Arduino-maskinvare

Arduino-maskinvare

I dette kapittelet skal vi ta en nærmere titt på utviklingskortet Arduino Uno, og hvordan et utviklingskort kan utvides med ytterligere funksjonalitet.

Utviklingskortet Arduino Uno

Uno er det mest brukte Arduino-utviklingskortet. Det produseres av mange ulike foretak som alle følger de samme tegningene. Det spiller derfor mindre rolle hvem som har produsert kortet.

Utviklingskortet finnes i forskjellige revisjoner. I skrivende stund er det revisjon tre som brukes, og som er utgangspunktet for denne boken. Du trenger imidlertid ikke nyeste versjon av utviklingskortet for å følge eksemplene i boken. Unntaket er de siste prosjektene, som ikke kan kjøres på eldre utviklingskort da de har mindre minne enn revisjon tre.

Arduino Uno har en USB-B-kontakt for tilkobling til datamaskin. USB-B-kontakten kan også brukes til strømforsyning av utviklingskortet og mange av komponentene som kobles til det. Hvis Arduino-utviklingskortet skal brukes frittstående (uten å være koblet til en datamaskin), kan det strømforsynes med en strømadapter eller et batteri som kobles til den runde DC-kontakten (spenningen skal være mellom 7 og 12 V). 

Tips! Du kan også strømforsyne Arduino Uno med en såkalt powerbank (en oppladbar batteripakke med USB-kontakt som vanligvis brukes til å lade mobiler når du er på reiser). 

Oversiktsbilde over Arduino Uno2.

Langs sidene på utviklingskortet sitter det lange kontaktlister. Den ene kontaktlisten er nummerert fra 0 til 13. Disse kontaktene kalles digitale GPIO-kontakter (General Purpose Input Output). De brukes for eksempel til å styre lysdioder og registrere når noen trykker på en knapp. På motsatt side er det seks analoge innganger. De brukes til å koble til blant annet analoge sensorer (for eksempel temperatursensorer). Helt inntil de analoge inngangene er det en liten kontaktlist med blant annet en 5 V-pinne og to jordpinner. Disse brukes til å strømforsyne det meste som kobles til utviklingskortet.

Utviklingskortet er også utstyrt med lysdioder som er praktiske for blant annet feilsøking. Den grønne On-lysdioden viser at utviklingskortet er i gang. TX- og RX-lysdiodene brukes til henholdsvis å vise når data sendes til og mottas av utviklingskortet. De skal blinke i raskt tempo når data overføres til og fra utviklingskortet. Sist men ikke minst finner vi lysdioden som kalles Pin 13-LED. Den kommer til nytte i kapittel 4 Arduino IDE.

Utviklingskortet er også utstyrt med en omstartsknapp. Den brukes hvis det skulle oppstå problemer som gjør at utviklingskortet må startes på nytt.

Andre utviklingskort

Arduino Uno er langt fra det eneste utviklingskortet som finnes. Et annet eksempel er Arduino Mega, som er storesøstermodellen til Arduino Uno. Arduino Mega har betydelig flere porter, mer minne og raskere prosessorkjerne. Den er populær for store og kompliserte prosjekter. 

Adafruit er en av de store produsentene av Arduino-tilbehør og Arduino- utviklingskort (de er til og med en offisiell produsent). De har utviklet et lite utviklingskort som heter Trinket, som har blitt veldig populært for sin kompakte størrelse og lave pris. Ulempen med Trinket er at utviklingskortet har færre porter, mindre minne og langsommere prosessorkjerne enn Arduino Uno. 

Koblingsbrett

Det er ikke praktisk å koble komponenter direkte til utviklingskortet. I tester og prototyparbeid kobles komponentene i stedet til et koblingsbrett, som i sin tur kobles til utviklingskortet. Koblingsbrett krever ikke lodding, og derfor er det raskt og enkelt å koble til komponenter.

Koblingsbrett finnes i mange utførelser. I komponentpakken som hører til denne boken finner du et av de vanligste koblingsbrettene. Den har 30 rader med ti hull per rad som komponentene kan kobles til. Langs begge sider av koblingsbrettet er det hull som vanligvis brukes til strømtilførsel.

Legg merke til at samtlige hull er navngitt ut fra et koordinatsystem (radene har numre og kolonnene har bokstaver).

Legg også merke til hvordan hullene er oppdelt på koblingsbrettet. Inndelingen indikerer hvordan de ulike hullene henger sammen med hverandre eller er fraskilt fra hverandre.

Måten hullene på et vanlig koblingsbrett henger sammen på. 4

Modul

Med et koblingsbrett kan du bygge hva som helst. Med moduler går det raskere å bygge det. Moduler er kretskort der komponentene er ferdigkoblet, slik at de kan kobles direkte til utviklingskortet med et fåtall koblinger. Det sparer mye tid.

Trykknapper brukes ofte i Arduino-sammenhenger. De består av en fjæret bryter og en motstand (resistor). For å slippe å koble sammen trykknappens komponenter hver gang du trenger en trykknapp, kan du bruke en ferdig modul i stedet.

Moduler brukes også til å koble til komplekse ting til et Arduino-utviklingskort. Det er praktisk for ting som hadde vært vanskelig å koble sammen selv. Et eksempel på dette er et relémodulkort som hadde tatt veldig lang tid å sette sammen på et koblingsbrett. Koblingsbrettet måtte dessuten ha vært veldig stort.

Relémodul koblet til Arduino Uno

Shield – (skjold)

Et shield er en spesiell type modul. Navnet betyr rett og slett skjold, men i den nordiske maker-verdenen brukes vanligvis det engelske ordet.

Det spesielle med et shield er at det – til forskjell fra vanlige moduler – kan monteres oppå utviklingskortet. Shieldet er designet slik at pinnekontakter passer i utviklingskortets motstykker. Vanligvis designes de ut fra Arduino Uno (og passer da også storesøstermodellen Arduino Mega).

Shields kobles oppå utviklingskortet, mens vanlige moduler kobles til på siden.

Et shield bruker en eller flere av de digitale GPIO-pinnene og analoge inngangene (pinnene langs sidene på utviklingskortet). Pinnene som shieldet bruker, kan ikke brukes av noe annet samtidig. Ettersom et shield sjelden bruker alle pinner, har det vanligvis gjennomgangskoblinger. Det gjør at enda et shield kan kobles oppå det første. Dette forutsetter at de to shieldene ikke bruker samme pinne.

Referanser

2. Illustrasjon laget med komponenter fra Fritzing (fritzing.org). CC BY-SA 3.0

3. Illustrasjon laget med komponenter fra Fritzing (fritzing.org). CC BY-SA 3.0

4. Illustrasjon laget med komponenter fra Fritzing (fritzing.org). CC BY-SA 3.0  

Sist endret: 2017-09-08