Arduino Due: pinconfiguratie, interfacing en zijn toepassingen

Arduino-bord is een open-source hardware- en softwareplatform dat is ontworpen met een printplaat inclusief een microcontroller en andere interfaces die verschillende componenten ondersteunen die erop zijn aangesloten. Dit bord kan eenvoudig worden geprogrammeerd met behulp van een Integrated Development Environment (IDE) die wordt gebruikt voor het schrijven en uploaden van de code naar het bord. Arduino is een flexibel microcontrollerbord dat wordt gebruikt voor het ontwikkelen van verschillende elektronicaprojecten. Er zijn verschillende soorten Arduino-borden leuk vinden arduino uno , Nano, Micro, Leonardo, nano Every, MKR Zero, Uno WiFi, Due, Mega2560 , Lilypad, enz. Dus dit artikel geeft informatie over een van de soorten Arduino-kaarten, namelijk Arduino verschuldigd – werken met applicaties.

Wat is Arduino verschuldigd?

Arduino Due is het krachtigste Arduino-ontwikkelbord in de Arduino-serie. Dit Arduino-bord is een beginnersbord met veel functies en een uitstekende verwerkingssnelheid, dus gebruikt in geavanceerde toepassingen. Dit bord is ontwikkeld op een controller uit de ARM-serie, terwijl andere Arduino-kaarten zijn ontwikkeld op basis van een controller uit de ATMEGA-serie.

Het due-board van Arduino is gebaseerd op de 32-bits ARM-kernmicrocontroller. Dit bord is beschikbaar met 54 digitale I/O-pinnen waarvan 12 pinnen worden gebruikt als PWM o/ps, 12 analoge ingangen, UARTs -4, een 84 MHz CLK, DAC -2, TWI-2, een SPI-header, een jack, een JTAG-header, een USB OTG-verbinding en een RESET-knop & can ERASE-knop.

Het Arduino Due-bord kan eenvoudig op elke computer worden aangesloten door middel van een micro USB kabel en voeding via een batterij of een AC-naar-DC-adapter om aan de slag te gaan. Dit bord is zeer geschikt voor alle soorten Arduino-schilden die werken op 3,3 V.

Specificaties

De specificaties van Arduino Due omvatten het volgende.

• Microcontroller is SAM3X8E 32-bits ARM-controller.
• De bedrijfsspanning is 3,3V.
• De maximale stroom door elke I/O-pin is 3mA en 15mA.
• De maximale stroom die wordt getrokken uit alle I/O-pinnen is 130mA.
• Flash-geheugen is 512K bytes.
• EEPROM van 16 KByte.
• 96Kbyte interne RAM.
• De interne klokfrequentie is 12 Mhz.
• De externe klokfrequentie is 84 Mhz.
• Bedrijfstemperatuurbereik van -40ºC tot +85ºC
• De aanbevolen i/p-spanning varieert van 7V tot 12V.
• De ingangsspanning varieert van 6 tot 20V
• Digitale I/O-pinnen – 54.
• Analoge i/p-pinnen – 12.
• Analoge o/p-pinnen – 2.

Arduino Due Pin-configuratie

De pinconfiguratie van Arduino Due wordt hieronder weergegeven.

Stroom

Het Arduino Due-bord kan worden aangedreven via de USB-connector of een externe voeding zoals een batterij of AC naar DC-adapter. De stroombron wordt dus automatisch gekozen. De stroompinnen van Arduino Due zijn +3.3V, +5V, Vin & GND.

• Vin is de ingangsspanningspin waar de spanning via deze pin wordt geleverd.
• 5V pin voert een gereguleerde 5V uit met behulp van de spanningsregelaar op het Arduino-bord.
• 3.3V voedingsspanning wordt gegenereerd via de ingebouwde regelaar. Deze regelaar levert eenvoudigweg de voeding aan de SAM3X-microcontroller.
• Er zijn 5 GND-pinnen beschikbaar op het bord.
• De IOREF-pin op het Arduino due-bord biedt eenvoudigweg de spanningsreferentie waarmee de microcontroller werkt. De spanning van de IOREF-pin kan klaar zijn door het schild correct te configureren en de geschikte stroombron te kiezen of door spanningsvertalers op de o/ps toe te staan ​​om via de 5V (of) 3,3V te functioneren.

Communicatie-interface

UART: UART is een 'Universele asynchrone ontvangerzender'. Deze interface wordt voornamelijk gebruikt voor het programmeren van PRO MINI.

SPI: SPI is een seriële randapparatuurinterface die wordt gebruikt om de seriële gegevens zeer efficiënt tussen de microcontrollers en een of meer randapparaten te verzenden. Arduino due bevat vier SPI-pinnen SCK, SS, MOSI en MISO.

TWI: TWI is een Two Wire Interface, gebruikt voor het aansluiten van randapparatuur.

KAN: CAN is een Controller Area Network Interface die voornamelijk wordt gebruikt voor communicatie tussen controllers.

SSC: SSC is een synchrone seriële communicatie-interface die voornamelijk wordt gebruikt voor audio- en telecomtoepassingen.

Geheugen

De SAM3X heeft twee blokken van 256 KB (512 KB) flashgeheugen om de code in op te slaan. De bootloader is vooraf gebrand van Atmel in de fabriek en wordt eenvoudigweg opgeslagen in een speciale ROM. De SRAM is beschikbaar met 96 KB in twee aangrenzende banken van 32 KB en 64 KB. Al het bestaande geheugen is direct toegankelijk als een platte adresruimte zoals RAM, ROM en Flash.

ERASE-knop

Een ingebouwde ERASE-knop wordt gebruikt voor het wissen van het SAM3X Flash-geheugen. Dit zal dus de momenteel geladen gegevens van de microcontroller-eenheid elimineren. Om te wissen, houdt u de knop Wissen enige tijd ingedrukt wanneer het Arduino-bord door stroom wordt aangedreven.

Analoge ingangen (A0 tot A11):

De Arduino Due bevat 12 analoge ingangen en elke pin biedt 12 bits resolutie. Deze analoge pinnen worden eenvoudigweg gebruikt voor het uitlezen van de waarde van de analoge sensor die op het Arduino-bord is aangesloten. Elke analoge pin op het bord heb ik aangesloten op een ingebouwde ADC met een 12-bits resolutie.

DAC-pinnen (DAC0 tot DAC1):

Deze twee pinnen bieden analoge uitvoer met een resolutie van 12 bits. Deze twee pinnen worden voornamelijk gebruikt voor het maken van een audio-uitvoer met de audiobibliotheek.

AREF

Deze pin is eenvoudig via een weerstandsbrug verbonden met de analoge referentiepin van de SAM3X-controller. Om deze pin te gebruiken, moet de BR1-weerstand van de printplaat worden gesoldeerd.

RESETTEN

Deze pin wordt gebruikt om de controller te resetten en de uitvoering van het programma vanaf het begin te starten.

PWM-pinnen (2 tot 13)

De PWM-pinnen van 2 tot 13 komen uit de set digitale pinnen waarbij elke pin 8-bits PWM o/p geeft. De PWM o/p-waarde varieert eenvoudigweg van 0 tot 5 volt.

JTAG-kop: Gemeenschappelijke interface van hardware die ons helpt om rechtstreeks te communiceren met externe chips van ons bord. Hiervoor worden 4 pinnen gebruikt met het label TCK, TD0, TMS en TDI.

Arduino Due-programmering

Over het algemeen worden alle soorten Arduino-borden eenvoudig geprogrammeerd met IDE Arduino-software. Deze software is heel eenvoudig te leren en te gebruiken zonder veel complexiteit. Deze software is direct beschikbaar, dus we kunnen deze direct downloaden van de officiële site en het Arduino-bord kiezen waaraan je wilt werken. Dit bord heeft geen externe brander zoals een bootloader nodig om de code aan boord te branden. Arduino-software werkt perfect via gangbare besturingssystemen zoals Windows, MAC of Linux .

Het Arduino Due-bord past goed bij vrijwel alle schilden die voornamelijk zijn ontworpen voor andere soorten Arduino-borden. De belangrijkste schilden zijn; Motorafscherming, Ethernet-afscherming en WiFi-afscherming.

LM35 temperatuursensor interface met Arduino Due

De LM35-temperatuursensor die is gekoppeld aan Arduino wordt hieronder weergegeven. De LM35-temperatuursensor is een precisie-IC, waarvan de o/p-spanning lineair evenredig is met de temperatuur in Celsius. Dit IC heeft dus een voordeel boven lineaire temperatuursensoren die binnen Kelvin zijn gekalibreerd, omdat de gebruiker geen grote stabiele spanning van zijn o/p hoeft af te trekken om gemakkelijke schaalverdeling in Celsius te krijgen.

De LM35-sensor heeft geen externe kalibratie nodig, anders moet hij worden bijgesneden om een ​​typische nauwkeurigheid van ±1/4°C bij kamertemperatuur en ±3/4°C boven een volledig temperatuurbereik van +150°C te geven.

De LM35-temperatuursensor bevat drie pinnen +5V, GND en uitgang T. De aansluitingen van de LM35-sensor op het Arduino due board volgen als volgt;

De Vcc pin van de temperatuursensor is verbonden met de 3v3-pin van het Arduino-bord.
De GND-pin van de temperatuursensor is verbonden met de GND-pin van het Arduino-bord.
De uitgangspin van de temperatuursensor is verbonden met de A0-pin van het Arduino-bord.

Code

const int analoogIn = A0;
int RawValue= 0;
dubbele Spanning = 0;
dubbele tempC = 0;
dubbele tempF = 0;

ongeldige instelling(){
Serieel.begin(9600);
}
ongeldige lus()

{
RawValue = analoogRead(analogIn);
Spanning = (Ruwe Waarde / 1023.0) * 3300; // 5000 om millivots te krijgen.
tempC = spanning * 0,1;
tempF = (tempC * 1,8) + 32; // converteren naar F
Serial.print ('Ruwe waarde = '); // toont vooraf geschaalde waarde
Serial.print (RawValue);
Serial.print(“\t millivolt = “); // toont de gemeten spanning
Serieel.print(Spanning,0); //
Serial.print(“\t Temperatuur in C = “);
Serial.print(tempC,1);
Serial.print(“\t Temperatuur in F = “);
Serieel.println(tempF,1);
vertraging(500);
}

De uitvoer wordt weergegeven op de seriële monitor. Open dus de seriële monitor om de uitgangen als volgt te controleren.

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

Hoe verschilt Arduino Due van de rest van de Arduino-borden?

Arduino Due-bord is anders in vergelijking met andere soorten Arduino-borden in termen van spanningsniveau. Dus de microcontroller binnen Arduino due board werkt gewoon op 3,3 V in plaats van 5 V, wat gebruikelijk is in andere Arduino-boards. Gebruik je een hogere spanning (>3,3 V) voor de pinnen van het Arduino Due-bord, dan kan het bord beschadigd raken. De processor die wordt gebruikt in Arduino due board is de snelste processor in vergelijking met andere boards. De geheugengrootte is maximaal in Arduino due board in vergelijking met andere boards. Het Arduino due-bord heeft geen ingebouwde EEPROM en is het duurdere bord. Het Due-bord bevat een groot nr. van pin-headers om verbinding te maken met verschillende digitale I/O en is ook pin-compatibel via typische Arduino-schilden.

Arduino Due ondersteunt kunstmatige intelligentie en algoritmen. Net als het Arduino Mega-bord, met een vergelijkbaar aantal poorten, alleen veel krachtiger, kunnen we dit Arduino due-bord gebruiken in projecten om kunstmatige intelligentie (AI) voor mobiele robots te creëren. Dus als je complexe algoritmen wilt hanteren, anders om een ​​robot reactiever te maken, dan is het Arduino Due-bord een goede keuze.

Voordelen

De belangrijkste voordelen van Arduino Due omvatten het volgende.

• Het is een zeer krachtige 32-bit, 84MHz processor.
• De verwerkingssnelheid binnen instructies voor elke seconde is hoog.
• Arduino's zijn voornamelijk ontworpen om de controller toegankelijker te maken.
• Arduino due kan elke seconde 114 kilocycles produceren.
• De programmeertaal is eenvoudig.
• De prijs is lager in vergelijking met Mega.

Nadelen

De belangrijkste nadelen van Arduino te wijten omvatten het volgende.

• Deze planken zijn een beetje omvangrijk.
• Het dekt meer ruimte.
• Due is inferieur vanwege het gebrek aan schildcompatibiliteit.
• Arduino vanwege de grootte is voor veel projecten niet handig.
• Dit bord heeft geen Bluetooth- en wifi-mogelijkheden.

Arduino Due-toepassingen

De belangrijkste Arduino twee toepassingen omvatten het volgende.

• De Arduino Due wordt meestal gebruikt voor op Arduino gebaseerde projecten.
• Het wordt veel gebruikt in verschillende toepassingen waarbij een hoge verwerkingssnelheid het eindresultaat is.
• Het is ideaal voor projecten die een hoge rekenkracht nodig hebben, zoals drones die op afstand worden bestuurd om te vliegen en waarvoor elke seconde veel sensorgegevens moeten worden verwerkt.
• Automatisering in de industrie.
• Beveiligingssystemen.
• Op Virtual Reality gebaseerde toepassingen.
• GSM- en Android-gebaseerde applicaties.
• Ingebouwd systeem.
• Automatiseringssysteem voor thuis met behulp van IR.
• Robotarm.
• Noodverlichting.
• Mobiele heftruck.
• Domoticasysteem met Bluetooth.
• Automatische intensiteitsregeling straatverlichting.
• Obstakel vermijden robot.
• Voertuig voor muurklimmen.
• Tellersysteem voor een parkeerplaats.

Hier gaat het dus allemaal om een overzicht van Arduino Due - werken en zijn toepassingen. Dit Arduino-bord is gebaseerd op een 32-bits ARM-core microcontroller en is dus geschikt voor grotere Arduino-projecten. Dit Arduino Due microcontrollerboard is gebaseerd op de Atmel SAM3X8E Cortex M3 CPU . Hier is een vraag voor jou, wat is Arduino nano?