Использование контроллера Arduino Pro Mini

размеры arduino pro mini

Arduino Pro Mini — многофункциональная платформа на базе микроконтроллера ATmega328, производимая американской корпорацией SparkFun Electronics. Она используется для разработки гаджетов и электронных устройств. Средняя цена этой платы на территории Российской Федерации составляет 220 руб.

Описание и характеристики Arduino Pro Mini

Ардуино Про Мини является одной из самых компактных плат. Ее длина составляет 3 см, ширина — 1,8 см. На устройстве расположено 6 аналоговых входов и 14 цифровых выходов. Контроллер обладает следующими характеристиками:

  • предельное напряжение — 20 В;
  • число пинов PWM — 6;
  • количество flash-памяти — 32 кБ (2 кБ предназначены для загрузчика);
  • максимальная сила тока — 50 мА;
  • величина энергозависимой памяти EEPROM — 512 байт;
  • тактовая частота микроконтроллера — 16 МГц;
  • величина статической памяти SRAM — 2 кБ;
  • сила тока, проходящего через входы и выходы платформы, — 40 мА.

Общий вес этой модели Arduino составляет 5 г. На плате также присутствуют блокировочные конденсаторы, кварцевый резонатор, стабилизатор напряжения, 2 встроенных светодиода и кнопки перезагрузки. Устройство подключается к компьютеру при помощи кабелей USB и FTDI.

Возможности устройства

arduino pro mini

При помощи Ардуино Про Мини можно создавать множество прикладных электронных устройств. Эта плата используется в следующих проектах:

  • электронная сигнализация со встроенным модулем dfplayer;
  • автоматическая система очистки воды;
  • контроллеры для управления дронами и квадрокоптерами;
  • анализатор влажности почвы;
  • поливочная система для тепличных растений;
  • датчики для определения количества осадков и скорости ветра.

Эта модель Arduino может применяться в бытовых условиях. На ее основе разрабатываются системы умных домов. Технология позволяет управлять электронными устройствами, находящимися в помещении, из одной точки. Ардуино Про Мини используют в робототехнике и нанотехнологиях.

Принципиальная схема

схема arduino pro mini

Как действует Ардуино Про Мини — показано на принципиальных схемах платы. Основу данной электронной платформы составляют 3 конденсатора, выполненных из кремния. По ним в разных направлениях перемещаются сигналы, преобразующиеся в рабочее напряжение. Далее ток проходит через фильтры низких частот, поступая на один из цифровых выходов.

На принципиальных схемах указываются устройства, подсоединяемые к плате отдельно. К ним относятся акселерометр MMA7260 и дополнительные слоты для подключения SD-карт. Эти детали обозначаются в виде отдельных плат. При помощи линий отмечены места установки коннекторов для подсоединения периферийных устройств.

Распиновка платы

распиновка arduino pro mini

Распиновка (pinout) платы Ардуино Про Мини отличается компактностью и многофункциональностью. На контроллере расположено 14 цифровых пинов, настраиваемых на вход или выход при помощи команд pinMode (), digitalRead () и digitalWrite (). Они работают при напряжении 3,3 В. На каждом пине присутствует нагрузочный резистор с сопротивлением 50 кОм. Цифровые выводы подразделяются на несколько групп.

  1. Последовательные шины. Используются для приема и передачи информации. К ним относятся пины RX и TX.
  2. Выводы внешнего прерывания. Предназначены для остановки исполнения программного кода. В эту группу входят пины №№ 2 и 3. Их работа регулируется при помощи функции attachInterrupt ().
  3. Выводы ШИМ. Применяются для активации широтно-импульсной модуляции с расширением 8 бит. Эту функцию выполняют пины №№ 3, 5, 6, 9, 10 и 11. Их работу можно настраивать с помощью команды logWrite ().
  4. Выводы SPI. Необходимы для связи с последовательным периферийным интерфейсом. В эту группу входят пины SS, MOSI, MISO и SCK.
  5. Вывод LED. Это пин № 13, к которому подключается встроенный светодиод. При подаче высокого напряжения он загорается. Светодиод гаснет, если значение на выводе имеет низкий потенциал.

На плате Pro Mini установлены 6 пинов для получения аналоговых сигналов. Их разрешение составляет 10 бит. Они расположены на краях электронной платформы. Входы обладают особыми функциями:

  1. Пины I2C используются для подключения платы к сетевому последовательному интерфейсу. К ним относятся входы SDA и SCL. Для работы с пинами I2C необходима электронная библиотека Wire.
  2. Reset принимает сигналы низкого уровня. К нему подключается кнопка, отвечающая за перезагрузку микроконтроллера. К пину Reset можно подсоединить дополнительные платы расширения.
Измерение данных аналоговыми входами осуществляется от точки нулевого потенциала (GND) до предельных значений VCC.

Прошивка контроллера

На платах, купленных у неофициальных производителей, может отсутствовать требуемое программное обеспечение, что приводит к нестабильной работе устройства. Для устранения неполадок нужно прошить электронную платформу при помощи специального кода bootloader.

Прошивка осуществляется при помощи порта USB, платы Arduino Uno и отдельных программаторов.

Через USB в TTL

Для перепрошивки платы при помощи USB в TTL необходимо приобрести UART переходник. Стоимость этого гаджета составляет 90-150 руб. Важно, чтобы на устройстве присутствовали контакты RST и DTR. В противном случае Arduino не сможет автоматически перезагружаться после завершения загрузки скетчей. Переходник подсоединяется к контроллеру при помощи проводов или шлейфа и подключается к компьютеру. Затем нужно загрузить драйверы. Это программное обеспечение позволяет загружать на плату рабочие скетчи.

Через Arduino UNO

Для перепрошивки контроллера понадобится плата Arduino Uno. Ее микросхемы расположены в DIP корпусе. Из них необходимо извлечь центральный процессор при помощи отвертки. Важно, чтобы во время этого ножки устройства не деформировались. В противном случае процессор перестанет функционировать. После извлечения необходимо соединить платы UNO и Pro Mini проводами.

Для загрузки программного обеспечения требуется подключить электронные платформы к компьютеру при помощи порта USB. В настройках выбирают COM-порт. С его помощью информация передается на плату. После сохранения настроек пользователь сможет загружать скетчи на Arduino без задержек.

Через SPI интерфейс

Этот способ прошивки Ардуино Про Мини является одним из самых сложных. Для загрузки программного кода требуется интерфейс SPI и плата Arduino UNO. Его контакты расположены на портах №№ 10 и 13. Перед прошивкой необходимо подготовить программатор USBASP. Для этого нужно запустить Arduino IDE и выполнить следующие действия:

  • зайти во вкладку «Файл» и открыть папку «Примеры»;
  • выбрать плату Arduino UNO;
  • в качестве средства передачи информации указать CON-порт;
  • скомпилировать программный код.

После выполнения этого алгоритма требуется соединить платы УНО и Про Мини при помощи проводов и выбрать программатор Arduino as ISP. Для загрузки скетча нужно повторно настроить параметры микроконтроллера, платы и порта в IDE Arduino. После этого необходимо зайти во вкладку «Скетч» и нажать на кнопку «Загрузить через программатор». Программный код загрузить на плату в автоматическом режиме. После этого процесса устройство нельзя прошить повторно. Интерфейс SPI не позволяет отлаживать скетчи.

Подключение платы

Для подключения электронной платформы к персональному компьютеру требуется кабель CH340G со встроенным преобразователем интерфейса USB-USART. Этот гаджет подсоединяется с помощью пинов RX и TX. Кабель подключается к контактам GND и VCC.

Рекомендуется использовать усилители с разъемом DTR, автоматически перезагружающим плату после обновления программного кода микроконтроллера.

Питание от внешнего источника

Arduino Pro Mini питается при помощи ПК и иного регулируемого источника. Энергия передается через кабель CH340G или от платы-конвертера. Для питания электронной платформы используются следующие выходы:

  • RAW, применяемый для подключения регулируемого напряжения;
  • GND, используемый для вывода заземления;
  • VCC, требуемый для подключения источника питания с напряжением до 5 В.

При подключении плат с низким энергопотреблением рекомендуется использовать стабилизатор. Он ограничивает ток потребления до 150 мА в зависимости от мощности источника питания.

При покупке стабилизатора важно учитывать его мощность рассеивания. При высоких значениях параметра может произойти короткое замыкание, что приведет к поломке контроллера.

Программирование на Ардуино Про Мини

Коды для Arduino Pro Mini пишутся в программной среде разработки. Ее можно бесплатно скачать на официальном сайте производителя платы и установить на персональный компьютер. В микроконтроллер по умолчанию встроен загрузчик, позволяющий загружать программный код в память устройства. Связь между платой и ПК обеспечивается с помощью протокола STK500. При первом подключении платформы необходимо установить драйверы для работы кабеля CH340G и иного конвертера.

При отсутствии опыта программирования на Arduino рекомендуется начать со скетча Blink, находящегося в папке «Примеры». После написания программного кода необходимо его скомпилировать. Частота компиляции должна составлять 8 МГц. Загрузить программу на электронную платформу можно при помощи кнопки Upload. При подаче напряжения светодиоды загорятся. После окончания загрузки в строке состояния выведется сообщение «Done uploading».

Ссылка на основную публикацию