Arduino Mega

vor 4 years 12 weeks
Überblick Der Arduino MEGA ist ein auf dem ATmega1280 basierendes Microcontroller Board. Es hat 54 digital I/O Ports, vom dem 12 als PWM Outputs verwendet werden können, 4 Hardware UART Ports, 16 analoge Eingänge, einen 16 Mhz Kristall Oszillator, einen USB Anschluss, betriebsstorm Buchse, einen ICSP Header und einen reset Taster. Zum Betrieb muss der Arduino Mega einfach nur per USB mit dem Computer verbunden werden oder per Gleichstrom Netzteil oder Batterie mit Spannung versorgt werden Einkaufquellen gTronica ca. 40 EURO Zusammenfassung
  • Microcontroller ATmega1280
  • Betriebsspannung 5V
  • Eingangsspannung (empfohlen) 7-12V
  • Eingangsspannung (Limit) 6-20V
  • Digitale I/O Ports 54 (12 als PWM Ausgange nutzbar)
  • Analoge Eingangsports 16
  • DC Strombelastung I/O Pin 40 mA
  • DC Strombelastung 3.3V Pin 50 mA
  • Flash Speicher 128 KB (2 KB vom Bootloader belegt)
  • SRAM 8 KB
  • EEPROM 4 KB
  • Taktfrequenz 16 MHz
Stromversorgung Der Arduino Mega kann per USB Verbindung oder regulären Adapterkabel mit Strom versorgt werden. Die Umschaltung erfolgt automatisch. Externe (nicht-USB) Strom kann entweder per Gleichstromadapter oder Batterie erfolgen. Der Adapterstecker kann mit einem 2.1 mm Stecker engeschlossen werden, der innen eine positive Spannung hat. Die Batterieleitungen können auch direkt mit den GND und VIN Pin Headern Verbunden werden. Das Board kann mit einer externen Spannung von 6 bis 20 Volt versorgt werden. Wenn eine Spannung von weniger als 7 Volt verwendet wird, so kann der 5V Pin weniger als 5V bereitstellen und das Board kann unstabil laufen. Wenn mehr als 12 Volt Spannung anliegt, so kann der Voltregulator überhitzen und kann das Board beschädigen. Die Empfohlene Spannugn liegt deshalb zwischen 7 und 12 Volt. Die Strompins sind wie folgt:
  • VIN Die Eingangsspannung für das Arduino Board wenn eine externe Spannungsquelle anliegt (im Gegensatz zu den 5 Volt von der USB Verbindung oder anderen regulierten Stromquellen). Strom aknn auch durch diesen Pin bereitgestellt werden oder von hier abgegriffen werden.
  • 5V Eine regulierte Stromquelle, mit der der Microcontroller und andere Komponenten auf dem Board versorgen. Diese kann entweder vom VIN per on-board Regulator stammen oder per USB oder anderen regulierten 5V Quellen stammen.
  • 3V3 Eine 3,3 Volt Stromquelle, die vom FTDI Chip erzeugt wird. Maximale Stromstärke sind 50 mA.
  • GND Masse Pin (Ground).
Speicher Der ATmega1280 hat 128 KB Flash Speicher um Code zu speichern, von denen 2 KB für den Bootloader belegt wird. Er hat 8 KB SRAM und 4 KB EEPROM (Der mit Hilfe der EEPROM Bibliothek geschrieben und gelesen werden kann). Ein- und Ausgänge Jede der 54 digitalen Pins auf dem Arduino Mega kann als Eingänge oder Ausgänge genutzt werden mit pinMode(), digitalWrite() und digitalRead() Funktionen. Der Betreib läuft mit 5 Volt. Jeder der Pins kann ein Maximum von 40 mA senden und empfangen und hat einen internen Pull-Up Widerstand von 20-50 kOhm (per default deaktiviert). Zusätzlich haben einige Pins spezialisierte Funktionen:
  • Serial 0 (RX) und 1 (TX). Wird genutzt um serielle TTL Daten zu Empfangen (RX) und zu Senden (TX). Diese Pins sind mit den passenden Pins des FTDI USB-to-TTL seriellen chips verbunden.
  • Externe Interrupts 2 und 3. Diese Pins können konfiguriert werden Interrups bei geringen Werten, ansteigenden oder fallenden Flanken oder bei einer Wertänderung zu triggern. Mehr dazu siehe attachInterrupt() Funktion für Details.
  • PWM 2 bis 13. Stellen 8-bit PWM Ausgänge mit der analogWrite() Funktion zur Verfügung.
  • LED 13. Es gibt eine eingebaute LED, die mit dem digitalen Pin 13 verbunden ist. Wenn der Pin HIGH Wert hat ist die LED an, sie ist aus bei einem LOW wert.
Der Arduino MEGA hat 16 analoge Eingänge, jeder mit 10 Bit Auflösung (z.B. 1024 verschiedene Werte). Standardmäßig werden Werte von Ground bis 5 Volt gemessen, es ist aber möglich die obere Begrenzung durch verwendung des AREF Pins und etwas Low Level Code zu verändern. Zusätzlich haben diese Pins spezialisierte Funktionen:
  • I2C 20 (SDA) und 21 (SCL). Unterstützen I2C (TWI) Kommunikation mit Hilfe der Wire Bibliothek (Dokumentation auf der Wiring Website).
Es gibt noch eine Reihe von anderen Pins auf dem Board:
  • AREF Referenze Spannung für die Analogeingänge. Zu verwenden mit der analogReference() Funktion.
  • Reset Diese Verbindung setzt im LOW Zusatnd den Microcontroller zurück. Wird typischerweise auf Shields verwendet, die den Zugang zum Reset Btton räumlich verhindern.
Kommunikation Der Arduino MEGA hat eine Anzahl von Einrichtngen um mit einem Computer, anderen Arduinos oder anderen Microcontrollern zu kommunizieren. Der ATmega1280 stellt eine UART TTL (5V) serielle Kommunikation bereit, die auf den digitalen Pins 0 (RX) und 1 (TX), sowie 14 bis 19 liegt. Ein FTDI FT232RL auf dem Board kanalisiert diese serielle Kommunikation über USB und den FTDI Treibern (in der Arduino Software enthalten) um dem Computer einen virtuellen COM Port bereitzustellen. Dei Arduino Software umfasst eine Monitorfunktion des seriellen Ports und erlaubt den Empfang und Versand von simplen Textdaten vom und zum Arduino Board. Eine SoftwareSerial Bibliothek erlaubt serielle Datenverbindung über jeden beliebigen digitaln Pin des Arduino Mega. Der ATmega1280 unterstützt auch I2C (TWI) und SPI Kommunikation. Die Arduino Software enthält eine Wire Bibliothek um die Verwednung des I2C Busses zu vereinfachen; Details kann man ind er Dokumentation auf der Wiring Website finden. Um die SPI Kommunikation zu verwenden findet man Details im ATmega1280 Datenblatt. Programmierung Der Arduino MEGA kann mit der Arduino Software programmiert werden. SUpport für den Arduino Mega wird verfügbar, sobald der Arduino Mega offiziell vorgestellt ist. Der ATmega1280 auf dem Arduino MEGA kommt mit gebranntem Bootloader, der es ermöglicht neuen Code auf den Chip zu schreiben ohne externe Handware Programmer. Die Kommunikation in diesem Prozess wird unter Verwendung des original STK500 Protokols durchgeführt. Man kann den Bootleader auch umgehen und den ATmega1280 müber die ICSP (In-Circuit Serial Programming) Header programmieren; diese Anleitung hilft weiter. Automatischer (Software) Reset USB Überstromschutz Der Arduino MEGA hat eine rückstellbare Polyfuse die den Computer vor Kurzschlüssen und zu hohen Stromstärken schützt. Pbwohl die meisten Computer ihre eigenen Schutzvorrichtungen gegen zu hohen Strom haben, bietet dies eine zusätliche Sicherheit. Wenn mehr als 500 mA STrom vom Bord über den USB Anschlus fliessen, unterbricht die Sicherung den Strom, bis weniger verlangt wird. Physische Merkmale Die Maximale Länge und Breite der Arduino Mega Leiterplatte sind 4 und 2,1 Inch, aus denen allerdings der USB Anschluss und der externe Stromanschluss herausschauen. Das sind 10,20 mal 5,33 cm. Es gibt drei Schraublöcher um das Board mit einer Unterlage zu verbinden. Ziwschen dem digitalen Pin 7 und 8 ist ein 160 mil (4,04 mm) Abstand, der nicht dem üblichen Vielfachen des 100 mil (2,45 mm) Lochrasters entspricht.