Udhëzimet e funksionimit
Elektor Arduino
NANO
Bordi Trajnues MCCAB®
Rev. 3.3

I nderuar klient, Bordi Trajnues MCCAB është prodhuar në përputhje me direktivat evropiane në fuqi dhe për këtë arsye mban markën CE. Përdorimi i tij i synuar përshkruhet në këto udhëzime funksionimi. Nëse modifikoni Bordin e Trajnimit të MCCAB ose nuk e përdorni atë në përputhje me qëllimin e tij të synuar, vetëm ju jeni përgjegjës për pajtueshmërinë me rregullat e zbatueshme.
Prandaj, përdorni vetëm Bordin e Trajnimit MCCAB dhe të gjithë komponentët në të siç përshkruhet në këto udhëzime funksionimi. Ju mund të kaloni në Bordin e Trajnimit MCCAB vetëm së bashku me këtë manual funksionimi.
I gjithë informacioni në këtë manual i referohet Bordit të Trajnimeve të MCCAB me nivelin e botimit Rev. 3.3. Niveli i botimit të Bordit të Trajnimit është i printuar në anën e poshtme të tij (shih Figurën 13 në faqen 20). Versioni aktual i këtij manuali mund të shkarkohet nga webfaqe www.elektor.com/20440 për shkarkim. ARDUINO dhe emrat dhe logot e tjera të markave Arduino janë marka tregtare të regjistruara të Arduino SA. ®

Riciklimi

Pajisjet elektrike dhe elektronike të përdorura duhet të riciklohen si mbeturina elektronike dhe nuk duhet të hidhen në mbeturinat shtëpiake.
Bordi i Trajnimit MCCAB përmban lëndë të para të vlefshme që mund të riciklohen.
Prandaj, hidheni pajisjen në depon e duhur të grumbullimit. (Direktiva e BE-së 2012/19 / BE). Administrata juaj komunale do t'ju tregojë se ku ta gjeni pikën më të afërt të grumbullimit falas.

Udhëzimet e sigurisë

Këto udhëzime funksionimi për Bordin Trajnues të MCCAB përmbajnë informacione të rëndësishme për vënien në punë dhe funksionimin!
Prandaj, lexoni me kujdes të gjithë manualin e përdorimit përpara se të përdorni tabelën e stërvitjes për herë të parë, në mënyrë që të shmangni dëmtimin e jetës dhe gjymtyrëve për shkak të goditjes elektrike, zjarrit ose gabimeve në funksionim, si dhe dëmtimit të bordit të stërvitjes.
Bëjeni këtë manual të disponueshëm për të gjithë përdoruesit e tjerë të bordit të trajnimit.
Produkti është projektuar në përputhje me standardin IEC 61010-031 dhe është testuar dhe është lënë nga fabrika në një gjendje të sigurt. Përdoruesi duhet të respektojë rregulloret e zbatueshme për trajtimin e pajisjeve elektrike, si dhe të gjitha praktikat dhe procedurat e sigurisë përgjithësisht të pranuara. Në veçanti, rregulloret VDE VDE 0100 (planifikimi, instalimi dhe testimi i vëllimit të ulëttage sistemeve elektrike), VDE 0700 (siguria e pajisjeve elektrike për përdorim shtëpiak) dhe VDE 0868 (pajisje për audio/video, teknologji informacioni dhe komunikimi) duhet të përmenden këtu.
Në objektet tregtare zbatohen edhe rregulloret për parandalimin e aksidenteve të shoqatave tregtare të sigurimit të përgjegjësisë së punëdhënësve.

Simbolet e sigurisë të përdorura

Paralajmërim për rrezikun elektrik
Kjo shenjë tregon kushte ose praktika që mund të rezultojnë në vdekje ose lëndim personal.
Shenjë paralajmëruese e përgjithshme
Kjo shenjë tregon kushtet ose praktikat që mund të rezultojnë në dëmtim të vetë produktit ose të pajisjeve të lidhura.

2.1 Furnizimi me energji elektrike
Kujdes:

• Në asnjë rrethanë nuk mund të vëlltages ose vëlltagështë më i madh se +5 V të jetë i lidhur me Bordin e Trajnimit MCCAB. Përjashtimet e vetme janë hyrjet VX1 dhe VX2, këtu hyrja voltages mund të jetë në rangun nga +8 V deri +12 V (shih seksionin 4.2).
• Asnjëherë mos lidhni asnjë potencial tjetër elektrik me linjën e tokës (GND, 0 V).
• Asnjëherë mos i ndërroni lidhjet për tokë (GND, 0 V) ​​dhe +5 V, pasi kjo do të rezultojë në dëmtim të përhershëm të Bordit të Trajnimit MCCAB!
• Në veçanti, mos lidhni asnjëherë rrjetin elektrik ~230 V ose ~115 Vtage drejtuar Bordit të Trajnimit të MCCAB!
  Ka rrezik për jetën !!!

2.2 Trajtimi dhe kushtet mjedisore
Për të shmangur vdekjen ose lëndimin dhe për të mbrojtur pajisjen nga dëmtimi, duhet të respektohen rreptësisht rregullat e mëposhtme:

• Asnjëherë mos e përdorni Bordin e Trajnimit MCCAB në dhoma me avuj ose gazra shpërthyes.
• Nëse të rinjtë ose personat që nuk janë të njohur me trajtimin e qarqeve elektronike punojnë me Bordin e Trajnimit të MCCAB, p.sh., në kontekstin e trajnimit, personeli i trajnuar siç duhet në një pozicion përgjegjës duhet të mbikëqyrë këto aktivitete.
  Përdorimi nga fëmijët nën 14 vjeç nuk synohet dhe duhet të shmanget.
• Nëse Bordi Trajnues i MCCAB tregon shenja dëmtimi (p.sh. për shkak të stresit mekanik ose elektrik), ai nuk duhet të përdoret për arsye sigurie.
• Bordi i Trajnimit MCCAB mund të përdoret vetëm në një mjedis të pastër dhe të thatë në temperatura deri në +40 °C.

2.3 Riparimi dhe mirëmbajtja

• Për të shmangur dëmtimin e pronës ose lëndimet personale, çdo riparim që mund të bëhet i nevojshëm mund të kryhet vetëm nga personel specialist i trajnuar siç duhet dhe duke përdorur pjesë rezervë origjinale.
• Bordi i Trajnimit të MCCAB nuk përmban asnjë pjesë të shërbimit të përdoruesit.

Përdorimi i synuar

Bordi Trajnues i MCCAB është zhvilluar për mësimdhënie të thjeshtë dhe të shpejtë të njohurive rreth programimit dhe përdorimit të një sistemi mikrokontrollues.
Produkti është projektuar ekskluzivisht për qëllime trajnimi dhe praktike. Çdo përdorim tjetër, p.sh., në objektet e prodhimit industrial, nuk lejohet.

Kujdes: Bordi i trajnimit MCCAB është menduar vetëm për përdorim me një sistem mikrokontrollues Arduino® NANO (shih Figurën 2) ose një modul mikrokontrollues që është 100% i pajtueshëm me të. Ky modul duhet të operohet me një vëllim operativtage e Vcc = +5V. Përndryshe, ekziston rreziku i dëmtimit ose shkatërrimit të pakthyeshëm të modulit të mikrokontrolluesit, tabelës së stërvitjes dhe pajisjeve të lidhura me tabelën e trajnimit.
Kujdes: VëlltagE në diapazonin +8 V deri +12 V mund të lidhen me hyrjet VX1 dhe VX2 të tabelës së trajnimit (shih seksionin 4.2 të këtij manuali). Vëllimitages në të gjitha hyrjet e tjera të tabelës së trajnimit duhet të jetë në intervalin 0 V deri +5 V.
Kujdes: Këto udhëzime funksionimi përshkruajnë mënyrën e lidhjes dhe përdorimit të saktë të Bordit të Trajnimit MCCAB me PC-në e përdoruesit dhe çdo modul të jashtëm. Ju lutemi vini re se ne nuk kemi asnjë ndikim në gabimet e funksionimit dhe/ose lidhjes të shkaktuara nga përdoruesi. Vetëm përdoruesi është përgjegjës për lidhjen e saktë të tabelës së trajnimit me kompjuterin e përdoruesit dhe çdo modul të jashtëm, si dhe për programimin dhe funksionimin e duhur të tij! Për të gjitha dëmet që vijnë nga lidhja e gabuar, kontrolli i gabuar, programimi i gabuar dhe/ose funksionimi i gabuar, përdoruesi është i vetmi përgjegjës! Pretendimet e përgjegjësisë ndaj nesh janë të kuptueshme të përjashtuara në këto raste.

Çdo përdorim tjetër përveç atij të specifikuar nuk lejohet! Bordi i trajnimit MCCAB nuk duhet të modifikohet ose konvertohet, pasi kjo mund ta dëmtojë atë ose të rrezikojë përdoruesin (qark i shkurtër, rrezik mbinxehjeje dhe zjarri, rrezik goditjeje elektrike). Nëse lëndimi personal ose dëmtimi i pronës ndodh si rezultat i përdorimit jo të duhur të tabelës së trajnimit, kjo është përgjegjësi e vetme e operatorit dhe jo e prodhuesit.

Bordi Trajnues i MCCAB dhe komponentët e tij

Figura 1 tregon Bordin e Trajnimeve të MCCAB me elementët e tij të kontrollit. Tabela e trajnimit vendoset thjesht në një sipërfaqe pune jopërçuese elektrike dhe lidhet me kompjuterin e përdoruesit nëpërmjet një kablloje mini-USB (shih seksionin 4.3).
Veçanërisht në kombinim me "Kursin praktik të mikrokontrolluesve për fillestarët e Arduino" (ISBN 978-3-89576-545-2), botuar nga Elektor, Bordi i Trajnimit MCCAB është i përshtatshëm për të mësuar lehtë dhe të shpejtë të programimit dhe përdorimin e një sistemi i mikrokontrolluesit. Përdoruesi krijon programet e tij të ushtrimeve për Bordin e Trajnimit MCCAB në kompjuterin e tij në Arduino IDE, një mjedis zhvillimi me një përpilues të integruar C/C++, të cilin ai mund ta shkarkojë pa pagesë nga webfaqe  

Figura 1: Bordi Trajnues i MCCAB, Rev. 3.3

Elementet e funksionimit dhe shfaqjes në Bordin e Trajnimit MCCAB:

1. 11 × LED (tregues i statusit për hyrjet/daljet D2 … D12)
2. Kreu JP6 për lidhjen e LED-ve LD10 … LD20 me GPIO-të D2 … D12 që u janë caktuar atyre
3. Blloku i terminalit SV5 (distributori) për hyrjet/daljet e mikrokontrolluesit
4. Butoni RESET
5. Moduli i mikrokontrolluesit Arduino® NANO (ose i pajtueshëm) me prizë mini USB
6. LED "L", i lidhur me GPIO D13
7. Konektori SV6 (shpërndarës) për hyrjet/daljet e mikrokontrolluesit
8. Potenciometri P1
9. Pin kokën JP3 për zgjedhjen e vëllimit të funksionimittage të potenciometrave P1 dhe P2
10. Potenciometri P2
11. Koka e pinit JP4 për zgjedhjen e sinjalit në pinin X të shiritit lidhës SV12
12. Shirit lidhës SV12: SPI-Interface 5 V (sinjali në pin X zgjidhet nëpërmjet JP4)
13. Shirit lidhës SV11: Ndërfaqja SPI 3.3 V
14. Blloku i terminalit SV10: Ndërfaqja IC 5 V
15. Blloku i terminalit SV8: Ndërfaqja I2 C 3.3 V
16. Blloku i terminalit SV9: Ndërfaqja 22 IC 3.3 V
17. Blloku i terminalit SV7: Ndërrimi i daljes për pajisjet e jashtme
18. Ekran LC me 2 x 16 karaktere
19. 6 × çelësat me butona K1 … K6
20. 6 × çelsin rrëshqitës S1 … S6
21. Pin header JP2 për lidhjen e çelsave me hyrjet e mikrokontrolluesit.
22. Blloku i terminalit SV4: distributori për vëllimin operativtages
23. Piezo buzzer Buzzer1
24. Blloku i terminalit SV1: Ndërrimi i daljes për pajisjet e jashtme
25. Shiriti i terminalit SV3: Kolonat e matricës LED 3 × 3 (daljet D6 … D8 me rezistorë seri 330 Ω)
26. Shirit lidhës SV2: 2 x 13 kunja për lidhjen e moduleve të jashtme
27. Matrica LED 3 × 3 (9 LED të kuqe)
28. Koka e pinit JP1 për lidhjen e rreshtave të matricës LED 3 × 3 me mikrokontrolluesin GPIO D3 … D5
29. Një kërcyes në pozicionin "Buzzer" të kokës së pinit JP6 lidh Buzzer1 me GPIO D9 të mikrokontrolluesit.

Kontrollet individuale në bordin e trajnimit shpjegohen në detaje në seksionet e mëposhtme.

4.1 Moduli i mikrokontrolluesit Arduino® NANO 
NANO ose një modul mikrokontrollues i pajtueshëm me të është futur në Bordin e Trajnimit MCCAB (shih shigjetën (5) në Figurën 1 si dhe Figurën 2 dhe M1 në Figurën 4). Ky modul është i pajisur me mikrokontrolluesin AVR ATmega328P, i cili kontrollon komponentët periferikë në tabelën e trajnimit. Për më tepër, ekziston një qark i integruar konvertues në anën e poshtme të modulit, i cili lidh ndërfaqen serike të mikrokontrolluesit UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) me ndërfaqen USB të PC-së. Kjo ndërfaqe përdoret gjithashtu për të ngarkuar programet e krijuara nga përdoruesi në kompjuterin e tij në mikrokontrollues ose për të transferuar të dhëna në/nga monitori serial i Arduino IDE (mjedisi i zhvillimit). Dy LED TX dhe RX në figurën 2 tregojnë trafikun e të dhënave në linjat serike TxD dhe RxD të mikrokontrolluesit. Një Arduino ®

Figura 2: Moduli i mikrokontrolluesit Arduino® NANO (Burimi: www.arduino.cc)

LED L (shih Figurën 2 dhe shigjetën (6) në Figurën 1 - emërtimi "L" mund të jetë i ndryshëm për klonet e përputhshëm me Arduino NANO) është i lidhur përgjithmonë me GPIO D13 të mikrokontrolluesit nëpërmjet një rezistence seri dhe tregon gjendjen e tij LOW ose I LARTË. Vëllimi +5 VtagRregullatori në anën e poshtme të modulit stabilizon vëllimintage furnizuar nga jashtë në Bordin e Trajnimit MCCAB nëpërmjet hyrjes VIN të modulit Arduino ® NANO (shih seksionin 4.2).
Duke shtypur butonin RESET në krye të modulit Arduino ® NANO (shih Figurën 2 dhe shigjetën (4) në Figurën 1) mikrokontrolluesi vendoset në një gjendje fillestare të përcaktuar dhe një program tashmë i ngarkuar riniset. i Të gjitha hyrjet dhe daljet e mikrokontrolluesit që janë të rëndësishme për përdoruesin lidhen me dy shiritat e terminalit SV5 dhe SV6 (shigjeta (3) dhe shigjeta (7) në figurën 1). Me anë të lidhësve - të ashtuquajturat Kabllo Dupont (shih Figurën 3) - hyrjet/daljet e mikrokontrolluesit (të quajtur edhe GPIO = Hyrje/Dalje për qëllime të përgjithshme) të nxjerra në SV5 dhe SV6 mund të lidhen me elementët e funksionimit (butonat, çelësat , …) në Bordin e Trajnimeve të MCCAB ose në pjesë të jashtme.

Figura 3: Llojet e ndryshme të kabllove Dupont për lidhjen e GPIO-ve me elementët e kontrollit

Përdoruesi duhet të konfigurojë çdo GPIO të modulit të mikrokontrolluesit Arduino® NANO në dy shiritat lidhës SV5 dhe SV6 (shigjeta (3) dhe shigjeta (7) në figurën 1), e cila është e lidhur nëpërmjet një kablloje Dupont me një lidhës në stërvitje bordit ose në një lidhës të jashtëm, në programin e tij për drejtimin e kërkuar të të dhënave si hyrje ose dalje!
Drejtimi i të dhënave vendoset me udhëzimin
pinMode (gpio, drejtimi); // për "gpio" futni numrin përkatës të pinit // për "direction" futni "INPUT" ose "OUTPUT"
Examples:
pinMode (2, OUTPUT); // GPIO D2 është vendosur si dalje
pinMode (13, INPUT); // GPIO D13 është vendosur si hyrje
Figura 4 tregon lidhjen elektrike të modulit të mikrokontrolluesit Arduino® NANO M1 në Bordin e Trajnimit MCCAB.

Figura 4: Lidhja elektrike e modulit të mikrokontrolluesit Arduino® NANO në Bordin e Trajnimit MCCAB
Të dhënat më të rëndësishme të modulit të mikrokontrolluesit Arduino® NANO:

•Vëllimi operativtage Vcc:	+5 V
•Vëllimi operativ i furnizuar nga jashtëtage në VIN:	+8 V deri +12 V (shih seksionin 4.2)
•Kinat e hyrjes analoge të ADC:	8 (AO … A7, shih shënimet në vijim)
•Kinat e hyrjes/daljes dixhitale:	12 (D2 … D13) respekt. 16 (duket shënime)
•Konsumimi aktual i modulit NANO:	përafërsisht. 20 mA
•Maks. Rryma hyrëse/dalëse e një GPIO:	40 mA
•Shuma e rrymave hyrëse/dalëse të të gjitha GPIO-ve:	maksimale 200 mA
•Kujtesa udhëzuese (Flash memorie):	32 KB
•Kujtesa e punës (memoria RAM):	2 KB
•Memorie EEPROM:	1 KB
• Frekuenca e orës:	16 MHz
• Ndërfaqet serike:	SPI, I2C (për UART duken shënime)

Shënime

• GPIO-të D0 dhe D1 (pin 2 dhe pin 1 të modulit M1 në figurën 4) janë caktuar me sinjalet RxD dhe TxD të UART të mikrokontrolluesit dhe përdoren për lidhjen serike midis Bordit të Trajnimit MCCAB dhe portës USB të PC-së. . Prandaj, ato janë të disponueshme për përdoruesit vetëm në një masë të kufizuar (shih gjithashtu seksionin 4.3).
• GPIO-të A4 dhe A5 (pin 23 dhe pin 24 të modulit M1 në figurën 4) u janë caktuar sinjaleve SDA dhe SCL të ndërfaqes IC të mikrokontrolluesit (shih seksionin 4.13) dhe për këtë arsye janë të rezervuara për lidhjen serike me ekranin LC në Bordi i Trajnimit MCCAB (shih seksionin 4.9) dhe modulet e jashtme I 2 C të lidhura me shiritat lidhës SV8, SV9 dhe SV10 (shigjetat (15), (16) dhe (14) në figurën 1). Prandaj, ato janë të disponueshme vetëm për përdoruesin për aplikacionet I 2 C.
• Kunjat A6 dhe A7 (pin 25 dhe pin 26 e mikrokontrolluesit ATmega328P në figurën 4 mund të përdoren vetëm si hyrje analoge për analog/DigitalConverter (ADC) të mikrokontrolluesit. Ato nuk duhet të konfigurohen me anë të Funksionit pinMode() (as si hyrje!), kjo do të çonte në një sjellje të gabuar të skicës A6 dhe A7 janë të lidhura përgjithmonë me terminalet e fshirësit të potenciometrave P1 dhe P2 (shigjeta (8) dhe shigjeta (10) në figurën 1), shih seksionin 4.3. .
• Lidhjet A0 … A3 në kokën e pinit SV6 (shigjeta (7) në figurën 1) janë në parim hyrje analoge për konvertuesin analog/dixhital të mikrokontrolluesit. Megjithatë, nëse 12 GPIO dixhitale D2 … D13 nuk janë të mjaftueshme për një aplikacion specifik, A0 … A3 mund të përdoret gjithashtu si hyrje/dalje dixhitale. Më pas ato adresohen me numrat pin 14 (A0) … 17 (A3). 2 P.shamples: pinMode (15, OUTPUT); // A1 përdoret si pinMode dalëse dixhitale (17, INPUT); // A3 përdoret si hyrje dixhitale
• Kunja D12 në kokën e pinit SV5 (shigjeta (3) në figurën 1) dhe kunjat D13 dhe A0 … A3 në kokën e pinit SV6 (shigjeta (7) në figurën 1) janë drejtuar në kokën e pinit JP2 (shigjeta (21) në figurë 1) dhe mund të lidhet me çelësat S1 … S6 ose me butonat K1 … K6 të lidhur me to paralelisht, shihni gjithashtu seksionin 4.6. Në këtë rast, pini përkatës duhet të konfigurohet si një hyrje dixhitale me instruksionin pinMode.

Saktësia e konvertimit të A/D
Sinjalet dixhitale brenda çipit të mikrokontrolluesit gjenerojnë ndërhyrje elektromagnetike që mund të ndikojnë në saktësinë e matjeve analoge.
Nëse një nga GPIO-të A0 … A3 përdoret si një dalje dixhitale, prandaj është e rëndësishme që kjo të mos ndërrohet ndërsa një konvertim analog/dixhital po bëhet në një hyrje tjetër analoge! Një ndryshim i sinjalit të daljes dixhitale në A0 … A3 gjatë një konvertimi analog/dixhital në një nga hyrjet e tjera analoge A0 … A7 mund të falsifikojë në mënyrë të konsiderueshme rezultatin e këtij konvertimi.
Përdorimi i ndërfaqes IC (A4 dhe A5, shih seksionin 4.13) ose GPIO A0 … A3 si hyrje dixhitale nuk ndikon në cilësinë e konvertimeve analoge/dixhitale.

4.2 Furnizimi me energji elektrike i Bordit Trajnues të MCCAB
Bordi Trajnues i MCCAB punon me një DC nominale voltage e Vcc = +5 V, e cila zakonisht furnizohet me të nëpërmjet prizës mini-USB të modulit të mikrokontrolluesit Arduino NANO nga kompjuteri i lidhur (Figura 5, Figura 2 dhe shigjeta (5) në figurën 1). Meqenëse PC-ja zakonisht lidhet gjithsesi për krijimin dhe transmetimin e programeve të stërvitjes, ky lloj furnizimi me energji elektrike është ideal.
Për këtë qëllim, bordi i trajnimit duhet të lidhet me një port USB të PC-së së përdoruesit nëpërmjet një kablloje mini-USB. PC siguron një vëllim DC të stabilizuartage prej përafërsisht. +5 V, i cili është i izoluar në mënyrë galvanike nga voltage dhe mund të ngarkohet me një rrymë maksimale prej 0.5 A, nëpërmjet ndërfaqes së saj USB. Prania e vëllimit operativ +5 Vtage tregohet nga LED i etiketuar ON (ose POW, PWR) në modulin e mikrokontrolluesit (Figura 5, Figura 2). Vëllimi +5 VtagE furnizuar nëpërmjet prizës mini-USB është e lidhur me vëllimin aktual të funksionimittage Vcc në modulin e mikrokontrolluesit Arduino NANO nëpërmjet diodës mbrojtëse D. Vëllimi aktual i funksionimittage Vcc zvogëlohet pak në Vcc ≈ +4.7 V për shkak të vëllimittagrënia në diodën mbrojtëse D. Ky reduktim i vogël i vëllimit operativtage nuk ndikon në funksionin e modulit të mikrokontrolluesit Arduino® NANO. ® Përndryshe, bordi i trajnimit mund të furnizohet nga një DC voltage burim. Ky vëlltage, aplikuar ose në terminalin VX1 ose në terminalin VX2, duhet të jetë në rangun VExt = +8 … +12 V. Vëllimi i jashtëmtage futet në pinin 30 (= VIN) të modulit të mikrokontrolluesit Arduino NANO ose nëpërmjet lidhësit SV4 ose nga një modul i jashtëm i lidhur me lidhësin SV2 (shih Figurën 5, Figura 4 dhe shigjetën (22) ose shigjetën (26) në figurën 1) . Meqenëse bordi furnizohet me energji nga kompjuteri i lidhur nëpërmjet prizës së tij USB, nuk është e mundur të ndryshohet polariteti i vëllimit të funksionimittage. Dy vëllimet e jashtmetagAto që mund të furnizohen me lidhjet VX1 dhe VX2 janë të shkëputura nga diodat, siç tregohet në figurën 4. 

Diodat D2 dhe D3 sigurojnë një shkëputje të dy vëllimeve të jashtmetages në VX1 dhe VX2, në rastin voltage duhet të aplikohet gabimisht në të dy hyrjet e jashtme në të njëjtën kohë, sepse për shkak të diodave vetëm më i madhi nga dy vëllimettages mund të arrijë në hyrjen VIN (pin 30, shih Figurën 5 dhe Figurën 4) të modulit të mikrokontrolluesit Arduino NANO M1.
Vëllimi i jashtëm DCtagE furnizuar në modulin e mikrokontrolluesit në lidhësin e tij VIN është reduktuar në +5 V dhe stabilizohet nga vëllimi i integruartagRregullatori në anën e poshtme të modulit të mikrokontrolluesit (shih Figurën 2). Vëllimi i funksionimit +5 Vtage gjeneruar nga vëlltagRregullatori është i lidhur me katodën e diodës D në figurën 5. Anoda e D është gjithashtu e lidhur me potencialin +5 V nga PC kur lidhet lidhja USB me PC-në. Kështu, dioda D është e bllokuar dhe nuk ka efekt në funksionin e qarkut. Furnizimi me energji elektrike nëpërmjet kabllit USB është i fikur në këtë rast. Vëllimi ndihmës +3.3 Vtage gjenerohet në Bordin e Trajnimit MCCAB nga një vëllim lineartage rregullator nga volumi i funksionimit +5 Vtage Vcc e modulit të mikrokontrolluesit dhe mund të furnizojë një rrymë maksimale prej 200 mA.

Shpesh në projekte, qasja në vëllimin operativtages kërkohet, p.sh., për vëlltagfurnizimi me module të jashtme. Për këtë qëllim, Bordi Trajnues i MCCAB ofron vëllimintagshpërndarësi SV4 (Figura 4 dhe shigjeta (21) në figurën 1), në të cilin dy dalje për vëllimintage +3.3 V dhe tre dalje për vëllimintage +5 V si dhe gjashtë lidhje tokësore (GND, 0 V) ​​janë të disponueshme përveç pinit të lidhjes VX1 për vëllimin e jashtëmtage.

4.3 Lidhja USB ndërmjet Bordit të Trajnimit MCCAB dhe PC-së
Programet që përdoruesi zhvillon në Arduino IDE (mjedisi i zhvillimit) në kompjuterin e tij ngarkohen në mikrokontrolluesin ATmega328P në Bordin e Trajnimit MCCAB nëpërmjet një kablloje USB. Për këtë qëllim, moduli i mikrokontrolluesit në tabelën e trajnimit MCCAB (shigjeta (5) në figurën 1) duhet të lidhet me një port USB të PC-së së përdoruesit nëpërmjet një kablloje mini-USB.
Meqenëse mikrokontrolluesi ATmega328P në modulin e mikrokontrolluesit nuk ka ndërfaqen e tij USB në çipin e tij, moduli ka një qark të integruar në anën e poshtme për të kthyer sinjalet USB D+ dhe D- në sinjalet serike RxD dhe TxD të UART të ATmega328P.
Për më tepër, është e mundur të nxirren të dhëna ose të lexohen të dhëna nga Monitori Serial i integruar në Arduino IDE nëpërmjet UART të mikrokontrolluesit dhe lidhjes pasuese USB.
Për këtë qëllim, biblioteka "Serial" është në dispozicion të përdoruesit në Arduino IDE.
Tabela e trajnimit normalisht mundësohet gjithashtu nëpërmjet ndërfaqes USB të kompjuterit të përdoruesit (shih seksionin 4.2).

Nuk synohet që përdoruesi të përdorë sinjalet RX dhe TX të mikrokontrolluesit, të cilat janë të lidhura me kokën e pinit SV5 (shigjeta (3) në figurën 1), për komunikim serik me pajisje të jashtme (p.sh. marrës WLAN, Bluetooth ose të ngjashme) , sepse kjo mund të dëmtojë qarkun e integruar të konvertuesit USB UART në anën e poshtme të modulit të mikrokontrolluesit (shih seksionin 4.1) pavarësisht nga rezistorët mbrojtës ekzistues! Nëse përdoruesi e bën gjithsesi, ai duhet të sigurohet që të mos ketë komunikim ndërmjet PC-së dhe modulit të mikrokontrolluesit Arduino NANO në të njëjtën kohë! Sinjalet e dhëna nëpërmjet prizës USB do të çonin në një dëmtim të komunikimit me pajisjen e jashtme dhe, në rastin më të keq, edhe në një dëmtim të harduerit! ®

4.4 Njëmbëdhjetë LED D2 … D12 për treguesin e statusit të GPIO-ve të mikrokontrolluesit
Në pjesën e poshtme majtas të figurës 1 mund të shihni 11 LED-të LED10 … LED20 (shigjeta (1) në figurën 1), të cilat mund të tregojnë statusin e hyrjeve/daljeve të mikrokontrolluesit (GPIO) D2 … D12.
Diagrami përkatës i qarkut është paraqitur në Figurën 4.
Dioda përkatëse emetuese e dritës lidhet me GPIO, nëse një kërcyes është futur në pozicionin përkatës të kokës së pinit JP6 (shigjeta (2) në figurën 1).
Nëse GPIO përkatëse D2 … D12 është në nivelin e LARTË (+5 V) kur kërcyesi në JP6 është i kyçur, LED i caktuar ndizet, nëse GPIO është në LOW (GND, 0 V), LED fiket.

Nëse një nga GPIO-të D2 … D12 përdoret si hyrje, mund të jetë e nevojshme të çaktivizoni LED-in e caktuar duke hequr kërcyesin në mënyrë që të shmanget një ngarkesë e sinjalit të hyrjes nga rryma e funksionimit të LED-it (rreth 2 ... 3 mA).
Statusi i GPIO D13 tregohet nga LED L e tij direkt në modulin e mikrokontrolluesit (shih Figurën 1 dhe Figurën 2). LED L nuk mund të çaktivizohet.
Meqenëse hyrjet/daljet A0 … A7 përdoren kryesisht si hyrje analoge për konvertuesin analog/dixhital të mikrokontrolluesit ose për detyra speciale (ndërfaqja TWI), ato nuk kanë një ekran dixhital të statusit LED për të mos dëmtuar këto funksione.

4.5 Potenciometrat P1 dhe P2
Akset rrotulluese të dy potenciometrave P1 dhe P2 në fund të figurës 1 (shigjeta (8) dhe shigjeta (10) në figurën 1) mund të përdoren për të vendosur volumintagështë në rangun 0 … VPot në lidhjet e tyre të fshirësit.
Lidhja e dy potenciometrave mund të shihet në figurën 6.

Figura 6: Lidhja elektrike e potenciometrave P1 dhe P2
Lidhjet e fshirëseve të dy potenciometrave janë të lidhura me hyrjet analoge A6 dhe A7 të modulit të mikrokontrolluesit Arduino® NANO nëpërmjet rezistorëve mbrojtës R23 dhe R24.
Diodat D4, D6 ose D5, D7 mbrojnë hyrjen analoge përkatëse të mikrokontrolluesit nga volumi shumë i lartë ose negativtages.

Kujdes:
Kunjat A6 dhe A7 të ATmega328P janë gjithmonë hyrje analoge për shkak të arkitekturës së brendshme të çipit të mikrokontrolluesit. Konfigurimi i tyre me funksionin pinMode() të Arduino IDE nuk lejohet dhe mund të çojë në sjellje të gabuar të programit.

Nëpërmjet konvertuesit analog/dixhital të mikrokontrolluesit, grupi voltage mund të matet në një mënyrë të thjeshtë.
Example për leximin e vlerës së potenciometrit P1 në lidhjen A6: int z = analogRead(A6);
Vlera numerike 10-bitëshe Z, e cila llogaritet nga vëlltage në A6 sipas Z = (ekuacioni 1 nga seksioni 5) 1024⋅

Kufiri i sipërm i dëshiruar VPot = +3.3 V përkatësisht. VPot = +5 V i gamës së cilësimeve vendoset me kokën e pinit JP3 (shigjeta (9) në figurën 1). Për të zgjedhur VPot, pin 1 ose 3 i JP3 lidhet me pin2 duke përdorur një kërcyes.
Cili vëlltage duhet të vendoset me JP3 për VPot varet nga vëllimi i referencëstage VREF i konvertuesit analog/dixhital në lidhësin REF të kokës së pinit SV6 (shigjeta (7) në figurën 1), shih seksionin 5.
Referenca vëlltage VREF e konvertuesit A/D në terminalin REF të kokës së pinit SV6 dhe vëllimittage VPot e specifikuar me JP3 duhet të përputhet.

4.6 Çelësat S1 … S6 dhe butonat K1 … K6
Bordi i Trajnimit MCCAB i siguron përdoruesit gjashtë butona dhe çelësa me gjashtë rrëshqitje për ushtrimet e tij (shigjetat (20) dhe (19) në figurën 1). Figura 7 tregon instalimet elektrike të tyre. Për t'i dhënë përdoruesit mundësinë e aplikimit të një sinjali të përhershëm ose impuls në një nga hyrjet e modulit të mikrokontrolluesit M1, çelësi me një rrëshqitje dhe një çelës me një buton janë të lidhur paralelisht.
Dalja e përbashkët e secilit prej gjashtë çifteve të ndërprerësit lidhet nëpërmjet një rezistence mbrojtëse (R25 … R30) me kokën e pinit JP2 (shigjeta (21) në figurën 1). Lidhja paralele e një çelësi rrëshqitës dhe një çelësi me buton me një rezistencë të përbashkët funksionimi (R31 … R36) vepron si një veprim logjik OSE: Nëse nëpërmjet njërit prej dy çelësave (ose të dy çelësave në të njëjtën kohë) volumi +5 Vtage është e pranishme në rezistencën e zakonshme të punës, ky nivel logjik i LARTË nëpërmjet rezistencës mbrojtëse është gjithashtu i pranishëm në kunjat përkatëse 2, 4, 6, 8, 10 ose 12 të JP2. Vetëm kur të dy çelësat janë të hapur, lidhja e tyre e përbashkët është e hapur dhe kunja përkatëse e kokës së pinit JP2 tërhiqet në nivelin e LOW (0 V, GND) nëpërmjet lidhjes serike të rezistencës mbrojtëse dhe rezistencës së punës.

Figura 7: Lidhja elektrike e çelsave rrëshqitëse/butonike S1 … S6 / K1 … K6
Çdo pin i kokës së pinit JP2 mund të lidhet me hyrjen e caktuar A0 … A3, D12 ose D13 të Arduino
Moduli i mikrokontrolluesit NANO nëpërmjet një kërcyesi. Detyra është paraqitur në Figurën 7.
Përndryshe, një lidhje ndërprerëse në kunjat 2, 4, 6, 8, 10 ose 12 të kokës së pinit JP2 mund të lidhet me çdo hyrje D2 … D13 ose A0 … A3 të modulit të mikrokontrolluesit Arduino® në kokat e kunjave SV5 ose SV6 ( shigjeta (3) dhe shigjeta (7) në figurën 1) duke përdorur një kabllo Dupont. Kjo mënyrë fleksibël lidhjeje preferohet nga caktimi fiks i çdo ndërprerës në një GPIO specifike nëse GPIO e caktuar e mikrokontrolluesit ATmega328P përdoret për një funksion të veçantë (hyrja e konvertuesit A/D, dalja PWM…). Në këtë mënyrë përdoruesi mund të lidhë çelësat e tij me GPIO-të të cilët janë të lirë në aplikacionin përkatës, pra nuk janë të zënë nga një funksion i veçantë.

Në programin e tij, përdoruesi duhet të konfigurojë çdo GPIO të modulit të mikrokontrolluesit Arduino® NANO si hyrje, i cili lidhet me një portë switch, duke përdorur instruksionin pinMode(gpio, INPUT); // për "gpio" futni numrin përkatës të pinit
Example: pinMode (A1, INPUT); // A1 është konfiguruar si hyrje dixhitale për S2|K2
Në rast se një GPIO e mikrokontrolluesit të lidhur me një çelës është konfiguruar gabimisht si një dalje, rezistorët mbrojtës R25 … R30 parandalojnë një shkurtim midis +5 V dhe GND (0 V) kur çelësi aktivizohet dhe GPIO ka nivel të ulët në daljen e tij.

Për të qenë në gjendje të përdorni një çelës me butona, çelësi rrëshqitës i lidhur paralelisht me të duhet të jetë i hapur (pozicioni "0")! Përndryshe, dalja e tyre e përbashkët është përgjithmonë në nivel të LARTË, pavarësisht nga pozicioni i çelësit të butonit.
Pozicionet e çelësit të çelësave të rrëshqitjes janë shënuar "0" dhe "1" në tabelën e trajnimit siç tregohet në figurën 1.
Figura 8 tregon: Nëse çelësi është në pozicionin "1", dalja e çelësit lidhet me +5 V (LARTË), në pozicionin "0" dalja e çelësit është e hapur.

4.7 Piezo buzzer Buzzer1
Pjesa e sipërme e majtë e figurës 1 tregon Buzzer1 (shigjeta (23) në figurën 1), e cila lejon përdoruesin të emetojë tone të frekuencave të ndryshme. Qarku i tij bazë është paraqitur në Figurën 9.
Buzzer1 mund të lidhet me GPIO D9 të mikrokontrolluesit në tabelën e trajnimit MCCAB nëpërmjet një kërcyesi në pozicionin "Buzzer" të kokës së pinit JP6 (shigjeta (29) në figurën 1) (shih Figurën 9, Figura 4 dhe shigjetën (2) në figurën 1). Jumperi mund të hiqet nëse GPIO D9 nevojitet në një program për qëllime të tjera.
Nëse kërcyesi hiqet, është gjithashtu e mundur të aplikoni një sinjal të jashtëm në pinin 24 të kokës së pinit JP6 nëpërmjet një kablloje Dupont dhe ta lëshoni atë nga Buzzer1.

Figura 9: Lidhja elektrike e Buzzer1
Për të gjeneruar tone, përdoruesi duhet të gjenerojë një sinjal në programin e tij që ndryshon me frekuencën e dëshiruar të tonit në daljen D9 të mikrokontrolluesit (skicuar në të djathtë në figurën 9).
Kjo sekuencë e shpejtë e niveleve të LARTË dhe TË ULËTA aplikon një vëllim drejtkëndor ACtage te Buzzer1, e cila deformon periodikisht pllakën qeramike brenda sinjalizuesit për të prodhuar dridhje të zërit në frekuencën e duhur të tonit.

Një mënyrë edhe më e thjeshtë për të gjeneruar një ton është përdorimi i T/C1 (Timer/Counter 1) i mikrokontrolluesit: Dalja T/C1 OC1A e mikrokontrolluesit AVR ATmega328P në modulin e mikrokontrolluesit Arduino NANO mund të lidhet me GPIO D9 brenda mikrokontrolluesit. çip. Me programimin e duhur të T/C1, është shumë e lehtë të gjenerohet një sinjal drejtkëndësh, frekuenca e të cilit f = ® 1 ?? (T është periudha e sinjalit drejtkëndësh) konvertohet në tonin e dëshiruar nga sinjalizuesi. Figura 10 tregon se një sinjalizues piezo nuk është një altoparlant hi-fi. Siç mund të shihet, përgjigja e frekuencës së një sinjalizuesi piezo është gjithçka tjetër veçse lineare. Diagrami në figurën 10 tregon nivelin e presionit të zërit (SPL) të transduktorit piezo SAST-2155 nga Sonitron i matur në një distancë prej 1 m në funksion të frekuencës së sinjalit. Për shkak të vetive fizike dhe rezonancave natyrore, disa frekuenca riprodhohen më fort dhe të tjerat më të buta. Diagrami përkatës i sinjalizuesit piezo në Bordin e Trajnimit MCCAB tregon një kurbë të ngjashme.

Figura 10: Përgjigja tipike e frekuencës së një sinjalizuesi piezo (Imazhi: Sonitron)

Përkundër këtij kufizimi, një piezo sinjalizues është një kompromis i mirë midis cilësisë së riprodhimit të tingujve të gjeneruar nga mikrokontrolluesi dhe gjurmës së tij në tabelë, gjë që e lejon atë të akomodohet në një hapësirë ​​të vogël. Në rastet kur kërkohet një cilësi më e lartë e daljes së zërit, sinjalizuesi piezo mund të shkëputet nga dalja D9 duke hequr kërcyesin dhe D9 mund të lidhet me pajisje të jashtme për riprodhimin e zërit në kokën e pinit SV5 p.sh., nëpërmjet një kabllo Dupont (nëse është e nevojshme , nëpërmjet një vëlltage ndarës për të reduktuar amplitude për të shmangur dëmtimin e hyrjes stage)

4.8 Matrica LED 3 × 3
9 LED-të në pjesën e majtë të figurës 1 janë rregulluar në një matricë me 3 kolona dhe 3 rreshta (shigjeta (27) në figurën 1). Qarku i tyre është paraqitur në figurën 11. 9 LED mund të kontrollohen vetëm me 6 GPIO të mikrokontrolluesit për shkak të rregullimit të matricës.
Linjat me tre kolona A, B dhe C janë të lidhura përgjithmonë me kunjat D8, D7 dhe D6 të mikrokontrolluesit siç tregohet në figurën 11. Tre rezistorët R5 … R7 në linjat e kolonës kufizojnë rrymën përmes LED-ve. Përveç kësaj, linjat e kolonës janë të lidhura me lidhësin SV3 (shigjeta (25) në figurën 1).

Lidhjet me tre rreshta 1, 2 dhe 3 janë drejtuar në kokën e pinit JP1 (shigjeta (28) në figurën 1). Ato mund të lidhen me kunjat D3 … D5 të mikrokontrolluesit me anë të kërcyesve. Përndryshe, kunjat 1, 2 ose 3 në kokën JP1 mund të lidhen nëpërmjet kabllove Dupont me çdo dalje D2 … D13 ose A0 … A3 të modulit të mikrokontrolluesit Arduino NANO në të dy titujt SV5 dhe SV6 (shigjeta (3) dhe shigjeta (7) në figurën 1) nëse një nga GPIO-të e caktuar D3 … D5 të mikrokontrolluesit ATmega328P në modulin e mikrokontrolluesit Arduino ® NANO përdoret për një funksion të veçantë. 9 LED janë etiketuar A1 … C3 sipas renditjes së tyre brenda matricës, p.sh., LED B1 ndodhet në rreshtin e kolonës B dhe në rreshtin 1.

Figura 11: Nëntë LED në formën e një matrice 3 × 3

LED-et zakonisht kontrollohen nga programi i përdoruesit në një qark të pafund, në të cilin një nga tre rreshtat 1, 2 dhe 3 vendoset ciklikisht në potencial të ulët, ndërsa dy rreshtat e tjerë vendosen në nivel të lartë ose janë në një rezistencë të lartë. gjendje (Hi-Z). Nëse një ose më shumë LED në rresht të aktivizuara aktualisht nga niveli LOW do të ndizet, terminali i kolonës së tij A, B ose C vendoset në nivel të LARTË. Terminalet e kolonës së LED-ve në rreshtin aktiv që nuk duhet të ndizen janë në potencial të ulët. Për shembullample, për të ndezur të dy LED A3 dhe C3, rreshti 3 duhet të jetë në nivelin LOW dhe kolonat A dhe C duhet të jenë në nivel të LARTË, ndërsa kolona B është në nivelin LOW dhe të dy rreshtat 1 dhe 2 janë në nivel të LARTË ose në gjendje me rezistencë të lartë (Hi-Z).
Kujdes: Nëse linjat e rreshtave të matricës LED 3 × 3 janë ose të lidhura me GPIO-të D3 … D5 nëpërmjet kërcyesve në kokën e pinit JP1 ose me GPIO të tjera të mikrokontrolluesit nëpërmjet kabllove Dupont, këto rreshta si dhe linjat e kolonës D6 … D8 nuk duhet të përdoret kurrë për detyra të tjera në një program. Një caktim i dyfishtë i GPIO-ve të matricës do të çonte në keqfunksionime apo edhe në dëmtim të tabelës së trajnimit!

4.9 Ekrani LC (LCD)
Në krye të djathtë të figurës 1 është ekrani LC (LCD) për shfaqjen e tekstit ose vlerave numerike (shigjeta (18) në figurën 1). LCD ka dy rreshta; çdo rresht mund të shfaqë 16 karaktere. Qarku i tij është paraqitur në Figurën 12.
Dizajni i ekranit LC mund të ndryshojë në varësi të prodhuesit, p.sh. karaktere të bardha në sfond blu ose karaktere të zeza në sfond të verdhë ose një pamje tjetër është e mundur.
Meqenëse LCD-ja nuk nevojitet në të gjitha programet, vëllimi i funksionimit +5 Vtage i LCD-së mund të ndërpritet duke tërhequr kërcyesin në kokën e pinit JP5, nëse drita e prapme e LCD-së duhet të ndërhyjë.

Figura 12: Lidhjet e ekranit LC

Vendosja e kontrastit
Blerësi i Bordit të Trajnimit MCCAB duhet të rregullojë kontrastin e ekranit LC gjatë fillimit të parë! Për ta bërë këtë, një tekst nxirret në LCD dhe kontrasti rregullohet duke ndryshuar rezistencën e shkurtimit të treguar në figurën 13 (shenja e shigjetës së bardhë në figurën 13) me një kaçavidë nga fundi i tabelës së trajnimit në mënyrë që karakteret në ekran tregohen në mënyrë optimale.
Nëse nevojitet një rregullim për shkak të luhatjeve të temperaturës ose plakjes, përdoruesi mund të korrigjojë kontrastin LCD duke rregulluar këtë rezistencë prerëse nëse është e nevojshme.

Figura 13: Rregullimi i kontrastit LCD me një kaçavidë

Transmetimi i të dhënave në LC-Display

LC-Display kontrollohet nëpërmjet ndërfaqes serike TWI (=I2 C) të mikrokontrolluesit ATmega328P. Lidhësi A4 në kokën e pinit SV6 (shigjeta (7) në figurën 1) funksionon si linja e të dhënave SDA (Serial DAta) dhe A5 si linja e orës SCL (Ora Seriale).
Ekrani LC në Bordin e Trajnimit MCCAB zakonisht ka adresën I2 C 0x27.
Nëse duhet të përdoret një adresë tjetër për arsye prodhimi, kjo adresë tregohet me një ngjitës në ekran. Në skicën e përdoruesit, kjo adresë duhet të përdoret më pas në vend të adresës 0x27.

Kontrolluesi i instaluar në ekranin LC është i pajtueshëm me standardin industrial të përdorur gjerësisht HD44780, për të cilin ka një numër të madh bibliotekash Arduino (p.sh. https://github.com/marcoschwartz/LiquidCrystal_I2C) në internet për kontroll nëpërmjet
autobus IC2. Bibliotekat zakonisht mund të shkarkohen pa pagesë nga ato përkatëse webfaqe.

4.10 Drejtuesi nxjerr SV1 dhe SV7 për rryma dalëse më të larta dhe vëllimtages
Kokat e kunjave SV1 (shigjeta (24) në figurën 1) dhe SV7 (shigjeta (17) në figurën 1) mund të përdoren për të ndezur dhe fikur ngarkesa që kërkojnë rryma më të larta se përafërsisht. 40 mA që një dalje normale e mikrokontrolluesit mund të japë si maksimum. Vëllimi operativtage nga ngarkesa e jashtme mund të jetë deri në +24 V dhe rryma e daljes mund të jetë deri në 160 mA. Kjo bën të mundur kontrollimin e motorëve më të vegjël (p.sh. motorët e ventilatorit), reletë ose llambat më të vogla drejtpërdrejt me mikrokontrolluesin e tabelës së stërvitjes.
Figura 14 tregon diagramin e qarkut të dy daljeve të drejtuesit.

Figura 14: Drejtuesi nxjerr SV1 dhe SV7 për rryma dalëse më të larta

Zonat e ndërprera në figurën 14 tregojnë se si ngarkesat lidhen me daljen e drejtuesit, duke përdorur exampnga një stafetë dhe një motor:

• Poli pozitiv i operimit të jashtëm voltage është e lidhur me pinin 3 (të etiketuar "+" në tabelë) të kokës SV1, përkatësisht. SV7. Lidhja më pozitive e ngarkesës lidhet gjithashtu me pinin 3 të kokës së pinit SV1 ose SV7.
• Lidhja më negative e ngarkesës lidhet me pinin 2 (të etiketuar "S" në tabelë) të kokës SV1, përkatësisht. SV7.
• Poli negativ i operimit të jashtëm voltage është e lidhur me pinin 1 (të etiketuar "" në tabelë) të kokës SV1, përkatësisht. SV7.
  Shoferi stage SV1 është i lidhur përgjithmonë me GPIO D3 të mikrokontrolluesit dhe drejtuesit stage SV7 është i lidhur përgjithmonë me GPIO D10 të mikrokontrolluesit. Meqenëse D3 dhe D10 janë dalje të mikrokontrolluesit të aftë për PWM, është e mundur të kontrollohen lehtësisht, p.sh.ample, shpejtësia e një motori të lidhur DC ose shkëlqimi i një llambë. Diodat mbrojtëse D1 dhe D8 sigurojnë që voltage majat, që ndodhin kur fikni ngarkesat induktive, nuk mund të dëmtojnë daljen stage.
  Një sinjal HIGH në daljen D3 të mikrokontrolluesit ndez transistorin T2 dhe lidhja më negative e ngarkesës në SV1 lidhet me tokën (GND) nëpërmjet transistorit komutues T2. Kështu, ngarkesa ndizet, sepse i gjithë vëllimi i funksionimit të jashtëmtage tani bie në të.
  Një sinjal LOW në D3 bllokon transistorin T2 dhe ngarkesa e lidhur me SV1 fiket. E njëjta gjë vlen edhe për daljen D10 të mikrokontrolluesit dhe kokën SV7.

4.11 Lidhësi i prizës SV2 për lidhjen e moduleve të jashtme
Nëpërmjet lidhësit të folesë SV2 (shigjeta (26) në figurën 1) modulet e jashtme dhe bordet e qarkut të printuar mund të ngjiten në Bordin e Trajnimit MCCAB. Këto module mund të jenë tabela sensori, konvertues dixhital/analog, module WLAN ose radio, ekrane grafike ose qarqe për të rritur numrin e linjave hyrëse/dalëse, për të përmendur vetëm disa nga opsionet e shumta. Edhe modelet e plota të aplikimit, të tilla si modulet e trajnimit për inxhinierinë e kontrollit ose kontrollin e semaforëve, të cilat kërkojnë shumë GPIO për kontrollin e tyre, mund të lidhen me lidhësin e prizës SV2 të Bordit të Trajnimit MCCAB dhe të kontrollohen nga mikrokontrolluesi i tij. Shiriti lidhës femëror SV2 përbëhet nga 26 kontakte, të cilat janë të rregulluara në 2 rreshta me nga 13 kontakte secila. Kontaktet me numra tek janë në rreshtin e sipërm, kontaktet me numra çift janë në rreshtin e poshtëm të shiritit të prizës SV2.

Figura 15: Caktimi i pinit të lidhësit të folesë SV2

Caktimi i pinit të SV2 tregon Figura 15. Të gjitha lidhjet e rëndësishme për një modul të jashtëm në Pllakën e Trajnimit MCCAB drejtohen në shiritin e prizës SV2.
GPIO-të D0 dhe D1 (RxD dhe TxD) dhe hyrjet analoge A6 dhe A7 nuk janë të lidhura me SV2, sepse D0 dhe D1 janë të rezervuara për lidhjen serike midis Bordit të Trajnimit MCCAB dhe PC-së dhe janë të disponueshme vetëm për përdoruesit në një në mënyrë shumë të kufizuar (shih Shënimet në seksionin 4.1) dhe A6 dhe A7 lidhen përgjithmonë me terminalet e fshirësit të potenciometrave P1 dhe P2 në Bordin e Trajnimit MCCAB (shih seksionin 4.3) dhe për këtë arsye nuk mund të përdoren ndryshe.

Në programin e tij, përdoruesi duhet të konfigurojë çdo GPIO të modulit të mikrokontrolluesit Arduino NANO në dy kokat e pinit SV5 dhe SV6 (shigjeta (3) dhe shigjeta (7) në figurën 1), e cila përdoret nga një modul i jashtëm në SV2. për drejtimin e kërkuar të të dhënave si INPUT ose OUTPUT (shih seksionin 4.1)! ®
Kujdes: GPIO-të e mikrokontrolluesit ATmega328P në Bordin e Trajnimit MCCAB, të cilat përdoren nga një modul i lidhur me SV2, nuk duhet të përdoren për detyra të tjera në një program. Një caktim i dyfishtë i këtyre GPIO-ve do të çonte në keqfunksionime apo edhe në dëmtim të tabelës së trajnimit!

4.12 Kokat e pinit për lidhjen e moduleve SPI
Titujt e pinit SV11 (shigjeta (13) në figurën 1) dhe SV12 (shigjeta (12) në figurën 1) mund të përdoren për të lidhur bordin e trajnimit MCCAB si master SPI me module të jashtme skllav që kanë një ndërfaqe SPI (SPI = Serial Peripheral Ndërfaqja). Ndërfaqja periferike serike lejon një transferim të shpejtë sinkron të të dhënave midis tabelës së trajnimit dhe modulit periferik.
Mikrokontrolluesi AVR ATmega328P ka një SPI harduerike në çipin e tij, sinjalet e të cilit SS, MOSI, MISO dhe SCLK mund të lidhen brenda çipit të mikrokontrolluesit me GPIO-të D10 … D13 në kokat e pinit SV5 dhe SV6 (shigjeta (3) dhe shigjeta (7 ) në figurën 1).
Në Arduino IDE, biblioteka SPI është e disponueshme për kontrollin e moduleve SPI, e cila është e integruar në programin e përdoruesit me #include

Figura 16: Caktimi i pinit të lidhësit SPI SV11

Meqenëse modulet SPI me vëllim operativtage +3.3 V si dhe modulet SPI me voltage +5 V janë të zakonshme, Bordi i Trajnimit MCCAB ofron me SV11 dhe SV12 dy shirita lidhjeje përkatësisht me tela për të mbuluar të dyja opsionet.
Nëse një kërcyes lidh kunjat 2 dhe 3 të kokës JP4 (shih Figurën 17 më lart), të dy ndërfaqet SPI SV11 dhe SV12 përdorin të njëjtën pin dalje D10 të mikrokontrolluesit si linja SS (Slave Select), siç tregojnë Figura 16 dhe Figura 17! Prandaj, vetëm njëri nga dy lidhësit SV11 ose SV12 mund të lidhet me një modul SPI në të njëjtën kohë, sepse përdorimi i njëkohshëm i së njëjtës linjë SS për pajisje të ndryshme do të çonte në gabime transmetimi dhe qarqe të shkurtra në linjat SPI! Seksioni 4.12.3 tregon një mundësi se si megjithatë dy skllav SPI mund të lidhen me SV11 dhe SV12 në të njëjtën kohë.

4.12.1 Ndërfaqja SV11 për modulet SPI me vëllim operativ +3.3 Vtage
Lidhësi SV11 (shigjeta (13) në figurën 1) i mundëson përdoruesit të krijojë një lidhje SPI serike (SPI = Ndërfaqja periferike serike) midis Bordit të Trajnimit MCCAB dhe një moduli të jashtëm SPI me vëllim funksionues +3.3 Vtage, sepse nivelet e sinjaleve dalëse SPI SS, MOSI dhe SCLK në ndërfaqen SV11 janë reduktuar në 3.3 V nga vëllimitage ndarëse. Një nivel 3.3 V në linjën hyrëse SPI MISO njihet si sinjal LARTË nga mikrokontrolluesi AVR ATmega328P dhe për këtë arsye nuk duhet të ngrihet në nivelin 5 V. Lidhja elektrike e SV11 është paraqitur në Figurën 16.

4.12.2 Ndërfaqja SV12 për modulet SPI me vëllim operativ +5 Vtage
Ndërfaqja SV12 (shigjeta (12) në figurën 1) i mundëson përdoruesit të krijojë një lidhje SPI serike midis Bordit të Trajnimit MCCAB dhe një skllav të jashtëm SPI me vol operativ +5 Vtage, sepse sinjalet SS, MOSI, MISO dhe SCLK të ndërfaqes SV12 funksionojnë me nivele sinjali 5 V.
Lidhja elektrike e SV12 është paraqitur në Figurën 17.

Figura 17: Caktimi i pinit të lidhësit SPI SV12

Rregullimi i pinit në kokën e pinit SV12 korrespondon me caktimin e rekomanduar të pinit të ndërfaqes programuese AVR të Microchip-it të prodhuesit AVR, i cili tregohet në Figurën 18. Kjo i jep përdoruesit mundësinë të riprogramojë ngarkuesin e ATmega328P me një pajisje programimi të përshtatshme nëpërmjet ndërfaqja SPI, p.sh., nëse ka nevojë për një përditësim në një version të ri ose është fshirë gabimisht.

Figura 18: Caktimi i rekomanduar i pinit të ndërfaqes së programimit AVR

Zgjedhja e sinjalit X në pinin 5 të SV12
Në varësi të aplikacionit të dëshiruar, lidhja X në pinin 5 të SV12 (Figura 17) mund të caktohet me sinjale të ndryshme:

1. Një kërcyes lidh kunjat 2 dhe 3 të kokës së pinit JP4.
   Nëse kunjat 2 dhe 3 të kokës së pinit JP4 (shih Figurën 17 më sipër dhe shigjetën (11) në figurën 1) janë të shkurtuara nga një kërcyes, GPIO D10 (sinjali SS) i mikrokontrolluesit lidhet me pinin 5 të lidhësit SV12. SV12 përdoret më pas si një ndërfaqe normale SPI me SS (Slave Select) GPIO D10.
   Në këtë rast, të dy ndërfaqet SPI SV11 dhe SV12 përdorin të njëjtën linjë SS D10! Prandaj, vetëm njëri nga dy shiritat lidhës SV11 ose SV12 mund të lidhet me një modul SPI, sepse përdorimi i përbashkët i njëkohshëm i së njëjtës linjë SS nga pajisje të ndryshme do të çonte në gabime transmetimi dhe qarqe të shkurtra në linjat SPI!
2. Një kërcyes lidh kunjat 1 dhe 2 të kokës së pinit JP4. Në këtë rast, linja RESET e mikrokontrolluesit është e lidhur me pinin 5 të kokës së pinit SV12. Në këtë modalitet SV12 vepron si një ndërfaqe programimi për mikrokontrolluesin ATmega328P, sepse për procesin e programimit linja RESET e ATmega328P duhet të lidhet me pinin X (pin 5) të kokës së pinit SV12. Në këtë modalitet, ATmega328P është skllav SPI dhe programuesi i jashtëm është master.

4.12.3 Lidhja e njëkohshme e moduleve SPI me SV11 dhe SV12
Nëse ka nevojë për të lidhur njëkohësisht një modul 3.3 V dhe një modul 5 V me Bordin e Trajnimit MCCAB, kjo mund të realizohet me instalimet elektrike të paraqitura në figurën 19. Kunjat 1 dhe 3 të kokës së pinit JP4 nuk janë të lidhura. kunja 2 e JP4 është e lidhur me një nga GPIO-të dixhitale D2 … D9 në kokën e pinit SV5 (shigjeta (3) në figurën 1) nëpërmjet një kablloje Dupont, siç tregohet në figurën 19. Kjo dalje e mikrokontrolluesit ATmega328P më pas përmbush detyrën e një sinjal shtesë SS në lidhësin X (pin 5) e kokës së pinit SV12. Figura 19 tregon procedurën duke përdorur p.shample e D9 si lidhës shtesë SS2.

Figura 19: Lidhja e njëkohshme e dy moduleve SPI me Bordin e Trajnimit MCCAB Në këtë rast, të dy ndërfaqet SPI SV11 dhe SV12 mund të lidhen me skllevër të jashtëm SPI në të njëjtën kohë, sepse të dy SV11 dhe SV12 përdorin linja të ndryshme SS tani: Niveli i ulët në GPIO D10 aktivizon modulin SPI në SV11 dhe niveli LOW në GPIO D9 aktivizon modulin SPI në SV12 (shih Figurën 19).
Mikrokontrolluesi në Bordin e Trajnimit MCCAB mund të shkëmbejë të dhëna vetëm me një modul të lidhur me autobusin nëpërmjet SV11 ose SV12 në të njëjtën kohë. Siç mund ta shihni në figurën 19, linjat MISO të të dy ndërfaqeve SV11 dhe SV12 janë të lidhura së bashku. Nëse të dy ndërfaqet do të aktivizoheshin në të njëjtën kohë nga niveli LOW në lidhësin e tyre SS dhe do të transferonin të dhëna te mikrokontrolluesi, gabimet e transmetimit dhe qarqet e shkurtra në linjat SPI do të ishin rezultat!

4.13 Titujt e pinit SV8, SV9 dhe SV10 për ndërfaqen TWI (=I2C)
Nëpërmjet titujve të pinit SV8, SV9 dhe SV10 (shigjetat (15), (16) dhe (14) në figurën 1) përdoruesi mund të krijojë një serial I
C = Circuit Inter-Integrated) i mikrokontrolluesit në tabelën e trajnimit me lidhje të jashtme I2 C (modulet I2C. Në fletën e të dhënave të mikrokontrolluesit AVR ATmega328P ndërfaqja I2C quhet TWI (Interface me dy tela). Lidhja elektrike e tre lidhësve është paraqitur në figurën 20. 

Figura 20: Ndërfaqja TWI (=I2C) në Bordin e Trajnimit MCCAB

Modulet C me vëllim funksionues +3.3 Vtage janë të lidhur me SV8 ose SV9. Një rregullim i nivelit stage në SV8 dhe SV9 zvogëlon nivelin e sinjalit 5 V të mikrokontrolluesit AVR ATmega328P në nivelin e sinjalit 3.3 V të moduleve të jashtme. I Në SV10, ato module I 2 C janë të lidhura, të cilat punojnë me vëllimin operativtagNdërfaqja e +5 V. I 2 C përbëhet vetëm nga dy linja dydrejtimëshe SDA (Serial DAta) dhe SCL (Serial Clock). Për dallim më të mirë, në figurën 20 linjat SDA dhe SCL janë shënuar me prapashtesën 5V përpara rregullimit të nivelit stage dhe me prapashtesën 3V3 pas rregullimit të nivelit stage. Mikrokontrolluesi AVR ATmega328P ka një harduer TWI (Ndërfaqe me dy tela, funksionalisht identike me ndërfaqen I 2 C) në çipin e tij, sinjalet e të cilit SDA dhe SCL mund të lidhen brenda çipit të mikrokontrolluesit me GPIO A4 dhe A5 në kokën e pinit SV6 ( shigjeta (7) në figurën 1).
Në Arduino IDE, biblioteka e telit është e disponueshme për kontrollin e moduleve I 2 C, e cila është e integruar në programin e përdoruesit me #include . 2

Këshilla për përdorimin e konvertuesit analog/dixhital të ATmega328P

Në cilësimin e paracaktuar pas ndezjes së vëllimit të funksionimittage të modulit të mikrokontrolluesit Arduino NANO, konverteri analog/dixhital (ADC) i mikrokontrolluesit ka vëllimin analogtage varg VADC = 0 … +5 V. Në këtë rast, +5 V voltage Vcc e modulit të mikrokontrolluesit është gjithashtu voltage VREF i ADC, me kusht që terminali REF i lidhësit SV6 (shigjeta (7) në figurën 1) të mos jetë i lidhur. ADC e ATmega328P konverton një hyrje analoge voltage VADC në një nga hyrjet e tij A0 … A7 në një vlerë dixhitale 10-bitëshe Z. Vlera numerike Z është në përgjigjen binar. varg numerik heksadecimal ®

Z = 00 0000 00002 … 11 1111 11112 = 000 … 3FF16.
Kjo korrespondon me diapazonin e numrave dhjetorë
Z = 0 … (2– 1) = 0 ….

102310

1024

Gama e lejuar e hyrjes analoge voltage është VADC = 0 V … 10 1023 REFV⋅
Saktësia e konvertimit analog/dixhital varet kryesisht nga cilësia e vëllimit të referencëstage VREF, sepse për vlerën numerike 10-bit Z të gjeneruar nga konverteri analog/dixhital i mikrokontrolluesit vlen:

Z =.1024 (Ekuacioni 1)

VADC është vëllimi hyrëstage i konvertuesit analog/dixhital në një nga hyrjet e tij A0 … A7 dhe VREF është vëllimi i referencëstage vendosur për konvertuesin. Referenca vëlltage mund të matet me një voltmetër me rezistencë të lartë ndërmjet terminalit REF të SV6 dhe tokëzimit të qarkut GND. Rezultati i konvertimit analog/dixhital është një vlerë e plotë, dmth., çdo shifër dhjetore që rezulton nga ndarja e dy vëllimevetages VADC dhe VREF janë ndërprerë. Vëllimi i funksionimit +5 VtagE ushqyer nga PC nëpërmjet kabllit USB gjenerohet nga furnizimi me energji komutuese i kompjuterit. Megjithatë, prodhimi voltage i një furnizimi me energji komutuese zakonisht ka një vëllim AC jo të papërfillshëmtagNjë komponent i mbivendosur mbi të, i cili redukton saktësinë e konvertimit analog/dixhital. Rezultate më të mira mund të arrihen duke përdorur volumin ndihmës +3.3 Vtage stabilizuar nga vëllimi lineartagRregullatori në Bordin e Trajnimeve të MCCAB si referencë vëlltage për konvertuesin analog/dixhital. Për këtë qëllim, konverteri analog/dixhital i ATmega328P inicializohet në program me instruksionin analogReference(EXTERNAL); // vendos vëlltage në pin REF si referencë voltage sipas referencës së ndryshuar vëlltage dhe kunja REF e kokës së pinit SV6 (shigjeta (7) në figurën 1) lidhet me kunjin ngjitur +3.3 V 3V3 në kokën e pinit SV6 nëpërmjet një kablloje Dupont ose një kërcyese.
Ju lutemi vini re se analog voltage VADC në voltage VREF = 3.3 V është ende i konvertuar në vlera dixhitale 10-bitësh në intervalin 0 … 102310, por diapazoni matës i konvertuesit analog/dixhital është reduktuar në intervalin VADC = 0 … +3.297 V.
Në këmbim, arrihet një zgjidhje më e mirë e rezultateve të konvertimit, sepse LSB (vlera më e vogël e zgjidhshme) tani është vetëm 3.2 mV.

Vëllimi i hyrjestage VADC e konvertuesit analog/dixhital në hyrjet e tij analoge A0 … A7 në kokën e pinit SV6 duhet të jetë gjithmonë më i vogël se vlera VREF në terminalin REF të SV6!
Përdoruesi duhet të sigurojë që VADC < VREF!
Për "Saktësia e konvertimit A/D" shihni gjithashtu shënimin në faqen 11.

Biblioteka “MCCAB_Lib” për Bordin e Trajnimeve MCCAB

Për të mbështetur përdoruesin në kontrollin e shumë komponentëve të harduerit (çelësat, butonat, LED, matricë LED 3 × 3, sinjalizues) në Bordin e Trajnimit MCCAB, disponohet biblioteka "MCCAB_Lib", e cila mund të shkarkohet pa pagesë nga faqja e internetit.  www.elektor.com/20440 nga blerësit e bordit të trajnimit.

Literaturë e mëtejshme mbi përdorimin e Bordit të Trajnimit MCCAB

Në librin “Kurs praktik i mikrokontrolluesve për fillestarët e Arduino” (ISBN 978-3-89576-5452) jo vetëm që do të gjeni një hyrje të detajuar në programimin e mikrokontrolluesve dhe në gjuhën e programimit C, e cila përdoret në Arduino IDE për shkrimin e programeve, por edhe një përshkrim të detajuar të metodave të bibliotekës “MCCAB_Lib” dhe një sërë aplikacionesh p.sh.amplesh dhe programe ushtrimore për përdorimin e Bordit të Trajnimit MCCAB.

Dokumentet / Burimet

elektor Arduino NANO Training Board MCCAB [pdf] Manuali i Udhëzimeve Arduino NANO Training Board MCCAB, Arduino, NANO Training Board MCCAB, Training Board MCCAB, Board MCCAB

Referencat

• Manuali i Përdoruesit