De todas as placas de prototipagem rápida da família Arduino a versão Uno Rev. 3 é com certeza a mais conhecida. Isso se deve diretamente ao seu custo beneficio pois mesmo não sendo a mais barata, ainda assim traz muitos recursos e módulos de expansão disponíveis que podem ser facilmente encontrados no mercado.
Como de costume em alguns pontos deste artigo abordarei conceitos mais técnicos voltados para aqueles que buscam se aprofundar mais na parte eletrônica. Se seu objetivo é ter uma leitura rápida a fim de buscar alguma informação especifica sinta-se livre para pular algumas sessões.
1. O Microcontrolador
A faz uso do ATmega328P como núcleo de processamento e como você pode ver abaixo podemos encontrar em dois tipos de encapsulamento. A versão TQFP (Thin Quad Flat Package) é muito comum de ser encontrada em versões paralelas da placa compradas na china, entretanto na pratica não há diferença alguma.
- 32KB de Flash
- 1KB de EEPROM
- 2KB de SRAM interna
- 10,000 ciclos de escrita/leitura na Flash e 100,000 na EEPROM
- Dois Timer/Counters de 8 bits com prescaler e modo comparador
- Um Timer/Counter de 16 bits com prescaler, modo comparador e de captura
- Contador de tempo real com oscilador separado
- Seis canais PWM
- 8 canais ADC de 10 bits no encapsulamento TQFP e QFN/MLF
- 6 canais ADC de 10 bits no encapsulamento PDIP
- Interface Serial USART
- Interface serial SPI Master/Slave
- Watchdog Timer programável com oscilador separado
- 23 I/O Programáveis
- Freqüência do Oscilador de até 20MHz
2. A Placa
Como já mencionado o Arduino é uma placa de prototipação rápida, isto é, ela permite a construção de protótipos em um menor tempo sem que você precise se preocupar com quais componentes eletrônicos deve utilizar junto ao microcontrolador para que este possa estar configurado da forma adequada. Isto é muito bom tendo em vista que muitas pessoas que se aventuram a trabalhar com uma placa desta não contam com grande conhecimento técnico, logo estas podem dar seus primeiros passos no mundo da programação e desenvolver seus primeiros projetos sem ter grandes preocupações quanto ao hardware.
2.1. Pinos Digitais
Do pino 0 ao 13 temos os pinos digitais os quais recebem esses nome pois apenas podem assumir dois estado, ou seja, ou estão no estado ligado (5V) ou desligado (OV).
Perceba que esses pinos não funcionam apenas como I/O pois os mesmos compartilham periféricos internos ao microcontrolador como pode ser visto adiante.
Serial UART: Pino 0 (RX) e 1 (TX) estão ligados a interface UART do microcontrolador. Outro ponto importante a saber é que estes terminais são ligados ao FTDI que por sua é responsável por gerenciar a comunicação USB e gravação do microcontrolador por esses pinos.
Interrupções externas: Nos pinos 2 e 3 temos as interrupções externas.
PWM: Podemos facilmente identificar as saídas de PWM pois estas são identificadas com ‘~’ ao lado do numero do pino.
SPI: Nos pinos 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO) e 13 (SCK) temos a interface SPI.
2.2. Pinos Analógicos
Diferentemente dos pinos digitais os pinos analógicos podem assumir valores intermediários de 0 à 5 volts. Isso significa que podemos ter uma saída de tensão com valores de 2, 3 ou 4 volts por exemplo. Na prática temos uma resolução de 10 bits o que significa que a tensão miníma que podemos ter equivale a 4 milivolts.
O mesmo vale para a leitura de tensão tendo em vista que esses canal hora pode trabalhar como entrada e em outro momento como saída.
I 2 C: Alguns desses pinos também estão associados a periféricos internos, no caso os pinos 4 (SDA) e 5 (SCL) são respnsáveis pela counicação I 2 C.
2.3. Alimentação Externa
Existem duas formas formas de se alimentar o Arduino, a primeira através da porta USB que utilizamos para gravar nosso bootloader o que é uma mão na roda tendo em vista que basta um computador para começarmos a desenvolver nossos primeiros projetos, entretanto ficamos limitados a manter a placa fixa em um determinado local. Logo a fim de podermos acoplar nossa placa em algum projeto como por exemplo um carro controlado remotamente, temos um conector P4 onde podemos conectar uma bateria ou fonte de alimentação de até 12V.
2.4. Pinos de Energia
A placa também conta com uma saída de tensão de 3.3V, 5V e uma saída de tensão que assume o valor da tensão de alimentação da placa, ou seja, podemos facilmente adicionar mais uma saída de tensão de 9 volts com uma bateria por exemplo.
3. Esquema Eletrônico
No site oficial da Arduino pode ser encontrado a documentação completa da placa, entretanto para aqueles com um conhecimento vou colocar aqui o esquemático da versão Uno Rev. 3.
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