Mở đầu

     Chào mừng bạn đã quay trở lại với serial hướng dẫn lập trình arduino từ cơ bản đến nâng cao. Ở bài trước, chúng ta đã cùng nhau thực hiện các bước Cài đặt Arduino IDE Trong bài viết này mình sẽ cùng các bạn  tìm hiểu về những Thông số cơ bản của board Arudino R3 nhé !

Các tính năng chính của board Arduino như sau :

1. Arduino boards có thể đọc tín hiệu analog hoặc tín hiệu số từ các cảm biến khác nhau, và nó cũng có thể là đầu ra tín hiệu để điều khiển bơm ( thông qua mạch công suất ), bật tắt bóng led, kết nối lên cloud và nhiều tính năng khác nữa.
2. Arduino boards có thể dễ dàng thay đổi chức năng chính của nó bằng cách lập trình lại thông qua trình biên dịch của arduino IDE (uploading software).
3. Không giống như các board vi điều khiển khác, Arduino không cần đến một mạch nạp riêng biệt bên ngoài để nạp lại chương trình, Arduino chỉ cần đến một cáp USB.
4. Arduino IDE sử dụng ngôn ngữ lập trình C/C++ cơ bản, đây là ngôn ngữ rất phổ biến hiện nay nên sẽ giúp bạn tiếp cận với Arduino dễ dàng hơn.
5. Arduino boards có rất nhiều phiên bản, cơ bản thì khác nhau về số lượng đầu vào ra ( input, output ) tốc độ, điện áp hoạt động , hình dáng … Tuy nhiên chúng cũng được lập trình thông qua arduino IDE nên các câu lệnh hoàn toàn giống nhau. Đây là một điều cực kì thuận lợi khi sử dụng Arduino.

Thông số kĩ thuật của Arduino Uno R3

Các thành phần chính trên board Arduino

1 : USB (USB Jack)

Khi kết nối với computer board sẽ được cấp nguồn, đồng thời đây cũng là nơi truyền dữ liệu lập trình từ máy tính xuống board mạch

2 : Jack nguồn (POWER JACK)

Có thể được cung cấp từ 5-20V nhưng nhà sản xuất khuyên dùng trong khoảng 7-12V là hợp lí, quá 12V các linh kiện trong mạch có thể bị quá nóng, dưới 7V có thể không đủ để cấp cho mạch hoạt động tốt

3: IC nguồn

Chức năng chính của nó là cung cấp một điện áp ổn định cho chip điều khiển và các ngoại vi hoạt động

4 : Thạch anh dao động

Bạn muốn biết Arduino tính toán thời gian như thế nào không? Câu trả lời chính là ở thành phần thạch anh dao động này, mỗi dao động của thạch anh tương ứng với một xung nhịp của chip. Thường thì trên board UNO R3 sẽ dùng thạch anh 16Mhz ( nghĩa là trong 1s nó sẽ thực hiện được 16 triệu câu lệnh đó bạn. Lưu ý là 1 câu lệnh C sẽ mất nhiều câu lệnh máy nha )

5,17 : Arduino Reset

Khi bạn muốn đưa mạch của bạn chạy lại từ đầu, bạn cần đến phần reset này. Bạn có 2 cách để reset board arduino của mình, thứ nhất là sử dụng nút reset (17) trên board, thứ 2 là bạn sử dụng thêm 1 nút nhấn ngoài để kết nối vào vị trí reset (5) trên mạch

6,7,8,9 : Khu vực nguồn

• Vin Pins: Cấp nguồn ngoài cho Arduino, nối cực dương của nguồn vào chân này, cực âm của nguồn vào chân GND của arduino

• 5V & 3.3V: cấp điện áp 5V(hoặc 3.3V) đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở các chân này là 500mA(đối với 5V) và 50mA (đối với chân 3.3V)
• GND: Chân nối đất

Lưu ý:

Arduino Uno R3 không có bảo vệ cắm ngược nguồn vào. Do đó bạn phải hết sức cẩn thận, kiểm tra các cực âm – dương của nguồn trước khi cấp cho Arduino Uno R3.

• Các chân 3.3V và 5V trên Arduino là các chân dùng để cấp nguồn ra cho các thiết bị khác, không phải là các chân cấp nguồn vào. Việc cấp nguồn sai vị trí có thể làm hỏng board. Điều này không được nhà sản xuất khuyến khích.
• Cấp nguồn ngoài không qua cổng USB cho Arduino Uno R3 với điện áp dưới 6V có thể làm hỏng board.
• Cấp điện áp trên 13V vào chân RESET trên board có thể làm hỏng vi điều khiển ATmega328.
• Cường độ dòng điện vào/ra ở tất cả các chân Digital và Analog của Arduino Uno R3 nếu vượt quá 200mA sẽ làm hỏng vi điều khiển.
• Cấp điệp áp trên 5.5V vào các chân Digital hoặc Analog của Arduino UNO sẽ làm hỏng vi điều khiển.
• Cường độ dòng điện qua một chân Digital hoặc Analog bất kì của Arduino UNO vượt quá 40mA sẽ làm hỏng vi điều khiển. Do đó nếu không dùng để truyền nhận dữ liệu, bạn phải mắc một điện trở hạn dòng.

15 : Digital Pins

• Có 14 chân từ chân 0 đến chân 13 được dùng để chân lấy tín hiệu hoặc xuất tín hiệu digital (Digital Input, Digital Ouput)
• Riêng chân 13 được kết nối với đèn Led hàn chân bo mạch
• Những chân có dấu ~(3,5,6,9,10,11) là những chân có thể xuất ra xung PWM với độ phân giải 8bits (giá trị từ 0- 28-1 tương ứng 0 đến 5V )và có thể chỉnh được  giá trị trong khoảng từ 0 đến 5V,được ứng dụng để thay đổi tốc độ động cơ hoặc độ sáng đèn,…..

Lưu ý:

Mỗi chân có thể chịu được tối đa 40mA nhưng nên sử dụng ở ngưỡng 20mA

10 : Analog Pins

Arduino có 6 chân Analog(Analog Pin) từ A0 đến A5, các chân này thường được sử dụng như đầu vào analog(đầu vào tương tự) nhưng cũng có thể được sử dụng như đầu vào(Digital inputs) hoặc ra (Digital Outputs )của chân Digital

16 : AREF điện áp so sánh

Chân AREF được sử dụng làm điện áp tham chiếu cho tín hiệu tương tự ( Analog ). Điện áp đặt vào đây nằm trong khoảng từ 0- 5v và là giới hạn trên cho các tín hiệu đầu vào tương tự.

Một số chân có chức năng đặc biệt

Serial Pins

• Các chân này được dùng để giao tiếp giữa board Arduino với computer hoặc các module, các thiết bị khác.
• Gồm 2 chân 0(RX) và 1(TX): dùng để gửi (TX – transmit ) và nhận (RX – Receive) dữ liệu TTL Serial
• Ứng dụng cơ bản nhất mà chúng ta thường hay sử dụng là bất Serial minitor thông qua Serial port để xem hoặc kiểm tra giá trị. Đây là một cách để debug chương trình cho arduino

SPI Pins

• Các chân SS/SCK/MISO/MOSI là các chân sử dụng cho giao tiếp SPI(Serial Peripheral Interface)
• Trên bo mạch Arduino Uno thì các chân sử dụng cho giao tiếp SPI là chan từ 10-13 và chúng còn nằm trên các chân ICSP.

I2C Pins

SCL/SDA là các chân sử dụng cho giao tiếp I2C (chân A4 và chân A5)

Interrupt Pins

INT0 và INT1 là 2 chân sử dụng cho tác vụ ngắt, khi đó chương trình sẽ nhảy vào hàm ngắt, thực hiện xong các câu lệnh trong hàm ngắt rồi quay trở lại chạy chương trình chính.

Bộ nhớ

• Flash Memory: Bộ nhớ có thể ghi được, dữ liệu không bị mất ngay cả khi tắt điện. Về vai trò, ta có thể hình dung bộ nhớ này như ổ cứng để chứa dữ liệu trên board. Chương trình được viết cho Arduino sẽ được lưu ở đây. Kích thước của vùng nhớ này thông thường dựa vào vi điều khiển được sử dụng, Arduino Uno R3 có dung lượng bộ nhớ Flash 32 KB
• SRAM: tương tự như RAM của máy tính, sẽ bị mất dữ liệu khi ngắt điện nhưng bù lại tốc độ đọc ghi xoá rất nhanh. Kích thước nhỏ hơn Flash Memory nhiều lần. Arduino Uno R3 có dung lượng bộ nhớ SRAM 3 KB.
• EEPROM: một dạng bộ nhớ tương tự như Flash Memory nhưng chu kì ghi / xoá khoảng 100,000 lần và có kích thước rất nhỏ. Để đọc / ghi dữ liệu ta có thể dùng thư viện EEPROM của Arduino. Arduino Uno R3 có dung lượng bộ nhớ EEPROM 1 KB

Lới kết

Như vậy bạn đã nắm được cơ bản những thành phần của arduino. Phần sau chúng ta cùng viết một chương trình cho nó nhé.

Video hướng dẫn

Đang cập nhật