Arduino Dersleri-1 Arduino Nedir Çeşitleri ve Teknik Özellikleri
Bu yazımızda Arduino Dersleri-1 Arduino Nedir Çeşitleri ve Teknik Özellikleri – Arduino Giriş Çıkış Pinleri konusunu işleyeceğiz.
ARDUİNO NEDİR?
Arduino, kullanımı kolay, açık kaynak kodlu yazılım ve donanıma sahip bir mikrodenetleyici prototipleme platformudur. Açık kaynak ifadesi, yazılımın kaynak koduna ve donanım bilgilerine erişiminin serbest olması ve isteğe göre değiştirilebilmesi anlamındadır. Deneysel amaçlı yapılacak işler için uygun fiyatlı geliştirme ortamı sunar. Baskılı devresi, şematik tasarımı, PC üzerinde çalışan derleyicisi, kütüphaneleri ve tüm detayları ile internet ortamında paylaşılmaktadır. Zengin kütüphane desteği sayesinde birçok elektronik malzemeleri Arduino da kullanabiliriz. USB ve Bluetooth gibi evrensel iletişim haberleşme sistemlerini kullanarak devreler tasarlayabiliriz.
ARDUINO NERELERDE KULLANILIR?
Arduino ile birçok uygulama yapılabilir. Bunlar özetle giyilebilir, medikal, askeri, tarımsal, robotik, ev güvenliği, otomasyon, 3 boyutlu yazıcı, mobil uygulamalar sayılabilir.
ARDUINO ÇEŞİTLERİ :
Tasarımı yapılan projelerde, İhtiyaç duyulan özelliklere göre Arduino modeli tercih edilebilir. Port sayıları, çalışma hızları, analog giriş/çıkış sayıları, dâhili wifi, dâhili Ethernet gibi özelliklerle de birbirlerinden ayrılırlar. En yaygın kullanılan Arduino modeli Arduino UNO dur. Özellikleri bakımından ise ortalama birçok projeyi gerçekleştirebilecek donanıma sahiptir. Arduino Uno R2, Arduino Uno SMD ve son olarakta Arduino Uno R3 versiyonları çıkmıştır. Arduino kartlarında Atmega serisi mikrodenetleyiciler kullanılır.
ARDUINO KARTI ÜZERİNDEKİ DEVRELER VE GİRİŞ – ÇIKIŞ PİNLERİ :
Arduino Temel Bağlantı Çıkışları
Arduino Ayrıntılı Devre Malzemeleri ve Bağlantı Giriş Çıkış Uçları
1- Harici Güç Girişi: Ekstra güç kaynaklarından beslemek için kullanılan porttur. Usb den 5V ile besleyebildiğimiz gibi buradan da 7V-12V bir değere sahip güç kaynağımızla besleyebiliriz. Aslında arduino u beslemek için kullanılabilecek gerilim 6V-20V arasındadır fakat 7 Volt’un altı ve 12 Volt’un üstü arduino için sağlıklı değildir.
2- Voltaj Regülatörü: Arduino ya uygulanan gerilimi 5 Volt değerine indirir.
3- CH340 Çip: Klon Arduino da kullanılan USB-Serial dönüştürücü. USB haberleşme entegresi.
4- Usb Girişi: Usb girişinden arduinomuza 5V’luk enerji verebileceğimiz gibi aynı zamanda diğer donanımlarla haberleşebilir ve Arduino içerisine yazmış olduğumuz program kodlarını yüklediğimiz kısımdır. Usb portu üzerinde resetlenebilir polymer sigortası mevcuttur. 500mA’in üzerinde bir akım çekildiğinde otomatik olarak kendini kapatmaktadır.
5- Reset Butonu: Arduino çalışmasında bir problem olduğunda ya da herhangi bir durumda programı baştan başlatmak için bu butonu kullanabiliriz.
6- Kristal: sabit bir frekans üretmek için kullanılır. Arduino kartında 16 Mhz kristal kullanılır. CH340 seri haberleşme entegresi kullanılan klon kartlar üzerinde 12 MHz kristal bulunmaktadır.
7- SCL – SDA Girişleri: I2C Seri haberleşme kartları için kullanılan pin girişleri. Genellikle 16×2 LCD ekranlarda kullanılan SCL ve SDA çıkışları için bu girişler kullanılır.
8- AREF Pini: Analog referans pinidir. Analog ölçümlerimizin doğruluğunu arttırmak için koyulmuş bir pindir. Hassas uygulamalarda bu pine de voltaj uygulanır. Eğer 5V’tan daha düşük bir gerilimi referansımızın üst noktası olarak almamız gerekirse, Arduino üzerinde bulunan AREF pinini kullanmamız ve kodda küçük bir değişiklik yapmamız gerekir.
9- GND (Ground -Toprak) Pini: İsminden de belli olduğu gibi toprak hattıdır. Elektronik malzemelerin ve sensörlerin GND veya eksi (-) ucu bu pine bağlanır.
10- Dijital Pinler (0-13): Arduino uno da 14 adet dijital giriş-çıkış vardır. Bu pinlere 5V vererek pinin ya da sensörün aktif olduğunu programınıza söyleyebileceğiniz gibi her pinden 5V çıkışı alarak da devrelerimizi çalıştırabiliriz. Ayrıca “~” işaretli pinlerden PWM (Pulse Width Modulation – Sinyal Genişlik Modülasyonu) çıkışı alabiliriz. Arduino uno için 3, 5, 6, 9, 10 ve 11 numaralı pinler PWM pinleridir. Böylece diğer pinler gibi sadece 5V yerine 0V-5V arasında voltaj çıkışını bu pinlerden alabiliriz. Pinler nominal 20 mA akımda çalışırken 40 mA çıkış akımına kadar çıkış alınabilir.
11- Serial Çıkış TX: Bu pin seri haberleşme verisi göndermek (transmit – TX) için kullanılır. Bluetooth modülü için bu pinler kullanılır.
12- Serial Giriş RX: Bu pin seri haberleşme verisi almak (receive – RX) için kullanılır. Bluetooth modülü için bu pinler kullanılır.
13- Güç Ledi: Arduino’ya enerji verildiği anda bu led sürekli yanar. Böylece karta enerji geldiği ve kartın çalıştığı anlaşılır.
14- RX – TX Haberleşme Ledi: Arduino ile bilgisayar arasında USB üzerinden bir haberleşme olduğunda veya RX – TX pinlerinde haberleşme olduğunda bu LED’ler yanıp söner. Hiçbir haberleşme yok iken yanıp sönen bu ledler kartta sorun olduğunun habercisidir.
15- Serial Programlama Pinleri: SPI (Serial Peripheral Interface) haberleşmesi için bu pinler kullanılır. Arduino’nun desteklediği senkron seri haberleşme türlerinden biridir. Özellik ve kullanım olarak I2C’ye benzer. SPI protokolünde I2C’den farklı olarak veri hatları tek yönlüdür. Bir Arduino’nun diğer Arduino veya sensörlerle kısa mesafede haberleşmesini sağlar. SPI protokolünde de I2C’de olduğu gibi bir adet Master cihaz bulunur. Master cihaz, bu cihaza bağlı çevresel cihazları kontrol eder.
16- Atmega 328P Mikrokontrolcü: ATmega; yüksek performanslı, düşük güç tüketimine sahip 8 bitlik bir mikrodenetleyicidir. Bizim yazdığımız tüm kodlar, bu entegre içine yüklenip, arduino kartı üzerinde çalıştırılmaktadır.
17- 13 Nolu Pin Led (L): L ledi Arduino kartının 13. pinine bağlı bir leddir.Satın aldığımız Arduino kartı, ilk çalıştırmada bu L ledi aralıklı olarak yanıp sönecek şekilde programlanmıştır. Kartımıza ilk enerjiyi verdiğimizde bu led yanıp sönüyorsa, kartımız normal çalışıyor demektir.
18- Analog Girişler: Arduino analog giriş pinleridir. Analog sinyaller var(1) veya yok(0) şeklinde olan sinyaller değildir. Belirli bir sınır aralığı içindeki tüm değerleri alabilir. Yani ışığın sadece açık veya kapalı olması durumlarını değil, ışığın şiddetini ayrıntılı bir şekilde kontrol edebileceğimiz sinyallerdir. Arduino üzerinde büyük A harfi ile başlar ve A0’dan A5’e kadar bulunur. Bu pinler analog devre malzemeleri veya analog sensörler ile iletişim kurmamızı sağlar. 0-5V aralığındaki girişleri arduino ya vererek bu değerleri programınızda kullanabilirsiniz. Bu pinler 0 – 5 Volt arasındaki gerilimi dijitale dönüştürmektedir. Arduino UNO kartımızdaki işlemcide, 10 Bit çözünürlüğe sahip analogdan dijitale dönüştürücü (ADC – analog to digital converter) mecvuttur. Peki, bu 10 Bit ne anlama geliyor? Arduino’muzun mikrokontrolcüsü 5V gerilimle çalışmaktadır. Bu değer 0 – 5 Volt arası uygulanan gerilim değerinin 210 yani 1024 parçaya bölündüğünü ve bu hassasiyette her adımda (5/1024 Volt) gerilim değerinin okunabildiğini ifade etmektedir. Bu pinler analog çıkış verebilen tüm devre elemanlarının (Potansiyometre, Sensörler vb.) verdikleri değerlerin dijitale çevrilerek Arduino içerisindeki yazılm tarafından işlenebilir hale getirilmesini sağlar. Bu pinler sadece analog giriş pinleri olarak kullanılabilmektedir. Analog çıkışlar ise dijital pinler içerisinde bulunan PWM pinleri üzerinden yapılır.
19- Voltaj Pin – VIN (Giriş): Harici güç kaynağı için kullanılan pindir. Arduino’nun jack girişine bağlı bir pindir. Bu pine uygulanan gerilim, Arduino’ya ulaşmadan önce bu pine bağlı regülatör yardımıyla Arduino için uygun gerilime düşürülür. “VIN” girişine 7 ile 12 Volt arasındaki gerilimler uygulanmalıdır. Pilin artı (+) ucu VIN pinine bağlandıktan sonra, pilin eksi (-) ucu Arduino’nun GND yani toprak ucuna bağlanmalıdır.
20- GND (Ground -Toprak) Pini: İsminden de belli olduğu gibi toprak hattıdır. Elektronik malzemelerin ve sensörlerin GND veya eksi (-) ucu bu pine bağlanır.
21- 5V Pin: Bu pin 5 Voltluk bir çıkış sağlar. En fazla çıkış akımı 450mA’dir. Fazla akım çeken elektronik malzemeler (güçlü motor) bu girişden beslenmemelidir.
22- 3.3V Pin: Bu pin 3.3 Voltluk bir çıkış sağlar. Devremizde 3.3 volt ile çalışması gereken bileşenler var ise beslemesi bu pinden sağlanabilmektedir. Ancak bu pinin çıkış akımı 50mA kadardır. Bu nedenle çok yüksek akım isteyen bileşenleri bu pine bağlamamız mümkün değildir.
23- Reset Pin: Arduino üzerindeki Reset butonu ile aynı görevi görür. Resetleme işlemi reset pininin topraklanması (GND) ile gerçekleştirilir.
24- 5V Pin: Bu pin 5 Voltluk bir çıkış sağlar. En fazla çıkış akımı 450mA’dir. Fazla akım çeken elektronik malzemeler (güçlü motor) bu girişden beslenmemelidir.
Not: Arduino Uno R3 kart üzerinde 5 Volt pini 2 adet, GND toprak pini 3 adet bulunmaktadır.
ARDUINO TEKNİK ÖZELLİKLERİ:
Mikrodenetleyici | ATmega328P |
Çalışma gerilimi | 5V |
Giriş Voltajı (önerilir) | 7-12V |
Giriş Voltajı (limit) | 6-20V |
Dijital I / O Pinleri | 14 (bunların 6’sı PWM çıkışı sağlar) |
PWM Dijital I / O Pinleri | 6 |
Analog Giriş Pinleri | 6 |
I / O Pin Başına DC Akım | 20 mA |
3.3V Pin için DC Akım | 50 mA |
Flash Bellek | 32 KB (ATmega328P), bunun 0,5 KB’si bootloader tarafından kullanılıyor |
SRAM | 2 KB (ATmega328P) |
EEPROM | 1 KB (ATmega328P) |
Saat hızı | 16 MHz |
LED_BUILTIN | 13 |
Uzunluk | 68,6 mm |
Genişlik | 53.4 mm |
Ağırlık | 25 g |
ARDUINO GÜÇ BESLEME ÇEŞİTLERİ:
Arduino’nun çalışabilmesi için gerekli olan enerji, farklı besleme girişlerinden yapılabilir. Aşağıdaki şekilde Arduino besleme girişleri tanıtılmıştır. Arduino’nun farklı besleme girişleri kullanılırken, bu girişe uygulanacak maksimum gerilimin bilinmesi gerekir. Eğer girişe uygulanması gereken gerilimden fazla bir gerilim uygulanırsa, Arduino zarar görebilir.
Arduino’nun USB İle Çalıştırılması: Şekil üzerindeki 1 numaralı girişten Arduino kartı USB kablosu ile bilgisayarımıza bağladığımızda, Arduino’nun çalışması için gerekli enerjiyi bilgisayarınızdan alacaktır. Bu enerji 5 Volt’tur. Bu USB girişi, Arduino için gerekli enerjiyi sağlarken, aynı zamanda Arduino’nun bilgisayarla haberleşmesini, bilgisayarda yazılan kodların Arduino’ya aktarılmasınıda sağlar.
Arduino’nun Harici Kaynakla Çalıştırılması: Arduino harici besleme kaynaklarıyla çalıştırılmak için birkaç farklı giriş bulunmaktadır. Bu girişlerden ilki, şekil üzerinde 2 numara ile gösterilen jack girişidir. Bu girişe bir adaptör veya pil ile 7 – 12 Volt (önerilen) arasındaki gerilimler uygulanabilir. Bu girişe uygulanan gerilim, kart üzerindeki regülatör (gerilim düzenleyicisi) ile, Arduino’nun çalışma gerilimi olan 5 Volt’a düşürülür.
Şekil üzerinde 4 numara ile gösterilen ‘VIN’ pini, Arduino’nun jack girişine bağlı bir pindir. Bundan dolayı ‘VIN’ girişine 7 ile 12 Volt arasındaki gerilimler uygulanabilir. Yine bu girişe uygulanan gerilim, kart üzerindeki regülatör (gerilim düzenleyicisi) ile, Arduino’nun çalışma gerilimi olan 5 Volt’a düşürülür. Harici kaynağın (Pil veya adaptör) artı (+) ucu ‘VIN’ pinine bağlandıktan sonra, eksi (-) ucu Arduino’nun ‘GND’ yani toprak ucuna bağlanmalıdır.
Şekil 3 ve 5 pinlerinden arduino çalışırken dışarıya 5 Volt alabilirken bu pinlerden de Arduino kartını çalıştırmak için 5 Volt uygulayabiliriz. Yalnız bu pinlerden gerilim uygulamak pek tavsiye edilmez. 5 Volt harici bir gerilim karta zarar verebilir.
Arduino Dersleri-1 Arduino Nedir Çeşitleri ve Teknik Özellikleri – Arduino Giriş Çıkış Pinleri
Devre hakkında yorumlarınızı aşağıdaki yorum kısmına yazabilirsiniz. Youtube kanalımızda da Temel Elektrik- Elektronik, Arduino ve mBlock ile ilgili ders videoları bulabileceksiniz. Youtube kanalıma abone olmayı da unutmayınız.
https://www.youtube.com/@candemirahmet
Yorum Yap