Arduino UNO, einfach erklärt!

 

Prozessor

Das Herzstück vom Arduino Uno ist der ATMega328P – 8-bit Mikrocontroller, der für eine präzise Taktung für die Zeitmessung einen 16MHz Quarz Kristalloszillator verwendet.

 

 

Stromversorung

Die Spannungsversorgung vom Arduino UNO kann auf drei verschiedene Wege erfolgen. Über die USB Typ-B Buchse kann der UNO mit 5 Volt versorgt werden. Alternativ kann eine Spannung von 7 bis 12 Volt über den Hohlstecker eingebracht werden, oder über den Pin Vin (7-12 V).

Liegt die eingespeiste Spannung über 12 Volt, kann es zur Überhitzung vom Board kommen, liegt die Spannung darunter, kann es zu Ausfällt kommen wegen einer Spannungsunterversorgung.

Der LDO AMS1117-5.0 wandelt die Spannung auf konstant 5 Volt um, die der Prozessor benötigt. Ein kleinerer LDO mit 3,3 Volt ist verbaut und über den Pin 3.3V kann diese Spannung abgenommen werden.

 

USB Controller

Der ATMEGA16U2 Chip übernimmt die Kommunikation vom Prozessor über den USB Port.

 

 

Reset Taster

Der Arduino UNO hat einen Reset Taster installiert, der den Reset Pin ein LOW Signal gibt.

 

 

LEDs

Für eine optische Rückmeldung sind am Arduino UNO vier LEDs angebracht. Auf der rechten Seite finden wir eine LED, die leuchtet, wenn der UNO läuft. Die LED (L) kann über den Ausgang GPIO13 angesprochen werden und die beiden LEDs TX und RX leuchten, wenn Daten mittels der seriellen Schnittstelle ausgetauscht werden.

 

Diverse Elektronik Komponenten

Am Arduino UNO sind noch viele weitere Elektronikkomponenten verbaut wie Widerstände, Dioden und Kondensatoren. Zwei Kondensatoren sind dabei sehr prominent angebracht. Diese dienen zur Spannungsglättung und sie sind dem 5 Volt LDO vor und nachgeschalten.

 

Schnittstellen

Es stehen uns folgende Schnittstellen beim Arduino UNO zur Verfügung:

I2C: Die I2C Schnittstelle kann an den Pins A4 und A5 angeschlossen werden, auf der digitalen Seite sind sie parallel oben noch einmal ausgeführt.

SPI: Die SPI Schnittstelle kann an die Pins 10-13 angeschlossen werden.

UART: An den Pins 0 und 1 kann die UART Schnittstelle angeschlossen werden.

 

GPIO Pins
Am Arduino UNO haben wir drei verschiedene Funktionen von Pins.
Power Pins: Links oben haben wir die sogenannten Power Pins. Hier können wir 3.3 oder 5 Volt Spannung entnehmen oder den UNO mit Spannung versorgen.
Analog IN: Diese Pins sind sogenannt ADC (Analog zu Digital Converter) mit denen wir analoge Werte messen können. Die Auflösung beträgt 10-bit und es können damit Werte zwischen 0 und 1023 gemessen werden. Alternativ können diese Pins als digitale IN / OUT Pins verwendet werden.
Digitale Pins: Diese Pins können für digitale Ein oder Ausgabe verwendet werden. Pins die mit einer Welle markiert sind, können ein PWM (Pulsweitenmodulation) Signal ausgeben.

 

Praxis Beispiel #1

				
					int ledPin = 13;

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(ledPin, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(ledPin, LOW);
  delay(1000);
}
				
			

Praxis Beispiel #2

				
					int ledPin = 13;
int schalterPin = 12;
int schalterStatus = LOW;

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  pinMode(schalterPin, INPUT);
}

void loop() {
  schalterStatus = digitalRead(schalterPin);
  if (schalterStatus == HIGH) {
    // schaltet die LED ein:
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
  } else {
    // schaltet die LED aus:
    digitalWrite(ledPin, LOW);
  }
}
				
			

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