برد آردوینو Uno چیست؟ بررسی کامل آردوینو (اونو یونو Uno)

Arduino Uno یک برد متن باز مبتنی بر میکروکنترلر Microchip ATmega328P است و توسط Arduino.cc ساخته شده است. این برد مجهز به مجموعه ای از پین های ورودی / خروجی دیجیتال و آنالوگ است که میتواند به راحتی با شیلد های آردوینو Uno ارتباط برقرار کند. برد Arduino Uno R3 دارای 14 پین ورودی / خروجی دیجیتال است که 6 پین از این 14 پین قابلیت PWM را دارند. این برد با استفاده از نرم افزار Arduino IDE از طریق کابل USB نوع B قابل برنامه ریزی است. برد آردوینو Uno میتوان آن را از طریق کابل USB یا باتری 9 ولتی خارجی تغذیه کرد. این برد ولتاژ بین 7 تا 20 را میتواند به عنوان ورودی استفاده کند زیرا دارای یک رگولاتور داخلی برای تبدیل ولتاژ است.

کلمه “uno” به زبان ایتالیایی به معنی “یک” است و به منظور انتشار اولیه نرم افزار آردوینو انتخاب شده است. برد Uno اولین سری از سری برد های Arduino مبتنی بر USB است. میکروکنترلر ATmega328 موجود در برد با یک بوت لودر از قبل برنامه ریزی شده است که اجازه می دهد بدون استفاده از پروگرامر سخت افزاری خارجی برنامه ریزی شود. این برد در ایران به صورت آردوینو یونو و آردوینو اونو تلفظ میشود.

پیشنهاد میکنم مقاله آپلود پروژه در آردوینو را مشاهده کنید.

مشخصات فنی

در زیر میتوانید تمام مشخصات آردوینو Uno را مشاهده کنید.

• میکروکنترلر : Microchip ATmega328P
• ولتاژ عملکرد: 5 ولت
• ولتاژ ورودی : 7 تا 20 ولت
• پین های I/O دیجیتال: 14 (6 پین میتوانند خروجی PWM تولید کنند)
• پین های ورودی آنالوگ : 6
• جریان DC برای هر پین دیجیتال : 20 میلی آمپر
• جریان DC برای هر پین 3.3 ولت : 50 میلی آمپر
• حافظه Flash (فلش) : 32 کیلوبایت از هر 0.5 کیلوبایت توسط بوت لودر استفاده میشود.
• سرعت Clock کلاک: 16 مگا هرتز
• طول : 68.6 میلی متر
• عرض : 53.4 میلی متر
• وزن : 25 گرم
• UART: 1
• I2C: 1
• SPI: 1
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB

شماتیک آردوینو Uno

در این قسمت به طور کامل پین های روی برد آردوینو یونو را بررسی میکنیم. ابتدا توابع عمومی پین هدر ها را بررسی میکنیم و سپس توابع ویژه را توضیح میدهیم. تصویر زیر شماتیک آردوینو Uno را نشان میدهد.

توابع عمومی

• LED: این یک ال ای دی داخلی است که به پین دیجیتال شماره 13 متصل است. هنگامی که در کد این پین High باشد، ال ای دی روشن میشود و هنگامی که این پین Low باشد، ال ای دی خاموش میشود.
• VIN: ولتاژ ورودی به برد آردوینو است که هنگامی که از یک منبع تغذیه خارجی استفاده کنیم، استفاده میشود. شما میتواند از این پین برای تغذیه استفاده کنید یا از USB و جک تغذیه.
• 5V: این پین خروجی 5 ولت تنظیم شده توسط رگولاتور روی برد را ارائه میدهد. همانطور که گفته شد این برد میتواند توسط کابل USB (ولتاژ 5)، جک تغذیه (7 تا 20 ولت) و پین VIN مانند جک با ولتاژ 7 تا 20 ولت تغذیه شود. ولتاژ خارج از محدوده میتواند به برد آردوینو آسیب دائمی بزند.
• 3V3: ولتاژ 3.3 که توسط رگولاتور برد ساخته شده است را ارائه میدهد که حداکثر جریان آن 50 میلی آمپر است.
• GND: پین های GND
• IOREF: ایین پین برای تامین ولتاژ مرجع میکروکنترلر استفاده میشود. یک شیلد پیکربندی شده می تواند ولتاژ پین IOREF را بخواند و منبع تغذیه مناسب را انتخاب کند.
• Reset: معمولاً برای افزودن دکمه ریستارت به شیلد هایی که جلوی آن را می بندد ، استفاده می شود.

توابع ویژه

علاوه بر این ، برخی از پین ها توابع ویژه ای دارند :

• Serial / UART: پایه های 0 (RX) و 1 (TX). برای دریافت (RX) و انتقال (TX) داده های سریال TTL استفاده می شود. این پایه ها به پایه های مربوطه تراشه سریال ATmega8U2 USB به TTL متصل می شوند.
• External interrupts: پایه های وقفه های خارجی 2 و 3 هستند. این پایه ها را می توان به گونه ای پیکربندی کرد که باعث ایجاد وقفه در مقدار زیاد، کم ، لبه بالا یا پایین یا تغییر مقدار شود.
• PWM (مدولاسیون عرض پالس): پین های 3, 5, 6, 9, 10, و 11 میتوانند خروجی PWM با وضوع 8 بیت را با استفاده از دستور analogWrite() ارائه دهند.
• SPI (رابط سریال محیطی): پایه های 10 (SS) ، 11 (MOSI) ، 12 (MISO) و 13 (SCK) از ارتباط SPI با استفاده از کتابخانه SPI پشتیبانی می کنند.
• TWI (ارتباط I2C دو سیم): پین SDA (A4) و پین SCL (A5) با استفاده از کتابخانه Wire از ارتباطات TWI پشتیبانی می کنند.
• AREF (مرجع آنالوگ): ولتاژ مرجع برای ورودی های آنالوگ

از 14 پین دیجیتال و 6 پین آنالوگ موجود در Uno می توان از آن ها به عنوان ورودی یا خروجی ، تحت کنترل نرم افزار (با استفاده از توابع pinMode () ، digitalWrite () و digitalRead ()) استفاده کرد. این پین ها در 5 ولت کار می کنند.

هر پایه می تواند 20 میلی آمپر را در حالت توصیه شده خارج یا دریافت کند و دارای یک مقاومت کششی داخلی (به طور پیش فرض) 20-50 کیلو اهم است. برای جلوگیری از آسیب دائمی به میکروکنترلر ، نباید هر پین ورودی / خروجی از جریان حداکثر 40 میلی آمپر عبور کند. برد Uno دارای 6 ورودی آنالوگ است که دارای برچسب A0 تا A5 هستند. این پین ها میتوانند تبدیل آنالوگ به دیجیتال را انجام دهند و هر کدام از این پین ها وضوج 10 بیت را ارائه می دهند (یعنی دقت 1024). به طور پیش فرض ، آنها از GND به 5 ولت اندازه گیری می شوند ، اگرچه تغییر محدوده با استفاده از پین AREF و تابع analogReference () امکان پذیر است.

پایه های برد آردوینو Uno

توضیحات کامل پین های برد آردوینو یونو را در تصویر زیر مشاهده میکنید.

ارتباطات

آردوینو یونو دارای تعدادی امکانات برای برقراری ارتباط با رایانه ، برد های Arduino دیگر یا سایر میکروکنترلرها است. ATmega328 ارتباط سریال UART TTL (5V) را فراهم می کند که در پین های دیجیتال 0 (RX) و 1 (TX) موجود است. ATmega16U2 موجود در برد این ارتباط سریال را از طریق USB کانال می کند و این کانال عنوان یک درگاه مجازی برای نرم افزارهای رایانه ظاهر می شود. سیستم عامل 16U2 از درایورهای USB COM استاندارد استفاده می کند و نیازی به درایور خارجی نیست. با این حال ، در ویندوز ، یک فایل .inf مورد نیاز است.

نرم افزار Arduino شامل یک مانیتور سریال است که اجازه می دهد داده های متنی ساده از برد آردوینو دریافت و به برد ارسال شود. وقتی داده ها از طریق تراشه USB به سریال و اتصال USB به رایانه منتقل می شوند ، LED های RX و TX روی برد چشمک می زنند (اما نه برای ارتباط سریال روی پین های 0 و 1). یک کتابخانه SoftwareSerial امکان ارتباط سریال با هر یک از پایه های دیجیتال Uno را فراهم می کند.

تنظیم مجدد خودکار (نرم افزاری)

بورد Arduino Uno به جای نیاز به فشار فیزیکی دکمه تنظیم مجدد قبل از بارگذاری ، به شکلی طراحی شده است که امکان تنظیم مجدد آن توسط نرم افزار موجود در رایانه متصل را فراهم می کند. یکی از خطوط کنترل جریان سخت افزار (DTR) ATmega8U2 / 16U2 از طریق یک خازن 100 نانو فارادی به خط تنظیم مجدد ATmega328 متصل است. هنگامی که این خط Low می شود (کم می شود) ، خط تنظیم مجدد به اندازه کافی افت می کند تا تراشه را دوباره تنظیم کند.

این تنظیم پیامدهای دیگری نیز دارد. هنگامی که Uno به رایانه ای با سیستم عامل Mac OS X یا Linux متصل می شود ، هر بار که از طریق نرم افزار (از طریق USB) به آن وصل می شود مجدداً تنظیم می شود. تقریباً نیم ثانیه بعد ، بوت لودر در Uno اجرا می شود.

شیلد ها

آردوینو یونو دارای تعداد زیادی شیلد های آماده برای پروژه های مختلف میباشد. از جمله این شیلد ها میتوان به شیلد اترنت آردوینو، شیلد رله آردوینو، شیلد ال سی دی آردوینو، شیلد تشخیص گاز و … اشاره کرد. شیلد های آردوینو عملکرد آردوینو را گسترش میدهد و شما فقط باید آن ها را به بالای برد به سادگی متصل کنید. سعی میکنیم در مقاله ای دیگر به صورت جامع در مورد شیلد های مختلف آردوینو صحبت کنیم.

خرید آردوینو Uno

برد آردوینو Uno و به خصوص نسخه R3 آن به محبوبیت بسیار زیادی در ایران رسیده است. سایت آیرنکس فعلا در زمینه فروش قطعات الکترونیک فعالیتی ندارد و هدف اصلی ما آموزش است. اما اگر شما دوستان فروشگاهی معتبر جهت خرید برد آردوینو Uno اورجینال میشناسید لطفا در نظرات انتهای مطلب آن را معرفی کنید. برد های آردوینو یونو به صورت DIP و SMD در سایت های ایرانی موجود است اما مسئله ای که در اینجا بسیار اهمیت دارد کیفیت و اورجینال بودن برد آردوینو است.

پیشنهاد میکنم مقاله آردوینو نانو را نیز بخوانید.

قیمت برد آردوینو Uno

با توجه به نوسانات دلار و تورم بسیار بالا، نمیتوان قیمتی را برای برد آردوینو اونو مشخص کرد. در چند ماه گذشته قیمت آردوینو Uno بیش از 2 برابر شده است. و در سایت های ایرانی فروش قطعات، شاهد قیمت های بسیار متفاوتی برای این برد هستیم. همچنین بعضی از سایت ها این برد را همراه با کابل USB B به فروش میرسانند. این نکته ای است که باید به آن توجه کنید زیرا میتواند کمی قیمت برد آردوینو را افزایش دهد.