مخطط الأسلاك اردوينو ميجا 2560. كيف تصنع منزلًا ذكيًا على Arduino بيديك. مخطط ، ورقة بيانات ، pinout

وحدة التحكم في المحرك المصقول IC ، وحدة التحكم عن بعد بالأشعة تحت الحمراء ، وحدة الراديو NRF24L01 ، OKI 120A2 ، وحدة بطاقة SD ، وحدة التحكم في المحرك المصقول IC ، M590E GSM GPRS Modem ، ساعة الوقت الحقيقي DS 3231 / DS 1307 ، Mini 360 على LM2596 ، L293D ، مسافات مستشعرات الأشعة تحت الحمراء ، ساعة الوقت الحقيقي ، HC-SR501 ، مصدر طاقة صغير 360 يعتمد على مخطط LM2596 ، وحدة تحكم L298N ، HC-SR501 ، GSM GPRS ، M590E GSM GPRS مودم ، ساعة الوقت الحقيقي DS 3231 / DS 1307 ، ESP8266-12E وحدة Wi-Fi ، بطاقة الوحدة النمطية ، مصدر الطاقة ، Mini 360 ، L293D ، مصدر طاقة صغير 360 في مخطط LM2596 ، وحدة راديو ، جهاز تحكم عن بعد بالأشعة تحت الحمراء ، جهاز تحكم عن بعد بالأشعة تحت الحمراء ، درع إيثرنت ، وحدة تحكم في المحرك المصقول IC ، وحدة تحكم في المحرك المصقول IC ، وحدة تحكم عن بعد بالأشعة تحت الحمراء ، وحدة بطاقة SD ، وحدة راديو NRF24L01 ، محرك OKI ، L293D ، محرك متدرج ، مصدر طاقة ، L293D ، مصدر طاقة صغير 360 على LM2596 ، بطاقة ذاكرة SD ، درع إيثرنت ، مستشعر حركة HC-SR501 ، وحدة ESP8266-12E Wi-Fi ، محرك متدرج OKI 120A2 ، السائر المحركات،

يعتمد Arduino Mega على متحكم ATmega2560.



لوحة اردوينو ميجا 2560

مواصفات لوحة Arduino Mega2560

متحكم

ATmega2560

طاقة كهربائية شغالة

5 فولت

7-12 فولت

جهد الإدخال (الحد)

6-20 فولت

المداخل / المخرجات الرقمية

54 (14 منها يمكن أن تعمل كمخرجات PWM)

المدخلات التناظرية

التيار المستمر من خلال الإدخال / الإخراج

40 مللي أمبير

تيار مستمر للإخراج 3.3 فولت

50 مللي أمبير

ذاكرة متنقله

256 كيلو بايت ، منها 8 كيلو بايت تستخدم لمحمل الإقلاع

كبش

8 كيلو بايت

إيبروم

4 كيلو بايت

تردد الساعة

16 ميجا هرتز

معلومات عامة

Arduino Mega 2560 هو جهاز يعتمد على متحكم ATmega2560. وهو يتضمن كل ما تحتاجه للعمل بشكل ملائم مع وحدة التحكم الدقيقة: 54 مدخلًا / مخرجًا رقميًا (يمكن استخدام 15 منها كمخرجات PWM) ، و 16 مدخلًا تناظريًا ، و 4 وحدات UART (جهاز إرسال واستقبال للأجهزة) لتنفيذ الواجهات التسلسلية) ، بلورة بتردد 16 ميجاهرتز ، وموصل USB ، وموصل طاقة ، وموصل ICSP للبرمجة داخل الدائرة ، وزر إعادة تعيين. لبدء العمل مع الجهاز ، ما عليك سوى توفير الطاقة من محول التيار المتردد / التيار المستمر أو البطارية ، أو توصيله بجهاز كمبيوتر عبر كابل USB. Arduino Mega متوافق مع معظم لوحات التوسيع المصممة لـ Arduino Duemilanove و Diecimila.

Mega 2560 هي نسخة محدثة من Arduino Mega.

يختلف Arduino Mega 2560 عن جميع اللوحات السابقة في أنه يستخدم متحكم ATmega16U2 بدلاً من شريحة FTDI لتحويل واجهات USB-UART (ATmega8U2 في إصدارات R1 و R2 من اللوحة).

على لوحة Mega 2560 الإصدار R2 ، تمت إضافة المقاوم لسحب خط HWB من متحكم 8U2 إلى الأرض. مثل هذا الإجراء يجعل من الممكن تبسيط عملية تحديث البرنامج الثابت وتحويل الجهاز إلى وضع DFU.

التغييرات على لوحة R3 مذكورة أدناه:

    Pinout 1.0: تمت إضافة دبابيس SDA و SCL (بالقرب من دبوس AREF) ، بالإضافة إلى دبابيس جديدة تقع بالقرب من دبوس RESET. الأول - IOREF - يسمح للوحات التمدد بالتكيف مع جهد التشغيل في Arduino. يتم توفير هذا الدبوس لتوافق لوحات التوسيع مع كل من 5V Arduino استنادًا إلى متحكمات AVR ولوحات Arduino Due 3.3 فولت. الدبوس الثاني غير متصل بأي شيء ومحجوز للاستخدام في المستقبل.

    تحسين مناعة الضوضاء لدائرة إعادة الضبط.

    تم استبدال متحكم ATmega16U2 بـ 8U2.

الرسم التخطيطي والتصميم الأصلي و pinout

Pinout: PinMap2560

تَغذِيَة

يمكن تشغيل Arduino Mega من USB أو من مصدر طاقة خارجي - يتم تحديد نوع المصدر تلقائيًا.

يمكن استخدام محول تيار متردد / تيار مباشر خارجي أو بطارية / بطارية كمصدر طاقة خارجي (وليس USB). يجب إدخال قابس المحول (القطر - 2.1 مم ، الدبوس المركزي - الموجب) في موصل الطاقة المقابل على اللوحة. في حالة طاقة البطارية / البطارية ، يجب توصيل أسلاكها بأطراف Gnd و Vin لموصل POWER.

يمكن أن يتراوح جهد مصدر الطاقة الخارجي من 6 إلى 20 فولت. ومع ذلك ، يؤدي انخفاض جهد الإمداد إلى أقل من 7 فولت إلى انخفاض الجهد عند دبوس 5 فولت ، مما قد يتسبب في عدم استقرار الجهاز. يمكن أن يؤدي استخدام جهد أكبر من 12 فولت إلى ارتفاع درجة حرارة منظم الجهد وفشل اللوحة. مع وضع ذلك في الاعتبار ، يوصى باستخدام مصدر طاقة بجهد يتراوح من 7 إلى 12 فولت.

تم سرد دبابيس الطاقة الموجودة على اللوحة أدناه:

    فين.الجهد الموفر إلى Arduino مباشرة من مصدر طاقة خارجي (لا يرتبط بجهد 5 فولت من USB أو أي جهد آخر منظم). من خلال هذا الإخراج ، يمكنك تزويد الطاقة الخارجية واستهلاك التيار عند تشغيل الجهاز من محول خارجي.

    5 فولت.يتلقى هذا الدبوس جهدًا قدره 5 فولت من منظم الجهد الموجود على اللوحة ، بغض النظر عن كيفية تشغيل الجهاز: من المحول (7 - 12 فولت) ، أو من USB (5 فولت) أو من خلال دبوس VIN (7 - 12 فولت). لا يوصى بتزويد الجهاز بالطاقة من خلال دبابيس 5V أو 3V3 ، لأنه في هذه الحالة لا يتم استخدام منظم الجهد ، مما قد يؤدي إلى فشل اللوحة.

    3 ضد 3. 3.3V القادمة من منظم الجهد على السبورة. الحد الأقصى للتيار المسحوب من هذا الدبوس هو 50 مللي أمبير.

    GND.الاستنتاجات الأساسية.

    IOREF.يوفر هذا الدبوس لوحات التمدد بمعلومات حول جهد التشغيل لمتحكم Arduino. اعتمادًا على قراءة الجهد من دبوس IOREF ، يمكن للوحة التوسعة التبديل إلى مصدر الطاقة المناسب أو استخدام محولات المستوى ، والتي ستسمح لها بالعمل مع كل من الأجهزة 5V و 3.3V.

ذاكرة

يحتوي متحكم ATmega2560 على 256 كيلوبايت من ذاكرة برنامج الفلاش (منها 8 كيلوبايت يستخدمها محمل الإقلاع) ، و 8 كيلوبايت من SRAM و 4 كيلوبايت من EEPROM (التي تستخدم للعمل مع هذه الذاكرة).

مدخلات ومخرجات

باستخدام وظائف digitalWrite () و digitalRead () ، يمكن تكوين كل من دبابيس Arduino Mega الرقمية البالغ عددها 54 لتعمل كإدخال أو إخراج. مستوى الجهد عند المخرجات يقتصر على 5V. الحد الأقصى للتيار الذي يمكن لمخرج واحد توفيره أو استهلاكه هو 40 مللي أمبير. يتم إقران جميع المسامير بمقاومات سحب داخلية (معطلة افتراضيًا) تبلغ 20-50 كيلو أوم. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لبعض مخرجات Arduino أداء وظائف إضافية:

    المسلسل للواجهة التسلسلية: دبابيس 0 (RX) و 1 (TX) ؛ المسلسل 1: 19 (RX) و 18 (TX) ؛ المسلسل 2:17 (RX) و 16 (TX) المسلسل 3: 15 (RX) و 14 (TX).تُستخدم هذه المسامير لتلقي بيانات (RX) ونقل (TX) عبر الواجهة التسلسلية. يتم توصيل الدبابيس 0 و 1 أيضًا بالمسامير المقابلة لشريحة ATmega16U2 ، والتي تعمل كمحول USB-UART.

    PWM: دبابيس 2-13 و 44-46.يمكن للوظيفة إخراج قيم تناظرية 8 بت كإشارة PWM.

    واجهة SPI: دبابيس 50 (MISO) ، 51 (MOSI) ، 52 (SCK) ، 53 (SS).عند استخدامها ، تسمح هذه المسامير بالاتصال عبر واجهة SPI. يتم أيضًا توجيه خطوط SPI إلى رأس ICSP متوافق مع Arduino Uno و Duemilanove و Diecimila.

    يؤدى: 13. LED مدمج متصل بالطرف 13. إرسال قيمة عالية يؤدي إلى تشغيل LED ، إرسال LOW يؤدي إلى إيقاف تشغيله.

    TWI: سنون 20 (SDA) و 21 (SCL).عند استخدامها ، تسمح هذه المسامير بالاتصال عبر واجهة TWI. يرجى ملاحظة أن تصميم هذه المسامير يختلف عن Arduino Duemilanove و Diecimila.

يحتوي Arduino Mega 2560 على 16 مدخلًا تناظريًا ، يمكن أن يمثل كل منها جهدًا تناظريًا كرقم 10 بت (1024 قيمة مختلفة). بشكل افتراضي ، يكون قياس الجهد متناسبًا مع النطاق من 0 إلى 5 فولت ، ومع ذلك ، يمكن تغيير الحد الأعلى لهذا النطاق باستخدام دبوس AREF والوظيفة analogReference ().

بالإضافة إلى تلك المدرجة على السبورة ، هناك عدة استنتاجات أخرى:

    عارف.الجهد المرجعي للمدخلات التناظرية. يمكن استخدامها مع الوظيفة.

    إعادة ضبط.سيؤدي تكوين مستوى منخفض (منخفض) على هذا الدبوس إلى إعادة تعيين وحدة التحكم الدقيقة. عادةً ما يتم استخدام هذا الدبوس لتشغيل زر إعادة الضبط على لوحات التوسيع.

اتصال

يوفر Arduino Mega 2560 عددًا من الخيارات للتواصل مع جهاز كمبيوتر أو Arduino آخر أو وحدات تحكم دقيقة أخرى. يحتوي ATmega2560 على أربعة أجهزة إرسال واستقبال UART لتنفيذ واجهات تسلسلية (بمستوى منطق TTL 5V). يقوم متحكم ATmega16U2 (أو ATmega8U2 على لوحات R1 و R2) بتوصيل أحد أجهزة الإرسال والاستقبال بمنفذ USB بالكمبيوتر ، وعند توصيله بجهاز كمبيوتر ، فإنه يسمح بتعريف Arduino على أنه منفذ COM افتراضي (لهذا ، سيقوم نظام التشغيل Windows بحاجة إلى ملف .inf المقابل ، على عكس OSX و Linux ، حيث يتم التعرف على اللوحة كمنفذ COM تلقائيًا). تتضمن حزمة برامج Arduino برنامج SerialMonitor خاص يسمح لك بقراءة وإرسال بيانات نصية بسيطة إلى Arduino. عند نقل البيانات عبر شريحة ATmega8U2 / ATmega16U2 أثناء اتصال USB بجهاز كمبيوتر ، ستومض مصابيح RX و TX على اللوحة. (الاتصال التسلسلي عبر الدبابيس 0 و 1 ، بدون استخدام محول USB ، لن يضيء مصابيح LED هذه.)

برمجة

تمت برمجة Arduino Mega باستخدام برنامج Arduino (تنزيل). راجع ATmega2560 في Arduino Mega لمزيد من المعلومات.يأتي مع محمل إقلاع وميض يسمح لك بتحميل برامج جديدة إلى وحدة التحكم الدقيقة دون الحاجة إلى مبرمج خارجي. يتم التفاعل معها وفقًا للبروتوكول الأصلي STK500 (،).

يوجد رمز مصدر البرنامج الثابت الخاص بالمتحكم الدقيق ATmega16U2 (أو ATmega8U2 على لوحات R1 و R2) في مستودعات Arduino. يشتمل البرنامج الثابت ATmega16U2 / 8U2 على أداة تحميل التمهيد DFU (تحديث البرنامج الثابت للجهاز) الذي يسمح لك بتحديث البرنامج الثابت للمتحكم الدقيق. لتنشيط وضع DFU ، يجب عليك:

    على اللوحات من الإصدار R1: أغلق العبور على الجانب الخلفي من اللوحة (بالقرب من صورة إيطاليا) ، ثم أعد ضبط 8U2.

إعادة الضبط التلقائي (البرنامج)

لتجنب الاضطرار إلى الضغط على زر إعادة الضبط في كل مرة قبل تنزيل البرنامج ، تم تصميم Arduino Mega 2560 بحيث يمكن إعادة تعيينه برمجيًا من جهاز كمبيوتر متصل. يتم توصيل أحد دبابيس التحكم في تدفق البيانات (DTR) الخاص بـ ATmega8U2 بدبوس RESET الخاص بـ ATmega2560 عبر مكثف 100nF. عندما يتحول خط DTR إلى الصفر ، ينخفض ​​دبوس RESET أيضًا لفترة طويلة بما يكفي لإعادة تعيين وحدة التحكم الدقيقة. تُستخدم هذه الميزة لتتمكن من وميض المتحكم الدقيق بنقرة واحدة فقط في بيئة برمجة Arduino. تسمح لك هذه البنية بتقليل مهلة أداة تحميل التشغيل ، حيث تتم مزامنة عملية الوميض دائمًا مع اضمحلال الإشارة على خط DTR.

ومع ذلك ، يمكن أن يؤدي هذا النظام إلى عواقب أخرى. عند توصيل Mega 2560 بأجهزة الكمبيوتر التي تعمل بنظام التشغيل Mac OS X أو Linux ، ستتم إعادة تعيين وحدة التحكم الدقيقة في كل مرة يتصل فيها البرنامج باللوحة. بعد إعادة التعيين ، يقوم Arduino Mega2560 بتنشيط أداة تحميل التشغيل لمدة نصف ثانية تقريبًا. على الرغم من أن محمل الإقلاع مبرمج لتجاهل البيانات الدخيلة (أي جميع البيانات التي لا تتعلق بعملية وميض برنامج جديد) ، إلا أنه يمكنه اعتراض البايتات القليلة الأولى من البيانات من الحزمة المرسلة إلى اللوحة فور إنشاء الاتصال . وفقًا لذلك ، إذا كان الهدف من البرنامج الذي يعمل على Arduino تلقي أي إعدادات أو بيانات أخرى من الكمبيوتر في البداية ، فتأكد من أن البرنامج الذي يتفاعل معه Arduino يرسل ثانية بعد إنشاء الاتصال.

يوجد مسار على لوحة Mega 2560 (يسمى "RESET-EN") ، من خلال فتحه ، يمكنك تعطيل إعادة الضبط التلقائي للميكروكونترولر. لاستعادة وظيفة إعادة الضبط التلقائي مرة أخرى ، من الضروري لحام الخيوط الموجودة على طول حواف هذا المسار معًا. يمكن أيضًا تعطيل إعادة الضبط التلقائي عن طريق توصيل مقاوم بقدرة 110 أوم بين دبوس إعادة الضبط و 5 فولت.

حماية USB الزائد

يحتوي Arduino Mega 2560 على صمامات قابلة لإعادة الضبط تحمي منفذ USB بالكمبيوتر من الدوائر القصيرة والحمل الزائد. على الرغم من أن معظم أجهزة الكمبيوتر تتمتع بحماية خاصة بها ، إلا أن هذه الصمامات توفر طبقة إضافية من الحماية. إذا تم سحب أكثر من 500 مللي أمبير من منفذ USB ، فسيقوم المصهر تلقائيًا بفصل الاتصال حتى يتم تصحيح سبب قصر الدائرة أو الحمل الزائد.

المواصفات المادية والتوافق مع بطاقات التوسع

يبلغ الحد الأقصى لطول وعرض Mega2560 PCB 10.2 سم و 5.4 سم على التوالي ، بما في ذلك موصل USB وموصل الطاقة البارز من اللوحة. تسمح لك ثلاث فتحات تركيب بإرفاق اللوحة بالسطح أو الهيكل. لاحظ أن المسافة بين الدبابيس الرقمية 7 و 8 ليست من مضاعفات 2.54 مم التقليدية وهي 4 مم.

تم تصميم Arduino Mega2560 ليكون متوافقًا مع معظم لوحات توسيع Arduino Uno و Diecimila و Duemilanove. للقيام بذلك ، توجد المسامير الرقمية من 0 إلى 13 (بالإضافة إلى دبابيس AREF و GND المجاورة) والمدخلات التناظرية من 0 إلى 5 وموصل الطاقة وموصل ICSP على جميع اللوحات. بالإضافة إلى ذلك ، في هذه الأجهزة ، يتم توصيل خطوط جهاز الإرسال والاستقبال الرئيسية UART بنفس المسامير (0 و 1) مثل خطوط المقاطعة الخارجية 0 و 1 (الدبابيس 2 و 3 ، على التوالي). يتم توجيه خطوط واجهة SPI إلى موصل ICSP على كلا اللوحتين - سواء على Mega2560 أو على Duemilanove / Diecimila. ضع في اعتبارك أنه في Arduino Mega ، يختلف تخطيط دبوس واجهة I2C عن لوحات Duemilanove / Diecimila: في Arduino Mega ، هذه دبابيس 20 و 21 ، وعلى Duemilanove / Diecimila ، المدخلات التناظرية 4 و 5.

إذا صنعت Arduino بنفسك ، ولم يكن لديك مبرمج داخل الدائرة أو لوحة Arduino أخرى بخلاف Arduino Mega 2560 لبرمجة وحدة التحكم الدقيقة ، فيمكنك استخدامها في وميض الشريحة دون أي مشاكل.

ما هو المطلوب:

  • اردوينو ميجا
  • لوحة مع متحكم ATmega ليتم وميضه
  • مكثف 100nF
  • كابل USB يربط Arduino Mega بالكمبيوتر
  • بيئة تطوير Arduino IDE
  • عدد قليل من الأسلاك لتوصيل Arduino Mega بـ Arduino محلي الصنع

تكمن الصعوبة الرئيسية في أن Arduino Mega لديها pinout مختلف عن Arduino UNO أو Duemilanove أو Diecimila ، لذا فإن تعليمات استخدام اللوحات المدرجة كمبرمج ليست مناسبة. يمكنك معرفة المزيد حول دبوس Arduino Mega.


تحتاج إلى توصيل Arduino Mega 2560 باللوحة باستخدام شريحة Atmega 168/328 مثل هذا:



لذا فإن أول شيء عليك القيام به هو تحميل مخطط ArduinoISP. افتح Arduino IDE ، وحدد Tools - Board - Arduino Mega 2560 (الخدمة - اللوحة - Arduino Mega 2560). حدد منفذ COM الصحيح: الأدوات - المنفذ التسلسلي - المنفذ المطلوب (الخدمة - المنفذ التسلسلي - المنفذ المطلوب). اذهب الآن إلى ملف - أمثلة - ArduinoISP (ملف - أمثلة - ArduinoISP). سيتم فتح رسم ArduinoISP أمامك. انقر فوق الزر تحميل وقم بتحميله على Arduino Mega 2560.


بعد تحميل الرسم التخطيطي بالكامل ، قم بتوصيل مكثف 100nF بين خط الإمداد + 5V ودبوس إعادة تعيين Arduino Mega لتعطيل إعادة الضبط التلقائي. خلاف ذلك ، لن يعمل شيء.



حدد Tools - Burn Bootloader - Arduino as ISP (Service - Programmer - Arduino as ISP). بعد تنزيل الكود ، ستتمكن من الاستمتاع بـ Arduino محلي الصنع.


إذا واجهت أخطاء:

  • تحقق مما إذا كانت اللوحة صحيحة
  • إذا تلقيت خطأ مثل avrdude: stk500_getsync (): غير متزامن: resp = 0x00 ، فإنك لم تضع مكثفًا 100nF بين خط الإمداد + 5V ودبوس RESET على Arduino Mega
  • إذا كان لديك خطأ مختلف ، فابحث عن الإجابة في Google
  • إذا لم تجد الإجابة في Google ، فاستخدم المنتديات المواضيعية حول Arduino

إذا حصلت على الخطأ avrdude: stk500_getsync (): غير متزامن: resp = 0x00 avrdude: stk500_disable (): خطأ في البروتوكول ، توقع = 0x14 ، resp = 0x51 أثناء برمجة Arduino ، ثم إعادة الضبط التلقائي (DTR) خارج الترتيب . أي أن Arduino IDE لا يمكنه إعادة تعيين Arduino ، وفشل تحميل الكود. لتجنب ذلك يمكنك:

  • اضغط على زر إعادة الضبط على Arduino ، يظهر الكود "حجم رسم ثنائي: xxxx بايت (بحد أقصى xxxxxxx بايت)"
  • إذا لم يفلح ذلك ، فيمكنك توصيل كبل USB بالكمبيوتر ، ولكن ليس بـ Arduino ، وبعد ظهور "رسم ثنائي ..." ، قم بتوصيل الكبل بسرعة في Arduino
  • إذا لم يفلح ذلك ، فيمكنك الضغط باستمرار على زر إعادة الضبط في Arduino ، والضغط على تحميل في Arduino IDE ، ثم حرر الزر عند ظهور "حجم رسم ثنائي ...".
  • إذا لم يساعد ذلك ، فيمكنك الضغط على زر إعادة الضبط بعد ظهور "حجم الرسم الثنائي ..." واستمر في الضغط عليه لمدة 2-10 ثوانٍ
  • إذا لم يساعد ذلك ، فيمكنك إعادة تنزيل أداة تحميل التشغيل
  • إذا لم يساعد ذلك ، فيمكنك أن تأخذ لوحة Arduino أخرى إذا كان لديك واحدة في المخزون.
  • إذا لم يساعد ذلك ، فيمكنك أن تسأل فقط في المنتدى

ترجمة

تختلف هذه اللوحة عن غيرها من الأردوينو في عدد كبير من المدخلات والمخرجات ، وزيادة الذاكرة والخصائص الأخرى ، والتي سنناقشها أدناه. يتم تقديم Arduino Mega في عدة إصدارات. هم عمليا لا يختلفون عن بعضهم البعض. الاختلافات بين Arduino Mega 2560 R3 والإصدارات السابقة من اللوحة في التفاصيل التالية:

  • لتحويل واجهة USB-UART ، يتم استخدام متحكم ATmega16U2 في الإصدار R3 و ATmega8U2 في الإصدارات R1 و R2 من اللوحة.
  • منذ الإصدار R2 ، تمت إضافة مقاوم سحب لخط HWB على اللوحة. هذا يجعل عملية البرامج الثابتة لوحدة التحكم الدقيقة أسهل وأكثر ملاءمة.
  • في الإصدار R3 ، تمت إضافة دبابيس للواجهة التسلسلية I2C SDA و SCL.
  • تم أيضًا تحسين مناعة الضوضاء لدائرة إعادة الضبط.
  • تم تغيير متحكم للعمل مع واجهة USB-UART من ATmega8U2 إلى ATmega16U2

كما ترى ، لم تؤثر التغييرات على الأداء. لذلك ، سنتحدث فقط عن أحدث إصدار من هذا المنتدى.

اردوينو ميجا 2560 R3

تم تجهيز Arduino Mega 2560 بمتحكم ATmega2560 بتردد ساعة يبلغ 16 ميجاهرتز.

خصائص Arduino Mega 2560

  • متحكم: ATmega2560
  • تردد الساعة: 16 ميجا هرتز
  • جهد التشغيل: 5 فولت
  • الحد من جهد العرض: 5-20 فولت
  • جهد الإمداد الموصى به: 7-12 فولت
  • أقصى تيار من خرج واحد: 40 مللي أمبير
  • المداخل / المخرجات الرقمية: 54
  • إدخال / إخراج رقمي مع دعم PWM: 15
  • المدخلات التناظرية: 16
  • ذاكرة فلاش: 256 كيلو بايت (8 منها يستخدمها محمل الإقلاع)
  • SRAM: 8 كيلو بايت
  • إيبروم: 4 كيلو بايت

تشغيل Arduino Mega 2560

يمكن تشغيل هذه اللوحة بأربع طرق مختلفة:

  1. من خلال منفذ USB. يمكنك تشغيل اردوينو من جهاز كمبيوتر أو بنك طاقة أو هاتف ذكي (إذا كان يدعم وضع OTG) أو من محول متصل بمأخذ طاقة.
  2. من خلال دبوس + 5V. هذا الدبوس ليس فقط ناتجًا ، ولكنه أيضًا إدخال. احرص! يجب تطبيق 5 فولت على هذا الدبوس. خلاف ذلك ، يمكنك حرق الميكروكونترولر نفسه.
  3. من خلال قابس الطاقة الموجود على اللوحة. يمكنك استخدام البطاريات والمراكم ومجموعة متنوعة من مصادر الطاقة. هذا القابس متصل بدبوس VIN. يتم وصف الجهد والاحتياطات في الفقرة التالية.
  4. من خلال دبوس VIN. يمر التيار من هذا الدبوس عبر منظم الجهد المدمج. وفقًا للشركة المصنعة ، يمكنك التقديم من 5 إلى 20 فولت. ولكنه ليس كذلك. نظرًا لأن المثبت ليس فعالًا بنسبة 100 ٪ ، فعند تطبيق 5 فولت على دبوس VIN ، قد لا يكون الجهد كافيًا لتشغيل وحدة التحكم الدقيقة ، ولن تحتوي المسامير الرقمية على 5 فولت ، ولكن أقل. أيضا ، لا تعمل بأقصى جهد. عند 20 فولت على دبوس VIN ، سيصبح منظم الجهد ساخنًا جدًا ، حتى الفشل. لذلك ، يوصى باستخدام جهد من 7 إلى 12 فولت.

كما ذكرنا سابقًا ، تحتوي اللوحة على 54 دبوسًا رقميًا. يمكن أن تكون كلا من المدخلات والمخرجات. جهد التشغيل لهذه المسامير هو 5 فولت. لكل منها مقاوم سحب والجهد أقل من 5 فولت المطبق على أحد هذه المسامير سيظل يعتبر 5 فولت (منطقي).

المسامير التناظرية هي مدخلات ولا تحتوي على مقاومات سحب. يقيسون الجهد المطبق عليهم ويعيدون قيمة بين 0 و 1024 عند استخدامها مع الوظيفة. تقيس هذه المسامير الجهد بدقة 0.005 فولت.

PWM اردوينو ميجا

إذا نظرت عن كثب إلى اللوحة ، يمكنك رؤية رمز التلدة (~) بجوار بعض المسامير الرقمية. يعني هذا الرمز أنه يمكن استخدام هذا الدبوس كإخراج PWM. لا تحتوي بعض لوحات arduino على هذا الرمز لأن الشركات المصنعة لا تجد دائمًا مكانًا لهذا الرمز على اللوحة. يحتوي Arduino Mega على 15 دبوسًا PWM ، وهي دبابيس رقمية من 2 إلى 13 ومن 44 إلى 46. لاستخدام PWM ، فإن Arduino له وظيفة خاصة.

دبابيس أخرى:

  • المسلسل: 0 (rx) و 1 (tx) ، المسلسل 1: 19 (rx) 18 (tx) ، المسلسل 2: 17 (rx) و 16 (tx) ، المسلسل 3: 15 (rx) و 14 (tx) تستخدم للبيانات الإرسال عبر الواجهة التسلسلية.
  • الدبابيس 53 (SS) ، 51 (MOSI) ، 50 (MISO) ، 52 (SCK) مصممة لاتصالات SPI.
  • يوجد أيضًا في السن 13 مصباح LED مدمج في اللوحة.
  • يمكن استخدام 20 (SDA) و 21 (SCL) للتواصل مع الأجهزة الأخرى عبر ناقل I2C. يمكنك قراءة المزيد عن هذه الواجهة على ويكيبيديا. يحتوي Arduino IDE على مكتبة "wire.h" مدمجة لتسهيل عمل I2C.
  • المقاطعات الخارجية: الدبابيس 2 (المقاطعة 0) ، 3 (المقاطعة 1) ، 18 (المقاطعة 5) ، 19 (المقاطعة 4) ، 20 (المقاطعة 3) ، و 21 (المقاطعة 2). يمكن استخدام هذه المسامير كمصادر للمقاطعة لمجموعة متنوعة من الظروف: منخفضة ، أو مرتفعة ، أو منخفضة ، أو متغيرة. انظر الوظيفة لمزيد من المعلومات.
  • عارف. الجهد المرجعي للمدخلات التناظرية. يمكن استخدامها بواسطة الوظيفة.
  • إعادة ضبط. سيؤدي تكوين مستوى منخفض (منخفض) على هذا الدبوس إلى إعادة تعيين وحدة التحكم الدقيقة. عادةً ما يتم استخدام هذا الدبوس لتشغيل زر إعادة الضبط على لوحات التوسيع.

الخصائص البدنية

يحتوي Arduino Mega على الأبعاد التالية: الطول 102 مم والعرض 54 مم. يزن Arduino Mega حوالي 45 جرامًا. اللوح به 4 فتحات لإمكانية تثبيته على السطح. المسافة بين السنون 2.5 مم ، فيما عدا السنون 7 و 8. هناك 4 مم بينهما.

مخطط الرسم البياني


معلومات عامة

Arduino Mega 2560 هو جهاز يعتمد على متحكم ATmega2560 (). يتضمن كل ما تحتاجه للعمل المريح مع وحدة التحكم الدقيقة: 54 مدخلًا / مخرجًا رقميًا (يمكن استخدام 15 منها كمخرجات PWM) ، و 16 مدخلًا تناظريًا ، و 4 وحدات UART (أجهزة إرسال واستقبال لتنفيذ الواجهات التسلسلية) ، ومرنان بلوري 16 ميجا هرتز ، موصل USB وموصل الطاقة وموصل ICSP للبرمجة داخل الدائرة وزر إعادة الضبط. لبدء العمل مع الجهاز ، ما عليك سوى توفير الطاقة من محول التيار المتردد / التيار المستمر أو البطارية ، أو توصيله بجهاز كمبيوتر عبر كابل USB. Arduino Mega متوافق مع معظم لوحات التوسيع المصممة لـ Arduino Duemilanove و Diecimila.

Mega 2560 هي نسخة محدثة من Arduino Mega.

يختلف Arduino Mega 2560 عن جميع اللوحات السابقة في أنه يستخدم متحكم ATmega16U2 بدلاً من شريحة FTDI لتحويل واجهات USB-UART (ATmega8U2 في إصدارات R1 و R2 من اللوحة).

على متن ميجا 2560 إصدارات R2يضاف المقاوم لسحب خط HWB من متحكم 8U2 إلى الأرض. مثل هذا الإجراء يجعل من الممكن تبسيط عملية تحديث البرنامج الثابت وتحويل الجهاز إلى وضع DFU.

تغييرات المجلس إصدارات R3المدرجة أدناه:

  • Pinout 1.0: تمت إضافة دبابيس SDA و SCL (بالقرب من دبوس AREF) ، بالإضافة إلى دبابيس جديدة تقع بالقرب من دبوس RESET. الأول - IOREF - يسمح للوحات التمدد بالتكيف مع جهد التشغيل في Arduino. يتم توفير هذا الدبوس لتوافق لوحات التوسيع مع كل من 5V Arduino استنادًا إلى متحكمات AVR ولوحات Arduino Due 3.3 فولت. الدبوس الثاني غير متصل بأي شيء ومحجوز للاستخدام في المستقبل.
  • تحسين مناعة الضوضاء لدائرة إعادة الضبط.
  • تم استبدال متحكم ATmega16U2 بـ 8U2.

الرسم التخطيطي والتصميم الأصلي و pinout

صفات

متحكم ATmega2560
طاقة كهربائية شغالة 5 فولت
جهد الإمداد (موصى به) 7-12 فولت
جهد الإمداد (الحد) 6-20 فولت
المداخل / المخرجات الرقمية 54 (منها 15 يمكن استخدامها كمخرجات PWM)
المدخلات التناظرية 16
الحد الأقصى الحالي لمخرج واحد 40 مللي أمبير
الحد الأقصى للإخراج الحالي 3.3V 50 مللي أمبير
ذاكرة متنقله 256 كيلو بايت منها 8 كيلو بايت يتم استخدامها بواسطة أداة تحميل التشغيل
SRAM 8 كيلو بايت
إيبروم 4 كيلو بايت
تردد الساعة 16 ميجا هرتز

تَغذِيَة

يمكن تشغيل Arduino Mega من USB أو من مصدر طاقة خارجي - يتم تحديد نوع المصدر تلقائيًا.

يمكن استخدام محول تيار متردد / تيار مباشر خارجي أو بطارية / بطارية كمصدر طاقة خارجي (وليس USB). يجب إدخال قابس المحول (القطر - 2.1 مم ، الدبوس المركزي - الموجب) في موصل الطاقة المقابل على اللوحة. في حالة طاقة البطارية / البطارية ، يجب توصيل أسلاكها بأطراف Gnd و Vin لموصل POWER.

يمكن أن يتراوح جهد مصدر الطاقة الخارجي من 6 إلى 20 فولت. ومع ذلك ، يؤدي انخفاض جهد الإمداد إلى أقل من 7 فولت إلى انخفاض الجهد عند دبوس 5 فولت ، مما قد يتسبب في عدم استقرار الجهاز. يمكن أن يؤدي استخدام جهد أكبر من 12 فولت إلى ارتفاع درجة حرارة منظم الجهد وفشل اللوحة. مع وضع ذلك في الاعتبار ، يوصى باستخدام مصدر طاقة بجهد يتراوح من 7 إلى 12 فولت.

تم سرد دبابيس الطاقة الموجودة على اللوحة أدناه:

  • فين.الجهد الموفر إلى Arduino مباشرة من مصدر طاقة خارجي (لا يرتبط بجهد 5 فولت من USB أو أي جهد آخر منظم). من خلال هذا الإخراج ، يمكنك تزويد الطاقة الخارجية واستهلاك التيار عند تشغيل الجهاز من محول خارجي.
  • 5 فولت.يتلقى هذا الدبوس جهدًا قدره 5 فولت من منظم الجهد الموجود على اللوحة ، بغض النظر عن كيفية تشغيل الجهاز: من المحول (7 - 12 فولت) ، أو من USB (5 فولت) أو من خلال دبوس VIN (7 - 12 فولت). لا يوصى بتزويد الجهاز بالطاقة من خلال دبابيس 5V أو 3V3 ، لأنه في هذه الحالة لا يتم استخدام منظم الجهد ، مما قد يؤدي إلى فشل اللوحة.
  • 3 ضد 3. 3.3V القادمة من منظم الجهد على السبورة. الحد الأقصى للتيار المسحوب من هذا الدبوس هو 50 مللي أمبير.
  • GND.الاستنتاجات الأساسية.
  • IOREF.يوفر هذا الدبوس لوحات التمدد بمعلومات حول جهد التشغيل لمتحكم Arduino. اعتمادًا على قراءة الجهد من دبوس IOREF ، يمكن للوحة التوسعة التبديل إلى مصدر الطاقة المناسب أو استخدام محولات المستوى ، والتي ستسمح لها بالعمل مع كل من الأجهزة 5V و 3.3V.

ذاكرة

يحتوي متحكم ATmega2560 على 256 كيلوبايت من ذاكرة برنامج الفلاش (منها 8 كيلوبايت يستخدمها محمل الإقلاع) ، و 8 كيلوبايت من SRAM و 4 كيلوبايت من EEPROM (تُستخدم مكتبة EEPROM للعمل مع هذه الذاكرة).

مدخلات ومخرجات

برمجة

يأتي ATmega2560 في Arduino Mega مزودًا بمحمل إقلاع للبرامج الثابتة يسمح لك بتحميل برامج جديدة إلى وحدة التحكم الدقيقة دون الحاجة إلى مبرمج خارجي. يتم التفاعل معها وفقًا للبروتوكول الأصلي STK500 (،).

يوجد رمز مصدر البرنامج الثابت الخاص بالمتحكم الدقيق ATmega16U2 (أو ATmega8U2 على لوحات R1 و R2) في مستودعات Arduino. يشتمل البرنامج الثابت ATmega16U2 / 8U2 على أداة تحميل التمهيد DFU (تحديث البرنامج الثابت للجهاز) الذي يسمح لك بتحديث البرنامج الثابت للمتحكم الدقيق. لتنشيط وضع DFU ، يجب عليك:

  • على اللوحات من الإصدار R1: أغلق العبور على الجانب الخلفي من اللوحة (بالقرب من صورة إيطاليا) ، ثم أعد ضبط 8U2.
  • على لوحات الإصدارات R2 والإصدارات الأحدث ، لتبسيط الانتقال إلى وضع DFU ، يوجد المقاوم الذي يسحب خط HWB من متحكم 8U2 / 16U2 إلى الأرض. بعد التبديل إلى وضع DFU ، يمكنك استخدام برنامج Atmel's FLIP (لنظام التشغيل Windows) أو (لنظام التشغيل Mac OS X و Linux) ، والبديل هو وميض وحدة التحكم الدقيقة من خلال مقبس ISP باستخدام مبرمج خارجي ، ومع ذلك ، في هذه الحالة ، سيتم الكتابة فوق محمل الإقلاع DFU ، لمزيد من المعلومات ، راجع هذه الإرشادات من المستخدمين.

إعادة الضبط التلقائي (البرنامج)

لتجنب الاضطرار إلى الضغط على زر إعادة الضبط في كل مرة قبل تنزيل البرنامج ، تم تصميم Arduino Mega 2560 بحيث يمكن إعادة تعيينه برمجيًا من جهاز كمبيوتر متصل. يتم توصيل أحد دبابيس التحكم في تدفق البيانات (DTR) الخاص بـ ATmega8U2 بدبوس RESET الخاص بـ ATmega2560 عبر مكثف 100nF. عندما يتحول خط DTR إلى الصفر ، ينخفض ​​دبوس RESET أيضًا لفترة طويلة بما يكفي لإعادة تعيين وحدة التحكم الدقيقة. تُستخدم هذه الميزة لتتمكن من وميض المتحكم الدقيق بنقرة واحدة فقط في بيئة برمجة Arduino. تسمح لك هذه البنية بتقليل مهلة أداة تحميل التشغيل ، حيث تتم مزامنة عملية الوميض دائمًا مع اضمحلال الإشارة على خط DTR.

ومع ذلك ، يمكن أن يؤدي هذا النظام إلى عواقب أخرى. عند توصيل Mega 2560 بأجهزة الكمبيوتر التي تعمل بنظام التشغيل Mac OS X أو Linux ، ستتم إعادة تعيين وحدة التحكم الدقيقة في كل مرة يتصل فيها البرنامج باللوحة. بعد إعادة التعيين ، يقوم Arduino Mega2560 بتنشيط أداة تحميل التشغيل لمدة نصف ثانية تقريبًا. على الرغم من أن محمل الإقلاع مبرمج لتجاهل البيانات الدخيلة (أي جميع البيانات التي لا تتعلق بعملية وميض برنامج جديد) ، إلا أنه يمكنه اعتراض البايتات القليلة الأولى من البيانات من الحزمة المرسلة إلى اللوحة فور إنشاء الاتصال . وفقًا لذلك ، إذا كان الهدف من البرنامج الذي يعمل على Arduino تلقي أي إعدادات أو بيانات أخرى من الكمبيوتر في البداية ، فتأكد من أن البرنامج الذي يتفاعل معه Arduino يرسل ثانية بعد إنشاء الاتصال.

حماية USB الزائد

يحتوي Arduino Mega 2560 على صمامات قابلة لإعادة الضبط تحمي منفذ USB بالكمبيوتر من الدوائر القصيرة والحمل الزائد. على الرغم من أن معظم أجهزة الكمبيوتر تتمتع بحماية خاصة بها ، إلا أن هذه الصمامات توفر طبقة إضافية من الحماية. إذا تم سحب أكثر من 500 مللي أمبير من منفذ USB ، فسيقوم المصهر تلقائيًا بفصل الاتصال حتى يتم تصحيح سبب قصر الدائرة أو الحمل الزائد.

المواصفات المادية والتوافق مع بطاقات التوسع

يبلغ الحد الأقصى لطول وعرض Mega2560 PCB 10.2 سم و 5.4 سم على التوالي ، بما في ذلك موصل USB وموصل الطاقة البارز من اللوحة. تسمح لك ثلاث فتحات تركيب بإرفاق اللوحة بالسطح أو الهيكل. لاحظ أن المسافة بين الدبابيس الرقمية 7 و 8 ليست من مضاعفات 2.54 مم التقليدية وهي 4 مم.

تم تصميم Arduino Mega2560 ليكون متوافقًا مع معظم لوحات توسيع Arduino Uno و Diecimila و Duemilanove. للقيام بذلك ، توجد المسامير الرقمية من 0 إلى 13 (بالإضافة إلى دبابيس AREF و GND المجاورة) والمدخلات التناظرية من 0 إلى 5 وموصل الطاقة وموصل ICSP على جميع اللوحات. بالإضافة إلى ذلك ، في هذه الأجهزة ، يتم توصيل خطوط جهاز الإرسال والاستقبال الرئيسية UART بنفس المسامير (0 و 1) مثل خطوط المقاطعة الخارجية 0 و 1 (الدبابيس 2 و 3 ، على التوالي). يتم توجيه خطوط واجهة SPI إلى موصل ICSP على كلا اللوحتين - سواء على Mega2560 أو على Duemilanove / Diecimila. ضع في اعتبارك أنه في Arduino Mega ، يختلف تخطيط دبوس واجهة I2C عن لوحات Duemilanove / Diecimila: في Arduino Mega ، هذه دبابيس 20 و 21 ، وعلى Duemilanove / Diecimila ، المدخلات التناظرية 4 و 5.

أعلى