Arduino Uno è una scheda basata sul microcontrollore Atmel ATmega328. Ha 14 Ingressi/uscite digitali (6 delle quali con PWM), 6 ingressi analogici, un cristallo a 16 MHz, una porta USB, una presa di alimentazione, una connessione ICSP, e un bottone di reset.
Dispone di tutto il necessario per gestire il microcontrollore a bordo; per utilizzare Arduino Uno basta connettere la scheda al computer con un cavo USB o alimentarla con un alimentatore (max 12V) o delle batterie esterne.
Nel disegno, oltre al microcontrollore (atmega328), sono riconoscibili i connettori (altrimenti chiamati porte o pin) ai quali collegare i sensori o gli attuatori (le due file orizzontali situate sul lato superiore e inferiore della scheda), la presa USB, per collegare la scheda ad un pc e la presa di alimentazione (external power supply) indispensabile per garantire il funzionamento anche quando non e’ attivo il collegamento USB con un computer.
Pin In/Out Arduino UNO
In dettaglio abbiamo:
- AREF, analog reference pin, porta gestita dall’istruzione
- analogReference, e’ in grado di fornire una tensione specifica ad eventuali sensori analogici che richiedono tensioni diverse da 5 o 3,3 volt
- GND: collegamento di massa per i componenti (digitali o analogici) collegati alla scheda
- TX serial output: porta di output seriale utilizzabile per inviare dati ad un’apparecchiatura esterna.
- RX serial input: porta di input seriale utilizzabile per ricevere dati seriali da un’apparecchiatura esterna.
- reset button: da utilizzare per riavviare il programma memorizzato nel microcontrollore
- AT328mega microcontroller: è il cuore della scheda, le cui specifiche sono state in parte già dichiarate. E’ un minicomputer che incorpora un microprocessore da 16 mhz, la memoria da 32 kbyte, una eeprom, una sdram, i relativi bus, il software di boostrap (il bootloader, il software di inizializzazione del microprocessore) ed il programma di gestione della connessione usb.
- Analog in: porte analogiche di input, numerate da 0 a 5, alle quali possono essere collegati dei sensori di tipo analogico (es. sensore di temperatura oppure sensore di luce).
- Digital I/O pins: porte utilizzabili per l’ingresso o l’uscita di segnali digitali. Sono numerate da 2 a 13 e sono singolarmente indirizzabili dal microcontrollore. Tipicamente, su ogni porta presa in considerazione dal programma, Arduino assegnerà o rileverà (a seconda che la porta sia stata definita di output o di input) il valore 1 (HIGH) in caso di “porta attivata” ed il valore 0 (LOW) in caso di “porta disattivata”. Alcune porte digitali e più precisamente la 3, 5, 6, 9, 10 e 11 possono essere utilizzate anche in modalità PWM (Pulse Width Modulation)
- Vin (voltage input): porta attraverso la quale può essere all’occorrenza fornita energia alla scheda tramite un’alimentazione esterna (da 7 a 12 volt cc).
- 5v: 5 volt power pin, porta che fornisce corrente continua stabilizzata a 5 volt ai componenti collegati alla scheda
- 3.3v: porta che fornisce corrente continua stabilizzata a 3,3 volt
Sensori e attuatori
I componenti collegabili ad Arduino possono essere classificati in tre macrocategorie
- i sensori
- gli attuatori
- i componenti di supporto, come i fili, resistenze, condensatori, fusibili, breadboard, pulsanti ed altri, utilizzati nella costruzione dei circuiti
I sensori
I sensori sono componenti elettronici in grado di percepire e misurare le caratteristiche fisiche dell’ambiente circostante e quindi, principalmente, luminosità, temperatura, umidità, suono, movimento, campo magnetico ed elettromagnetico.
Gli attuatori
Gli attuatori sono componenti in grado di modificare le caratteristiche fisiche dell’ambiente circostante e quindi essenzialmente, sorgenti di luce, calore, umidita’, suono, movimento, campo magnetico ed elettromagnetico.
I componenti di supporto
Sono componenti che supportano l’operatività di sensori ed attuatori. Tra i componenti di supporto possiamo annoverare le resistenze, i condensatori, i fusibili ed altri ancora come la breadboard, gli shield, i pulsanti ed i cavi di collegamento
Arduino IDE
Nell’ambito di Arduino i programmi vengono chiamati sketch e sviluppati con Arduino IDE. L’ambiente di sviluppo presenta due funzioni che devono essere obbligatoriamente presenti:
- la funzione setup viene eseguita quando lo sketch viene caricato sulla scheda; tutto il codice che
viene scritto all’interno delle due parentesi graffe viene eseguito una sola volta - la funzione loop viene eseguita in continuazione per tutta la durata del programma.
