Hardware

Plaques Arduino

Existeixen nombroses plaques Arduino les quals es poden diferenciar per la seva mida, el tipus de microcontrolador, la quantitat de pins d'entrada i sortida, la funcions específiques per a les quals està dissenyat. Així doncs, podem trobar plaques més senzilles o amb característiques millorades, algunes expressament dissenyades per a la impressió en 3D o per a IoT (Internet of things).

Per altra banda, està el que s'anomenen shields o carcases que són plaques que es connecten a la part superior de la placa d'Arduino i que permeten augmentar les seves funcionalitats. Existeixen plaques per connectar-se a Internet, plaques amb GPS, plaques per controlar motors, plaques educatives, etc.

A mode d'exemple mostrem algunes plaques Arduino freqüentment utilitzades:

• Arduino UNO

• Arduino Mega

• Arduino Mini

• Arduino Leonardo

• Arduino Ethernet

És important fer constar que el hardware d'Arduino és lliure, és a dir, les característiques, diagrames i funcionament dels dispositius físics són públics, i qualsevol persona o empresa pot accedir a ells i replicar-los. Això fa que existeixin nombroses empreses que fabriquen plaques "clòniques" d'Arduino, amb les mateixes característiques i propietats. Per exemple, podem trobar plaques com Funduino, DCCDuino, Elegoo, etc.

Placa Arduino Uno

Nosaltres farem servir la placa Arduino Uno que és una de les més utilitzades, i que compta amb suficients pins per a la majoria de projectes que construirem. Per als projectes més avançats que impliquin l'ús de moltes entrades i sortides, disposem també d'algunes plaques Arduino Mega.

Les característiques principals de la placa Arduino Uno són:

• Microcontrolador ATmega328.

• Voltatge d'entrada: 7-12V

• Tensió (voltatge) de sortida: 5V

• Corrent de sortida: 40 mA

• 14 pins digitals d'entrada/sortida , dels quals 6 són sortides PWM (Pulse Width Modulation - Modulació per amplada de polsos)

• 6 entrades analògiques.

• 32k de memòria Flash.

• Rellotge de 16MHz de velocitat

Disposa d'un port USB que serveix per donar corrent a la placa Arduino des de l'ordinador, carregar el programa o comunicar-se pel port sèrie. També disposa d'un boto de reinici (Reset) i d'un connector per a l'alimentació externa (Power Jack).

Alimentació

L'Arduino es pot alimentar a través del port USB directament de l'ordinador, o bé mitjançant una font externa (ja sigui una bateria o un transformador del corrent de la xarxa elèctrica de 220V). Es pot connectar pel connector jack de 2.1mm o pel corresponent pin Vin.

Per alimentar sensors i dispositius externs, l'Arduino disposa de pins de sortida que proporcionen 5V i 3.3V.

Entrades i sortides

L'Arduino disposa de 6 entrades analògiques que es poden fer servir per realitzar lectures en determinats tipus de sensors. D'altra banda també, disposa de 14 entrades/sortides digitals addicionals. Cada un d'aquests pins es pot configurar com una entrada o una sortida segons les necessitats de l'aplicació.

Comunicació sèrie: 0 (Rx) i 1(Tx): Mitjançant aquests pins es pot establir una comunicació sèrie amb un ordinador, un altre Arduino o qualsevol altre dispositiu amb port sèrie per tal de transmetre dades.

PWM 3, 5, 6, 9, 10, 11: Aquests pins són capaços de subministrar un tren de polsos variables. Es fa servir per controlar servomotors, la intensitat lluminosa de LEDs, la velocitat de motors de corrent continu...

LED 13: El pin digital 13 està connectat a un LED de la placa de forma que si es configura aquest pin com a sortida es pot controlar el funcionament del LED.

Placa Protoboard

La paraula protoboard ve de l'anglès i és una contracció de les paraules prototype board, que vol dir placa de prototips. Serveix per a fer connexions ràpides dels nostres muntatges electrònics. D'aquesta forma podem fer amb molta facilitat i rapidesa prototips (proves o versions) dels nostres muntatges sense haver de soldar els components amb estany.

La protoboard està formada per nombrosos orificis que estan connectats interiorment amb coure. Per fer un muntatge només haurem de posar els terminals (o potes) dels components o els cables dins dels forats de la protoboard.

Els orificis de la protobard estan connectats internament entre ells tal i com es mostra a la següent imatge.

En aquesta altra imatge veiem amb detall que els forats numerats com a 1A, 1B, 1C, 1D i 1E estan tots interconnectats elèctricament. D'aquesta forma, si posem dos terminals de dos components en alguns forats d'aquesta fila hi haurà continuïtat elèctrica entre ells.

Les dues columnes de forats a banda i banda de la zona central també tenen els orificis interconnectats entre ells. Aquestes files es reserven per connectar els cables que van a la alimentació elèctrica a 5V (cable vermell) i al negatiu, terra o ground GND (cable negre).