el microcontrolador Renesas RA4M1 ARM Cortex M4, i la R4 Wifi un coprocessador Espressif ESP32-S3 -MINI. Aquestes versions són compatibles pel que fa al format, els pins i l'alimentació amb les versions R1 a R3, per la qual cosa haurien de poder ser en gran manera substitucions directes.[11]

Especificacions tècniques

[modifica]

Uno R1 a R3

[modifica]
Placa Arduino Uno R3 amb MCU ATmega328P basada en AVR en paquet DIP-28

Microcontrolador (MCU):[12]

Circuit imprès:

  • Pins d'E/S digitals: 14
  • Pins PWM: 6 (Pin núm. 3, 5, 6, 9, 10 i 11)[13]
  • Pins d'entrada analògica: 6
  • Corrent continu per pin d'E/S: 20 mA
  • Corrent continu per a pin de 3,3 V: 50 mA
  • Mida: 68,6 mm x 53,4 mm
  • Pes: 25 g
  • Capçalera ICSP: Sí
  • Fonts d'energia:
  • Connector USB. L'especificació del bus USB té un rang de voltatge de 4,75 a 5,25 volts. Les plaques Uno oficials tenen un connector USB-B, però les plaques de tercers poden tenir un connector miniUSB / microUSB / USB-C.
  • Connector jack de canó de 5,5 mm/2,1 mm. Les plaques Uno oficials admeten de 6 a 20 volts, tot i que es recomana de 7 a 12 volts. El voltatge màxim per a les plaques Uno de tercers varia entre els fabricants de plaques perquè s'utilitzen diversos reguladors de voltatge, cadascun amb una classificació d'entrada màxima diferent. L'alimentació d'aquest connector es dirigeix a través d'un díode en sèrie abans de connectar-lo a VIN per protegir contra situacions accidentals de voltatge invers.
  • Pin VIN al capçal de blindatge. Té un rang de voltatge similar al del jack de canó. Com que aquest pin no té protecció de voltatge invers, es pot injectar o extreure energia d'aquest pin. Quan s'alimenta el pin VIN, es requereix un díode en sèrie extern en cas que s'utilitzi un jack de canó. Quan la placa s'alimenta mitjançant un jack de canó, es pot extreure energia d'aquest pin.[14]

Connectors

[modifica]
Pinout de la capçalera de la placa Arduino Uno

Funcions generals dels pins

[modifica]
  • LED: Hi ha un LED integrat que s'alimenta mitjançant el pin digital 13. Quan el pin té un valor alt, el LED està encès, quan el pin té un valor baix, està apagat.
  • VIN: El voltatge d'entrada a la placa Arduino/Genuino quan utilitza una font d'alimentació externa (en comptes dels 5 volts de la connexió USB o una altra font d'alimentació regulada). Podeu subministrar voltatge a través d'aquest pin o, si subministreu voltatge a través del connector d'alimentació, accedir-hi a través d'aquest pin.
  • 5V: Aquest pin emet un corrent regulat de 5V des del regulador de la placa. La placa pot rebre alimentació des del connector d'alimentació CC (7-20V), el connector USB (5V) o el pin VIN de la placa (7-20V). El subministrament de voltatge a través dels pins de 5V o 3,3V evita el regulador i pot danyar la placa.
  • 3V3: Una font d'alimentació de 3,3 volts generada pel regulador integrat. El consum màxim de corrent és de 50 mA.
  • GND: Connexions de terra.
  • IOREF: Aquest pin de la placa Arduino/Genuino proporciona la referència de voltatge amb la qual funciona el microcontrolador. Un shield configurat correctament pot llegir el voltatge del pin IOREF i seleccionar la font d'alimentació adequada, o habilitar els traductors de voltatge a les sortides per treballar amb els 5V o 3.3V.
  • Reinici: Normalment s'utilitza per afegir un botó de reinici als escuts que bloquegen el de la placa.

Funcions especials dels pins

[modifica]

Cadascun dels 14 pins digitals i 6 pins analògics de l'Uno es pot utilitzar com a entrada o sortida, sota control de programari (mitjançant les funcions pinMode(), digitalWrite() i digitalRead()). Funcionen a 5 volts. Cada pin pot proporcionar o rebre 20 mA com a condició de funcionament recomanada i té una resistència de tracció interna (desconnectada per defecte) de 20-50 K ohms. No s'ha de superar un màxim de 40 mA en cap pin d'E/S per evitar danys permanents al microcontrolador. L'Uno té 6 entrades analògiques, etiquetades de la A0 a la A5; cadascuna proporciona 10 bits de resolució (és a dir, 1024 valors diferents). Per defecte, mesuren des de terra fins a 5 volts, tot i que és possible canviar l'extrem superior del rang mitjançant el pin AREF i la funció analogReference().

A més, alguns pins tenen funcions especialitzades:

  • Sèrie/UART: pins 0 (RX) i 1 (TX). S'utilitza per rebre (RX) i transmetre (TX) dades sèrie TTL. Aquests pins estan connectats als pins corresponents del xip sèrie USB-a-TTL ATmega8U2.
  • Interrupcions externes: pins 2 i 3. Aquests pins es poden configurar per activar una interrupció en un valor baix, un flanc ascendent o descendent, o un canvi de valor.
  • PWM (modulació d'amplada de pols): pins 3, 5, 6, 9, 10 i 11. Pot proporcionar una sortida PWM de 8 bits amb la funció analogWrite().
  • SPI (Serial Peripheral Interface): pins 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO) i 13 (SCK). Aquests pins admeten la comunicació SPI mitjançant la biblioteca SPI.
  • TWI (interfície de dos cables)/I²C: pin SDA (A4) i pin SCL (A5). Admet la comunicació TWI mitjançant la biblioteca Wire.
  • AREF (referència analògica): Tensió de referència per a les entrades analògiques.

Referències

[modifica]
  1. ↑ «Arduino FAQ» (en anglès), 05-04-2013. Arxivat de l'original el 27 November 2020. [Consulta: 21 febrer 2018].
  2. ↑ «What is Arduino?» (en anglès). learn.sparkfun.com. [Consulta: 4 febrer 2018].
  3. ↑ «Introduction to Arduino» (en anglès). princeton.edu. Arxivat de l'original el 3 April 2018. [Consulta: 4 febrer 2018].
  4. ↑ «Arduino Nano» (en anglès). Arduino Official Store. [Consulta: 7 desembre 2022].
  5. ↑ «Arduino Leonardo with Headers» (en anglès). Arxivat de l'original el 2021-05-15.
  6. ↑ «Previous IDE Releases» (en anglès). [Consulta: 8 febrer 2023].
  7. ↑ «Arduino Older Boards» (en anglès). [Consulta: 8 febrer 2023].
  8. ↑ «Introduction to Arduino» (en anglès). princeton.edu. Arxivat de l'original el 3 April 2018. [Consulta: 4 febrer 2018].
  9. ↑ «What is Arduino?» (en anglès). learn.sparkfun.com. [Consulta: 4 febrer 2018].
  10. ↑ 10,0 10,1 Hernando Barragán. «The Untold History of Arduino» (en anglès). arduinohistory.github.io, 01-01-2016. [Consulta: 6 març 2016].
  11. ↑ «Introducing the Arduino UNO R4! - News - SparkFun Electronics» (en anglès). www.sparkfun.com. [Consulta: 7 agost 2023].
  12. ↑ «MCU; ATmega328P; Docs» (en anglès). Microchip. Arxivat de l'original el March 27, 2023.
  13. ↑ «What is Arduino UNO? A Getting Started Guide» (en anglès). www.rs-online.com. [Consulta: 4 agost 2021].
  14. ↑ «Using Vin pin on Arduino with a shield» (en anglès). Electrical Engineering Stack Exchange. [Consulta: 20 gener 2024].
Obtingut de «https://ca.wikipedia.org/w/index.php?title=Arduino_Uno&oldid=36546555»