Arduino Pro MINI 5В ATmega168 16МГц

Модуль ARDUINO-совместимый Pro Mini на контроллере ATmega168P

• Контроллер: ATmega168P
• Тактовая частота: 16МГц
• Рабочее напряжение: 5В
• Максимальное напряжение: 5-12В
• Максимальный ток: 150мА
• Флеш-память: 16КБ (2Кб используются для загрузчика)
• ОЗУ: 1КБ
• EEPROM: 512 байт
• Цифровые Входы/Выходы: 14
• ШИМ выходы: 6
• Аналоговые входы: 8
• Постоянный ток через каждый вход/выход: до 40мА
• Светодиодная индикация питания платы и статуса пользовательского вывода D13
• Защита от перенапряжения
• Поддержка авто-сброса

В ваших руках

ARDUINO - широко известная и распространённая платформа разработки с открытым исходным кодом, основанная на простой микроконтроллерной плате ввода-вывода в сочетании с несложной в понимании среде программирования ARDUINO API.

Модуль Pro Mini имеет скромные размеры, всего-то 1.3х0.70 дюйма (3.3 х 1.8 см)! Её габариты составляют лишь шестую часть от полного размера популярной платы Arduino UNO R3, она с лёгкостью поместится в спичечный коробок. Столь компактный размер отлично подходит для проектов, в которых необходимо разместить микроконтроллер в небольшом корпусе. Однако, Pro Mini физически несовместима с большинством "стандартных" модулей расширения для ARDUINO, за основу которого взят физический размер и компоновка контактов UNO, и вам, скорее всего, потребуется их проводное соединение.

Серия плат ARDUINO Pro разработана для опытных пользователей, понимающих ограничение напряжения системы с питанием 5В, отсутствующие на плате USB-вход и связующий с компьютером коммутационный микроконтроллер. В сравнении со старшими моделями ARDUINO, располагающими на своём борту по два преобразователя напряжений 5В и 3.3В, плата Pro Mini обладает только одним преобразователем на 5В. Имеющиеся у вас или вновь приобретённые модули расширения, с базовым питанием 3.3В, вы сможете подключить при помощи дополнительных преобразователей напряжения. Или воспользуйтесь версией Arduino PRO MINI 3.3V с базовым питанием 3.3В.

Плата работает на обычном для ARDUINO-контроллеров напряжении 5 В, благодаря чему вам не потребуется подключать дополнительные интерфейсные схемы для коммутации устройств и модулей с аналогичным базовым питанием, таких как: WiFi или Bluetooth, символьные дисплеи, модули Ethernet и многие другие.

Перед началом

Важно! Чтобы преждевременно не испортить плату, было бы неплохо все же понять, какая у вас. Существуют два варианта модуля Pro Mini на микроконтроллере ATmega328P - с питанием 5 В и 3.3 В. Данная плата представляет из себя клон оригинальной Pro Mini, предоставленной дружественными друзьями из страны восходящего солнца. По внешнему виду, от оригинальной плата почти никак не отличаются, за исключением расположения некоторых выводов.

Методов определения несколько, мы подскажем один из них, наверное, самый лёгкий. Вам достаточно подать постоянное напряжение в интервале от 5 В до 12 В к выводу RAW, также подключив "минус" от источника питания к выводу GND (общий, заземление, ноль). Измерив тестером выходное напряжение на выводе VCC, вы сможете понять, на каком рабочем напряжении построена схема Pro Mini.

Минимализм и компактность, которым вдохновлялись инженеры-разработчики, чувствуется во всём. Подключение к плате Pro Mini потребует от вас умений в пайке. Для максимального удобства, поставляемые в комплекте разъёмы, с шагом 2.54мм между контактами, изначально не припаяны. Вы можете самостоятельно установить данные разъёмы или использовать любые сторонние коннекторы. Если сводить размер готовой модели к самому минимуму, логичным будет непосредственная припайка к выводам подключаемых проводов.

Если вы никогда ранее не занимались пайкой, то этот шаг будет хорошим началом!

Расположение и назначение выводов

Почти все выводы, как вы уже успели заметить, располагаются по периметру платы. Основным функциональным назначением группы из шести контактов, размещённой по короткой стороне (на картинке сверху), является программирование микроконтроллера ATmega168P. В неё входят пины "DTR (GRN)", "TX0", "RX1","VCC","GND (CTS)" и "GND". На двух длинных сторонах расположены силовые и GPIO выводы (как и на стандартном ARDUINO).

Самая последняя и лучшая версия Pro Mini имеет дополнительные аналоговые выводы ADC6 и ADC7. В отличии от оригинальной версии, на плате которой группы аналоговых контактов A4, A5 и A6, A7 расположены в центре, у данной Pro Mini разнесены. А4 и А5 остались на прежнем месте, а вот А6 и А7 "переехали" на боковую короткую сторону (на картинке снизу). Хоть и не значительное, но, тем не менее, удобное решение.

Интерфейсы передачи данных

• UART, асинхронный последовательный интерфейс - контакты с маркировкой TX(0) и RX(1).
• SPI, последовательный периферийный интерфейс - контакты с маркировкой 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO) и 13 (SCK).
• TWI/IIC/I2C, двунаправленный последовательный интерфейс - контакты с маркировкой А4 (SDA) и А5 (SCL).

Принципиальная схема

Питание Pro Mini

Важной деталью любого проекта ARDUINO остаётся определение правильного подключения питающего напряжения к микроконтроллеру. Ведь у Pro Mini, как вы заметили (возможно и не знали ранее), не установлен обычный для большинства старших моделей ARDUINO круглый бочкообразный разъём для подключения внешнего источника питания.

Как уже ранее упоминалось, размер платы подразумевает, что готовое устройство на основе Pro Mini скорее всего будем небольшим и, возможно, переносным или подвижным. Подключение обычного стационарного источника питания в таких случаях окажется не всегда удобным. Вы сможете запитать плату, подобрав компактные элементы питания, к которым относятся широко распространенные литий-полимерные аккумуляторы "Li-Po", обычные бытовые "пальчиковые" или "мизинчиковые" батарейки или аккумуляторы, а также батарейки в виде "монеток" или "таблеток".

Существуют три разных контакта, связанных с питанием Pro Mini: GND, VCC, и RAW.

• Вход RAW - на вывод подается питание в диапазоне от 5В до 12В (нестабилизированное), которое преобразуется встроенным регулятором в необходимое для работы напряжение 5В.
• Вход VCC - на контакт подается предварительно стабилизированное напряжение 5 В. Данный контакт обходит цепь, связанную с регулятором, и передаёт входное напряжение напрямую всем компонентом платы, включая микроконтроллер ATmega168. Превышение входного напряжения может привести к выходу из строя системы в целом.
• И еще один вариант питания, который доступен в процессе программирования Pro Mini - через интерфейс USB. Важно помнить, что при самостоятельной работе вашего устройства такой способ в некоторых случаях не целесообразен.

Входы GND являются общим контактом / заземлением / 0В / минусом.

Важно! Плата Pro Mini не обладает встроенной защитой от переплюсовки и сверхтоков, а также токов короткого замыкания. Схемой платы не предусмотрена защита USB-порта компьютера. Будьте предельно внимательны при её подключении.

Интерфейс USB

Малый размер, к которому так стремились создатели, не позволил разместить на плате USB-порт и связующий между портом программирования и микроконтроллером преобразователя последовательных сигналов. Для организации USB-интерфейса и подключения Pro Mini к компьютеру, вам понадобиться любой переходник-адаптер USB/TTL (он же - преобразователь TTL уровней) с интерфейсом UART. К ним относятся конверторы с микросхемами FT232, CH340, CP2102, CP2104, PL2303 и другие совместимые. К USB-порту конвертор подключается соответствующим USB-кабелем. Подключение конвертора к группе контактов программирования осуществляется по схеме GND->GND, VCC->VCC, RX->TX, TX->RX, DTR->DTR (пример соединения представлен на рисунке выше).

Также заметим, что Pro Mini поддерживает программный сброс устройства, приводящий к аппаратной перезагрузке ATmega168P. На выводах для программирования для этой цели служит контакт DTR (в разных вариациях Pro Mini он может быть обозначен как GRN). И далеко не у всех существующих конверторов есть соответствующий вывод, поддерживающий данную функцию. Перезапуск вы сможете осуществить самостоятельно, воспользовавшись расположенной на плате физической кнопкой сброса "Reset".

Программирование

Если вы ранее не пользовались ARDUINO, вам необходимо загрузить бесплатную оболочку для программирования ARDUINO IDE с сайта разработчика и установить ее на ваш компьютер. Загрузить
Перед подключением Pro Mini потребуется установить драйвер для вашего USB/TTL конвертора. Найти в сети Интернет подходящий драйвер не составит большого труда, достаточно знать, на каком чипе собран ваш преобразователь уровней.
После установки оболочки программирования и необходимых драйверов вы можете приступать к программированию Pro Mini.

Написанная в среде разработки ARDUINO программа называется "Скетч". Прежде, чем вы загрузите какой-либо скетч, необходимо произвести несложную настройку редактора:
Выберите в меню "Инструменты(Tools)/Плата(Boards)" тип вашего устройства "ARDUINO Pro or Pro Mini"

Далее, в меню "Инструменты(Tools)/Процессор(Processor)" тип контроллера "ATmega328 5V 16MHz"

Также, необходимо указать оболочке ARDUINO IDE порт компьютера, к которому подключен ваш конвертор USB/TTL. В ОС Windows порты могут быть COM2, COM3 и т.д. На ОС MAC наименование порта может выглядеть как /dev/tty.usbserial-A6006hSc

Теперь все настроено для загрузки скетча в вашу Pro Mini. После того, как вы нажмете кнопку "Загрузить" на панели управления ARDUINO IDE, на конверторе замигают светодиоды, показывающие передачу данных на Pro Mini, и на экране компьютера появиться сообщение "Загрузка завершена" (Done Uploading).

Желаем удачи в создании ваших проектов!