نمودار اتصال آردوینو مگا 2560. چگونه با استفاده از آردوینو با دستان خود یک خانه هوشمند بسازیم. شماتیک، دیتاشیت، پین اوت

تراشه کنترل کننده موتور براش، کنترل از راه دور IR، ماژول رادیویی NRF24L01، OKI 120A2، ماژول کارت SD، تراشه کنترل کننده موتور سپر، مودم M590E GSM GPRS، ساعت واقعی DS 3231/DS 1307، Mini 360 در سنسور LM2596 جدید، مدار LM2596، L2596 فواصل، ساعت Real Time، HC-SR501، منبع تغذیه Mini 360 در مدار LM2596، کنترلر L298N، HC-SR501، GSM GPRS، مودم M590E GSM GPRS، ساعت واقعی DS 3231/DS 1307، ماژول ESP8266-Fi ماژول کارت، منبع تغذیه، Mini 360، L293D، منبع تغذیه Mini 360 در مدار LM2596، ماژول رادیو، کنترل از راه دور مادون قرمز، کنترل از راه دور مادون قرمز، محافظ اترنت، تراشه کنترل کننده موتور براش، تراشه کنترل کننده موتور براش، کنترل از راه دور مادون قرمز، SD ماژول کارت، ماژول رادیویی NRF24L01، موتور OKI، L293D، موتور پله ای، منبع تغذیه، L293D، منبع تغذیه Mini 360 در مدار LM2596، کارت حافظه SD، محافظ اترنت، سنسور حرکت HC-SR501، ماژول Wi-Fi ESP8266-12E، Stepper موتور OKI 120A2، موتور پله ای،

آردوینو مگا بر روی میکروکنترلر ATmega2560 ساخته شده است.



برد آردوینو Mega2560

ویژگی های برد آردوینو Mega2560

میکروکنترلر

ATmega2560

ولتاژ بهره برداری

5 V

7-12 V

ولتاژ ورودی (محدود)

6-20 V

ورودی/خروجی های دیجیتال

54 (14 مورد از آنها می توانند مانند خروجی های PWM کار کنند)

ورودی های آنالوگ

جریان DC از طریق ورودی/خروجی

40 میلی آمپر

جریان ثابت برای خروجی 3.3 ولت

50 میلی آمپر

فلش مموری

256 کیلوبایت که 8 کیلوبایت آن برای بوت لودر استفاده می شود

رم

8 کیلوبایت

EEPROM

4 کیلوبایت

فرکانس ساعت

16 مگاهرتز

اطلاعات کلی

آردوینو مگا 2560 دستگاهی مبتنی بر میکروکنترلر ATmega2560 است که شامل همه چیزهایی است که برای کار راحت با میکروکنترلر لازم است: 54 ورودی/خروجی دیجیتال (که 15 عدد می تواند به عنوان خروجی PWM استفاده شود)، 16 ورودی آنالوگ، 4 UART (فرستنده گیرنده سخت افزاری برای اجرای رابط های سریال)، کریستال 16 مگاهرتز، کانکتور USB، کانکتور برق، کانکتور ICSP برای برنامه نویسی در مدار و دکمه تنظیم مجدد. برای شروع کار با دستگاه، به سادگی برق را از یک آداپتور AC/DC یا باتری تامین کنید یا آن را از طریق کابل USB به کامپیوتر متصل کنید. آردوینو مگا با اکثر بردهای توسعه طراحی شده برای Arduino Duemilanove و Diecimila سازگار است.

Mega 2560 نسخه ارتقا یافته آردوینو مگا است.

آردوینو مگا 2560 با تمام بردهای قبلی تفاوت دارد زیرا از میکروکنترلر ATmega16U2 (ATmega8U2 در نسخه های برد R1 و R2) برای تبدیل رابط های USB-UART به جای تراشه FTDI استفاده می کند.

بر روی برد Mega 2560 نسخه R2، یک مقاومت اضافه شده است که خط HWB میکروکنترلر 8U2 را به زمین می کشد. این اندازه گیری به شما امکان می دهد روند به روز رسانی سیستم عامل و تغییر دستگاه را به حالت DFU ساده کنید.

تغییرات روی برد R3 به شرح زیر است:

    Pinout 1.0: پین های SDA و SCL اضافه شده (نزدیک پایه AREF)، و همچنین دو پایه جدید که در نزدیکی پایه RESET قرار دارند. اولین - IOREF - به بردهای توسعه اجازه می دهد تا با ولتاژ کاری آردوینو سازگار شوند. این پین برای سازگاری بردهای توسعه با هر دو آردوینو 5 ولت مبتنی بر میکروکنترلرهای AVR و بردهای 3.3 ولت آردوینو Due ارائه شده است. پین دوم به هیچ چیز متصل نیست و برای استفاده در آینده رزرو شده است.

    ایمنی نویز مدار تنظیم مجدد بهبود یافته است.

    میکروکنترلر ATmega16U2 با 8U2 جایگزین شده است.

شماتیک، طرح اصلی و پین اوت

Pinout: PinMap2560

تغذیه

آردوینو مگا را می توان از USB یا از یک منبع تغذیه خارجی تغذیه کرد - نوع منبع به طور خودکار انتخاب می شود.

یک آداپتور شبکه AC/DC یا یک باتری/باتری می تواند به عنوان منبع تغذیه خارجی (نه USB) استفاده شود. دوشاخه آداپتور (قطر - 2.1 میلی متر، تماس مرکزی - مثبت) باید در کانکتور برق مربوطه روی برد وارد شود. اگر از باتری/باتری تغذیه می شود، سیم های آن باید به پین ​​های Gnd و Vin کانکتور POWER متصل شوند.

ولتاژ منبع تغذیه خارجی می تواند در محدوده 6 تا 20 ولت باشد. اما کاهش ولتاژ تغذیه به زیر 7 ولت منجر به کاهش ولتاژ در پایه 5 ولت می شود که می تواند باعث عملکرد ناپایدار دستگاه شود. استفاده از ولتاژ بیشتر از 12 ولت می تواند منجر به گرم شدن بیش از حد رگولاتور ولتاژ و خرابی برد شود. با در نظر گرفتن این موضوع، توصیه می شود از منبع تغذیه با ولتاژ 7 تا 12 ولت استفاده کنید.

پایه های پاور قرار گرفته بر روی برد به شرح زیر است:

    VIN.ولتاژی که مستقیماً از منبع تغذیه خارجی به آردوینو تأمین می شود (به 5 ولت از USB یا سایر ولتاژهای تنظیم شده مربوط نمی شود). از طریق این پین می توانید هم برق خارجی را تامین کنید و هم زمانی که دستگاه از یک آداپتور خارجی تغذیه می شود، جریان مصرف کنید.

    5 ولتاین پین بدون توجه به نحوه تغذیه دستگاه، ولتاژ 5 ولت را از تنظیم کننده ولتاژ روی برد دریافت می کند: از آداپتور (7 - 12 ولت)، از USB (5 ولت) یا از طریق پین VIN (7 - 12 ولت). توصیه نمی شود دستگاه را از طریق پین های 5 ولت یا 3 ولت تغذیه کنید، زیرا در این مورد از تثبیت کننده ولتاژ استفاده نمی شود، که می تواند منجر به خرابی برد شود.

    3V3. 3.3 ولت از رگولاتور ولتاژ روی برد می آید. حداکثر جریان گرفته شده از این پایه 50 میلی آمپر است.

    GND.نتیجه گیری از زمین.

    IOREF.این پین اطلاعاتی در مورد ولتاژ عملکرد میکروکنترلر آردوینو به بردهای توسعه می دهد. بسته به ولتاژ خوانده شده از پایه IOREF، برد انبساط می تواند به منبع تغذیه مناسب سوئیچ کند یا از مبدل های سطح استفاده کند که به آن امکان می دهد با دستگاه های 5 ولت و 3.3 ولت کار کند.

حافظه

میکروکنترلر ATmega2560 دارای 256 کیلوبایت حافظه برنامه فلش (که 8 کیلوبایت آن توسط بوت لودر استفاده می شود)، 8 کیلوبایت حافظه SRAM و 4 کیلوبایت EEPROM (برای کار با این حافظه استفاده می شود).

ورودی ها و خروجی ها

با استفاده از توابع , digitalWrite() و digitalRead() می توان هر یک از 54 پین دیجیتال آردوینو مگا را طوری پیکربندی کرد که به عنوان ورودی یا خروجی عمل کند. سطح ولتاژ در پین ها به 5 ولت محدود شده است. حداکثر جریانی که یک پین می تواند تامین یا مصرف کند 40 میلی آمپر است. همه پین ​​ها با مقاومت های کششی داخلی (به طور پیش فرض غیرفعال) 20-50 کیلو اهم جفت می شوند. علاوه بر این، برخی از پین های آردوینو می توانند عملکردهای دیگری را انجام دهند:

    رابط سریال: پین های 0 (RX) و 1 (TX)؛ سریال 1: 19 (RX) و 18 (TX)؛ سریال 2: 17 (RX) و 16 (TX)؛ سریال 3: 15 (RX) و 14 (TX).این پین ها برای دریافت (RX) و انتقال (TX) داده ها از طریق رابط سریال استفاده می شوند. پین های 0 و 1 نیز به پین ​​های مربوط به تراشه ATmega16U2 متصل می شوند که به عنوان مبدل USB-UART عمل می کند.

    PWM: پین های 2 - 13 و 44 - 46.این تابع می تواند مقادیر آنالوگ 8 بیتی را به عنوان سیگنال PWM خروجی دهد.

    رابط SPI: پین های 50 (MISO)، 51 (MOSI)، 52 (SCK)، 53 (SS).در صورت استفاده، این پین ها امکان ارتباط از طریق رابط SPI را فراهم می کنند. خطوط SPI نیز به کانکتور ICSP، سازگار با Arduino Uno، Duemilanove و Diecimila هدایت می شوند.

    LED: 13. LED داخلی متصل به پین ​​13. هنگام ارسال مقدار HIGH، LED روشن می شود، هنگام ارسال مقدار LOW، LED خاموش می شود.

    TWI: پین های 20 (SDA) و 21 (SCL).استفاده از این پین ها امکان ارتباط از طریق رابط TWI را فراهم می کند. لطفا توجه داشته باشید که چیدمان این پین ها با Arduino Duemilanove و Diecimila متفاوت است.

آردوینو مگا 2560 دارای 16 ورودی آنالوگ است که هر کدام می توانند یک ولتاژ آنالوگ را به صورت یک عدد 10 بیتی (1024 مقدار متفاوت) نشان دهند. به طور پیش فرض، اندازه گیری ولتاژ نسبت به محدوده 0 تا 5 ولت است. با این حال، حد بالای این محدوده را می توان با استفاده از پایه AREF و تابع analogReference() تغییر داد.

علاوه بر موارد ذکر شده در هیئت مدیره، چندین نتیجه گیری دیگر نیز وجود دارد:

    AREF.ولتاژ مرجع برای ورودی های آنالوگ توسط تابع قابل استفاده است.

    بازنشانی کنید.با فشار دادن سطح پایین (LOW) روی این پین، میکروکنترلر ریست می شود. معمولاً از این پین برای کارکردن دکمه تنظیم مجدد روی کارت های توسعه استفاده می شود.

ارتباط

آردوینو مگا 2560 تعدادی گزینه برای برقراری ارتباط با کامپیوتر، آردوینو دیگری یا میکروکنترلرهای دیگر ارائه می دهد. ATmega2560 دارای چهار فرستنده سخت افزاری UART برای پیاده سازی رابط های سریال (با سطح منطقی TTL 5V) است. میکروکنترلر ATmega16U2 (یا ATmega8U2 در نسخه‌های برد R1 و R2) ارتباط یکی از فرستنده‌ها با پورت USB رایانه را تضمین می‌کند و هنگامی که به رایانه شخصی متصل می‌شود، به آردوینو اجازه می‌دهد تا به عنوان یک پورت COM مجازی تعریف شود (برای این، سیستم عامل ویندوز به فایل .inf مناسب نیاز دارد، برخلاف OSX و لینوکس که برد به صورت خودکار به عنوان پورت COM شناخته می شود. بسته نرم افزاری آردوینو شامل یک برنامه SerialMonitor ویژه است که به شما امکان می دهد داده های متنی ساده را به آردوینو بخوانید و ارسال کنید. هنگام انتقال داده ها از طریق تراشه ATmega8U2/ATmega16U2 در حین اتصال USB به رایانه، LED های RX و TX روی برد چشمک خواهند زد. (زمانی که داده های سریال از طریق پین های 0 و 1 بدون استفاده از مبدل USB منتقل می شود، این LED ها فعال نمی شوند.)

برنامه نويسي

آردوینو مگا با استفاده از نرم افزار آردوینو برنامه ریزی شده است (دانلود). برای اطلاعات دقیق تر، باید نگاهی به ATmega2560 در آردوینو مگا داشته باشید که دارای بوت لودر سیستم عامل است که به شما امکان می دهد بدون نیاز به برنامه نویس خارجی، برنامه های جدید را در میکروکنترلر بارگذاری کنید. تعامل با آن با استفاده از پروتکل اصلی STK500 (،) انجام می شود.

کد منبع سیستم عامل میکروکنترلر ATmega16U2 (یا ATmega8U2 در بردهای R1 و R2) در مخازن آردوینو قرار دارد. سفت‌افزار ATmega16U2/8U2 شامل یک لودر DFU (به‌روزرسانی میان‌افزار دستگاه) است که به شما امکان می‌دهد میان‌افزار میکروکنترلر را به‌روزرسانی کنید. برای فعال کردن حالت DFU باید:

    در بردهای نسخه R1: جامپر پشت برد (نزدیک تصویر ایتالیا) را ببندید، سپس 8U2 را ریست کنید.

تنظیم مجدد خودکار (نرم افزار).

برای جلوگیری از فشار دادن دکمه بازنشانی هر بار قبل از بارگذاری برنامه، آردوینو مگا 2560 به گونه ای طراحی شده است که می توان آن را توسط نرم افزار از رایانه متصل بازنشانی کرد. یکی از پایه های ATmega8U2 که در کنترل جریان داده (DTR) نقش دارد، از طریق یک خازن 100 nF به پایه RESET میکروکنترلر ATmega2560 متصل می شود. وقتی خط DTR صفر می شود، پین RESET نیز به اندازه کافی پایین می آید تا میکروکنترلر را ریست کند. از این قابلیت برای فلش کردن میکروکنترلر تنها با یک کلیک در محیط برنامه نویسی آردوینو استفاده می شود. این معماری به شما امکان می دهد تا زمان بوت لودر را کاهش دهید، زیرا فرآیند سیستم عامل همیشه با کاهش سیگنال در خط DTR هماهنگ می شود.

با این حال، این سیستم می تواند به عواقب دیگری منجر شود. هنگام اتصال Mega 2560 به رایانه های دارای سیستم عامل Mac OS X یا Linux، هر بار که نرم افزار به برد متصل می شود، میکروکنترلر آن بازنشانی می شود. پس از ریست در آردوینو Mega2560، بوت لودر حدود نیم ثانیه فعال می شود. حتی اگر بوت لودر طوری برنامه ریزی شده است که داده های اضافی را نادیده بگیرد (یعنی تمام داده هایی که به فرآیند فلش کردن یک برنامه جدید مربوط نیستند)، می تواند چند بایت اول داده را از بسته ارسال شده به برد بلافاصله پس از برقراری اتصال رهگیری کند. . بر این اساس، اگر برنامه‌ای که در آردوینو اجرا می‌شود به‌گونه‌ای طراحی شده است که هنگام راه‌اندازی، تنظیمات یا داده‌های دیگری را از رایانه دریافت کند، مطمئن شوید که نرم‌افزاری که آردوینو با آن تعامل دارد، یک ثانیه پس از برقراری اتصال ارسال می‌کند.

روی برد Mega 2560 (با برچسب "RESET-EN") آهنگی وجود دارد که با باز کردن آن، می توان ریست خودکار میکروکنترلر را غیرفعال کرد. برای بازیابی مجدد عملکرد تنظیم مجدد خودکار، لازم است پین های واقع در لبه های این مسیر را به هم لحیم کنید. تنظیم مجدد خودکار را نیز می توان با اتصال یک مقاومت 110 اهم بین پایه RESET و پایه 5 ولت غیرفعال کرد.

محافظت در برابر اضافه بار USB

آردوینو مگا 2560 دارای فیوزهای قابل تنظیم مجدد است که از درگاه USB کامپیوتر در برابر اتصال کوتاه و بار اضافی محافظت می کند. اگرچه اکثر کامپیوترها حفاظت خاص خود را دارند، اما این فیوزها یک لایه حفاظتی اضافی را ارائه می دهند. اگر درگاه USB بیش از 500 میلی آمپر جریان داشته باشد، فیوز به طور خودکار اتصال را قطع می کند تا زمانی که علت اتصال کوتاه یا اضافه بار اصلاح شود.

مشخصات فیزیکی و سازگاری با کارت های توسعه

حداکثر طول و عرض PCB Mega2560 به ترتیب 10.2 سانتی متر و 5.4 سانتی متر است که کانکتور USB و کانکتور برق از روی برد بیرون زده است. سه سوراخ نصب به شما امکان می دهد تخته را به یک سطح یا کیس وصل کنید. لطفا توجه داشته باشید که فاصله بین پایه های دیجیتال 7 و 8 مضرب 2.54 میلی متر سنتی نیست و 4 میلی متر است.

آردوینو Mega2560 به گونه ای طراحی شده است که با اکثر بردهای توسعه Arduino Uno، Diecimila و Duemilanove سازگار باشد. برای انجام این کار، پین های دیجیتال 0 - 13 (و همچنین پایه های AREF و GND مجاور آنها)، ورودی های آنالوگ 0 - 5، کانکتور برق و کانکتور ICSP روی همه بردها یکسان قرار دارند. علاوه بر این، در دستگاه های ذکر شده، خطوط اصلی فرستنده گیرنده UART به همان پایه ها (0 و 1) وصل شده اند، همانطور که خطوط وقفه خارجی 0 و 1 (به ترتیب پایه های 2 و 3) هستند. خطوط رابط SPI به کانکتور ICSP در هر دو برد - هر دو Mega2560 و Duemilanove / Diecimila هدایت می شوند. باید در نظر داشت که در آردوینو مگا پین اوت رابط I2C با بردهای Duemilanove / Diecimila متفاوت است: در Arduino Mega اینها پین های 20 و 21 و در Duemilanove / Diecimila - ورودی های آنالوگ 4 و 5 هستند.

اگر خودتان آردوینو می‌سازید و برای برنامه‌ریزی میکروکنترلر، برنامه‌نویس درون مدار یا برد آردوینو دیگری غیر از آردوینو مگا 2560 ندارید، می‌توانید به راحتی از آن برای فلش تراشه استفاده کنید.

آنچه شما نیاز خواهید داشت:

  • آردوینو مگا
  • یک برد با میکروکنترلر ATmega که باید فلش شود
  • خازن 100 nF
  • کابل USB که آردوینو مگا را به کامپیوتر متصل می کند
  • محیط توسعه آردوینو IDE
  • چندین سیم برای اتصال آردوینو مگا با آردوینو خانگی

مشکل اصلی این است که آردوینو مگا پین اوت متفاوتی نسبت به Arduino UNO، Duemilanove یا Diecimila دارد، بنابراین دستورالعمل استفاده از بردهای ذکر شده به عنوان برنامه نویس مناسب نیست. می‌توانید درباره پین‌آت آردوینو مگا اطلاعات بیشتری کسب کنید.


شما باید آردوینو Mega 2560 را به تراشه 168/328 Atmega متصل کنید:



بنابراین، ابتدا باید طرح ArduinoISP را دانلود کنید. Arduino IDE را باز کنید، Tools – Board – Arduino Mega 2560 (Service – Board – Arduino Mega 2560) را انتخاب کنید. پورت COM صحیح را انتخاب کنید: ابزارها – پورت سریال – پورت دلخواه (سرویس – پورت سریال – پورت دلخواه). اکنون به File – Examples – ArduinoISP (File – Examples – ArduinoISP) بروید. طرح ArduinoISP در مقابل شما باز می شود. روی دکمه آپلود کلیک کنید و آن را در آردوینو مگا 2560 آپلود کنید.


هنگامی که طرح به طور کامل بارگذاری شد، یک خازن 100nF را بین خط برق +5 ولت و پین RESET در آردوینو مگا وصل کنید تا تنظیم مجدد خودکار غیرفعال شود. در غیر این صورت، هیچ چیز کار نخواهد کرد.



Tools – Burn Bootloader – Arduino به عنوان ISP (Service – Programmer – Arduino as ISP) را انتخاب کنید. پس از دانلود کد، می توانید از آردوینو خانگی خود لذت ببرید.


اگر شما هر گونه خطایی دارید:

  • انتخاب صحیح تابلو را بررسی کنید
  • اگر با خطایی مانند avrdude مواجه شدید: stk500_getsync(): not in sync: resp=0x00، پس خازن 100 nF را بین خط تغذیه +5 ولت و پایه RESET روی آردوینو مگا قرار نداده اید.
  • اگر خطای دیگری دارید، پاسخ را در گوگل جستجو کنید
  • اگر جواب را در گوگل پیدا نکردید، از انجمن های موضوعی آردوینو استفاده کنید

اگر هنگام برنامه نویسی آردوینو، خطای avrdude: stk500_getsync(): همگام نیست: resp=0x00 avrdude: stk500_disable(): خطای پروتکل، expect=0x14، resp=0x51 ظاهر شد، پس تنظیم مجدد خودکار (DTR) در آن نیست سفارش. یعنی آردوینو IDE نمی تواند آردوینو را راه اندازی مجدد کند و بارگذاری کد با شکست مواجه می شود. برای جلوگیری از این می توانید:

  • هنگامی که "اندازه طرح باینری: xxxx بایت (حداکثر xxxxxxx بایت)" ظاهر شد، دکمه تنظیم مجدد را در آردوینو فشار دهید.
  • اگر این کمکی نکرد، می توانید کابل USB را به کامپیوتر وصل کنید، اما نه به آردوینو، و پس از ظاهر شدن "اسکچ باینری..."، به سرعت کابل را به آردوینو وصل کنید.
  • اگر کمکی نکرد، می‌توانید دکمه بازنشانی را در آردوینو نگه دارید، روی آپلود در آردوینو IDE کلیک کنید و زمانی که "اندازه طرح باینری..." ظاهر شد، دکمه را رها کنید.
  • اگر این کار کمکی نکرد، می توانید پس از ظاهر شدن "اندازه طرح باینری ..." دکمه تنظیم مجدد را فشار دهید و آن را برای 2-10 ثانیه نگه دارید.
  • اگر این کمکی نکرد، می توانید بوت لودر را دوباره دانلود کنید
  • اگر این کار کمکی نکرد، اگر در انبار دارید، می توانید یک برد آردوینو دیگری بگیرید
  • اگر این کمکی نکرد، تنها کاری که باید انجام دهید این است که در انجمن بپرسید

ترجمه

تفاوت این برد با دیگر آردوینوها در تعداد ورودی و خروجی بیشتر، افزایش ظرفیت حافظه و سایر ویژگی هاست که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت. آردوینو مگا در چندین نسخه موجود است. آنها عملاً هیچ تفاوتی با یکدیگر ندارند. تفاوت Arduino Mega 2560 R3 با نسخه های قبلی برد در جزئیات زیر است:

  • برای تبدیل رابط USB-UART از میکروکنترلر ATmega16U2 در نسخه های R3 و ATmega8U2 در نسخه های R1 و R2 برد استفاده شده است.
  • با شروع از نسخه R2، یک مقاومت کششی برای خط HWB به برد اضافه شده است. این امر باعث می شود تا فرآیند فلش کردن میکروکنترلر آسان تر و راحت تر شود.
  • نسخه R3 یک جفت پین برای رابط سریال I2C SDA و SCL اضافه کرد.
  • ایمنی نویز مدار تنظیم مجدد نیز بهبود یافته است.
  • میکروکنترلر برای کار با رابط USB-UART از ATmega8U2 به ATmega16U2 جایگزین شد.

همانطور که می بینید، تغییرات تاثیری بر عملکرد نداشته است. بنابراین، در ادامه تنها در مورد آخرین نسخه این برد صحبت خواهیم کرد.

آردوینو مگا 2560 R3

آردوینو مگا 2560 مجهز به میکروکنترلر ATmega2560 با فرکانس کلاک 16 مگاهرتز است.

ویژگی های آردوینو مگا 2560

  • میکروکنترلر: ATmega2560
  • فرکانس ساعت: 16 مگاهرتز
  • ولتاژ کاری: 5 ولت
  • محدود کردن ولتاژ تغذیه: 5-20 ولت
  • ولتاژ تغذیه پیشنهادی: 7-12 ولت
  • حداکثر جریان از یک خروجی: 40 میلی آمپر
  • ورودی/خروجی دیجیتال: 54
  • ورودی/خروجی دیجیتال با پشتیبانی از PWM: 15
  • ورودی آنالوگ: 16
  • حافظه فلش: 256 کیلوبایت (8 مورد از آنها توسط بوت لودر استفاده می شود)
  • SRAM: 8 کیلوبایت
  • EEPROM: 4 کیلوبایت

اتصال آردوینو مگا 2560 به برق

این برد می تواند به چهار روش مختلف تغذیه شود:

  1. از طریق پورت USB. می‌توانید آردوینو را از رایانه، پاوربانک، تلفن هوشمند (اگر از حالت OTG پشتیبانی می‌کند) یا از یک آداپتور متصل به پریز برق تغذیه کنید.
  2. از طریق پین +5 ولت. این پین نه تنها یک خروجی است، بلکه یک ورودی نیز می باشد. مراقب باش! دقیقا باید 5 ولت به این پین داده شود. در غیر این صورت می توانید خود میکروکنترلر را بسوزانید.
  3. از طریق دوشاخه برقی که روی برد قرار دارد. می توانید از باتری ها، باتری های قابل شارژ و انواع منابع تغذیه استفاده کنید. این دوشاخه به پین ​​VIN متصل است. ولتاژ و اقدامات احتیاطی در پاراگراف بعدی توضیح داده شده است.
  4. از طریق پین VIN. جریان این پین از رگولاتور ولتاژ داخلی عبور می کند. طبق گفته سازنده، شما می توانید از 5 تا 20 ولت تامین کنید. اما اینطور نیست. از آنجایی که تثبیت کننده 100% کارایی ندارد، وقتی 5 ولت به پایه VIN می رسد، ولتاژ ممکن است برای تغذیه میکروکنترلر کافی نباشد و حتی در پایه های دیجیتال کمتر از 5 ولت باشد. همچنین در حداکثر ولتاژ کار نکنید. در 20 ولت روی پین VIN تثبیت کننده ولتاژ بسیار داغ می شود، حتی تا حد خرابی. بنابراین توصیه می شود از ولتاژ 7 تا 12 ولت استفاده شود.

همانطور که در بالا نوشته شد، برد دارای 54 پین دیجیتال است. آنها می توانند هم ورودی و هم خروجی باشند. ولتاژ کارکرد این پایه ها 5 ولت است که هر کدام دارای یک مقاومت کششی هستند و ولتاژ کمتر از 5 ولت اعمال شده به یکی از این پایه ها همچنان 5 ولت (منطقی) در نظر گرفته می شود.

پین های آنالوگ ورودی هستند و مقاومت کششی ندارند. آنها ولتاژ ارائه شده به آنها را اندازه گیری می کنند و هنگام استفاده از تابع، مقداری بین 0 تا 1024 برمی گردند. این پین ها ولتاژ را با دقت 0.005 ولت اندازه گیری می کنند.

PWM آردوینو مگا

اگر از نزدیک به تابلو نگاه کنید، می توانید یک نماد tilde (~) را در کنار برخی از پین های دیجیتال مشاهده کنید. این نماد به این معنی است که این پین می تواند به عنوان یک خروجی PWM استفاده شود. برخی از بردهای آردوینو این نماد را ندارند زیرا سازندگان همیشه جایی برای این نماد روی برد پیدا نمی کنند. آردوینو مگا دارای 15 پایه PWM است، این پین های دیجیتال 2 تا 13 و 44 تا 46 هستند. برای استفاده از PWM، آردوینو عملکرد خاصی دارد.

پین های دیگر:

  • سریال: 0 (rx) و 1 (tx)، سریال 1: 19 (rx) 18 (tx)، سریال2: 17 (rx) و 16 (tx)، سریال3: 15 (rx) و 14 (tx) برای داده ها استفاده می شود. انتقال از طریق رابط سریال
  • پین های 53 (SS)، 51 (MOSI)، 50 (MISO)، 52 (SCK) برای ارتباط از طریق رابط SPI طراحی شده اند.
  • همچنین در پایه 13 یک LED تعبیه شده در برد وجود دارد.
  • 20 (SDA) و 21 (SCL) می توانند برای برقراری ارتباط با دستگاه های دیگر از طریق گذرگاه I2C استفاده شوند. می توانید اطلاعات بیشتری در مورد این رابط در ویکی پدیا بخوانید. Arduino IDE دارای یک کتابخانه داخلی "wire.h" برای کار آسان تر با I2C است.
  • وقفه های خارجی: پین های 2 (وقفه 0)، 3 (وقفه 1)، 18 (وقفه 5)، 19 (وقفه 4)، 20 (وقفه 3) و 21 (وقفه 2). این پین ها را می توان به عنوان منابع وقفه ای که در شرایط مختلف رخ می دهد استفاده کرد: سطح سیگنال پایین، لبه بالارونده، لبه سقوط یا تغییر سیگنال. برای اطلاعات بیشتر، تابع را ببینید.
  • AREF. ولتاژ مرجع برای ورودی های آنالوگ توسط تابع قابل استفاده است.
  • بازنشانی کنید. با فشار دادن سطح پایین (LOW) روی این پین، میکروکنترلر ریست می شود. معمولاً از این پین برای کارکردن دکمه تنظیم مجدد روی کارت های توسعه استفاده می شود.

خصوصیات فیزیکی

آردوینو مگا دارای ابعاد زیر است: طول 102 میلی متر و عرض 54 میلی متر. آردوینو مگا حدود 45 گرم وزن دارد. این تخته دارای 4 سوراخ برای نصب روی سطح است. فاصله بین پایه ها 2.5 میلی متر است، به جز پایه های 7 و 8. بین آنها 4 میلی متر است.

نمودار شماتیک


اطلاعات کلی

آردوینو مگا 2560 دستگاهی مبتنی بر میکروکنترلر ATmega2560 () است. این شامل همه چیزهایی است که برای کار راحت با میکروکنترلر لازم است: 54 ورودی/خروجی دیجیتال (که 15 عدد می تواند به عنوان خروجی PWM استفاده شود)، 16 ورودی آنالوگ، 4 UART (فرستنده گیرنده سخت افزاری برای اجرای رابط های سریال)، تشدید کننده کوارتز 16 مگاهرتز، کانکتور USB. کانکتور برق، کانکتور ICSP برای برنامه نویسی در مدار و دکمه ریست. برای شروع کار با دستگاه، به سادگی برق را از یک آداپتور AC/DC یا باتری تامین کنید یا آن را از طریق کابل USB به کامپیوتر متصل کنید. آردوینو مگا با اکثر بردهای توسعه طراحی شده برای Arduino Duemilanove و Diecimila سازگار است.

Mega 2560 نسخه ارتقا یافته آردوینو مگا است.

آردوینو مگا 2560 با تمام بردهای قبلی تفاوت دارد زیرا از میکروکنترلر ATmega16U2 (ATmega8U2 در نسخه های برد R1 و R2) برای تبدیل رابط های USB-UART به جای تراشه FTDI استفاده می کند.

روی برد Mega 2560 نسخه R2یک مقاومت اضافه شده است که خط HWB میکروکنترلر 8U2 را به زمین می کشد. این اندازه گیری به شما امکان می دهد روند به روز رسانی سیستم عامل و تغییر دستگاه را به حالت DFU ساده کنید.

تغییرات روی تابلو نسخه R3در زیر فهرست شده اند:

  • Pinout 1.0: پین های SDA و SCL اضافه شده (نزدیک پایه AREF)، و همچنین دو پایه جدید که در نزدیکی پایه RESET قرار دارند. اولین - IOREF - به بردهای توسعه اجازه می دهد تا با ولتاژ کاری آردوینو سازگار شوند. این پین برای سازگاری بردهای توسعه با هر دو آردوینو 5 ولت مبتنی بر میکروکنترلرهای AVR و بردهای 3.3 ولت آردوینو Due ارائه شده است. پین دوم به هیچ چیز متصل نیست و برای استفاده در آینده رزرو شده است.
  • ایمنی نویز مدار تنظیم مجدد بهبود یافته است.
  • میکروکنترلر ATmega16U2 با 8U2 جایگزین شده است.

شماتیک، طرح اصلی و پین اوت

مشخصات

میکروکنترلر ATmega2560
ولتاژ بهره برداری 5 ولت
ولتاژ تغذیه (توصیه می شود) 7-12 ولت
ولتاژ تغذیه (محدود) 6-20 ولت
ورودی/خروجی های دیجیتال 54 (که 15 عدد می تواند به عنوان خروجی PWM استفاده شود)
ورودی های آنالوگ 16
حداکثر جریان در هر پین 40 میلی آمپر
حداکثر جریان خروجی پین 3.3 ولت 50 میلی آمپر
فلش مموری 256 کیلوبایت که 8 کیلوبایت آن توسط بوت لودر استفاده می شود
SRAM 8 کیلوبایت
EEPROM 4 کیلوبایت
فرکانس ساعت 16 مگاهرتز

تغذیه

آردوینو مگا را می توان از USB یا از یک منبع تغذیه خارجی تغذیه کرد - نوع منبع به طور خودکار انتخاب می شود.

یک آداپتور شبکه AC/DC یا یک باتری/باتری می تواند به عنوان منبع تغذیه خارجی (نه USB) استفاده شود. دوشاخه آداپتور (قطر - 2.1 میلی متر، تماس مرکزی - مثبت) باید در کانکتور برق مربوطه روی برد وارد شود. اگر از باتری/باتری تغذیه می شود، سیم های آن باید به پین ​​های Gnd و Vin کانکتور POWER متصل شوند.

ولتاژ منبع تغذیه خارجی می تواند در محدوده 6 تا 20 ولت باشد. اما کاهش ولتاژ تغذیه به زیر 7 ولت منجر به کاهش ولتاژ در پایه 5 ولت می شود که می تواند باعث عملکرد ناپایدار دستگاه شود. استفاده از ولتاژ بیشتر از 12 ولت می تواند منجر به گرم شدن بیش از حد رگولاتور ولتاژ و خرابی برد شود. با در نظر گرفتن این موضوع، توصیه می شود از منبع تغذیه با ولتاژ 7 تا 12 ولت استفاده کنید.

پایه های پاور قرار گرفته بر روی برد به شرح زیر است:

  • VIN.ولتاژی که مستقیماً از منبع تغذیه خارجی به آردوینو تأمین می شود (به 5 ولت از USB یا سایر ولتاژهای تنظیم شده مربوط نمی شود). از طریق این پین می توانید هم برق خارجی را تامین کنید و هم زمانی که دستگاه از یک آداپتور خارجی تغذیه می شود، جریان مصرف کنید.
  • 5 ولتاین پین بدون توجه به نحوه تغذیه دستگاه، ولتاژ 5 ولت را از تنظیم کننده ولتاژ روی برد دریافت می کند: از آداپتور (7 - 12 ولت)، از USB (5 ولت) یا از طریق پین VIN (7 - 12 ولت). توصیه نمی شود دستگاه را از طریق پین های 5 ولت یا 3 ولت تغذیه کنید، زیرا در این مورد از تثبیت کننده ولتاژ استفاده نمی شود، که می تواند منجر به خرابی برد شود.
  • 3V3. 3.3 ولت از رگولاتور ولتاژ روی برد می آید. حداکثر جریان گرفته شده از این پایه 50 میلی آمپر است.
  • GND.نتیجه گیری از زمین.
  • IOREF.این پین اطلاعاتی در مورد ولتاژ عملکرد میکروکنترلر آردوینو به بردهای توسعه می دهد. بسته به ولتاژ خوانده شده از پایه IOREF، برد انبساط می تواند به منبع تغذیه مناسب سوئیچ کند یا از مبدل های سطح استفاده کند که به آن امکان می دهد با دستگاه های 5 ولت و 3.3 ولت کار کند.

حافظه

میکروکنترلر ATmega2560 دارای 256 کیلوبایت حافظه برنامه فلش (که 8 کیلوبایت آن توسط بوت لودر استفاده می شود)، 8 کیلوبایت حافظه SRAM و 4 کیلوبایت EEPROM (کتابخانه EEPROM برای کار با این حافظه استفاده می شود).

ورودی ها و خروجی ها

برنامه نويسي

ATmega2560 در آردوینو مگا دارای یک بوت لودر سیستم عامل است که به شما امکان می دهد بدون نیاز به برنامه نویس خارجی، برنامه های جدید را در میکروکنترلر بارگذاری کنید. تعامل با آن با استفاده از پروتکل اصلی STK500 (،) انجام می شود.

کد منبع سیستم عامل میکروکنترلر ATmega16U2 (یا ATmega8U2 در بردهای R1 و R2) در مخازن آردوینو قرار دارد. سفت‌افزار ATmega16U2/8U2 شامل یک لودر DFU (به‌روزرسانی میان‌افزار دستگاه) است که به شما امکان می‌دهد میان‌افزار میکروکنترلر را به‌روزرسانی کنید. برای فعال کردن حالت DFU باید:

  • در بردهای نسخه R1: جامپر پشت برد (نزدیک تصویر ایتالیا) را ببندید، سپس 8U2 را ریست کنید.
  • در بردهای نسخه‌های R2 و بالاتر، برای ساده‌تر شدن انتقال به حالت DFU، مقاومتی وجود دارد که خط HWB میکروکنترلر 8U2/16U2 را به زمین می‌کشد. پس از تغییر به حالت DFU، می‌توانید از نرم‌افزار FLIP Atmel (برای ویندوز) استفاده کنید. یا ( (برای Mac OS X و Linux) یک گزینه جایگزین فلش کردن میکروکنترلر از طریق هدر ISP با استفاده از یک برنامه نویس خارجی است، با این حال، این کار بوت لودر DFU را بازنویسی می کند. برای اطلاعات بیشتر، به این دستورالعمل های کاربر مراجعه کنید.

تنظیم مجدد خودکار (نرم افزار).

برای جلوگیری از فشار دادن دکمه بازنشانی هر بار قبل از بارگذاری برنامه، آردوینو مگا 2560 به گونه ای طراحی شده است که می توان آن را توسط نرم افزار از رایانه متصل بازنشانی کرد. یکی از پایه های ATmega8U2 که در کنترل جریان داده (DTR) نقش دارد، از طریق یک خازن 100 nF به پایه RESET میکروکنترلر ATmega2560 متصل می شود. وقتی خط DTR صفر می شود، پین RESET نیز به اندازه کافی پایین می آید تا میکروکنترلر را ریست کند. از این قابلیت برای فلش کردن میکروکنترلر تنها با یک کلیک در محیط برنامه نویسی آردوینو استفاده می شود. این معماری به شما امکان می دهد تا زمان بوت لودر را کاهش دهید، زیرا فرآیند سیستم عامل همیشه با کاهش سیگنال در خط DTR هماهنگ می شود.

با این حال، این سیستم می تواند به عواقب دیگری منجر شود. هنگام اتصال Mega 2560 به رایانه های دارای سیستم عامل Mac OS X یا Linux، هر بار که نرم افزار به برد متصل می شود، میکروکنترلر آن بازنشانی می شود. پس از ریست در آردوینو Mega2560، بوت لودر حدود نیم ثانیه فعال می شود. حتی اگر بوت لودر طوری برنامه ریزی شده است که داده های اضافی را نادیده بگیرد (یعنی تمام داده هایی که به فرآیند فلش کردن یک برنامه جدید مربوط نیستند)، می تواند چند بایت اول داده را از بسته ارسال شده به برد بلافاصله پس از برقراری اتصال رهگیری کند. . بر این اساس، اگر برنامه‌ای که در آردوینو اجرا می‌شود به‌گونه‌ای طراحی شده است که هنگام راه‌اندازی، تنظیمات یا داده‌های دیگری را از رایانه دریافت کند، مطمئن شوید که نرم‌افزاری که آردوینو با آن تعامل دارد، یک ثانیه پس از برقراری اتصال ارسال می‌کند.

محافظت در برابر اضافه بار USB

آردوینو مگا 2560 دارای فیوزهای قابل تنظیم مجدد است که از درگاه USB کامپیوتر در برابر اتصال کوتاه و بار اضافی محافظت می کند. اگرچه اکثر کامپیوترها حفاظت خاص خود را دارند، اما این فیوزها یک لایه حفاظتی اضافی را ارائه می دهند. اگر درگاه USB بیش از 500 میلی آمپر جریان داشته باشد، فیوز به طور خودکار اتصال را قطع می کند تا زمانی که علت اتصال کوتاه یا اضافه بار اصلاح شود.

مشخصات فیزیکی و سازگاری با کارت های توسعه

حداکثر طول و عرض PCB Mega2560 به ترتیب 10.2 سانتی متر و 5.4 سانتی متر است که کانکتور USB و کانکتور برق از روی برد بیرون زده است. سه سوراخ نصب به شما امکان می دهد تخته را به یک سطح یا کیس وصل کنید. لطفا توجه داشته باشید که فاصله بین پایه های دیجیتال 7 و 8 مضرب 2.54 میلی متر سنتی نیست و 4 میلی متر است.

آردوینو Mega2560 به گونه ای طراحی شده است که با اکثر بردهای توسعه Arduino Uno، Diecimila و Duemilanove سازگار باشد. برای انجام این کار، پین های دیجیتال 0 - 13 (و همچنین پایه های AREF و GND مجاور آنها)، ورودی های آنالوگ 0 - 5، کانکتور برق و کانکتور ICSP روی همه بردها یکسان قرار دارند. علاوه بر این، در دستگاه های ذکر شده، خطوط اصلی فرستنده گیرنده UART به همان پایه ها (0 و 1) وصل شده اند، همانطور که خطوط وقفه خارجی 0 و 1 (به ترتیب پایه های 2 و 3) هستند. خطوط رابط SPI به کانکتور ICSP در هر دو برد - هر دو Mega2560 و Duemilanove / Diecimila هدایت می شوند. باید در نظر داشت که در آردوینو مگا پین اوت رابط I2C با بردهای Duemilanove / Diecimila متفاوت است: در Arduino Mega اینها پین های 20 و 21 و در Duemilanove / Diecimila - ورودی های آنالوگ 4 و 5 هستند.

بالا