Arduino Due: Pin-konfiguration, gränssnitt och dess applikationer

Arduino-kort är en hård- och mjukvaruplattform med öppen källkod som är designad med ett kretskort inklusive en mikrokontroller och andra gränssnitt som stöder olika komponenter som ansluter till det. Detta kort kan enkelt programmeras med hjälp av en Integrated Development Environment (IDE) som används för att skriva & ladda upp koden till kortet. Arduino är ett flexibelt mikrokontrollerkort som används för att utveckla olika elektronikprojekt. Det finns olika typer av Arduino-brädor tycka om arduino uno , Nano, Micro, Leonardo, nano Every, MKR Zero, Uno WiFi, Due, Mega 2560 , Lilypad, etc. Så den här artikeln ger information om en av typerna av Arduino-kort, nämligen Arduino Due – arbeta med applikationer.

Vad är Arduino Due?

Arduino Due är det mest kraftfulla Arduino-utvecklingskortet i Arduino-serien. Detta Arduino-bräda är ett nybörjarbräde med många funktioner med utmärkt bearbetningshastighet, så det används i avancerade applikationer. Detta kort utvecklades på en styrenhet i ARM-serien medan andra Arduino-kort utvecklades baserat på en styrenhet i ATMEGA-serien.

Arduinos due board är baserat på 32-bitars ARM-kärnmikrokontroller. Detta kort är tillgängligt med 54 digitala I/O-stift där 12 stift används som PWM o/ps, 12-analoga ingångar, UARTs -4, en 84 MHz CLK, DAC -2, TWI-2, en SPI-header, en power uttag, ett JTAG-huvud, en USB OTG-anslutning och en RESET-knapp & kan ERASE-knapp.

Arduino Due-kortet kan enkelt anslutas till vilken dator som helst med en mikro-USB kabel och ström via ett batteri eller en AC-till-DC-adapter för att komma igång. Detta kort är väl lämpat med alla typer av Arduino-sköldar som fungerar på 3,3V.

Specifikationer

De specifikationer för Arduino Due inkluderar följande.

• Mikrokontrollern är SAM3X8E 32-bitars ARM-kontroller.
• Driftspänningen är 3,3V.
• Den maximala strömmen genom varje I/O-stift är 3mA och 15mA.
• Den maximala strömmen som dras från alla I/O-stift är 130mA.
• Flash-minnet är 512K byte.
• 16Kbyte EEPROM.
• 96Kbyte internt RAM.
• Den interna klockfrekvensen är 12 Mhz.
• Den externa klockfrekvensen är 84 Mhz.
• Drifttemperaturen varierar från -40ºC till +85ºC
• Rekommenderad i/p-spänning sträcker sig från 7V till 12V.
• Ingångsspänningen sträcker sig från 6 till 20V
• Digitala I/O-stift – 54.
• Analoga i/p-stift – 12.
• Analoga o/p-stift – 2.

Arduino Due Pin-konfiguration

Stiftkonfigurationen för Arduino Due visas nedan.

Kraft

Arduino Due-kortet kan drivas med ström via USB-kontakten eller en extern strömkälla som ett batteri eller AC till DC-adapter. Så strömkällan väljs automatiskt. Strömstiften på Arduino Due är +3,3V, +5V, Vin och GND.

• Vin är ingångsspänningsstiftet där spänningen tillförs genom detta stift.
• 5V stift matar ut en reglerad 5V med hjälp av spänningsregulatorn på Arduino-kortet.
• 3,3V spänningsförsörjning genereras genom den inbyggda regulatorn. Denna regulator tillhandahåller helt enkelt strömförsörjningen till SAM3X-mikrokontrollern.
• Det finns 5 GND-stift tillgängliga på brädet.
• IOREF-stiftet på Arduino due-kortet tillhandahåller helt enkelt den spänningsreferens genom vilken mikrokontrollern fungerar. Spänningen på IOREF-stiftet kan vara klar genom att korrekt konfigurera skölden och välja lämplig strömkälla eller tillåta spänningsöversättare på o/ps för att fungera genom 5V (eller) 3,3V.

Kommunikationsgränssnitt

UART: UART är en 'Universal Asynchronous Receiver Transmitter'. Detta gränssnitt används huvudsakligen för programmering av PRO MINI.

SPI: SPI är ett seriellt perifert gränssnitt som används för att överföra seriella data mellan mikrokontroller och en eller ovan kringutrustning mycket effektivt. Arduino due inkluderar fyra SPI-stift SCK, SS, MOSI och MISO.

TWI: TWI är ett tvåtrådsgränssnitt som används för att ansluta kringutrustning.

BURK: CAN är ett Controller Area Network Interface som huvudsakligen används för att tillhandahålla kommunikation mellan styrenheter.

SSC: SSC är ett synkront seriellt kommunikationsgränssnitt som huvudsakligen används för ljud- och telekomapplikationer.

Minne

SAM3X har två block om 256 KB (512 KB) flashminne för att lagra koden. Startladdaren är förbränd från Atmel i fabriken och lagras helt enkelt i ett dedikerat ROM. SRAM är tillgängligt med 96 KB i två sammanhängande banker på 32 KB och 64 KB. Allt befintligt minne kan nås direkt som ett platt adresseringsutrymme som RAM, ROM och Flash.

ERASE-knapp

En inbyggd ERASE-knapp används för att radera SAM3X Flash-minnet. Så detta kommer att eliminera de för närvarande laddade data från mikrokontrollerenheten. För att radera, tryck och håll ned Erase-knappen en stund när Arduino-kortet är kraftdrivet.

Analoga ingångar (A0 till A11):

Arduino Due innehåller 12 analoga ingångar och varje stift ger 12 bitars upplösning. Dessa analoga stift används helt enkelt för att läsa av värdet på den analoga sensorn som är ansluten till Arduino-kortet. Varje analogt stift på kortet ansluts till en inbyggd ADC med en 12-bitars upplösning.

DAC-stift (DAC0 till DAC1):

Dessa två stift ger analog utgång med 12-bitars upplösning. Dessa två stift används huvudsakligen för att skapa en ljudutgång med ljudbiblioteket.

AREF

Detta stift är helt enkelt anslutet till SAM3X-styrenhetens analoga referensstift genom en motståndsbrygga. För att använda detta stift bör BR1-motståndet avlödas från kretskortet.

ÅTERSTÄLLA

Detta stift används för att återställa styrenheten och starta programkörningen från början.

PWM-stift (2 till 13)

PWM-stiften från 2 till 13 är från uppsättningen digitala stift där varje stift ger 8-bitars PWM o/p. PWM o/p-värdet varierar helt enkelt från 0 till 5 volt.

JTAG-huvud: Gemensamt gränssnitt för hårdvara som hjälper oss att direkt kommunicera med externa chips på vårt kort. 4 stift används för detta ändamål märkta som TCK, TD0, TMS och TDI.

Arduino Due Programmering

I allmänhet är alla typer av Arduino-kort helt enkelt programmerade med IDE Arduino Software. Denna programvara är mycket enkel att lära sig och använda utan mycket komplexitet. Denna programvara är lättillgänglig så vi kan ladda ner den direkt från den officiella webbplatsen och välja Arduino-kortet du vill arbeta på. Det här kortet behöver inte en extern brännare som en bootloader för att bränna koden ombord. Arduino-mjukvaran fungerar perfekt genom vanliga operativsystem som Windows, MAC eller Linux .

Arduino Due-brädan är välmatchad med ungefär alla sköldar som främst är designade för andra typer av Arduino-brädor. De mest betydande sköldarna är; Motorsköld, Ethernet-sköld och WiFi-sköld.

LM35 temperatursensor gränssnitt med Arduino Due

LM35-temperatursensorn som gränsar till Arduino due visas nedan. Temperatursensorn LM35 är en precisions-IC, vars o/p-spänning är linjär proportionell mot Celsius-temperaturen. Således har denna IC en fördel över linjära temperatursensorer som är kalibrerade inom Kelvin eftersom användaren inte behöver dra av en stor stabil spänning från dess o/p för att få bekväm celsiusskalning.

LM35-sensorn behöver ingen extern kalibrering annars trimning för att ge typiska noggrannheter på ±1/4°C vid rumstemperatur & ±3/4°C över ett helt temperaturområde på +150°C.

LM35-temperatursensorn inkluderar tre stift +5V, GND och utgång t. Anslutningarna av LM35-sensorn till Arduino due-kortet följer som;

De Vcc-stift på temperatursensorn är ansluten till 3v3-stiftet på Arduino-kortet.
De GND-stift på temperatursensorn är ansluten till GND-stiftet på Arduino-kortet.
De temperatursensorns utgångsstift är ansluten till A0-stiftet på Arduino-kortet.

Koda

const int analogIn = A0;
int RawValue= 0;
dubbel spänning = 0;
dubbel tempC = 0;
dubbel tempF = 0;

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

{
RawValue = analogRead(analogIn);
Spänning = (RawValue / 1023,0) * 3300; // 5000 för att få millivot.
tempC = Spänning * 0,1;
tempF = (tempC * 1,8) + 32; // konvertera till F
Serial.print(“Raw Value = ” ); // visar förskalat värde
Serial.print(RawValue);
Serial.print(“\t millivolt = “); // visar den uppmätta spänningen
Serial.print(Voltage,0); //
Serial.print(“\t Temperatur i C = “);
Serial.print(tempC,1);
Serial.print(“\t Temperatur i F = “);
Serial.println(tempF,1);
fördröjning(500);
}

Utgången kommer att visas på den seriella monitorn. Så öppna den seriella monitorn för att kontrollera utgångarna enligt följande.

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

Hur skiljer sig Arduino Due från resten av Arduino-brädorna?

Arduino Due-kort är annorlunda jämfört med andra typer av Arduino-kort när det gäller spänningsnivå. Så mikrokontrollern inom Arduino due-kort fungerar helt enkelt på 3,3 V snarare än 5 V, vilket är vanligt i andra Arduino-kort. Om du använder en högre spänning (>3,3 V) för stiften på Arduino Due-kortet, kan kortet skadas. Processorn som används i Arduino due board är den snabbaste processorn jämfört med andra kort. Minnesstorleken är maximal i Arduino due-kort jämfört med andra kort. Arduino due-kortet har inget EEPROM ombord och är det dyrare kortet. Due-brädan innehåller ett stort nr. av stifthuvuden för att ansluta till flera digitala I/O och är också stiftkompatibel genom typiska Arduino-sköldar.

Arduino Due stöder artificiell intelligens och algoritmer. Liksom Arduino Mega-brädet, som har ett liknande antal portar, bara mycket kraftfullare, kan vi använda detta Arduino-kort i projekt för att skapa artificiell intelligens (AI) för mobila robotar. Så om man vill hantera komplexa algoritmer, annars för att göra en robot mer reaktiv, så skulle Arduino Due-brädet vara rätt.

Fördelar

Den huvudsakliga fördelarna med Arduino Due inkluderar följande.

• Det är en mycket kraftfull 32-bitars 84MHz-processor.
• Bearbetningshastigheten inom instruktioner för varje sekund är hög.
• Arduinos är främst designade för att göra kontrollern mer tillgänglig.
• Arduino due kan producera 114 kilocyklar varje sekund.
• Dess programmeringsspråk är enkelt.
• Dess pris är lägre jämfört med Mega.

Nackdelar

Den huvudsakliga nackdelar med Arduino pga inkluderar följande.

• Dessa brädor är lite skrymmande.
• Det täcker mer utrymme.
• Due är sämre på grund av bristen på sköldkompatibilitet.
• Arduinos storlek är inte lämplig för många projekt.
• Det här kortet saknar Bluetooth- och Wi-Fi-funktioner.

Arduino Due-applikationer

Den huvudsakliga Arduino två använder inkluderar följande.

• Arduino Due används mest för Arduino-baserade projekt.
• Det används ofta i olika applikationer där snabb bearbetningshastighet är slutresultatet.
• Den är idealisk för projekt som behöver hög datorkraft som drönare som fjärrstyrs för att flyga och kräver bearbetning av mycket sensordata varje sekund.
• Automation i industrier.
• Säkerhetssystem.
• Virtual Reality-baserade applikationer.
• GSM & Android-baserade applikationer.
• Inbyggda system.
• Automationssystem för hem med IR.
• Robotarm.
• Nödbelysning.
• Mobil lyftare.
• Hemautomationssystem med Bluetooth.
• Automatisk intensitetskontroll för gatubelysning.
• Robot för att undvika hinder.
• Fordon för väggklättring.
• Räknarsystem för en parkeringsplats.

Alltså handlar det här om en översikt över Arduino Due – arbete och dess tillämpningar. Detta Arduino-kort är baserat på en 32-bitars ARM-kärnmikrokontroller, så det är lämpligt för större Arduino-projekt. Detta Arduino Due mikrokontrollerkort är baserat på Atmel SAM3X8E Cortex M3 CPU . Här är en fråga till dig, vad är Arduino nano?