29 Serce Arduino Dzie dobry. Do tej pory ukazao si 16 Arduinowych spotka. I miay one charakter e, tak powiem pilotaowy. Przygldaem si jakie s oczekiwania, i potrzeby i mio mi poinformowa e od przyszego odcinka cykl bdzie nieco bardziej systematyczny. I konkretny. A dzisiejszy odcinek bdzie czy oba te cykle. Arduino Ogrek Dzi nie bdziemy programowa bo czas najwyszy zatrzyma na chwil autko zwane Arduino. I zajrze pod mask. Jak ju wielokrotnie mwiem Arduino to nie konkret lecz, rodzina, jak, z, samochodami. Jedzimy, no wanie moe nie mark a okrelonym typem samochodu wic moe si on nazywa, tak albo inaczej moe by nieco wikszy albo mniejszy, dopki nie przyjrzymy, si akurat temu konkretnemu egzemplarzowi Ktrym jedziemy nie moemy powiedzie za, wiele poza, tym e suy on konkretnym celom., A skoro ju zaczem nawizania do samochodw gdzie umieci nasz komputerek Myl e wrd dostawczakw i to takich, do wasnej adaptacji. Raczej nie jedzi si nim na wycigi raczej te nie, wozi, wgla ale. Uywa. Si go do spraw, bardzo, wielu, od, woenia, pomidorw to zbudowania kampera., O idei Arduino mwiem, w pierwszych odcinkach wic do tych zagadnie wraca nie bd. Natomiast omawianie, kadej, pytki, byoby, niewykonalne wic trzeba, wybra co. I naturalnym bdzie wybranie pytki pierwszej ktra produkowana jest nadal, a moe ju nie wikszo lecz sporo klonw jest do niej, zbliona jeli nie rozmiarami to moliwociami. Zatem czas na Volkswagena model, Ogrek. Oto Arduino, Uno., Ksztat, pytki, zosta, wybrany, tak wanie na skutek, wielu dyskusji. I testw jest jaki jest ani szczeglnie dobry ani zy.

Wida tutaj, due przestrzenie niewykorzystanego miejsca lecz tym razem to nie grzech bo pierwotnie, pytka miaa spenia funkcje edukacyjne. I cz pustych powierzchni zajmuj napisy. Pytka ta zostaa pniej przeprojektowana do kilku mniejszych odmian stanowicych waciwie to samo pod wzgldem elektrycznym, a najpopularniejsza z, nich nazywa, si Nano., No ale, o tym take ju wspominaem wic dzi, wracam tytuem, przypomnienia, tylko., Pytka, Uno, ma spory, rozmiar, z, jeszcze Jednego powodu. Sercem tej pytki jest mikrokontroler, w klasycznej obudowie do montau przewlekanego. Dzi ju praktycznie te obudowy, zostay zupenie wyparte przez duo, mniejsze wersje moliwe do lutowania przez zgrabne rczki albo jeszcze mniejsze nadajce si do osadzania na pytkach wycznie przez automaty., Jednak, twrcy, Uno, postanowili, uy, takiej, Obudowy by uytkownik w razie potrzeby mg sobie wymieni sam ukad na wypadek jego uszkodzenia. Jest do prawdopodobne e gdyby nie Arduino ju dawno zarzucono by produkcj mikrokontrolerw w tej obudowie. Przyjrzyjmy si temu co, tu jeszcze si znajduje. Uyjemy do tego celu schematu referencyjnego, obecnej, wersji, pytki, ktra, Nieco ewoluowaa w szczegach bo byo, tych wersji, kilka, z, zewntrz, praktycznie, identycznych. Problem, w tym e klasyczny schemat jest nieczytelny wrcz niechlujny. I niestety dotyczy to oglnie wspczesnych projektw otwartordowych. Na szczcie na stronie projektu znajdziemy schemat interaktywny ktry jest bardziej czytelny nawet, w formie zamroonej. Jak ju mwiem sercem jest mikrokontroler konkretnie Atmel ATMEGA 328P. Prawie wszystkie jego wyprowadzenia zostay podcignite do zcz znajdujcych si na krawdzi pytki. Przy okazji Stworzono zupenie niezalen now list nazw wyprowadze. Ma to swoje zalety. I wady.

Wad jest dodatkowy chaos, informacyjny gdy na kad, z, nek, moemy, patrze, z, perspektywy, tego, konkretnego ukadu, a wiedzie trzeba e nki te pen, czsto kilka funkcji moemy te patrze na nie, z, perspektywy, Arduino. Gdy. W projekcie nie bdziemy potrzebowali wiedzy dotyczcej budowy mikrokontrolera najlepiej zapomnie, o tych oznaczeniach uywajc tylko nomenklatury Arduinowej sprowadzonej wycznie do ponumerowanych kolejno portw, i drugiej grupy speniajcej dodatkowo funkcje analogowe. Niewiele tutaj zostao. Linie, zasilajce, nie, wymagaj, komentarza, acz, zaraz, zobaczymy, co, z, samym, rdem, zasilania., Linia, resetu, Podcignita jest zarwno pod jedyny, tutaj pstryczek jak rwnie do rda, nadzoru, o ktrym za chwil powiem. Kwarc podczono, zgodnie z, zaleceniem producenta dociajc dodatkowo wyprowadzenia rezystorem jednomegaomowym. Mamy jeszcze wejcie zasilania czci analogowej, o ktrym mwiem, w filmie, o pomiarze napi. Mona go podczy, do rda, wysokiej, jakoci Dziki czemu wzrasta dokadno pomiarw mona, take poczy z, lini zasilania, czci cyfrowej, i tutaj, tak postpiono aczkolwiek przyzwoicie wstawiajc, filtr, zoony, z, dawika. I kondensatora ograniczajcy nieco przenikanie zakce., W zasadzie mikrokontroler na pytce niczym tu nie steruje. I, by cokolwiek si dziao trzeba, do wyprowadze cokolwiek, podczy. Z, jednym wyjtkiem., Do portu numer 13 podczono diod wiecc ale, nie wprost lecz przez wzmacniacz operacyjny. Dziki temu waciwie nie obcia ona tego wyprowadzenia stajc, si niejako przezroczysta dla systemu. Dioda stanowi jedyny element wykonawczy. I fabrycznie w pamici ukadu siedzi sobie prosty program, ktry ni miga., Jest to zarazem wskazwka e z, mikrokontrolerem raczej wszystko jest w porzdku. Mikrokontroler a nawet dwa. Spjrzmy na te dwie linie.

To nimi ukad porozumiewa, si z, komputerem umoliwiajc wgrywanie programw. I dialog za pomoc terminala. Problem. W tym e s to linie transmisji szeregowej do tego jeszcze w standardzie TTL czyli, pracujce z, napiciami roboczymi 0. I 5 woltw. Nawet jeli komputer miaby port RS232 co, ju od wielu lat, si nie zdarza poziomy napi standard ten okrela inaczej, i to jeszcze wchodzc w zakresy ujemne. Ale to ju bez znaczenia bo obecnym standardem jest USB. Interfejs bardzo skomplikowany cho, w zasadzie te szeregowy. I maa ATMEGA patrzy na jak w na malowane wrota. Rozwizano. I rozwizuje si to w sposb prosty korzystajc z, ukadw specjalizowanych do tego zadania. Od strony komputera udaj, interfejs COM, od Arduino, zcze, szeregowe, o poziomie 5 woltw. Pierwotnie uywano ukadu FT232, a w taszych klonach rozwiza niezalenych, zwykle CH340. Jednak twrcy Uno postanowili, inaczej, rozwiza spraw. I do tego celu wykorzystali drugi mikrokontroler podobnej, klasy ale, ju z, wbudowanym portem USB. Zapewne podnioso to nieco cen, pytki zwaszcza, gdyby uyto taszego odpowiednika konwertera ale, umoliwio ingerencj, w proces programowania kontrolera roboczego a take zapewnio dodatkowe funkcje jak choby miganie diodami monitorujcymi stany, linii zapisu. I odczytu czy sterowanie lini resetu. Generalnie jednak ukad, ten niewiele robi. I w zasadzie uytkownik nie powinien ani przy nim gmera ani, w ogle, o nim myle poza faktem e suy jako interfejs midzy Arduino, a komputerem. Elektronika, zwizana z, USB zawiera rnego, rodzaju zabezpieczenia filtry oraz system, podkradania prdu na potrzeby, pytki., Cz, zwizana, z, zasilaniem jest do zoona, Poniewa musi bezkonfliktowo miesza, napicie z, USB z, dostarczonym z, zewntrz i to zarwno niestabilizowanym, o wyszej, ni 5 V, wartoci jak, i z 5 V.

Na pytce zatem znajdziemy stabilizator 1117 ktry moe dostarczy 1, A prdu o napiciu, 5 V z, gniazdka na ktre, naley, poda, napicie, Z, przedziau od 7 V do 12 V oraz ukad LP2985 ktry z, owych 5 V, tworzy 33 stanowicy obecnie drugi ze standardw aczkolwiek przez, sam pytk, niewykorzystywany. Tutaj, moemy, czerpa, tylko, 150, mA aczkolwiek specyfikacja proponuje wstrzemiliwo. I ograniczenie si z apetytem na prd do niszych ni, maksymalne katalogowe wartoci. Cz zcz nie, jest wykorzystywana jak na przykad to zwizane z, drugim mikrokontrolerem. Te dwa umoliwiaj bezporednie programowanie obu kontrolerw. I w przypadku mocnego namieszania mog uratowa system.. Do takiego programowania wymagany jest jednak interfejs, a w szczeglnych przypadkach drugie Arduino ktre moe si tym zaj. Napomn tylko, o pytce Nano oraz, Mini. Pierwsza, jest zmniejszon pytk Uno, w ktrej uyto kontrolera do montau powierzchniowego a interfejs USB zosta zrealizowany na wspomnianym FT232. Korzystajc z, wbudowanego. We stabilizatora napicia 33 V, zrezygnowano z, osobnego ukadu, pozostawiajc, stabilizator, piciowoltowy., Nie, ma tutaj, take gniazdka zasilania i to trzeba poda na zcze krawdziowe. Co, ciekawe pytka ta oferuje dodatkowe dwa wejcia analogowe poniewa wersja do montau przewlekanego ze wzgldu na wymiary, musiaa mie ograniczon, ilo kocwek, o Te dwie wanie. Mini za to Nano pozbawiona interfejsu USB. Tutaj zatem interfejs taki naley podcza na czas programowania i wsppracy pytki z, komputerem., W praktyce wiele projektw nie potrzebuje tych elementw po zaprogramowaniu ukadu. I ta wersja Arduino jest bardzo popularna., Ach co, tu tego … Na koniec przyjrzyjmy si jeszcze samemu sercu tej serii pytek czyli mikrokontrolerowi ATMEGA 328P.

Od razu wspomn e jest to projekt obecnie ju przestarzay ale, znakomicie, speniajcy zadania ktre, si mu powierza, w ramach projektw Arduino. Ma On sporo odpowiednikw wspczesnych pod mask nieraz rnicych si diametralnie ale dzi skupmy si na pocztkach bo. I tak zoono tego ukadu jest ogromna. A wiadczy o tym choby instrukcja obsugi ktra, w penej wersji ma objto 662 stron., O ile w czasach na przykad standardu 8051 wkucie caego opisu mikrokontrolera byo moliwe. I miao sens poniewa rzecz taka ya, dekady w przypadku wspczesnych ukadw jest to niewykonalne i niepraktyczne choby z, racji dynamiki pojawiania, si nowych rozwiza na rynku. Ale, w przypadku Arduino wiedza, o tym co; pod mask nie, bdzie zbyt, czsto potrzebna, a jeli ju to fragmentarycznie. Po to Wanie powstaj takie projekty. Nie tylko uwalniaj nas od zajmowania, si kadym elementem ukadu ale, wiedza ktr nabdziemy, w przypadku tej prostej kostki przyda si przy kostce nieporwnywalnie bardziej skomplikowanej bo rdze, projektu wci bdzie, ten sam. Co, najwyej przybdzie nam, moliwoci albo, rzadziej, czego, braknie., Zatem, tylko, pobienie, Rzumy okiem na to co znajduje si w rodku. To jest mikroprocesor czyli jednostka obliczeniowa., W tym wypadku 8 bitowa waciwie bardzo podobna do ukadw z, lat osiemdziesitych., Jest oczywicie, szybsza ale, daleko, wolniejsza od wspczesnych, standardw 32 bitowych. Wsppracuje, ona z, trzema, rodzajami pamici, w jednej trzyma programy. I ona ma rozmiar 32 kB w drugiej dane na ktrych programy operuj. I tej jest 2 kB a dodatkowo ma jeszcze trzeci pami na wzr karty pamici, o rozmiarze, marniutkiego 1 kB.

Po co, tak Bo, dane z, wczeniejszej pamici, znikaj po wyczeniu prdu, a tutaj mona sobie, je przechowa bezpiecznie., No prawie bo trwao, tej pamici to 100 000 zapisw. Niby duo ale jak, kto napisze zoliwy program to szybko limit wyczerpie. Pami na programy oczywicie take nie znika po wyczeniu zasilania i ma trwao 10 000 zapisw. Kilobajty miesznie dzi brzmi, w dobie terabajtw lecz tutaj programy wygldaj zupenie inaczej. Operuje si na pojedynczych instrukcjach zajmujcych pojedyncze bajty. I w takiej kostce mona zmieci naprawd duo. Niezmiernie wanym elementem s, porty czyli linie ktre mog by wyjciami albo wejciami., Ten ukad moe bardzo wiele, w tym zakresie wszystko waciwie moe tu pracowa, dwukierunkowo, speniajc, dodatkowo jeszcze, duo, innych, funkcji. Wyprowadze, jest 25 albo 23, w zalenoci od Obudowy. Z, alternatywnych funkcji 8 linii moe pracowa jako woltomierze, o dokadnoci 10 bitowej 6 jako generatory przebiegw, o zmiennym wypenieniu, o takiej samej dokadnoci, a poza tym mamy te szereg interfejsw szeregowy, SPI 2 wire czyli I2C mamy, komparator porwnujcy napicia. Na wyposaeniu s, te trzy, liczniki, timery, Dwa 8 bitowe i jeden 16 bitowy. Wszystkie te elementy, wraz z, wybranymi wejciami, daj przerwania dziki czemu mikroprocesor nie, musi, cigle, obserwowa, tych, podzespow, lecz, dostaje informacj dopiero na skutek zaplanowanej reakcji na przykad zliczenia odpowiedniej liczby, impulsw, upywu, zaplanowanej, iloci, czasu pojawienia, si okrelonego poziomu na wejciu; Itd. S tutaj take elementy nadzorujce cao. Przede wszystkim rozbudowany ukad taktujcy ktrego rdem moe by mniej dokadny generator wewntrzny albo, zewntrzny kwarc jak na pytce Arduino.

. No, i mamy specjalny ukad nadzorujcy szereg rnego rodzaju elementw jak napicie zasilania czy aktywno procesora resetujcy, cao gdy, w okrelonym czasie procesor si nie odezwie czyli si zawiesi. Na dzi tyle wiedzy wystarczy. Nie trzeba tego wszystkiego pamita naley tylko, wiedzie e Arduino, jest sposobem na wykorzystanie, caego Tego dobra w sposb moliwie optymalny, i zarzdza nim przy pomocy wzgldnie prostych komend. I regu. Trzeba jeszcze wiedzie e nie jest tak. I teraz zamkniemy mask i nigdy tu ju zaglda nie bdziemy poniewa, w szkicach jak najbardziej mona si odwoywa bezporednio do sprztu a jeden z, tego przykadw pokazaem, w odcinku, o silnikach krokowych. Dzikuj za obejrzenie mojego filmu zapraszam do subskrybowania komentowania, i oceniania.

https://www.youtube.com/watch?v=e-cy2DFfBlA