Arduino Due

Не хватает памяти и ресурсов полюбившийся платформы Arduino Mega 2560? Но мысли перехода на другой контроллер, изменение габаритов проекта и написание нового программного кода наводят страх в глазах? Просто придайте закиси азота своему проекту — используйте платформу Arduino Due на микроконтроллере AT91SAM3X8E, которая физически совместима с Arduino Mega 2560, а программно превосходит на несколько порядков.

Arduino Due так же идеальна для старта нового большого проекта с нуля под свою задумку: от многосветодиодной гирлянды до системы «умный дом».

Общие сведения

• Arduino Due выполнена в форм-факторе Arduino Mega, где передняя часть платы повторяет формат Arduino R3 для совместимости с расширениями форм-фактора Arduino Shield.
• Главный микроконтроллер AT91SAM3X8E предоставляет 70 пинов для подключения самых разнообразных плат расширения, модулей и сенсоров.
• Два USB-порта для прошивки и отладки программы.
• Светодиодная индикация питания и передачи данных.

Подробности

Рассмотрим основные плюшки платы Arduino Due:

Микроконтроллер AT91SAM3X8E

Платформа Arduino Due выполнена микроконтроллере Microchip AT91SAM3X8E семейства ARM Cortex-M3 с тактовой частотой 84 МГц. Процессор обладает двумя видами памяти:

• 512 КБ Flash-памяти, которая предназначена для хранение программ и сопутствующих статичных ресурсов. Flash-память энергонезависимая, при выключении питания все данные остаются.
• 96 КБ SRAM-памяти, которая предназначена для хранения временных данных, например переменных программы. По сути, это оперативная память платформы. SRAM-память энергозависимая, при выключении питания все данные сотрутся.

Порты USB

На плате Arduino Due расположена два USB-порта: Programming и Native.

Programming USB

Порт Programming USB соединён с микроконтроллером AT91SAM3X8E через дополнительный сопроцессор ATmega16U2, который выступает в роли USB-UART преобразователя. Programming USB используется для загрузки скетчей и отладки кода по умолчанию. Для коммуникации понадобится кабель USB Micro. При подключении к ПК через Programming USB платформа Arduino Due определяется как виртуальный COM-порт.

Native USB

Порт Native USB соединён с микроконтроллером AT91SAM3X8E напрямую с программной поддержкой USB OTG (On-The-Go). Это даёт использовать Due в режиме USB-устройства или USB-хоста.

Порт Native USB также может использоваться для загрузки кода без вмешательства ATmega16U2, но для этого необходимо перевести микроконтроллер в режим загрузчика с помощью кнопок Erase и Reset. Для коммуникации понадобится кабель USB Micro. При подключении к ПК через Native USB платформа Arduino Due определяется как виртуальный COM-порт.

Микроконтроллер ATmega16U2

Для прошивки и коммуникации с ПК через порт Programming USB, на плате присутствует дополнительный микроконтроллер ATmega16U2 с прошивкой USB-UART преобразователя.

Преобразователи питания

На плате расположено два преобразователя питания с выходом на 5 В и 3,3 В.

Разъём DC Barrel Jack

Коннектор DC Barrel Jack служит для подключения внешнего источника напряжения в диапазоне от 7 до 12 вольт. Например блок питания на 9 В или 12 В.

Кнопка RESET

Кнопка RESET служит для ручного сброса питания — аналог кнопки RESET обычного компьютера.

Подключение и программирование

1. Подключите Arduino Due к ПК через кабель USB Micro.
2. Для программирования платформы Arduino Due используйте штатную среду Arduino IDE. Весь процесс установки и настройки читайте в нашем руководстве по Arduino IDE.
3. По умолчанию IDE настроена только на штатные AVR-платы. Для работы с платформой Arduino Due — добавьте в менеджере плат поддержку платформ семейства Arduino SAM Boards ARM Cortex-M3.

Питание

Для питания платформы Arduino Due можно использовать порт USB, контакт Vin или разъём DC Barrel Jack. Источник определяется автоматически.

• При питании через USB используйте блок питания на 5 В с USB-выходом и кабель USB.
• При питании через пин Vin или разъём DC Barrel Jack — используйте источник с выходным напряжением от 7 до 12 В. Например блок питания на 9 В или 12 В.

Возможные дополнения

Обратите внимания на ряд дополнительных позиций, которые возможно вам понадобятся:

• Кабель USB Micro — для подключения платформы Arduino Due к ПК по USB.
• Battery Shield — придаст автономность вашему устройству.
• Trema Shield и Trema Mega Tail Shield — для удобного и комфортного подключения Trema-модулей.
• Конструктор ПВХ — поможет собрать весь ком из электроники и проводов в один общий механизм, а также придаст вашему устройству компактный и эстетичный вид.

Доступные альтернативы

Arduino Due входит в семейство платформ форм-фактора Arduino Mega. Если ваша задача не слишком ресурсоёмкая, то нашем магазине есть различные модификации контроллеров семейства Mega 2560 с небольшими отличиями:

• Arduino Mega 2560 (USB ATmega16U2) — платформа Uno c микроконтроллером ATmega16U2 в качестве USB-UART преобразователя.
• Arduino Mega 2560 (USB CH340) — платформа Uno c чипом CH340 в качестве USB-UART преобразователя.

Распиновка

Платформа Arduino Due предоставляют 86 физических контакта на штатных колодках Arduino и 6 контактов на разъёме SPI для подключения дополнительных плат расширения, модулей и сенсоров.

• Всего физических контактов: 92 (86 + 6)
• Контактов ввода-вывода GPIO: 66
• Контакты с ШИМ: 12 с разрядностью до 16 бит
• Контакты с АЦП: 12 с разрядностью до 16 бит
• Контакты с ЦАП: 2 с разрядностью до 10 бит
• Аппаратные интерфейсы: 4× UART, 1× SPI, 2× I²C, 1× CAN

Габаритный чертёж

Комплектация

• 1× Arduino Due

Характеристики

• Модель: Arduino Due
• Интерфейс USB-UART: ATmega16U2
• Микроконтроллер: AT91SAM3X8E
• Ядро: ARM Cortex-M3
• Тактовая частота: 84 МГц
• Flash-память: 512 КБ
• SRAM-память: 96 КБ
• Входное напряжение питания: 5 В
  • Через USB: 5 В
  • Через пин Vin: 7–12 В
  • Через DC Barrel Jack: 7–12 В
• Напряжение логических уровней: 3,3 В
• Контакты общего назначения:
  • Всего физических контактов: 92 (86 + 6)
  • Контактов ввода-вывода GPIO: 66
  • Контакты с ШИМ: 12 с разрядностью до 16 бит
  • Контакты с АЦП: 12 с разрядностью до 16 бит
  • Контакты с ЦАП: 2 с разрядностью до 10 бит
  • Аппаратные интерфейсы: 4× UART, 1× SPI, 2× I²C, 1× CAN

Ресурсы

Мы также рекомендуем к чтению ссылки на статьи, документации и другие вспомогательные материалы по платформе Arduino Due.

Инструкции

• Установка и настройка среды Arduino IDE
• Руководство Getting Started на официальную Arduino Due
• Руководство Product Manual на официальную Arduino Due

Документация

• Datasheet на микроконтроллер AT91SAM3X8E
• Datasheet на микроконтроллер ATmega16U2 с прошивкой USB-UART преобразователя