Arduino Mega 2560 - это устройство на основе микроконтроллера ATmega2560 (). В его состав входит все необходимое для удобной работы с микроконтроллером: 54 цифровых входа/выхода (из которых 15 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов), 16 аналоговых входов, 4 UART (аппаратных приемопередатчика для реализации последовательных интерфейсов), кварцевый резонатор на 16 МГц, разъем USB, разъем питания, разъем ICSP для внутрисхемного программирования и кнопка сброса. Для начала работы с устройством достаточно просто подать питание от AC/DC-адаптера или батарейки, либо подключить его к компьютеру посредством USB-кабеля. Arduino Mega совместим с большинством плат расширения, разработанных для Arduino Duemilanove и Diecimila.
Mega 2560 - это обновленная версия Arduino Mega .
Ардуино Mega 2560 отличается от всех предыдущих плат тем, что в нем для преобразования интерфейсов USB-UART вместо микросхемы FTDI используется микроконтроллер ATmega16U2 (ATmega8U2 в версиях платы R1 и R2).
На плате Mega 2560 версии R2 добавлен резистор, подтягивающий к земле линию HWB микроконтроллера 8U2. Подобная мера позволяет упростить процесс обновления прошивки и переход устройства в режим DFU .
Изменения на плате версии R3 перечислены ниже:
| Микроконтроллер | ATmega2560 |
| Рабочее напряжение | 5В |
| Напряжение питания (рекомендуемое) | 7-12В |
| Напряжение питания (предельное) | 6-20В |
| Цифровые входы/выходы | 54 (из которых 15 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов) |
| Аналоговые входы | 16 |
| Максимальный ток одного вывода | 40 мА |
| Максимальный выходной ток вывода 3.3V | 50 мА |
| Flash-память | 256 КБ из которых 8 КБ используются загрузчиком |
| SRAM | 8 КБ |
| EEPROM | 4 КБ |
| Тактовая частота | 16 МГц |
Arduino Mega может быть запитан от USB либо от внешнего источника питания - тип источника выбирается автоматически.
В качестве внешнего источника питания (не USB) может использоваться сетевой AC/DC-адаптер или аккумулятор/батарея. Штекер адаптера (диаметр - 2.1мм, центральный контакт - положительный) необходимо вставить в соответствующий разъем питания на плате. В случае питания от аккумулятора/батареи, ее провода необходимо подсоединить к выводам Gnd и Vin разъема POWER.
Напряжение внешнего источника питания может быть в пределах от 6 до 20 В. Однако, уменьшение напряжения питания ниже 7В приводит к уменьшению напряжения на выводе 5V, что может стать причиной нестабильной работы устройства. Использование напряжения больше 12В может приводить к перегреву стабилизатора напряжения и выходу платы из строя. С учетом этого, рекомендуется использовать источник питания с напряжением в диапазоне от 7 до 12В.
Выводы питания, расположенные на плате, перечислены ниже:
В микроконтроллере ATmega2560 есть 256 КБ флеш-памяти программ (из которых 8 КБ используются загрузчиком), 8 КБ памяти SRAM и 4 КБ EEPROM (для работы с этой памятью служит библиотека EEPROM).
ATmega2560 в Arduino Mega выпускается с прошитым загрузчиком, позволяющим загружать в микроконтроллер новые программы без необходимости использования внешнего программатора. Взаимодействие с ним осуществляется по оригинальному протоколу STK500 ( , ).
Исходный код прошивки микроконтроллера ATmega16U2 (либо ATmega8U2 на платах R1 и R2) находится в в репозиториях Ардуино . Прошивка ATmega16U2/8U2 включает в себя DFU-загрузчик (Device Firmware Update), позволяющий обновлять прошивку микроконтроллера. Для активации режима DFU необходимо:
Чтобы каждый раз перед загрузкой программы не требовалось нажимать кнопку сброса, Arduino Mega 2560 спроектирован таким образом, который позволяет осуществлять его сброс программно с подключенного компьютера. Один из выводов ATmega8U2, участвующий в управлении потоком данных (DTR), соединен с выводом RESET микроконтроллера ATmega2560 через конденсатор номиналом 100 нФ. Когда на линии DTR появляется ноль, вывод RESET также переходит в низкий уровень на время, достаточное для перезагрузки микроконтроллера. Данная особенность используется для того, чтобы можно было прошивать микроконтроллер всего одним нажатием кнопки в среде программирования Ардуино. Такая архитектура позволяет уменьшить таймаут загрузчика, поскольку процесс прошивки всегда синхронизирован со спадом сигнала на линии DTR.
Однако эта система может приводить и к другим последствиям. При подключении Mega 2560 к компьютерам, работающим на Mac OS X или Linux, его микроконтроллер будет сбрасываться при каждом соединении программного обеспечения с платой. После сброса на Arduino Mega2560 активизируется загрузчик на время около полсекунды. Несмотря на то, что загрузчик запрограммирован игнорировать посторонние данные (т.е. все данные, не касающиеся процесса прошивки новой программы), он может перехватить несколько первых байт данных из посылки, отправляемой плате сразу после установки соединения. Соответственно, если в программе, работающей на Ардуино, предусмотрено получение от компьютера каких-либо настроек или других данных при первом запуске, убедитесь, что программное обеспечение, с которым взаимодействует Ардуино, осуществляет отправку спустя секунду после установки соединения.
В Arduino Mega 2560 есть восстанавливаемые предохранители, защищающие USB-порт компьютера от коротких замыканий и перегрузок. Несмотря на то, что большинство компьютеров имеют собственную защиту, такие предохранители обеспечивают дополнительный уровень защиты. Если от USB-порта потребляется ток более 500 мА, предохранитель автоматически разорвет соединение до устранения причин короткого замыкания или перегрузки.
Максимальная длина и ширина печатной платы Mega2560 составляет 10.2 см и 5.4 см соответственно, с учетом разъема USB и разъема питания, выступающих за пределы платы. Три крепежных отверстия позволяют прикреплять плату к поверхности или корпусу. Обратите внимание, что расстояние между цифровыми выводами 7 и 8 не кратно традиционным 2.54 мм и составляет 4 мм.
Arduino Mega2560 спроектирован таким образом, чтобы быть совместимым с большинством плат расширения для Ардуино Uno, Diecimila и Duemilanove. Для этого цифровые выводы 0 - 13 (а также смежные с ними выводы AREF и GND), аналоговые входы 0 - 5, разъем питания и ICSP-разъем на всех платах расположены одинаково. Кроме того, в перечисленных устройствах линии основного приемопередатчика UART соединены с одними и теми же выводами (0 и 1), как и линии внешних прерываний 0 и 1 (выводы 2 и 3 соответственно). Линии интерфейса SPI выведены на разъем ICSP на обеих платах - как на Mega2560, так и на Duemilanove / Diecimila. Следует иметь ввиду, что на Arduino Mega расположение выводов интерфейса I2C отличается от плат Duemilanove / Diecimila: на Arduino Mega это выводы 20 и 21, а на Duemilanove / Diecimila - аналоговые входы 4 и 5.
Arduino Mega 2560 - это расширенная версия . Arduino Mega построена на микроконтроллере ATmega2560 . Плата имеет 54 цифровых входа/выходов (14 из которых могут использоваться как выходы ШИМ), 16 аналоговых входов, 4 последовательных порта UART, кварцевый генератор 16 МГц, USB коннектор, разъем питания, разъем ICSP и кнопка перезагрузки. Для работы необходимо подключить платформу к компьютеру посредством кабеля USB или подать питание при помощи адаптера AC/DC, или аккумуляторной батареей. Arduino Mega 2560 совместима со всеми платами расширения, разработанными для платформ Arduino Uno или Duemilanove.
| Микроконтроллер | ATmega2560 |
| Рабочее напряжение | 5В |
| Входное напряжение (рекомендуемое) | 7-12В |
| Входное напряжение (предельное) | 6-20В |
| Цифровые Входы/Выходы | 54 (14 из которых могут работат также как выходы ШИМ) |
| Аналоговые входы | 16 |
| Постоянный ток через вход/выход | 40 mA |
| Постоянный ток для вывода 3.3 В | 50 mA |
| Флеш-память | 256 KB (из которых 8 КB используются для загрузчика) |
| ОЗУ | 8 KB |
| Энергонезависимая память | 4 KB |
| Тактовая частота | 16 MHz |
Arduino Mega может получать питание как через подключение по USB, так и от внешнего источника питания. Источник питания выбирается автоматически.
Внешнее питание (не USB) может подаваться через преобразователь напряжения AC/DC (блок питания) или аккумуляторной батареей. Преобразователь напряжения подключается посредством разъема 2.1 мм с положительным полюсом на центральном контакте. Провода от батареи подключаются к выводам Gnd и Vin разъема питания (POWER).
Платформа может работать при внешнем питании от 6 В до 20 В. При напряжении питания ниже 7 В, вывод 5V может выдавать менее 5 В, при этом платформа может работать нестабильно. При использовании напряжения выше 12 В регулятор напряжения может перегреться и повредить плату. Рекомендуемый диапазон от 7 В до 12 В.
Плата Mega2560, в отличие от предыдущих версий плат, не использует FTDI USB микроконтроллер. Для обмена данными по USB используется микроконтроллер Atmega8U2, запрограммированный как конвертер USB-to-serial.
Выводы питания:
| Uno | Mega | ||
|---|---|---|---|
| Микроконтроллер | ATmega328p | ATmega2560 | |
| Количество цифровых входов/выходов | 14 | 54 | |
| …из них PWM поддерживают | 6 | 15 | |
| Количество аналоговых входов | 6 | 16 | |
| Количество контактов для аппаратного прерывания | 2 | 6 | |
| Объём Flash-памяти (кБ) | 32 | 256 | |
| Объём SRAM-памяти (кБ) | 2 | 8 | |
| Объём EEPROM-памяти (кБ) | 1 | 4 | |
| Тактовая частота (МГц) | 16 | 16 | |
| Количество аппаратных serial-портов | 1 | 4 |
Размер платы составляет 10,16 × 5,3 см (против 6,9 × 5,3 см базовой модели). Гнёзда для внешнего питания и USB выступают на пару миллиметров за обозначенные границы. На плате предусмотрены места для крепления на шурупы или винты. Расстояние между контактами составляет 0,1” (2,54 мм), но в случае 7-го и 8-го контакта - расстояние: 0,16”.
Наборы Arduinoможно купить на официальном сайте и в многочисленных интернет-магазинах.
Наиболее привлекательные цены, постоянные спецпредложения и бесплатная доставка на сайтах китайских магазинов AliExpress и DealExtreme . Если нет времени ждать посылку из Китая - рекомендуем интернет-магазин
Arduino Mega построена на микроконтроллере ATmega2560 (). Плата имеет 54 цифровых входа/выходов (14 из которых могут использоваться как выходы ШИМ), 16 аналоговых входов,4 последовательных порта UART, кварцевый генератор 16 МГц, USB коннектор, разъем питания, разъем ICSP и кнопка перезагрузки. Для работы необходимо подключить платформу к компьютеру посредством кабеля USB или подать питание при помощи адаптера AC/DC, или аккумуляторной батареей. Arduino Mega 2560 совместима со всеми платами расширения, разработанными для платформ или Duemilanove .
Схема и исходные данные
| Микроконтроллер | ATmega2560 |
| Рабочее напряжение | 5В |
| Входное напряжение (рекомендуемое) | 7-12В |
| Входное напряжение (предельное) | 6-20В |
| Цифровые Входы/Выходы | 54 (14 из которых могут работат также как выходы ШИМ) |
| Аналоговые входы | 16 |
| Постоянный ток через вход/выход | 40 mA |
| Постоянный ток для вывода 3.3 В | 50 mA |
| Флеш-память | 256 KB (из которых 8 КB используются для загрузчика) |
| ОЗУ | 8 KB |
| Энергонезависимая память | 4 KB |
| Тактовая частота | 16MHz |
Arduino Mega может получать питание как через подключение по USB, так и от внешнего источника питания. Источник питания выбирается автоматически.
Внешнее питание (не USB) может подаваться через преобразователь напряжения AC/DC (блок питания) или аккумуляторной батареей. Преобразователь напряжения подключается посредством разъема 2.1 мм с положительным полюсом на центральном контакте. Провода от батареи подключаются к выводам Gnd и Vin разъема питания (POWER).
Платформа может работать при внешнем питании от 6 В до 20 В. При напряжении питания ниже 7 В, вывод 5V может выдавать менее 5 В, при этом платформа может работать нестабильно. При использовании напряжения выше 12 В регулятор напряжения может перегреться и повредить плату. Рекомендуемый диапазон от 7 В до 12 В.
Плата Mega2560, в отличие от предыдущих версий плат, не использует FTDI USB микроконтроллер. Для обмена данными по USB используется микроконтроллер Atmega8U2, запрограммированный как конвертер USB-to-serial.
Выводы питания:
Микроконтроллер ATmega2560 имеет: 256 кБ флеш-памяти для хранения кода программы (4 кБ используется для хранения загрузчика), 8 кБ ОЗУ и 4 Кб EEPROM (которая читается и записывается с помощью библиотеки EEPROM).
Каждый из 54 цифровых выводов Mega, используя функции pinMode() , digitalWrite() , и digitalRead() , может настраиваться как вход или выход. Выводы работают при напряжении 5 В. Каждый вывод имеет нагрузочный резистор (стандартно отключен) 20-50 кОм и может пропускать до 40 мА. Некоторые выводы имеют особые функции:
На платформе Mega2560 имеется 16 аналоговых входов, каждый разрешением 10 бит (т.е. может принимать 1024 различных значения). Стандартно выводы имеют диапазон измерения до 5 В относительно земли, тем не менее имеется возможность изменить верхний предел посредством вывода AREF и функции analogReference().
Дополнительная пара выводов платформы:
На платформе Arduino Mega2560 установлено несколько устройств для осуществления связи с компьютером, другими устройствами Arduino или микроконтроллерами. ATmega2560 поддерживает 4 порта последовательной передачи данных UART для TTL. Установленная на плате микросхема ATmega8U2 направляет один из интерфейсов через USB, предоставляя виртуальный COM порт программам на компьютере (машинам под упровлением Windows для корректной работы с виртуальным COM портом необоходим.inf файл, системы на базе OSX и Линукс, автоматически распознаю COM порт). Утилита мониторинга последовательной шины (Serial Monitor) среды разработки Arduino позволяет посылать и получать текстовые данные при подключении к платформе. Светодиоды RX и TX на платформе будут мигать при передаче данных через микросхему ATmega8U2 и USB подключение (но не при использовании последовательной передачи через выводы 0 и 1).
Микроконтроллер ATmega2560 поставляется с записанным загрузчиком, облегчающим запись новых программ без использования внешних программаторов. Связь осуществляется оригинальным протоколом STK500.
Имеется возможность не использовать загрузчик и запрограммировать микроконтроллер через выводы блока ICSP (внутрисхемное программирование). находится в данной инструкции.
Код прошивки для контроллера ATmega8U2 доступен для свободного скачивания . Контроллер ATmega8U2 имеет собственный DFU загрузчик, который может быть активирован замыканием джампера на обратной стороне платы (рядом с картой Италии) и перезагрузкой контроллера. Для записи новой прошивки возможно использовать Atmel"s FLIP (под Windows) или (на Mac OS X или Linux). Также можно переписать прошивху внешним программатором, используя ISP вход.
Mega разработана таким образом, чтобы перед записью нового кода перезагрузка осуществлялась самой программой, а не нажатием кнопки на платформе. Одна из линий ATmega8U2, управляющих потоком данных (DTR), подключена к выводу перезагрузки микроконтроллера ATmega2560 через конденсатор 100 нФ. Активация данной линии, т.е. подача сигнала низкого уровня, перезагружает микроконтроллер. Программа Arduino, используя данную функцию, загружает код одним нажатием кнопки Upload в самой среде программирования. Подача сигнала низкого уровня по линии DTR скоординирована с началом записи кода, что сокращает таймаут загрузчика.
Функция имеет еще одно применение. Перезагрузка Mega2560 происходит каждый раз при подключении к программе Arduino на компьютере с ОС Mac X или Linux (через USB). Следующие полсекунды после перезагрузки работает загрузчик. Во время программирования происходит задержка нескольких первых байтов кода во избежание получения платформой некорректных данных (всех, кроме кода новой программы). Если производится разовая отладка скетча, записанного в платформу, или ввод каких-либо других данных при первом запуске, необходимо убедиться, что программа на компьютере ожидает в течение секунды перед передачей данных.
На Mega2560 имеется возможность отключить линию автоматической перезагрузки разрывом соответствующей линии. Контакты микросхем с обоих концов линии затем могут быть соединены с целью восстановления. Линия маркирована «RESET-EN». Отключить автоматическую перезагрузку также возможно подключив резистор 110 Ом между источником 5 В и данной линией.
Токовая защита разъема USB
В Arduino Mega2560 встроена перезагружаемая плавкая вставка, защищающая порт USB компьютера от токов короткого замыкания и сверхтоков. Хотя практически все компьютеры имеют подобную защиту, тем не менее, данный предохранитель обеспечивает дополнительный барьер. Предохранитель автоматически прерывает обмен данных при прохождении тока более 500 мА через USB порт.
Физические характеристики и совместимость с платами расширения
Длинна и ширина печатной платы Mega2560 составляют 10,2 и 5.3 см соответственно. Разъем USB и силовой разъем выходят за границы данных размеров. Три отверстия в плате позволяют закрепить ее на поверхности. Расстояние между цифровыми выводами 7 и 8 равняется 0,4 см, хотя между другими выводами оно составляет 0,25 см.
Arduino Mega2560 совместима со всеми платами расширения, разработанными для платформ Uno, Duemilanove или Diecimila. Расположение выводов 0 - 13 (и примыкающих AREF и GND), аналоговых входов 0 - 5, силового разъема, блока ICSP, порта последовательной передачи UART (выводы 0 и 1) и внешнего прерывания 0 и 1 (выводы 2 и 3) на Mega соответствует расположению на вышеприведенных платформах. Связь SPI может осуществляться через блок ICSP, как на платформах Duemilanove / Diecimila, так и на Mega2560. Однако расположение выводов (20 и 21) связи I2C на платформе Mega не соответствуют расположению тех же выводов (аналоговые входы 4 и 5) на Duemilanove / Diecimila.
Отладочная плата Arduino Mega 2560 построена на микроконтроллере ATmega2560. Она имеет 54 цифровых входных/выходных выводов (15 из которых могут использоваться в качестве ШИМ выходов), 16 аналоговых входов, 4 порта UART (аппаратных последовательных порта), кварцевый резонатор 16 МГц, подключение USB, разъем питания, разъем ICSP и кнопку перезагрузки. Она содержит всё необходимое для работы с микроконтроллером; для того, чтобы начать работу с ней, просто подключите ее к компьютеру с помощью USB кабеля или подайте питание от блока питания AC/DC или от батареи. Плата Arduino Mega 2560 совместима с большинством плат расширения, разработанных для Arduino Uno и Arduino Duemilanove.
Arduino Mega 2560 является обновленной заменой для Arduino Mega.
| Микроконтроллер | ATMega2560 |
| Рабочее напряжение | 5 В |
| Входное напряжение (рекомендуемое) | 7-12 В |
| Входное напряжение (предельное) | 6-20 В |
| Цифровые входные/выходные выводы | 54 (15 из которых могут использоваться в качестве ШИМ выходов) |
| Аналоговые входные выводы | 16 |
| Постоянный ток через входные/выходные выводы | 20 мА |
| Постоянный ток через вывод 3,3 В | 50 мА |
| Флеш-память | 256 Кбайт, из которых 8 Кб используются загрузчиком |
| Оперативная память SRAM | 8 Кбайт |
| Энергонезависимая память EEPROM | 4 Кбайт |
| Тактовая частота | 16 МГц |
| Длина | 101,52 мм |
| Ширина | 53,3 мм |
| Вес | 37 г |
Arduino Mega 2560 является открытой аппаратной платформой. Вы можете изготовить собственную плату, используя следующие файлы:
Arduino Mega 2560 программируется с помощью Arduino IDE.
ATmega2560 на Arduino Mega 2560 поставляется с уже прошитым загрузчиком, что позволит вам загружать в контроллер новый код без использования дополнительных программаторов.
Также вы можете обойти загрузчик и прошить микроконтроллер через разъем ICSP, используя Arduino ICSP или аналог.
Arduino Mega 2560 имеет самовосстанавливающийся предохранитель, который защищает USB порты вашего компьютера от короткого замыкания и перегрузки по току. Несмотря на то, что большинство компьютеров обеспечивают свою собственную внутреннюю защиту, этот предохранитель дает дополнительный уровень защиты. Если ток через USB порт превышает 500 мА, предохранитель автоматически разрывает соединение, пока короткое замыкание или перегрузка не будут устранены.
Arduino Mega 2560 может получать питание либо через подключение USB, либо от внешнего источника питания. Источник питания выбирается автоматически.
Внешнее (не USB) питание может подаваться либо от AC/DC адаптера, либо от батареи. Адаптер может быть подключен с помощью 2,1 мм разъема питания с положительным контактом в центре. Питание от батареи может быть подано на выводы Vin и GND разъема POWER.
Плата может работать от внешнего питания от 6 до 20 вольт. Если подается питание меньше, чем 7 вольт, то на выводе 5V питание может составлять менее пяти вольт, и плата может начать работать нестабильно. Если используется питание более 12В, регулятор напряжения может перегреться и повредить плату. Рекомендуется использовать напряжение питания в диапазоне от 7 до 12 вольт.
Выводы питания:
ATmega2560 обладает 256 килобайтами флэш-памяти для хранения кода программы (из которых 8 килобайт используется загрузчиком), 8 килобайтами SRAM и 4 килобайтами EEPROM (которая может быть считана и записана с помощью библиотеки EEPROM).
| Номер вывода Atmega2560 | Название вывода ATmega2560 | Соответствующий вывод на Arduino Mega 2560 |
|---|---|---|
| 1 | PG5 (OC0B) | Цифровой вывод 4 (PWM) |
| 2 | PE0 (RXD0/PCINT8) | Цифровой вывод 0 (RX0) |
| 3 | PE1 (TXD0) | Цифровой вывод 1 (TX0) |
| 4 | PE2 (XCK0/AIN0) | |
| 5 | PE3 (OC3A/AIN1) | Цифровой вывод 5 (PWM) |
| 6 | PE4 (OC3B/INT4) | Цифровой вывод 2 (PWM) |
| 7 | PE5 (OC3C/INT5) | Цифровой вывод 3 (PWM) |
| 8 | PE6 (T3/INT6) | |
| 9 | PE7 (CLKO/ICP3 / INT7) | |
| 10 | VCC | VCC |
| 11 | GND | GND |
| 12 | PH0 (RXD2) | Цифровой вывод 17 (RX2) |
| 13 | PH1 (TXD2) | Цифровой вывод 16 (TX2) |
| 14 | PH2 (XCK2) | |
| 15 | PH3 (OC4A) | Цифровой вывод 6 (PWM) |
| 16 | PH4 (OC4B) | Цифровой вывод 7 (PWM) |
| 17 | PH5 (OC4C) | Цифровой вывод 8 (PWM) |
| 18 | PH6 (OC2B) | Цифровой вывод 9 (PWM) |
| 19 | PB0 (SS/PCINT0) | Цифровой вывод 53 (SS) |
| 20 | PB1 (SCK/PCINT1) | Цифровой вывод 52 (SCK) |
| 21 | PB2 (MOSI/PCINT2) | Цифровой вывод 51 (MOSI) |
| 22 | PB3 (MISO/PCINT3) | Цифровой вывод 50 (MISO) |
| 23 | PB4 (OC2A/PCINT4) | Цифровой вывод 10 (PWM) |
| 24 | PB5 (OC1A/PCINT5) | Цифровой вывод 11 (PWM) |
| 25 | PB6 (OC1B/PCINT6) | Цифровой вывод 12 (PWM) |
| 26 | PB7 (OC0A/OC1C / PCINT7) | Цифровой вывод 13 (PWM) |
| 27 | PH7 (T4) | |
| 28 | PG3 (TOSC2) | |
| 29 | PG4 (TOSC1) | |
| 30 | RESET | RESET |
| 31 | VCC | VCC |
| 32 | GND | GND |
| 33 | XTAL2 | XTAL2 |
| 34 | XTAL1 | XTAL1 |
| 35 | PL0 (ICP4) | Цифровой вывод 49 |
| 36 | PL1 (ICP5) | Цифровой вывод 48 |
| 37 | PL2 (T5) | Цифровой вывод 47 |
| 38 | PL3 (OC5A) | Цифровой вывод 46 (PWM) |
| 39 | PL4 (OC5B) | Цифровой вывод 45 (PWM) |
| 40 | PL5 (OC5C) | Цифровой вывод 44 (PWM) |
| 41 | PL6 | Цифровой вывод 43 |
| 42 | PL7 | Цифровой вывод 42 |
| 43 | PD0 (SCL/INT0) | Цифровой вывод 21 (SCL) |
| 44 | PD1 (SDA/INT1) | Цифровой вывод 20 (SDA) |
| 45 | PD2 (RXDI/INT2) | Цифровой вывод 19 (RX1) |
| 46 | PD3 (TXD1/INT3) | Цифровой вывод 18 (TX1) |
| 47 | PD4 (ICP1) | |
| 48 | PD5 (XCK1) | |
| 49 | PD6 (T1) | |
| 50 | PD7 (T0) | Цифровой вывод 38 |
| 51 | PG0 (WR) | Цифровой вывод 41 |
| 52 | PG1 (RD) | Цифровой вывод 40 |
| 53 | PC0 (A8) | Цифровой вывод 37 |
| 54 | PC1 (A9) | Цифровой вывод 36 |
| 55 | PC2 (A10) | Цифровой вывод 35 |
| 56 | PC3 (A11) | Цифровой вывод 34 |
| 57 | PC4 (A12) | Цифровой вывод 33 |
| 58 | PC5 (A13) | Цифровой вывод 32 |
| 59 | PC6 (A14) | Цифровой вывод 31 |
| 60 | PC7 (A15) | Цифровой вывод 30 |
| 61 | VCC | VCC |
| 62 | GND | GND |
| 63 | PJ0 (RXD3/PCINT9) | Цифровой вывод 15 (RX3) |
| 64 | PJ1 (TXD3/PCINT10) | Цифровой вывод 14 (TX3) |
| 65 | PJ2 (XCK3/PCINT11) | |
| 66 | PJ3 (PCINT12) | |
| 67 | PJ4 (PCINT13) | |
| 68 | PJ5 (PCINT14) | |
| 69 | PJ6 (PCINT 15) | |
| 70 | PG2 (ALE) | Цифровой вывод 39 |
| 71 | PA7 (AD7) | Цифровой вывод 29 |
| 72 | PA6 (AD6) | Цифровой вывод 28 |
| 73 | PA5 (AD5) | Цифровой вывод 27 |
| 74 | PA4 (AD4) | Цифровой вывод 26 |
| 75 | PA3 (AD3) | Цифровой вывод 25 |
| 76 | PA2 (AD2) | Цифровой вывод 24 |
| 77 | PA1 (AD1) | Цифровой вывод 23 |
| 78 | PA0 (AD0) | Цифровой вывод 22 |
| 79 | PJ7 | |
| 80 | VCC | VCC |
| 81 | GND | GND |
| 82 | PK7 (ADC15/PCINT23) | Аналоговый вывод 15 |
| 83 | PK6 (ADC14/PCINT22) | Аналоговый вывод 14 |
| 84 | PK5 (ADC13/PCINT21) | Аналоговый вывод 13 |
| 85 | PK4 (ADC12/PCINT20) | Аналоговый вывод 12 |
| 86 | PK3 (ADC11/PCINT19) | Аналоговый вывод 11 |
| 87 | PK2 (ADC10/PCINT18) | Аналоговый вывод 10 |
| 88 | PK1 (ADC9/PCINT17) | Аналоговый вывод 9 |
| 89 | PK0 (ADC8/PCINT16) | Аналоговый вывод 8 |
| 90 | PF7 (ADC7) | Аналоговый вывод 7 |
| 91 | PF6 (ADC6) | Аналоговый вывод 6 |
| 92 | PF5 (ADC5 /TMS) | Аналоговый вывод 5 |
| 93 | PF4 (ADC4 /TMK) | Аналоговый вывод 4 |
| 94 | PF3 (ADC3) | Аналоговый вывод 3 |
| 95 | PF2 (ADC2) | Аналоговый вывод 2 |
| 96 | PF1 (ADC1) | Аналоговый вывод 1 |
| 97 | PF0 (ADC0) | Аналоговый вывод 0 |
| 98 | AREF | Опорное напряжение АЦП |
| 99 | GND | GND |
| 100 | AVCC | VCC |
Каждый из 54 цифровых выводов Arduino Mega может быть использован и как вход, и как выход, с помощью функций pinMode() , digitalWrite() и digitalRead . Они работают с напряжением 5 вольт. Каждый вывод может пропускать ток 20 мА (рекомендуемое) и имеет внутренний подтягивающий резистор (по умолчанию отключен) 20-50 кОм. Ток не должен превышать максимальное значение, равное 40 мА, чтобы избежать повреждения микроконтроллера.
Также некоторые выводы обладают специальными функциями:
Arduino Mega 2560 обладает 16 аналоговыми входами, каждый из которых обеспечивает 10-битное разрешение (т.е. 1024 разных значений). По умолчанию они измеряют напряжение от 0 до 5 вольт, хотя можно изменить верхнюю границу их диапазона, используя вывод AREF и функцию analogReference() . И еще пара выводов на плате:
Плата Arduino Mega 2560 обладает рядом возможностей для связи с компьютером, с другой платой или с другими микроконтроллерами. ATmega2560 обеспечивает четыре аппаратных UART порта для последовательной связи с TTL уровнями (5 вольт). ATmega16U2 (ATmega8U2 на платах версий 1 и 2) на плате связывает один из этих UART портов с USB и обеспечивает виртуальный COM порт для связи с программным обеспечением на компьютере (Windows машинам понадобится inf-файл, машины на OSX и Linux определят плату, как COM порт, автоматически). Arduino IDE включает в себя монитор последовательного порта, который позволяет посылать и принимать от платы простые текстовые данные. Светодиоды RX и TX на плате загораются при передаче данных через микросхему ATmega8U2/ATmega16U2 и USB соединение (но не при передаче данных через выводы 0 и 1 последовательного порта).
Библиотека SoftwareSerial позволяет организовать последовательную связь через любые цифровые выводы Arduino Mega 2560.
Arduino Mega 2560 также поддерживает связь через TWI и SPI. Arduino IDE включает в себя библиотеку Wire для упрощения использования шины TWI. Для связи через SPI используется библиотека SPI .
| Товар в магазине | Количество штук в комплекте | Стоимость | Расчетная стоимость за 1 шт. |
|---|---|---|---|
| 1 |
406.51 руб.
/
6.01 USD
(на 25 ноября 2018) | 406.51 руб. / 6.01 USD | |
| Arduino Mega 2560 на AliExpress | 1 |
451.83 руб.
/
6.68 USD
(на 1 октября 2016) | 451.83 руб. / 6.68 USD |
| Arduino Mega 2560 на AliExpress | 1 |
486.32 руб.
/
7.19 USD
(на 25 ноября 2018) | 486.32 руб. / 7.19 USD |
| Arduino Mega 2560 на AliExpress | 1 |
502.56 руб.
/
7.43 USD
(на 25 ноября 2018) |
Система «Умный дом» на Arduino пользуется большим спросом у людей, стремящихся создать максимальный комфорт дома или в офисе.
Ее особенность - в способности управлять различными системами без участия владельца, а суть заключается в объединении электронных устройств в одну сеть для экономии электроэнергии, управления освещением и электроприборами, оповещения о проникновении в дом посторонних лиц и решении других задач.
Одним из главных элементов системы умный дом в рассматриваемом варианте является Arduino. Что это такое? Как он работает? Какие функции выполняет? Все подробно мы рассмотрим в этой статье.
Ардуино (Arduino) - специальный инструмент, позволяющий проектировать электронные устройства, имеющие более тесное взаимодействие с физической средой в сравнении с теми же ПК, фактически не выходящими за пределы виртуальной реальности.
В основе платформы лежит открытый код, а само устройство построено на печатной плате с «вшитым» в ней программным обеспечением.
Другими словами, Ардуино - небольшое устройство, обеспечивающее управление различными датчиками, системами освещения, принятия и передачи данных.
В состав Arduino входит микроконтроллер, представляющий собой собранный на одной схеме микропроцессор. Его особенность - способность выполнять простые задачи. В зависимости от модели устройство Ардуино может комплектоваться микроконтроллерами различных типов.
Существует несколько моделей плат, самые распространённые из них – UNO, Mega 2560 R3.
Не менее важная особенность печатной платы заключается в наличии 22 выводов, которые расположены по периметру изделия. Они бывают аналоговыми и цифровыми.
Особенность последних заключается в управлении с помощью только двух параметров - логической единицы или нуля. Что касается аналогового вывода, между 1 и 0 имеется много мелких участков.
Сегодня Arduino используется при создании электронных систем, способных принимать информацию с различных датчиков (цифровых и аналоговых).
Устройства на Ардуино могут работать в комплексе с ПО на компьютере или самостоятельно.
Что касается плат, их можно собрать своими руками или же приобрести готовое изделие. Программирование Arduino производится на языке Wiring.
ЧИТАЙТЕ ПО ТЕМЕ : , обзор, комплектация, подключение и настройка своими руками, сценарии.
Благодаря большому количеству выводов на печатной плате, к Ардуино удается подключить множество различных устройств, а именно:
Кроме того, к Ардуино подключается набор датчиков в зависимости от задач, поставленных перед системой. Как правило, устанавливаются датчики освещенности, дыма и состава воздуха, магнитного поля, влажности, температуры и прочие.
Благодаря этой особенности, Arduino становится универсальным устройством - «мозговым центром» системы «Умный дом» с возможностью конфигурации с учетом поставленных задач.
Устройство Arduino работает следующим образом. Информация, собранная с различных датчиков в доме, направляется по беспроводной сети на планшет или ПК. Далее с помощью специального софта производится обработка данных и выполнение определенной команды.
Главную функцию выполняет центральный датчик, который можно приобрести или собрать самостоятельно. Разъемы на платах являются стандартными, что значительно упрощает выбор комплектующих.
Питание Arduino производится через USB разъем или от внешнего питающего устройства. Источник напряжения определяется в автоматическом режиме.
Если выбран вариант с внешним питанием не через USB, можно подключать АКБ или блок питания (преобразователь напряжения). В последнем случае подключение производится с помощью 2,1-миллиметровго разъема с «+» на главном контакте.
Провода от АКБ подключаются к различным выводам питающего разъема - Vin и Gnd.
Для нормальной работы платформа нуждается в напряжении от 6 до 20 Вольт. Если параметр падает ниже 7 вольт, на выводе 5V может оказаться меньшее напряжение и появляется риск сбоя.
Если подавать 12 В, возможен перегрев регулятора напряжения и повреждения платы. По этой причине оптимальным уровнем является питание с помощью 7 - 12 В.
В отличие от прошлых типов плат, Arduino Mega 2560 работает без применения USB-микроконтроллера типа FTDI. Для обеспечения обмена информацией по USB применяется запрограммированный под конвертер USB-to-serial конвертер.
ПОПУЛЯРНО У ЧИТАТЕЛЕЙ : .
На Ардуино предусмотрены следующие питающие выводы:
Принципиальную схему платы в pdf формате можно посмотреть .
Возможности Arduino позволяют подключить группу устройств, обеспечивающих стабильную связь с ПК, а также другими элементами системы - микроконтроллерами или такими же платами Ардуино.
Модель ATmega 2560 отличается наличием 4 портов, через которые можно передавать данные для TTL и UART. Специальная микросхема ATmega 8U2 на плате передает интерфейс (один из них) через USB-разъем. В свою очередь, программы на ПК получают виртуальный COM.
Здесь имеются нюансы, которые зависят от типа операционной системы:
С помощью утилиты мониторинга обеспечивается отправление и получение информации в текстовом формате после подключения к системе.
Мигание светодиодов TX и RX свидетельствует о передаче данных. Для последовательной отправки информации применяется специальная библиотека Software Serial.
К особенностям ATmega 2560 стоит отнести наличие интерфейсов SPI и I2C. Кроме того, в состав Ардуино входит библиотека Wire.
На современном рынке представлено множество устройств Arduino, имеющих различную комплектацию. Но универсального решения «на все случаи жизни» не существует. В зависимости от поставленной задачи каждый комплект подбирается в индивидуальном порядке. Чтобы избежать ошибок, требуется разработка проекта.
Ардуино позволяет создавать множество уникальных проектов. Вот лишь некоторые из них:
Рассмотрим ситуацию, когда необходимо сделать автоматику для дома с одной комнатой.
Такое здание состоит из пяти основных зон - прихожей, крыльца, кухни, санузла, а также комнаты для проживания.
При составлении проекта стоит учесть следующее:
Отопительные устройства выполняют задачу поддержания необходимой температуры в помещении. Если в доме отсутствуют люди, нижний предел температуры падает до определенного уровня.
После появления людей в здании этот параметр поднимается до прежнего значения. Рекуперация воздуха осуществляется в случае, когда система обнаружила присутствие владельца. Продолжительность процесса - не более 10 минут в час.
Стоит обратить внимание, что если в доме планируется установка , то для управления ими лучше использовать приложения на мобильных устройствах, WIFI или через SMS сообщения.
Визуальное программирование для Arduino можно осуществлять с помощью специального приложения FLProg, которое можно скачать с официального сайта http://flprog.ru/.
Для создания полноценной системы «Умный дом» и выполнения ею возложенных функций важно правильно подойти к комплектации и выбору оборудования.
Если ваша цель - «Умный дом» на базе Arduino, требуется подготовить следующее оборудование - саму плату Mega 2560 R3, модуль Ethernet (ENC28J60), датчик движения, а также другие датчики и контроллеры.
Кроме того, стоит подготовить кабель вида «витая пара», резистор, реле, переключатель и кабель для модуля Ethernet.
Необходимы и дополнительные инструменты - отвертки, паяльники и прочее.
Учтите, что покупать наборы для монтажа системы стоит в сертифицированных пунктах. Это объясняется тем, что при реализации проекта применяется электричество, а использование подделки может привести к снижению уровня безопасности.
Все программы для адаптации можно найти в сети на официальном сайте Arduino http://arduino.ru. При выборе датчиков стоит ориентироваться на задачи, которая должен решать «Умный дом».
Как правило, требуются датчики движения, температуры, открытия дверей и освещенности. Роль датчика открытия дверей может выполнять обычный геркон.
Прошивается плата с помощью специального софта, предназначенного для различных операционных систем, в том числе и кабеля USB. При этом в программаторах нет необходимости.
Что касается ПО, которое применяется в Ардуино, оно написано на языке Си. На число байт имеются определенные ограничения, но текущей памяти достаточно для реализации поставленной задачи.
Как только необходимое оборудование подготовлено, а проект разработан, можно приступать к выполнению поставленной задачи.
При организации системы «Умный дом» на базе Ардуино, стоит действовать по следующему алгоритму:
В Сети имеется весь необходимый софт на применяемое оборудование - его достаточно скачать с официального сайта и установить (ссылку смотрите выше).
Приложение позволяет увидеть информацию о датчиках. Если это требуется, настройки IP-адрес могут быть изменены.
Чтобы начать работать с Ардуино в Windows, сделайте следующие шаги:
Для полноценной работы «Умного дома» важно правильно обращаться с роутером. Здесь требуется выполнить следующие действия - открыть конфигурацию, указать адрес Arduino IP, к примеру, 192.168.10.101 и открыть 80-й порт.
После требуется присвоить адресу доменное имя и перейти к процессу тестирования проекта. Учтите, что для такой системы запрещено применение открытого IP-адреса, ведь в этом случае высок риск взлома через Сеть.
Одной из возможностей умного дома является визуализация состояния автоматики и проходящих в системе процессов. Для этого рекомендуется применять отдельный сервер, обеспечивающий обработку состояний (может применяться программа Node.js).
Упомянутая программная технология применяется для решения интернет-задач, поэтому для визуализации «Умного дома» используется язык Java Script (именно с его помощью создается обработчик и сервер). Результаты можно увидеть на экране компьютера или ПК.
Для реализации задуманного подойдет ноутбук, обычный ПК или Raspberry Pi. Применение такой системы позволяет увеличить ее возможности. Так, если на плате Ардуино имеется небольшой объем памяти, на сервере такие ограничения отсутствуют. Программа пишется таким образом, чтобы обеспечить полное управление платформой.
При желании можно задать алгоритм, который будет фиксировать факт нахождения человека в доме, и собирать эту информацию. Если владелец ежедневно возвращается где-то к 17.30, за час может быть включен бойлер или отопительные устройства. По приходу домой человек попадает в теплое здание с горячей водой.
Программа может запомнить время, когда владелец ложится отдыхать и отключать нагрев воды. Таких нюансов, которые при необходимости вносятся в программу, множество. Именно наличие внешнего ПК дает большие возможности контроллеру на Ардуино.
Чтобы узнать, какие действия осуществлять, процессор должен получить соответствующую команду. Общение производится с помощью специального языка, который адаптирован под работу с Ардуино и достаточно прост. При желании в нем легко работаться даже при отсутствии навыков программирования.
Оформление и отправка сообщения контроллеру называется программированием. Чтобы упростить процесс, разработана среда Arduino IDE, в состав которой входит множество программ. Их изучение позволяет получить массу полезной информации о работе с Ардуино.
Как отмечалось, сервер Node.js позволяет связать между собой оборудование в доме. Одним из способов управления процессами являются облачные сервисы в Сети. При этом включить отопление или бойлер можно за один-два часа до приезда.
Еще один способ - управление с помощью сообщений (MMS или SMS). Этот вариант актуален в случае, когда нет связи с Интернетом. Одним из преимуществ системы является возможность получения информации о форс-мажорной ситуации (например, протечке). Здесь помогает плата Edison от компании Intel.
Сегодня Arduino востребовано среди людей, которые ничего не знают о программировании.
Причиной этому является простой интерфейс, а также ряд преимуществ - простой язык программирования, возможность создания своего алгоритма, благодаря открытому исходному коду, а также легкость переноса программ с помощью USB-кабеля. Необходимый для Ардуино софт имеется в Интернете, поэтому тут проблем нет.
Как видно, Ардуино - не просто плата, позволяющая подключить различные устройства. Это мощная база, которую можно использовать для создания «Умного дома». При этом нет нужды тратить большие деньги за дорогостоящие устройства, стоимость которых в 5-10 раз больше.
Это и есть основные преимущества системы.
К особенностям платы стоит отнести возможность подключения к компьютеру и получения визуализации процессов на дисплее планшета или ПК.
Управление автоматикой возможно через Интернет или посредством сообщений. Так что Ардуино отлично подходит для создания устройств повышенной сложности.
