Arduino Due: Pin-konfigurasjon, grensesnitt og dens applikasjoner

Arduino-kort er en åpen kildekode-maskinvare- og programvareplattform som er designet med et kretskort inkludert en mikrokontroller og andre grensesnitt som støtter forskjellige komponenter som kobles til det. Dette brettet kan enkelt programmeres ved hjelp av et integrert utviklingsmiljø (IDE) som brukes til å skrive og laste opp koden til brettet. Arduino er et fleksibelt mikrokontrollerkort som brukes til å utvikle forskjellige elektronikkprosjekter. Det er forskjellige typer Arduino-brett som arduino uno , Nano, Micro, Leonardo, nano Every, MKR Zero, Uno WiFi, Due, Mega 2560 , Lilypad, etc. Så denne artikkelen gir informasjon om en av typene Arduino-brett, nemlig Arduino Due – jobbe med applikasjoner.

Hva er Arduino Due?

Arduino Due er det kraftigste Arduino-utviklingsbrettet i Arduino-serien. Dette Arduino-brettet er et nybegynnerbrett som inkluderer mange funksjoner med utmerket prosesseringshastighet, så brukt i avanserte applikasjoner. Dette kortet ble utviklet på en kontroller i ARM-serien, mens andre Arduino-kort ble utviklet basert på en kontroller i ATMEGA-serien.

Arduinos due board er basert på 32-biters ARM-kjernemikrokontrolleren. Dette kortet er tilgjengelig med 54 digitale I/O-pinner der 12 pinner brukes som PWM o/ps, 12-analoge innganger, UARTs -4, en 84 MHz CLK, DAC -2, TWI-2, en SPI-header, en power jack, en JTAG-header, en USB OTG-tilkobling og en RESET-knapp og kan ERASE-knapp.

Arduino Due-kortet kan enkelt kobles til hvilken som helst datamaskin med en mikro-USB kabel og strøm gjennom et batteri eller en AC-til-DC-adapter for å komme i gang. Dette brettet er godt egnet med alle typer Arduino-skjold som fungerer på 3,3V.

Spesifikasjoner

De spesifikasjoner for Arduino Due Inkluder følgende.

• Mikrokontrolleren er SAM3X8E 32-bit ARM-kontrolleren.
• Driftsspenningen er 3,3V.
• Maksimal strøm gjennom hver I/O-pinne er 3mA og 15mA.
• Maksimal strøm som trekkes fra alle I/O-pinner er 130mA.
• Flash-minne er 512K byte.
• 16Kbyte EEPROM.
• 96Kbytes intern RAM.
• Den interne klokkefrekvensen er 12 Mhz.
• Den eksterne klokkefrekvensen er 84 Mhz.
• Driftstemperaturen varierer fra -40ºC til +85ºC
• Anbefalt i/p-spenning varierer fra 7V til 12V.
• Inngangsspenning varierer fra 6 til 20V
• Digitale I/O-pinner – 54.
• Analoge i/p-pinner – 12.
• Analoge o/p-pinner – 2.

Arduino Due Pin-konfigurasjon

Pinkonfigurasjonen til Arduino Due er vist nedenfor.

Makt

Arduino Due-kortet kan være strømdrevet gjennom USB-kontakten eller en ekstern strømforsyning som et batteri eller AC til DC-adapter. Så strømkilden velges automatisk. Strømpinnene til Arduino Due er +3,3V, +5V, Vin og GND.

• Vin er inngangsspenningspinnen der spenningen tilføres gjennom denne pinnen.
• 5V pin gir ut en regulert 5V ved hjelp av spenningsregulatoren på Arduino-kortet.
• 3,3V spenningsforsyning genereres gjennom den innebygde regulatoren. Denne regulatoren sørger ganske enkelt for strømforsyningen til SAM3X-mikrokontrolleren.
• Det er 5 GND-pinner tilgjengelig på brettet.
• IOREF-pinnen på Arduino due-kortet gir ganske enkelt spenningsreferansen som mikrokontrolleren fungerer gjennom. Spenningen til IOREF-pinnen kan være klar ved å konfigurere skjermen riktig og velge passende strømkilde eller la spenningsoversettere på o/ps fungere gjennom 5V (eller) 3,3V.

Kommunikasjonsgrensesnitt

UART: UART er en 'Universal Asynchronous Receiver Transmitter'. Dette grensesnittet brukes hovedsakelig til programmering av PRO MINI.

SPI: SPI er et serielt perifert grensesnitt som brukes til å overføre seriedata mellom mikrokontrollerne og en eller flere perifere enheter veldig effektivt. Arduino due inkluderer fire SPI-pinner SCK, SS, MOSI og MISO.

TWI: TWI er et grensesnitt med to ledninger, som brukes til å koble til eksterne enheter.

KAN: CAN er et kontrollområdenettverksgrensesnitt som hovedsakelig brukes for å gi kommunikasjon mellom kontrollere.

SSC: SSC er et synkront seriell kommunikasjonsgrensesnitt som hovedsakelig brukes for lyd- og telekomapplikasjoner.

Hukommelse

SAM3X har to blokker på 256 KB (512 KB) flashminne for å lagre koden. Oppstartslasteren er forhåndsbrent fra Atmel på fabrikken og lagres ganske enkelt i en dedikert ROM. SRAM er tilgjengelig med 96 KB i to sammenhengende banker på 32 KB og 64 KB. Alt det eksisterende minnet kan nås direkte som et flatt adresseringsrom som RAM, ROM og Flash.

ERASE-knapp

En innebygd ERASE-knapp brukes for å slette SAM3X Flash-minnet. Så dette vil eliminere de innlastede dataene fra mikrokontrollerenheten. For å slette, trykk og hold Slett-knappen i en stund når Arduino-kortet er strømdrevet.

Analoge innganger (A0 til A11):

Arduino Due inkluderer 12 analoge innganger og hver pinne gir 12 bits oppløsning. Disse analoge pinnene brukes ganske enkelt for å lese verdien av den analoge sensoren som er koblet til Arduino-kortet. Hver analoge pinne på kortet ble koblet til en innebygd ADC med en 12-bits oppløsning.

DAC-pinner (DAC0 til DAC1):

Disse to pinnene gir analog utgang med 12-biters oppløsning. Disse to pinnene brukes hovedsakelig til å lage en lydutgang med lydbiblioteket.

AREF

Denne pinnen er ganske enkelt koblet til SAM3X-kontrollerens analoge referansepinne gjennom en motstandsbro. For å bruke denne pinnen, bør BR1-motstanden avloddes fra kretskortet.

NULLSTILLE

Denne pinnen brukes til å tilbakestille kontrolleren og starte programkjøringen fra begynnelsen.

PWM-pinner (2 til 13)

PWM pinnene fra 2 til 13 er fra settet med digitale pinner der hver pin gir 8-bit PWM o/p. PWM o/p-verdien varierer ganske enkelt fra 0 til 5 volt.

JTAG-overskrift: Felles grensesnitt for maskinvare som hjelper oss å kommunisere direkte med eksterne brikker på brettet vårt. 4 pinner brukes til dette formålet merket som TCK, TD0, TMS og TDI.

Arduino Due-programmering

Generelt er alle typer Arduino Boards ganske enkelt programmert med IDE Arduino Software. Denne programvaren er veldig enkel å lære og bruke uten mye kompleksitet. Denne programvaren er lett tilgjengelig, så vi kan laste den ned direkte fra den offisielle siden og velge Arduino-brettet du ønsker å jobbe på. Dette brettet trenger ikke en ekstern brenner som en bootloader for å brenne koden om bord. Arduino-programvare fungerer perfekt gjennom vanlige operativsystemer som Windows, MAC eller Linux .

Arduino Due-brett er godt matchet med omtrent alle skjold som hovedsakelig er designet for andre typer Arduino-brett. De mest betydningsfulle skjoldene er; Motorskjold, Ethernet-skjold og WiFi-skjold.

LM35 temperatursensor grensesnitt med Arduino Due

LM35-temperatursensoren som har grensesnitt med Arduino due er vist nedenfor. LM35-temperatursensoren er en presisjons-IC, hvis o/p-spenning er proporsjonal lineært med Celsius-temperaturen. Dermed har denne IC en fordel over lineære temperatursensorer kalibrert i Kelvin fordi brukeren ikke er nødvendig å trekke fra en stor stabil spenning fra sin o/p for å få praktisk celsius-skalering.

LM35-sensoren trenger ingen ekstern kalibrering ellers trimming for å gi typiske nøyaktigheter på ±1/4°C ved romtemperatur og ±3/4°C over et komplett temperaturområde på +150°C.

LM35-temperatursensoren inkluderer tre pinner +5V, GND og utgang t. Koblingene til LM35-sensoren til Arduino due-kortet følger som;

De Vcc-pinne til temperatursensoren er koblet til 3v3-pinnen på Arduino-kortet.
De GND-pinne til temperatursensoren er koblet til GND-pinnen på Arduino-kortet.
De utgangspinne til temperatursensoren er koblet til A0-pinnen på Arduino-kortet.

Kode

const int analogIn = A0;
int RawValue= 0;
dobbel Spenning = 0;
dobbel tempC = 0;
dobbel tempF = 0;

void setup(){
Serial.begin(9600);
}
void loop()

{
RawValue = analogRead(analogIn);
Spenning = (RawValue / 1023,0) * 3300; // 5000 for å få millivot.
tempC = Spenning * 0,1;
tempF = (tempC * 1,8) + 32; // konverter til F
Serial.print(“Råverdi = ” ); // viser forhåndsskalert verdi
Serial.print(RawValue);
Serial.print(“\t millivolt = “); // viser spenningen målt
Serial.print(Spenning,0); //
Serial.print(“\t Temperatur i C = “);
Serial.print(tempC,1);
Serial.print(“\t Temperatur i F = “);
Serial.println(tempF,1);
forsinkelse(500);
}

Utgangen vil vises på den serielle monitoren. Så åpne den serielle skjermen for å sjekke utgangene som følgende.

Råverdi = 69 millivolt = 220 Temperatur i C = 22,1 Temperatur i F = 72,5
Råverdi = 70 millivolt = 227 Temperatur i C = 23,6 Temperatur i F = 73,6
Råverdi = 71 millivolt = 230 Temperatur i C = 23,9 Temperatur i F = 74,2
Råverdi = 72 millivolt = 234 Temperatur i C = 24,2 Temperatur i F = 74,8
Råverdi = 73 millivolt = 236 Temperatur i C = 24,5 Temperatur i F = 75,4
Råverdi = 74 millivolt = 240 Temperatur i C = 24,9 Temperatur i F = 76,0
Råverdi = 75 millivolt = 243 Temperatur i C = 25,2 Temperatur i F = 76,5
Råverdi = 76 millivolt = 246 Temperatur i C = 25,5 Temperatur i F = 77,1
Råverdi = 77 millivolt = 249 Temperatur i C = 54,8 Temperatur i F = 77,7

Hvordan er Arduino Due forskjellig fra resten av Arduino-brettene?

Arduino Due-brett er annerledes sammenlignet med andre typer Arduino-kort når det gjelder spenningsnivå. Så mikrokontrolleren i Arduino due-kortet fungerer ganske enkelt på 3,3 V i stedet for 5 V, som er vanlig i andre Arduino-kort. Hvis du bruker en høyere spenning (>3,3 V) for pinnene til Arduino Due-kortet, kan kortet bli skadet. Prosessoren som brukes i Arduino due board er den raskeste prosessoren sammenlignet med andre brett. Minnestørrelsen er maksimal i Arduino due board sammenlignet med andre brett. Arduino due-brettet har ingen EEPROM ombord og er det dyrere brettet. Due-tavlen inkluderer et stort nr. av pin-hoder for å koble til flere digitale I/O og er også pin-kompatibel gjennom typiske Arduino-skjold.

Arduino Due støtter kunstig intelligens og algoritmer. I likhet med Arduino Mega-brettet, som har et lignende antall porter, bare mye kraftigere, kan vi bruke dette Arduino due-brettet i prosjekter for å lage kunstig intelligens (AI) for mobile roboter. Så, hvis man ønsker å håndtere komplekse algoritmer, ellers for å gjøre en robot mer reaktiv, ville Arduino Due-brettet være riktig.

Fordeler

Hoved fordelene med Arduino Due Inkluder følgende.

• Det er en veldig kraftig 32-bits, 84MHz prosessor.
• Behandlingshastigheten innenfor instruksjoner for hvert sekund er høy.
• Arduinoer er hovedsakelig designet for å gjøre kontrolleren mer tilgjengelig.
• Arduino due kan produsere 114 kilosykluser hvert sekund.
• Programmeringsspråket er enkelt.
• Prisen er lavere sammenlignet med Mega.

Ulemper

Hoved ulemper ved Arduino pga Inkluder følgende.

• Disse brettene er litt klumpete.
• Den dekker mer plass.
• Due er dårligere på grunn av mangelen på skjoldkompatibilitet.
• Arduinos grunnstørrelse er ikke praktisk for mange prosjekter.
• Dette kortet mangler Bluetooth og Wi-Fi-funksjoner.

Arduino Due-applikasjoner

Hoved Arduino to bruker Inkluder følgende.

• Arduino Due brukes mest til Arduino-baserte prosjekter.
• Det er mye brukt i ulike applikasjoner der rask prosesseringshastighet er sluttresultatet.
• Den er ideell for prosjekter som trenger høy datakraft som droner som er fjernstyrt for å fly og krever behandling av mye sensordata hvert sekund.
• Automatisering i industrien.
• Sikkerhetssystemer.
• Virtual Reality-baserte applikasjoner.
• GSM og Android-baserte applikasjoner.
• Integrert system.
• Automatiseringssystem for hjemmet ved hjelp av IR.
• Robotarm.
• Nødlys.
• Mobil løfter.
• Hjemmeautomatiseringssystem med Bluetooth.
• Gatelys automatisk intensitetskontroll.
• Hindringsunngåelsesrobot.
• Kjøretøy for veggklatring.
• Skrankesystem for en parkeringsplass.

Altså handler dette om en oversikt over Arduino Due – arbeid og dets applikasjoner. Dette Arduino-kortet er basert på en 32-biters ARM-kjernemikrokontroller, så det er egnet for større Arduino-prosjekter. Dette Arduino Due mikrokontrollerkortet er basert på Atmel SAM3X8E Cortex M3 CPU . Her er et spørsmål til deg, hva er Arduino nano?