L’Arduino Uno est une carte de microcontrôleur open source basée sur le microcontrôleur Microchip ATmega328P (pour Arduino UNO R3) ou Microchip ATmega4809 (pour Arduino UNO WIFI R2) d’Atmel et a été la première carte alimentée par USB développée par Arduino. Le brochage et les spécifications Arduino UNO basés sur Atmega 328P sont donnés en détail dans cet article.
Les Atmega328 et ATmega4809 sont livrés avec un chargeur de démarrage intégré, ce qui le rend très pratique pour flasher la carte avec notre code. Comme toutes les cartes Arduino, nous pouvons programmer le logiciel en cours d’exécution sur la carte en utilisant un langage dérivé de C et C ++. L’environnement de développement le plus simple est l’ Arduino Arduino.
It consists of 6 analog inputs, 14 digital input/output pins (of which 6 can be used as PWM outputs), a 16 MHz ceramic crystal resonator, a USB-B port, an ICSP header, a power jack and, a reset button.
Arduino UNO Pinout and Pin diagram:
Regulator, Oscillator, and Reset button:
Voltage Regulator-The voltage regulator converts the input voltage to 5V. The primary use of a voltage regulator is to control the voltage level in the Arduino board. Même en cas de fluctuations de la tension d’alimentation d’entrée du régulateur, la tension de sortie reste constante et proche de 5 volts.
Oscillateur à cristal – L’oscillateur à cristal a une fréquence de 16 MHz, qui fournit le signal d’horloge au microcontrôleur. Il fournit le chronométrage et le contrôle de base à la carte.
Bouton de RÉINITIALISATION – Il est utilisé pour réinitialiser la carte. Il est recommandé d’appuyer sur ce bouton chaque fois que nous flashons le code sur le tableau.
Brochage de l’alimentation Arduino UNO:
Prise de canon – La prise de canon ou la prise d’alimentation CC est utilisée pour alimenter la carte Arduino à l’aide d’une alimentation externe . La prise de canon est généralement connectée à un adaptateur. La carte peut être alimentée par un adaptateur compris entre 5 et 20 volts, mais le fabricant recommande de la garder entre 7 et 12 volts.
Remarque: Au-dessus de 12 volts, la carte peut surchauffer et en dessous de 7 volts, la tension peut ne pas être suffisante pour alimenter la carte.
Port USB B – L’interface USB est utilisée pour brancher le câble USB. Ce port peut être utilisé pour alimenter l’appareil à partir de l’alimentation 5V. Cela nous permet de connecter la carte à l’ordinateur. Le programme est téléchargé sur la carte en série à partir de l’ordinateur via le câble USB.
Vin – C’est la tension d’alimentation CC modulée, qui est utilisée pour réguler les circuits intégrés utilisés dans la connexion. On l’appelle aussi la tension primaire pour les circuits intégrés présents sur la carte Arduino. La valeur de tension Vcc peut être négative ou positive à la broche GND.
Broches I2C sur le diagramme de broches Arduino UNO:
I2C est le protocole de communication série à deux fils. Il signifie Circuits inter-Intégrés. L’I2C utilise deux lignes pour envoyer et recevoir des données: une broche d’horloge série utilise (SCL) et une broche de données série (SDA) (SDA).
- SCL – Il signifie Horloge série. C’est le code PIN ou la ligne qui transfère les données d’horloge. Il est utilisé pour synchroniser le décalage des données entre les deux périphériques (maître et esclave). L’horloge série est générée par le périphérique maître.
- SDA – Il signifie Données série. Il est défini comme la ligne utilisée par l’esclave et le maître pour envoyer et recevoir les données. C’est pourquoi on l’appelle la ligne de données, tandis que SCL est appelée ligne d’horloge.
Broches SPI sur le diagramme des broches Arduino UNO:
SPI signifie Interface périphérique série. Il est utilisé par les microcontrôleurs pour communiquer rapidement avec un ou plusieurs périphériques.
- SCK – Il signifie Horloge série. Ce sont les impulsions d’horloge, qui sont utilisées pour synchroniser le transfert de données.
- MISO – Il signifie Entrée Maître / Sortie Esclave. Cette ligne de données dans la broche MISO est utilisée pour recevoir les données de l’esclave.
- MOSI – Il signifie Sortie Maître / Entrée Esclave. Cette ligne est utilisée pour envoyer des données aux périphériques.
- SS – Il signifie Slave Select. Cette ligne est utilisée par le maître. Il agit comme la ligne d’activation. Lorsque la valeur de la broche de sélection esclave d’un périphérique est FAIBLE, il peut communiquer avec le maître. Quand sa valeur est ÉLEVÉE, il ignore le maître. Cela nous permet d’avoir plusieurs périphériques SPI partageant les mêmes lignes MISO, MOSI et CLK.
Interruptions externes (2 et 3) – Ces broches peuvent être utilisées pour déclencher une interruption sur une valeur faible, un front montant ou descendant ou un changement de valeur.
Les broches TXD et RXD -TXD et RXD sont utilisées pour la communication série. Le TXD est utilisé pour transmettre les données et le RXD est utilisé pour recevoir les données. Il représente également le flux de données réussi.
Broche ICSP Arduino UNO:
Il représente la programmation série en circuit. Nous pouvons utiliser ces broches pour programmer le firmware de la carte Arduino. Les modifications du firmware avec les nouvelles fonctionnalités sont envoyées au microcontrôleur à l’aide de l’en-tête ICSP.
L’en-tête ICSP se compose de 6 broches.
Arduino Uno Pinout – Analog Pins:
The Arduino Uno consists of 6 analog pins, which uses ADC (Analog to Digital converter). These pins can serve as analog inputs but can also function as digital inputs or digital outputs. Ces broches acceptent des entrées sous forme de signaux analogiques et renvoient des valeurs comprises entre 0 et 1023 (car l’Arduino Uno a un convertisseur Analogique-Numérique 10 bits ou une résolution 210).
Un convertisseur analogique-numérique fonctionne en trois étapes: l’échantillonnage, la quantification et la numérisation. Comme l’Arduino fonctionne sur une plage de 0 à 5 volts, la taille de pas de l’appareil est de 5/1023 = 0,00488 volts ou 4,88 mV.
Ainsi, nous pouvons interpréter une tension d’entrée de 4,88 mV à l’une des broches analogiques comme 1, 9,77 mV comme 2, et ainsi de suite jusqu’à 5 V comme 1023. Tout ce qui est inférieur à 4,88 mV est considéré comme 0 et supérieur à 4,99 V comme 1023.
Brochage Arduino Uno – Broches numériques:
Sur la carte Arduino UNO, broches 0-13 sont des broches d’entrée / sortie numériques.
Les broches numériques Arduino ne peuvent lire que deux états: lorsqu’il y a un signal de tension et lorsqu’il n’y a pas de signal. Ce type d’entrée est généralement appelé numérique (ou binaire) et ces états sont appelés HAUT et BAS ou 1 et 0.LED (13): Sur la carte, il y a une LED intégrée connectée à la broche numérique 13. Lorsque cette broche est HAUTE ou 1, la LED est allumée, lorsque la broche est BASSE ou 0, elle est éteinte.
Broches PWM:
Si vous regardez de près, vous trouverez le ‘ ~ ’ symbole sur la broche numérique 3,5,6,9,10 et 11. Ces broches ont une fonctionnalité supplémentaire appelée PWM. Par conséquent, ces broches sont appelées broches PWM.
PWM signifie ”Modulation de largeur d’impulsion ». Cela signifie qu’une valeur analogique est modulée sur un signal numérique. Supposons que vous souhaitiez qu’un moteur à courant continu fonctionne à une certaine tension analogique comprise entre 0 et 5 V. Ce n’est pas possible car la carte Arduino est basée sur MOSFET.
Ainsi, pour atteindre la sortie souhaitée, nous ne pouvons simuler un signal analogique qu’en allumant et en éteignant très rapidement notre sortie. Ainsi, la PWM ne peut qu’imiter et simuler les effets d’un signal analogique pur, elle ne peut jamais effectuer de conversion numérique en analogique pure (ce qui nécessite généralement certains composants actifs comme les condensateurs et les inducteurs).
Autres broches:
GND (broches de masse): Il y a 5 broches de masse disponibles sur la carte.
RESET – Permet de réinitialiser la carte Arduino. Si cette broche est fournie avec 5 V, la carte se réinitialisera automatiquement
Tension de référence d’E/S (IOREF) – Cette broche est la référence d’entrée / sortie. Il fournit la référence de tension à laquelle le microcontrôleur fonctionne actuellement. L’envoi d’un signal à cette broche ne fait rien.
3,3 V et 5V: Ces broches fournissent respectivement 5v et 3,3v régulés aux composants externes connectés à la carte.
Spécifications d’Arduino UNO:
- Microcontrôleur: ATmega328P
- Tension de fonctionnement: 5V
- Tension d’entrée (recommandée): 7-12V
- Tension d’entrée (limites): 6-20V
- Broches d’E / S numériques: 14 broches (dont 6 broches de sortie PWM)
- Broches d’entrée analogiques: 6
- Courant continu par broche d’E / S: 40 mA
- Courant CONTINU pour broche 3,3 V: 50 Ma
- Mémoire flash: 32 Ko (dont 0,5 Ko est pris par le chargeur de démarrage)
- SRAM: 2 Ko (ATmega328 )
- EEPROM: 1 Ko (ATmega328)
- Vitesse d’horloge: 16 MHz
- Longueur: 6 mm
- Largeur: 4 mm
- Poids: 25 g
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