Arduino Uno (R3) - Pinagem - Pinout - Características e Especificações!

 Arduino Uno R3 Pinagem Características e Especificações.

Definição do Arduino

O Arduino é na verdade um kit baseado em um microcontrolador, devido ao seu recurso de hardware de código aberto, é basicamente utilizado em comunicações e no controle ou operação de vários dispositivos.

Arquitetura Arduino:

O processador do Arduino usa basicamente a arquitetura de Harvard, onde o código do programa e os dados do programa têm memória separada. Consiste em duas memórias - Memória de programa e memória de dados.

O código é armazenado na memória do programa flash, enquanto os dados são armazenados na memória de dados. O Atmega328 tem 32 KB de memória flash para armazenamento de código (dos quais 0,5 KB é usado para o bootloader), 2 KB de SRAM e 1 KB de EEPROM e opera com uma velocidade de clock de 16MHz.

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Diagrama de pinos do Arduino.

Na Figura 2 abaixo, temos o diagrama de pinagem do Arduino UNO R3 para seguirmos como base. Que consiste em um microcontrolador ATmega328 de 28 pinos, pelas quais 14 pinos são de entrada / saída digital e 6 pinos deles podem ser usados ​​como saídas PWM), 6 pinos, entradas analógicas, um oscilador de cristal de 16 MHz, uma conexão USB, um conector de energia, um conector 6 pinos ICSP e um botão de reset.

Fig. 2 - Pinagem - Pinout Arduino UNO R3

O Arduino também pode ser alimentado a partir do PC através de um USB ou de uma fonte externa, como um adaptador ou uma bateria. Pode operar com um fornecimento externo de 7 a 12V. A energia pode ser aplicada externamente através do pino Vin ou pela referência de tensão através do pino IORef.

Entradas Digitais

Os 14 pinos de entradas / saídas digitais, podem fornecer, cada um, o  consumo de corrente para periféricos de até 40mA. Alguns deles possuem funções especiais como pinos 0 e 1, que atuam como Rx e Tx respectivamente, para comunicação serial, pinos 2 e 3 - que são interrupções externas, pinos 3,5,6,9,11 que fornecem saída PWM e pino 13 onde o LED da placa está conectado.
Entradas analógicas

Possui 6 pinos analógicos de entrada / saída, cada um fornecendo uma resolução de 10 bits.
ARef fornece referência para as entradas analógicas, Reset ele redefine o microcontrolador quando baixo.

Como programar um Arduino?

A vantagem mais importante com o Arduino é que os programas podem ser carregados diretamente no dispositivo sem a necessidade de qualquer programador de hardware para gravar o programa.

Isso é feito devido à presença de 0,5 KB do Bootloader, que permite que o programa seja gravado no circuito. Tudo o que precisamos fazer é baixar o software do Arduino e escrever o código.

Programação do Arduino. 

A janela da ferramenta Arduino consiste na barra de ferramentas com os botões como verificar, carregar, abrir, salvar, serial. Ele também consiste em um editor de texto para escrever o código, uma área de mensagem que exibe o feedback, como mostrar os erros, o console de texto que exibe a saída e uma série de menus como o menu Arquivo, Editar, Ferramentas.

Pinagens entrada / saída

Os pinos no seu Arduino são os lugares onde você conecta os fios para construir um circuito.
Eles geralmente têm 'conectores' de plástico preto que permitem a conexão dos fios à placa.

O Arduino tem vários tipos diferentes de pinos, cada um deles rotulados na placa e usado para diferentes funções.

• GND - Abreviação de "Ground". Existem vários pinos GNDs no Arduino, qualquer um dos quais pode ser usado para aterrar seu circuito.

• 5V e 3.3V - Como você pode imaginar, o pino de 5V fornece 5 volts de energia, e o pino de 3,3V fornece 3,3 volts de energia.
  A maioria das placas, componentes, módulos "Shields" usados ​​com o Arduino rodam com maestria em 5 ou 3.3 volts.

• Analógico - A área dos pinos sob a etiqueta "Analog In" (A0 a A5 no UNO) são pinos Analog In. Esses pinos podem ler o sinal de um sensor analógico (como um sensor de temperatura) e convertê-lo em um valor digital que podemos ler.

• Digital - Em frente aos pinos analógicos estão os pinos digitais (0 a 13 no UNO). Esses pinos podem ser usados ​​tanto para entrada digital (como uma chave pressionado) quanto para saída digital (como alimentar um LED).

• ICSP - ISP - É um conjunto de 6 pinos, como ilustrada na Figura 3 abaixo, o ICSP ou ISP que praticamente são as mesmas coisas, são barramentos de conexão para programação que são feitas nos Microcontroladores, utilizando protocolo serial SPI.
  

  

  Fig. 3 - Arduino UNO - Pinagem ICSP e ISP 

  
  Devido a esse protocolo SPI é que são utilizados os 6 pinos em conjuntos que são: VCC, GND, RESET, MOSI, MISO e SCK, 3 deles são a alimentação, o reset e o terra, e os outros são os pinos responsáveis por enviar e receber dados dos periféricos conectados, o mestre é quem  controla os clocks da conexão que é uma conexão ponto a ponto.
  
  
• PWM - Você deve ter notado o Til (~) ao lado de alguns dos pinos digitais (3, 5, 6, 9, 10 e 11 no UNO). Esses pinos atuam como pinos digitais normais, mas também podem ser usados ​​para algo chamado Pulse Width Modulation (PWM), mas por enquanto, pense nesses pinos como sendo capazes de simular a saída analógica (como desvanecer um LED brilho alto ou brilho baixo).
  
  

• AREF - Representa a referência analógica. Na maioria das vezes você pode deixar este pino sozinho. Às vezes, é usado para definir uma tensão de referência externa (entre 0 e 5 Volts) como o limite superior para os pinos de entrada analógica.
  
  

• Botão de Reset - Assim como a maioria dos eletrônicos, o Arduino também tem um botão de reset. Empurrá-lo irá conectar temporariamente o pino de reset ao terra e reiniciar qualquer código que esteja carregado no Arduino. Isso pode ser muito útil se seu código não for repetido, mas você deseja testá-lo várias vezes.
  
  

• LED indicador de energia - Logo abaixo e à direita da palavra "UNO" na sua placa de circuito, há um pequeno LED ao lado da palavra "ON". Esse LED deve acender sempre que você conectar seu Arduino a uma fonte de energia. Se esta luz não acender, há uma boa chance de que algo esteja errado. Hora de verificar novamente o seu circuito!
  

• LEDs TX RX - TX é a abreviação de transmitir, e RX é a abreviação  para receber. Essas marcações aparecem um pouco na eletrônica para indicar os pinos responsáveis ​​pela comunicação serial.
  
  No nosso caso, existem dois lugares no Arduino UNO, onde TX e RX aparecem uma vez pelos pinos digitais 0 e 1, e uma segunda vez ao lado dos LEDs indicadores TX e RX. Esses LEDs nos fornecerão algumas indicações visuais agradáveis ​​sempre que nosso Arduino estiver recebendo ou transmitindo dados (como quando estamos carregando um novo programa no quadro).
  

• CI principal - A pecinha preta com todas aquelas pernas de metal é um CI, abreviatura de Circuito Integrado. Pense nisso como o cérebro do nosso Arduino.
  
  O CI principal no Arduino é um pouco diferente do tipo de placa para o tipo de placa, mas geralmente é da linha ATmega de CIs da empresa ATMEL. Isso pode ser importante, pois você pode precisar saber o tipo de CI (junto com o tipo de placa) antes de carregar um novo programa do software Arduino.
  
  Esta informação geralmente pode ser encontrada por escrito no lado superior do CI. Se você quiser saber mais sobre a diferença entre vários CIs, ler os Datasheets dos micro-controladores será uma boa ideia.
  
  

• Regulador de voltagem - O regulador de tensão não é realmente algo que você pode (ou deveria) interagir com o Arduino. Mas é potencialmente útil saber que está lá e para o que serve. 
  
  O regulador de tensão faz exatamente o que diz, controla a quantidade de tensão que é colocada na placa do Arduino. Pense nisso como uma espécie de torneira; quando uma quantidade de água chega a encanação, a torneira irá inibir o exagero de água passar por ela e irá soltar a quantidade de água regulada por você, assim é o regulador de tensão, ele irá afastar uma voltagem extra que pode prejudicar o circuito. É claro que tem seus limites, por isso não conecte seu Arduino a algo maior que 20 volts, como já explicado acima.
  

5 passos para programar um Arduino

Programas escritos no Arduino são conhecidos como esboços. Um esboço básico consiste em 3 partes

1. Declaração de Variáveis
2. Inicialização: Está escrito na função setup ().
3. Código de controle: está escrito na função loop ().

O esboço é salvo com a extensão .ino. Qualquer operação como verificar, abrir um esboço, salvar um esboço pode ser feita usando os botões da barra de ferramentas ou usando o menu de ferramentas.
O esboço deve ser armazenado no diretório do caderno de esboços.

Escolha a placa adequada no menu de ferramentas e nos números de porta serial.
Clique no botão de upload ou escolha o upload no menu de ferramentas. Assim, o código é carregado pelo bootloader no microcontrolador.

Algumas das funções básicas do Arduino são:

• digitalRead (pin): Lê o valor digital no pino fornecido.

• digitalWrite (pin, value): Escreve o valor digital para o pino fornecido.

• pinMode (pin, mode): define o pino para o modo de entrada ou saída.

• analogRead (pin): Lê e retorna o valor.

• analogWrite (pin, value): Escreve o valor para esse pino.

• serial.begin (taxa de transmissão): Define o início da comunicação serial definindo a taxa de bits.

E por hoje é só, espero que tenham gostado!

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