Istruzzioni di funziunamentu
Elektor Arduino
NANO
Cunsigliu di furmazione MCCAB®
Rev. 3.3

Caru cliente, U MCCAB Training Board hè fabbricatu in cunfurmità cù e direttive europee applicabili è per quessa porta a marca CE. U so usu destinatu hè descrittu in queste istruzioni operative. Se mudificate u Cunsigliu di Formazione MCCAB o ùn l'utilizate micca in cunfurmità cù u so propiu scopu, voi solu site rispunsevuli di u rispettu di e regule applicabili.
Dunque, aduprate solu u MCCAB Training Board è tutti i cumpunenti nantu à ellu cum'è descritti in queste istruzioni operative. Puderete solu trasmette u MCCAB Training Board inseme cù stu manuale di operazione.
Tutte l'infurmazioni in stu manuale si riferisce à u Cunsigliu di Training MCCAB cù u livellu di edizione Rev. 3.3. U livellu di edizione di u Training Board hè stampatu nantu à a so parte inferiore (vede a Figura 13 à a pagina 20). A versione attuale di stu manuale pò esse scaricata da u websitu www.elektor.com/20440 per scaricà. ARDUINO et les autres marques et logos Arduino sont des marques déposées d'Arduino SA. ®

Riciclà

L'equipaggiu elettricu è elettronicu utilizatu deve esse riciclatu cum'è rifiuti elettronichi è ùn deve micca esse smaltitu in i rifiuti domestici.
U MCCAB Training Board cuntene materie prime preziose chì ponu esse riciclate.
Per quessa, sguassate u dispusitivu in u depositu di cullizzioni adattatu. (Direttiva UE 2012/19 / UE). A vostra amministrazione municipale vi dicerà induve truvà u puntu di raccolta gratuitu più vicinu.

Istruzzioni di sicurità

Queste istruzioni per l'operazione per u MCCAB Training Board cuntenenu informazioni impurtanti nantu à a messa in funzione è u funziunamentu!
Dunque, leghjite attentamente tuttu u manuale di operazione prima di utilizà a tavola di furmazione per a prima volta per evità di ferite à a vita è à l'arti per scossa elettrica, incendi o errori di funziunamentu, è ancu danni à a tavola di furmazione.
Fate stu manuale dispunibule per tutti l'altri utilizatori di a furmazione.
U pruduttu hè statu cuncepitu in cunfurmità cù u standard IEC 61010-031 è hè statu pruvatu è lasciatu a fabbrica in una cundizione sicura. L'utilizatori deve rispettà e regule applicabili à a manipulazione di l'equipaggiu elettricu, è ancu tutte e pratiche è e prucedure di sicurezza generalmente accettate. In particulare, i regulamenti VDE VDE 0100 (pianificazione, installazione è teste di bassa voltage sistemi elettrici), VDE 0700 (sicurezza di l'equipaggiu elettricu per l'usu domesticu) è VDE 0868 (equipaggiu per l'audio/video, a tecnulugia di l'infurmazione è di a cumunicazione) deve esse citatu quì.
In i stabilimenti cummirciali, s'applicanu ancu e regulazioni di prevenzione d'accidenti di l'associazioni d'assicuranza di responsabilità di i patroni cummerciale.

Simbuli di sicurità utilizati

Avvisu di Periculu Elettricu
Stu signu indica e cundizioni o pratiche chì puderanu risultatu in morte o ferite persunale.
Segnale d'avvertimentu generale
Stu signu indica cundizioni o pratiche chì ponu causà danni à u pruduttu stessu o à l'equipaggiu cunnessu.

2.1 Alimentazione
Attenzione:

• Sutta nisuna circustanza pò negativu voltages o voltages più grande di +5 V esse cunnessu à u MCCAB Training Board. L'unica eccezzioni sò l'input VX1 è VX2, quì l'input voltages pò esse in a gamma di + 8 V à + 12 V (vede a sezione 4.2).
• Ùn mai cunnessu qualsiasi altru potenziale elettricu à a linea di terra (GND, 0 V).
• Ùn mai scambià e cunnessione per a terra (GND, 0 V) ​​è +5 V, perchè questu risulterebbe danni permanenti à u MCCAB Training Board!
• In particulare, ùn cunnette mai ~ 230 V o ~ 115 V voltage à u Cunsigliu di furmazione MCCAB !
  Ci hè un periculu per a vita !!!

2.2 Manipulazione è cundizioni ambientali
Per evità a morte o ferite è per pruteggià u dispusitivu da danni, e seguenti regule deve esse strettamente osservate:

• Ùn mai operate u MCCAB Training Board in stanze cù vapori o gasi splusivi.
• Se i ghjovani o persone chì ùn sò micca familiarizati cù a gestione di i circuiti elettronichi travaglianu cù u Cunsigliu di Formazione MCCAB, per esempiu, in u cuntestu di furmazione, un persunale addestratu in modu adattatu in una pusizione di rispunsabilità deve supervise queste attività.
  L'usu da i zitelli sottu 14 anni ùn hè micca pensatu è deve esse evitata.
• Se u MCCAB Training Board mostra segni di danni (per esempiu, per u stress meccanicu o elettricu), ùn deve micca esse usatu per ragioni di sicurezza.
• U MCCAB Training Board pò esse usatu solu in un ambiente pulitu è ​​​​seccu à una temperatura finu à +40 °C.

2.3 Riparazione è mantenimentu

• Per evità danni materiali o danni fisici, tutte e riparazioni chì devenu esse necessarie ponu esse realizate solu da un specialista addestratu in modu adattatu è cù pezzi di ricambio originali.
• U Cunsigliu di Training MCCAB ùn cuntene micca parti chì ponu esse riparate da l'utilizatori.

Usu destinatu

U MCCAB Training Board hè statu sviluppatu per un insegnamentu simplice è veloce di cunniscenze nantu à a prugrammazione è l'usu di un sistema di microcontroller.
U pruduttu hè pensatu solu per a furmazione è a pratica. Ogni altru usu, per esempiu, in impianti di produzzione industriale, ùn hè micca permessu.

Attenzione: U MCCAB Training Board hè pensatu solu per l'usu cù un sistema di microcontroller Arduino® NANO (vede a Figura 2) o un modulu di microcontroller chì hè 100% cumpatibile cun ellu. Stu modulu deve esse operatu cù un voltage di Vcc = +5V. Altrimenti, ci hè un risicu di dannu irreversibile o distruzzione di u modulu di microcontroller, a tavola di furmazione è i dispositi cunnessi à u tavulinu di furmazione.
Attenzione: Voltagi in a gamma di + 8 V à + 12 V ponu esse cunnessi à l'ingressi VX1 è VX2 di a scheda di furmazione (vede a sezione 4.2 di stu manuale). U voltages à tutti l'altri inputs di u bordu di furmazione deve esse in a gamma 0 V à +5 V.
Attenzione: Queste istruzioni per l'operazione descrizanu cumu cunnette è funziunà currettamente u MCCAB Training Board cù u PC di l'utilizatore è qualsiasi moduli esterni. Per piacè nutate chì ùn avemu micca influenza annantu à l'errori di operazione è / o di cunnessione causati da l'utilizatore. L'utilizatore solu hè rispunsevule per a cunnessione curretta di u pianu di furmazione à u PC di l'utilizatore è qualsiasi moduli esterni, è ancu di a so prugrammazione è u funziunamentu propiu! Per tutti i danni derivanti da una cunnessione sbagliata, un cuntrollu sbagliatu, una prugrammazione sbagliata è / o un funziunamentu sbagliatu, l'utilizatore hè solu rispunsevule! I rivendicazioni di responsabilità contr'à noi sò comprensibilmente escluse in questi casi.

Ogni usu altru da quellu specificatu ùn hè micca permessu! U MCCAB Training Board ùn deve micca esse mudificatu o cunvertitu, perchè questu puderia dannà o mette in periculu l'utilizatori (cortocircuitu, risicu di surriscaldamentu è d'incendiu, risicu di scossa elettrica). Se a ferita persunale o danni à a pruprietà si verificanu per un usu impropriu di a tavola di furmazione, questu hè a sola rispunsabilità di l'operatore è micca di u fabricatore.

U MCCAB Training Board è i so cumpunenti

A Figura 1 mostra u MCCAB Training Board cù i so elementi di cuntrollu. U tavulinu di furmazione hè simplicemente pusatu nantu à una superficia di travagliu elettricamente non-conductive è cunnessu à u PC di l'utilizatori via un cable mini-USB (vede a sezione 4.3).
In particulare in cumbinazione cù u "Corso praticu di microcontrollers per i principianti Arduino" (ISBN 978-3-89576-545-2), publicatu da Elektor, u MCCAB Training Board hè perfettamente adattatu per l'apprendimentu faciule è veloce di a prugrammazione è l'usu di un sistema di microcontroller. L'utilizatore crea i so prugrammi di eserciziu per u MCCAB Training Board in u so PC in l'IDE Arduino, un ambiente di sviluppu cù un compilatore C/C++ integratu, chì pò scaricà gratuitamente da u websitu  

Figura 1: U MCCAB Training Board, Rev. 3.3

L'elementi operativi è di visualizazione nantu à u MCCAB Training Board:

1. 11 × LED (indicazione di statu per l'ingressi/uscite D2 ... D12)
2. Header JP6 per cunnette i LED LD10 ... LD20 cù i GPIO D2 ... D12 chì li sò assignati
3. Terminale SV5 (distributore) per l'inputs/outputs di u microcontroller
4. buttone RESET
5. Modulu microcontroller Arduino® NANO (o compatibile) cù mini USB - socket
6. LED "L", cunnessu à GPIO D13
7. Connettore SV6 (distributore) per l'ingressi / uscite di u microcontroller
8. Potenziometru P1
9. Pin header JP3 per a selezzione di u voltage di potentiometers P1 è P2
10. Potenziometru P2
11. Pin header JP4 per selezziunà u segnu à u pin X di a striscia di connettore SV12
12. Striscia di cunnessione SV12: SPI-Interface 5 V (u signale à u pin X hè sceltu via JP4)
13. Striscia di cunnessione SV11: interfaccia SPI 3.3 V
14. Terminale SV10: interfaccia IC 5 V
15. Terminale SV8: interfaccia I2 C 3.3 V
16. Terminal block SV9: 22 IC interfaccia 3.3 V
17. Bloccu terminal SV7: uscita di commutazione per i dispositi esterni
18. Display LC cù 2 x 16 caratteri
19. 6 × interruttori à pulsante K1 … K6
20. 6 × interruttori à scorri S1 … S6
21. Pin header JP2 per cunnette i switch à l'inputs di u microcontroller.
22. Morsettiera SV4: distributore per u voltages
23. Buzzer Piezo Buzzer 1
24. Bloccu terminal SV1: uscita di commutazione per i dispositi esterni
25. Morsettiera SV3: Colonne di a matrice LED 3 × 3 (outputs D6 … D8 cù resistenze in serie 330 Ω)
26. Striscia di connettore SV2: 2 x 13 pin per a cunnessione di moduli esterni
27. Matrice LED 3 × 3 (9 LED rossi)
28. Pin header JP1 per cunnette e fila di a matrice LED 3 × 3 cù u microcontroller GPIOs D3 ... D5
29. Un jumper in a pusizione "Buzzer" di u pin header JP6 cunnetta Buzzer1 cù u GPIO D9 di u microcontroller.

I cuntrolli individuali nantu à u bordu di furmazione sò spiegati in dettagliu in e sezioni seguenti.

4.1 U modulu di microcontroller Arduino® NANO 
NANO o un modulu di microcontroller compatibile cù questu hè cunnessu à u MCCAB Training Board (vede a freccia (5) in a Figura 1 è ancu a Figura 2 è M1 in a Figura 4). Stu modulu hè furnutu cù u microcontroller AVR ATmega328P, chì cuntrolla i cumpunenti periferichi nantu à u bordu di furmazione. Inoltre, ci hè un circuitu di cunvertitore integratu in u latu fondu di u modulu, chì cunnetta l'interfaccia seriale di u microcontroller UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) cù l'interfaccia USB di u PC. Questa interfaccia hè ancu utilizata per carricà i prugrammi creati da l'utilizatore nantu à u so PC in u microcontroller o per trasfiriri dati à / da u monitor seriale di l'IDE Arduino (ambienti di sviluppu). I dui LED TX è RX in Figura 2 indicanu u trafficu di dati nantu à e linee seriali TxD è RxD di u microcontroller. Un Arduino®

Figura 2: Modulu microcontroller Arduino® NANO (Source: www.vivu.cc)

U LED L (vede a Figura 2 è a freccia (6) in a Figura 1 - a designazione "L" pò esse diversa per i cloni compatibili Arduino NANO) hè cunnessu in permanenza à u GPIO D13 di u microcontrollore via una resistenza di serie è indica u so statu LOW o ALTA. U +5 V voltagU regulatore in u latu fondu di u modulu stabilizza u voltagIl est fourni en externe au MCCAB Training Board via l'entrée VIN du module Arduino ® NANO (voir section 4.2).
Pressendu u buttone RESET in cima di u modulu Arduino ® NANO (vede a Figura 2 è a freccia (4) in a Figura 1) u microcontroller hè stallatu à un statu iniziale definitu è ​​un prugramma digià caricatu hè riavviatu. i Tutti i inputs è outputs di u microcontroller chì sò impurtanti per l'utilizatori sò cunnessi à e duie terminal strips SV5 è SV6 (freccia (3) è freccia (7) in Figura 1). Per mezu di connettori - i cosiddetti Cavi Dupont (vede a Figura 3) - l'inputs / outputs di u microcontroller (chjamati ancu GPIO = General Purpose Inputs / Outputs) purtati à SV5 è SV6 ponu esse cunnessi à elementi operativi (buttoni, switches). , …) nantu à u MCCAB Training Board o à parti esterne.

Figura 3: Diversi tipi di cavi Dupont per cunnette i GPIO à l'elementi di cuntrollu

L'utente deve cunfigurà ogni GPIO di u modulu di microcontroller Arduino® NANO nantu à e duie strisce di connettori SV5 è SV6 (freccia (3) è freccia (7) in Figura 1), chì hè cunnessu via un cable Dupont à un connettore nantu à a furmazione. bordu o à un connettore esternu, in u so prugramma per a direzzione di dati necessaria cum'è input o output!
A direzzione di dati hè stabilitu cù l'istruzzioni
pinMode (gpio, direzzione); // per "gpio" inserisci u numeru pin currispundente // per "direzzione" inserisci "INPUT" o "OUTPUT"
Examples:
pinMode (2, OUTPUT); // GPIO D2 hè stabilitu cum'è output
pinMode (13, INPUT); // GPIO D13 hè stabilitu cum'è input
A Figura 4 mostra u cablaghju di u modulu di microcontroller Arduino® NANO M1 nantu à u MCCAB Training Board.

Figura 4: U cablaghju di u modulu microcontroller Arduino® NANO nantu à u MCCAB Training Board
I dati più impurtanti di u modulu microcontroller Arduino® NANO:

•Uperazione voltage Vcc:	+ 5 V
•Volume operativu furnitu esternamentetage à VIN:	+8 V à +12 V (vede a sezione 4.2)
•Pin d'ingresso analogico di l'ADC:	8 (AO … A7, vedi m note seguenti)
• Pin di input / output digitale:	12 (D2 … D13) resp. 16 (sembranu note)
•Consumu attuale di u modulu NANO:	ca. 20 mA
•Max. currente di input/output di un GPIO:	40 mA
• Somma di i currenti di input/output di tutti i GPIO:	massima 200 mA
• Memoria d'istruzzioni (memoria flash):	32 KB
• Memoria di travagliu (memoria RAM):	2 KB
• Memoria EEPROM:	1 KB
• Frequenza di u clock:	16 MHz
• Interfacce seriale:	SPI, I2C (per UART sembranu note)

Notes

• I GPIO D0 è D1 (pin 2 è pin 1 di u modulu M1 in Figura 4) sò attribuiti cù i segnali RxD è TxD di l'UART di u microcontroller è sò usati per a cunnessione seriale trà u MCCAB Training Board è u portu USB di u PC. . Sò dunque dispunibuli per l'utilizatori solu in una misura limitata (vede ancu a sezione 4.3).
• I GPIO A4 è A5 (pin 23 è pin 24 di u modulu M1 in Figura 4) sò attribuiti à i segnali SDA è SCL di l'interfaccia IC di u microcontrollore (vede a sezione 4.13) è sò dunque riservati à a cunnessione seriale à u display LC nantu u MCCAB Training Board (vede a sezione 4.9) è à i moduli esterni I 2 C cunnessi à e strisce di cunnessione SV8, SV9 è SV10 (frecce (15), (16) è (14) in Figura 1). Sò dunque dispunibuli solu per l'utilizatori per l'applicazioni I 2 C.
• I pins A6 è A7 (pin 25 è pin 26 di u microcontroller ATmega328P in Figura 4 pò esse usatu solu cum'è input analogicu per u microcontroller Analog/DigitalConverter (ADC). Ùn deve esse micca cunfigurati per mezu di Function pinMode() (nè mancu). cum'è input!), questu porta à un cumpurtamentu sbagliatu di u sketch A6 è A7 sò cunnessi in permanenza à i terminali di wiper di i potentiometers P1 è P2 (freccia (8) è freccia (10) in Figura 1), vede a sezione 4.3. .
• I cunnessione A0 ... A3 nantu à l'intestazione di pin SV6 (freccia (7) in Figura 1) sò in principiu inputs analogichi per u Convertitore Analogicu / Digitale di u microcontroller. Tuttavia, se i 12 GPIO digitali D2 ... D13 ùn sò micca abbastanza per una applicazione specifica, A0 ... A3 pò ancu esse utilizatu cum'è input / output digitale. Allora sò indirizzati via i numeri pin 14 (A0) ... 17 (A3). 2 Esamples: pinMode (15, OUTPUT); // A1 hè adupratu cum'è pinMode di output digitale (17, INPUT); // A3 hè utilizatu cum'è input digitale
• U pin D12 nantu à u pin header SV5 (freccia (3) in Figura 1) è i pin D13 è A0 ... A3 nantu à pin header SV6 (freccia (7) in Figura 1) sò diretti à pin header JP2 (freccia (21) in Figura 1) è ponu esse collegati à l'interruttori S1 … S6 o à i pulsanti K1 … K6 cunnessi à elli in parallelu, vedi ancu a sezione 4.6. In questu casu, u pin rispettivu deve esse cunfiguratu cum'è un input digitale cù l'istruzzioni pinMode.

A precisione di cunversione A/D
I segnali digitali in u chip microcontroller generanu interferenze elettromagnetiche chì ponu influenzà l'accuratezza di e misurazioni analogiche.
Se unu di i GPIO A0 ... A3 hè utilizatu cum'è una uscita digitale, hè dunque impurtante chì questu ùn cambie micca mentre una cunversione analogica / digitale hè accaduta à un altru input analogicu! Un cambiamentu di u signale di output digitale in A0 ... A3 durante una cunversione analogica / digitale à unu di l'altri inputs analogichi A0 ... A7 pò falsificà u risultatu di sta cunversione considerablemente.
L'usu di l'interfaccia IC (A4 è A5, vede a sezione 4.13) o di i GPIO A0 ... A3 cum'è input digitale ùn influenza micca a qualità di e cunversione analogica / digitale.

4.2 L'alimentazione di u MCCAB Training Board
U Cunsigliu di Training MCCAB travaglia cun un DC operativu nominali voltage de Vcc = +5 V, qui lui est généralement fourni via la prise mini-USB du module de microcontrôleur Arduino NANO à partir du PC connecté (Figure 5, Figure 2 et flèche (5) dans Figure 1). Siccomu u PC hè generalmente cunnessu in ogni modu per a creazione è a trasmissione di i prugrammi di eserciziu, stu tipu di alimentazione hè ideale.
Per questu scopu, u pianu di furmazione deve esse cunnessu à un portu USB di u PC di l'utilizatore per via di un cable mini-USB. U PC furnisce un vol DC stabilizatutage di ca. +5 V, chì hè galvanicamente isolatu da a rete voltage è pò esse carricu cù un currenti massimu di 0.5 A, attraversu u so interfaccia USB. A prisenza di u +5 V uperazione voltage hè indicatu da u LED marcatu ON (o POW, PWR) nantu à u modulu di microcontroller (Figura 5, Figura 2). U +5 V voltage fornitu via a presa mini-USB hè cunnessu à u voltage Vcc nantu à u modulu di microcontroller Arduino NANO per via di u diode protettivu D. L'operativu attuale voltage Vcc diminuisce ligeramente à Vcc ≈ +4.7 V per via di u voltage goccia à u diode prutezzione D. Stu picculu riduzzione di u funziunamentu voltage ùn affetta micca a funzione di u modulu di microcontroller Arduino® NANO. ® In alternativa, a tavola di furmazione pò esse furnita da un DC voltage fonte. Stu voltage, applicata sia à u terminal VX1 sia à u terminal VX2, deve esse in a gamma VExt = +8 ... +12 V. U vol esternutage hè alimentatu in u pin 30 (= VIN) di u modulu di microcontroller Arduino NANO sia via u connector SV4 sia da un modulu esterno cunnessu à u connector SV2 (vede Figura 5, Figura 4 è freccia (22) o freccia (26) in Figura 1) . Siccomu a tavula hè furnita cù u putere da u PC cunnessu via u so socket USB, ùn hè micca pussibule di invertisce a polarità di u vol operativu.tage. I dui volti esternitagi chì ponu esse furniti à e cunnessione VX1 è VX2 sò disaccoppiati da diodi, cum'è mostra in Figura 4. 

I diodi D2 è D3 furniscenu un disaccoppiamentu di i dui volti esternitages à VX1 è VX2, in casu voltage deve esse appiicata à i dui inputs esterni à u stessu tempu per errore, perchè à causa di i diodes solu u più altu di i dui voltages ponu ghjunghje à l'ingressu VIN (pin 30, vede Figura 5 è Figura 4) di u modulu di microcontroller Arduino NANO M1.
L'esterno DC voltage furnitu à u modulu di microcontroller à u so cunnessu VIN hè ridutta à + 5 V è stabilizatu da u vol integratu.tage regulatore in u latu fondu di u modulu di microcontroller (vede a Figura 2). U +5 V voltage generata da u voltagU regulatore hè cunnessu à u cathode di diode D in Figura 5. L'anodu di D hè ancu cunnessu à u potenziale + 5 V da u PC quandu a cunnessione USB à u PC hè cunnessu. U diode D hè cusì bluccatu è ùn hà micca. effettu nant'à u funziunamentu di u circuitu. In questu casu, l'alimentazione di u cable USB hè spenta. U +3.3 V ausiliari voltage hè generatu nantu à u MCCAB Training Board da un vol linearetage regulatore da u +5 V voltage Vcc di u modulu di microcontroller è pò furnisce una corrente massima di 200 mA.

Spessu in prughjetti, accessu à u vol upirativutages hè necessariu, per esempiu, per u voltage fornitura di moduli esterni. Per questu scopu, u MCCAB Training Board furnisce u voltage distributore SV4 (Figura 4 e freccia (21) in Figura 1), su cui due uscite per il voltage +3.3 V è trè uscite per u voltage +5 V è ancu sei cunnessione di terra (GND, 0 V) ​​sò dispunibili in più di u pin di cunnessione VX1 per u vol esternu.tage.

4.3 A cunnessione USB trà u MCCAB Training Board è u PC
I prugrammi chì l'utilizatore sviluppa in l'IDE Arduino (ambienti di sviluppu) in u so PC sò caricati in u microcontroller ATmega328P nantu à u MCCAB Training Board via un cable USB. Per questu scopu, u modulu di microcontroller nantu à u MCCAB Training Board (freccia (5) in Figura 1) deve esse cunnessu à un portu USB di u PC di l'utilizatore per via di un cable mini-USB.
Siccomu u microcontroller ATmega328P nantu à u modulu microcontroller ùn hà micca a so propria interfaccia USB in u so chip, u modulu hà un circuitu integratu in u so latu di fondu per cunvertisce i segnali USB D+ è D- in i segnali seriali RxD è TxD di l'UART di ATmega328P.
Inoltre, hè pussibile di trasmette dati o leghje dati da u Monitor Serial integratu in l'IDE Arduino via l'UART di u microcontrollore è a cunnessione USB successiva.
Per questu scopu, a libreria "Serial" hè dispunibule per l'utilizatori in l'IDE Arduino.
A tavola di furmazione hè nurmale alimentata ancu via l'interfaccia USB di u PC di l'utilizatori (vede a sezione 4.2).

Ùn hè micca pensatu chì l'utilizatore utilizeghja i signali RX è TX di u microcontroller, chì sò cunnessi à l'intestazione pin SV5 (freccia (3) in Figura 1), per a cumunicazione seriale cù i dispositi esterni (per esempiu, WLAN, transceivers Bluetooth o simili) , perchè questu pò dannà u circuitu di cunvertitore USB UART integratu nantu à u fondu di u modulu di u microcontroller (vede a sezione 4.1) malgradu i resistori protettivi esistenti! Se l'utilizatore face in ogni modu, hà da assicurà chì ùn ci hè micca cumunicazione trà u PC è u modulu di microcontroller Arduino NANO à u stessu tempu! I signali forniti via u socket USB portanu à una disgrazia di a cumunicazione cù u dispositivu esternu è, in u peghju casu, ancu à un dannu à l'hardware! ®

4.4 L'undici LED D2 ... D12 per l'indicazione di u statu di i GPIO di u microcontroller
In a parte inferiore sinistra di a Figura 1 pudete vede i 11 LED LED10 ... LED20 (freccia (1) in Figura 1), chì ponu indicà u statu di l'inputs / outputs di u microcontroller (GPIO) D2 ... D12.
U schema di circuitu currispundente hè mostratu in Figura 4.
U diodu emettitore di luce rispettivu hè cunnessu à u GPIO, se un jumper hè inseritu in a pusizione currispondente di u pin header JP6 (freccia (2) in Figura 1).
Se u GPIO currispundente D2 ... D12 hè à u livellu HIGH (+5 V) quandu u jumper in JP6 hè inseritu, u LED assignatu s'allumette, se u GPIO hè in LOW (GND, 0 V), u LED hè spenta.

Se unu di i GPIO D2 ... D12 hè utilizatu cum'è input, pò esse necessariu di disattivà u LED assignatu à ellu sguassendu u jumper per evità una carica di u signale d'ingressu da u currente di funziunamentu di u LED (circa 2 ... 3 mA).
U statutu di u GPIO D13 hè indicatu da u so propiu LED L direttamente nantu à u modulu di microcontroller (vede Figura 1 è Figura 2). U LED L ùn pò esse disattivatu.
Siccomu l'inputs / outputs A0 ... A7 sò basamente usati cum'è inputs analogichi per u cunvertitore analogicu / digitale di u microcontrollore o per i travaglii speciali (interfaccia TWI), ùn anu micca una visualizazione di statutu LED digitale per ùn impediscenu queste funzioni.

4.5 I potentiometri P1 è P2
L'assi rotanti di i dui potentiometri P1 è P2 in u fondu di Figura 1 (freccia (8) è freccia (10) in Figura 1) ponu esse utilizati per stabilisce u vol.tagsò in a gamma 0 ... VPot à e so cunnessioni wiper.
U cablaggio di i dui potentiometri pò esse vistu in Figura 6.

Figura 6: U cablaggio di i potentiometers P1 è P2
I cunnessi di wiper di i dui potentiometri sò cunnessi à l'ingressi analogichi A6 è A7 di u modulu di microcontroller Arduino® NANO per mezu di e resistenze protettive R23 è R24.
I diodi D4, D6 o D5, D7 pruteghjanu l'input analogicu rispettivu di u microcontrollore da u vulume troppu altu o negativu.tages.

Attenzione:
I pins A6 è A7 di l'ATmega328P sò sempre inputs analogichi per via di l'architettura di chip internu di u microcontroller. A so cunfigurazione cù a funzione pinMode() di l'IDE Arduino ùn hè micca permessa è pò purtà à un cumpurtamentu incorrectu di u prugramma.

Via u cunvertitore analogicu / digitale di u microcontroller, u set voltage pò esse misurata in una manera simplice.
Example per leghje u valore di u potentiometru P1 à a cunnessione A6: int z = analogRead (A6);
U valore numericu 10-bit Z, chì hè calculatu da u voltage à A6 secondu Z = (equazioni 1 da a rùbbrica 5) 1024⋅

U limite superiore desideratu VPot = +3.3 V resp. VPot = +5 V di a gamma di paràmetri hè stabilitu cù u pin header JP3 (freccia (9) in Figura 1). Per selezziunà VPot, o pin 1 o pin 3 di JP3 hè cunnessu à pin2 cù un jumper.
Quale voltage deve esse stabilitu cù JP3 per VPot dipende da u vol di riferenzatage VREF di u cunvertitore analogicu/digitale à u cunnessu REF di u pin header SV6 (freccia (7) in Figura 1), vede a sezione 5.
A riferenza voltage VREF du convertisseur A/D à la borne REF de l'en-tête du pin SV6 et du voltage VPot specificatu cù JP3 deve cuncordà.

4.6 L'interruttori S1 … S6 è i pulsanti K1 … K6
U MCCAB Training Board furnisce à l'utilizatori sei pushbuttons è sei interruttori di slide per i so esercizii (frecce (20) è (19) in Figura 1). A figura 7 mostra u so cablaggio. Per dà à l'utilizatori l'opzione di applicà un signalu permanente o un impulsu à una di l'ingressi di u modulu di microcontroller M1, un interruttore à slide è un interruttore pushbutton sò cunnessi in parallelu.
L'output cumunu di ognuna di e sei coppie di switch hè cunnessu via una resistenza protettiva (R25 ... R30) à u pin header JP2 (freccia (21) in Figura 1). La connexion en parallèle d'un interrupteur à glissière et d'un interrupteur à bouton-poussoir avec une résistance de fonctionnement commune (R31 … R36) agit comme une opération OU logique : si via l'un des deux interrupteurs (ou les deux interrupteurs en même temps) le +5 V voltage hè prisente à u resistore di travagliu cumunu, stu livellu ALTA logica via a resistenza protettiva hè ancu presente à u pin 2, 4, 6, 8, 10 o 12 currispundente di JP2. Solu quandu i dui switch sò aperti, a so cunnessione cumuna hè aperta è u pin currispundente di l'intestazione di pin JP2 hè tiratu à u livellu BASSU (0 V, GND) via a cunnessione in serie di a resistenza protettiva è a resistenza di travagliu.

Figure 7 : Câblage des interrupteurs à coulisse/poussoir S1 … S6 / K1 … K6
Ogni pin di u pin header JP2 pò esse cunnessu à a so entrata assignata A0 ... A3, D12 o D13 di l'Arduino
Modulu microcontroller NANO via un jumper. L'assignazione hè mostrata in Figura 7.
In alternativa, una cunnessione di switch nantu à i pins 2, 4, 6, 8, 10 o 12 di u pin header JP2 pò esse cunnessu à qualsiasi ingressu D2 ... D13 o A0 ... A3 di u modulu microcontroller Arduino® nantu à i pin header SV5 o SV6 ( freccia (3) è freccia (7) in Figura 1) cù un cable Dupont. Stu modu flessibile di cunnessione hè preferibile à l'assignazione fissa di ogni switch à un GPIO specificu se u GPIO assignatu di u microcontroller ATmega328P hè utilizatu per una funzione speciale (input A/D-converter, output PWM ... ). Questu modu l'utilizatore pò cunnette i so switches à i GPIO chì sò liberi in l'applicazione rispettiva, vale à dì, micca occupati da una funzione speciale.

In u so prugramma, l'utilizatore hà da cunfigurà ogni GPIO di u modulu di microcontroller Arduino® NANO cum'è input, chì hè cunnessu à un portu di switch, usendu l'istruzzioni pinMode (gpio, INPUT); // per "gpio" inserisci u numeru pin currispundente
Example: pinMode (A1, INPUT); // A1 hè stallatu cum'è input digitale per S2|K2
In casu chì un GPIO di u microcontrollore cunnessu à un interruttore hè statu cunfiguratu cum'è output per errore, i resistori protettivi R25 ... R30 impediscenu un cortu trà +5 V è GND (0 V) quandu l'interruttore hè attivatu è u GPIO hà livellu BASSU. à a so uscita.

Per pudè usà un interruttore à pulsante, l'interruttore à cursore cunnessu in parallelu à ellu deve esse apertu (posizione "0") ! Altrimenti, a so uscita cumuna hè permanentemente à livellu ALTA, indipendentemente da a pusizione di l'interruttore pushbutton.
I pusizioni di l'interruttore di l'interruttori slide sò marcati "0" è "1" nantu à a tavola di furmazione cum'è mostra in a Figura 1.
A Figura 8 mostra: Se l'interruttore hè in a pusizione "1", l'output di l'interruttore hè cunnessu à +5 V (HIGH), in a pusizione "0" l'output di l'interruttore hè apertu.

4.7 U buzzer piezo Buzzer1
A parte superiore manca di a Figura 1 mostra Buzzer1 (freccia (23) in Figura 1), chì permette à l'utilizatori di emette toni di frequenze diverse. U so circuitu di basa hè mostratu in Figura 9.
Buzzer1 pò esse cunnessu à u GPIO D9 di u microcontroller in u MCCAB Training Board via un jumper in a pusizione "Buzzer" di l'intestazione di pin JP6 (freccia (29) in Figura 1) (vede Figura 9, Figura 4 è freccia (2) in Figura 1). U jumper pò esse eliminatu se u GPIO D9 hè necessariu in un prugramma per altri scopi.
Se u jumper hè sguassatu, hè ancu pussibule applicà un signalu esternu à u pin 24 di l'intestazione di pin JP6 via un cable Dupont è l'avete fattu da Buzzer1.

Figura 9: U cablaggio di Buzzer1
Per generà toni, l'utilizatore deve generà un signalu in u so prugramma chì cambia cù a freccia di u tonu desideratu à l'output D9 di u microcontrollore (schizzatu à a diritta in Figura 9).
Questa sequenza rapida di livelli ALTI è BASSI applica un vol AC rettangularetage à Buzzer1, chì deforma periodicamente a piastra ceramica in u buzzer per pruduce vibrazioni sonore à a freccia di tonu adatta.

Un modu ancu più simplice per generà un tonu hè di utilizà T / C1 (Timer / Counter 1) di u microcontroller: A T / C1 output OC1A di u microcontroller AVR ATmega328P nantu à u modulu di microcontroller Arduino NANO pò esse cunnessu à GPIO D9 in u microcontroller. chip. Cù una prugrammazione appropritata di T/C1, hè assai faciule di generà un signalu rectangulu chì a frequenza f = ® 1 ?? (T hè u periodu di u signale rectangulu) hè cunvertitu in u tonu desideratu da u buzzer. A Figura 10 mostra chì un buzzer piezo ùn hè micca un altoparlante hi-fi. Comu pò esse vistu, a risposta di freccia di un buzzer piezo hè tuttu ma lineare. U diagramma in a Figura 10 mostra u livellu di pressione sonora (SPL) di u trasduttore piezo SAST-2155 da Sonitron misuratu à una distanza di 1 m in funzione di a frequenza di u signale. A causa di e proprietà fisiche è di risonanze naturali, certe frequenze sò riprodutte più forte è altre più dolce. U diagramma currispundente di u buzzer piezo nantu à u MCCAB Training Board mostra una curva simile.

Figura 10: Risposta di frequenza tipica di un buzzer piezo (Image: Sonitron)

Malgradu sta limitazione, un piezo buzzer hè un bonu cumprumissu trà a qualità di ripruduzzione di i soni generati da u microcontroller è a so impronta nantu à u bordu, chì permette di esse allughjatu in un spaziu pocu. In i casi induve una qualità più alta di u sonu hè necessariu, u piezo buzzer pò esse disconnected from output D9 cacciendu u jumper è D9 pò esse cunnessu à l'equipaggiu esternu per a ripruduzzione di u sonu in u pin header SV5, per esempiu, via un cable Dupont (se necessariu. , via un voltage divisore per riduce u amplitude per evitari danni à l'input stagè).

4.8 A matrice LED 3 × 3
I 9 LED in a parte manca di a Figura 1 sò disposti in una matrice cù 3 colonne è 3 fila (freccia (27) in Figura 1). U so circuitu hè indicatu in a Figura 11. 9 LED ponu esse cuntrullati cù solu 6 GPIO di u microcontroller per via di l'arrangiamentu di a matrice.
I linii di trè culonni A, B è C sò cunnessi in permanenza à i pins D8, D7 è D6 di u microcontroller cum'è mostra in a Figura 11. I trè resistori R5 ... R7 in e linee di colonna limitanu u currente attraversu i LED. Inoltre, e linee di colonna sò cunnessi à u connector SV3 (freccia (25) in Figura 1).

I cunnessi di trè fila 1, 2 è 3 sò diretti à u pin header JP1 (freccia (28) in Figura 1). Puderanu esse cunnessi à i pin di u microcontroller D3 ... D5 per mezu di jumpers. In alternativa, i pin 1, 2 o 3 di l'intestazione JP1 ponu esse cunnessi via cavi Dupont à qualsiasi output D2 ... D13 o A0 ... A3 di u modulu di microcontroller Arduino NANO nantu à i dui header SV5 è SV6 (freccia (3) è freccia (7). in Figura 1) se unu di i GPIO assignati D3 ... D5 di u microcontroller ATmega328P nantu à u modulu di microcontroller Arduino ® NANO hè utilizatu per una funzione speciale. I 9 LED sò etichettati A1 ... C3 secondu a so disposizione in a matrice, per esempiu, LED B1 hè situatu à a linea di colonna B è in a linea di fila 1.

Figura 11: I nove LED in forma di una matrice 3 × 3

I LED sò generalmente cuntrullati da u prugramma di l'utilizatori in un loop infinitu, in quale una di e trè fila 1, 2 è 3 hè ciclicamente stabilita à u putenziale BASSU, mentre chì l'altri dui fila sò stallati à livellu ALTA o sò in una alta impedenza. statu (Hi-Z). Se unu o più di i LED in a fila attualmente attivata da u livellu BASSU deve esse illuminatu, a so terminale di colonna A, B o C hè impostata à livellu ALTA. I terminali di a colonna di i LED in a fila attiva chì ùn sò micca esse illuminati sò in LOW putenziale. Per esample, per accende i dui LED A3 è C3, a fila 3 deve esse à livellu BASSU è e colonne A è C deve esse à livellu ALTA, mentre chì a colonna B hè à livellu BASSU è e duie linee 1 è 2 sò in livellu ALTA o in statu d'alta impedenza (Hi-Z).
Attenzione: Sì e linee di fila di a matrice LED 3 × 3 sò cunnesse à i GPIO D3 ... D5 via ponti nantu à l'intestazione di pin JP1 o à altri GPIO di u microcontroller via i cavi Dupont, queste linee di fila è ancu e linee di colonna D6 ... D8 ùn deve mai esse usatu per altre attività in un prugramma. Una doppia assignazione di i GPIO di a matrice portaria à malfunzionamenti o ancu à danni à u bordu di furmazione !

4.9 U LC-Display (LCD)
In cima à a destra di a Figura 1 hè a visualizazione LC (LCD) per vede testu o valori numerichi (freccia (18) in Figura 1). U LCD hà duie fila; ogni fila pò vede 16 caratteri. U so circuitu hè mostratu in Figura 12.
U disignu di u display LC pò varià secondu u fabricatore, per esempiu, caratteri bianchi nantu à un fondo blu o caratteri neri nantu à un fondo giallu o un altru aspettu hè pussibule.
Siccomu l'LCD ùn hè micca necessariu in tutti i prugrammi, u +5 V vol operativutage di l'LCD pò esse interrotta tirando u jumper in u pin header JP5, se a retroilluminazione di u LCD deve interferiscenu.

Figura 12: I cunnessione di u display LC

Configurazione di cuntrastu
L'acquirente di u Cunsigliu di Formazione MCCAB deve aghjustà u cuntrastu di u display LC durante u primu start-up! Per fà questu, un testu hè uscita à u LCD è u cuntrastu hè aghjustatu cambiendu a resistenza di trimming mostrata in a Figura 13 (marca di freccia bianca in a Figura 13) cù un cacciavite da u fondu di u pianu di furmazione in modu chì i caratteri nantu à a visualizazione. sò mostrati in modu ottimali.
Se un riaggiustamentu hè necessariu per via di fluttuazioni di temperatura o invechje, l'utilizatore pò corregge u cuntrastu LCD aghjustendu sta resistenza di trimming se necessariu.

Figura 13: Ajustamentu di u cuntrastu LCD cù un cacciavite

Trasmissione di dati à u LC-Display

U LC-Display hè cuntrullatu da l'interfaccia seriale TWI (=I2 C) di u microcontroller ATmega328P. U connettore A4 nantu à u pin header SV6 (freccia (7) in Figura 1) funziona cum'è linea di dati SDA (Serial DAta) è A5 cum'è linea di clock SCL (Serial CLock).
A visualizazione LC nantu à u MCCAB Training Board hà normalment l'indirizzu I2 C 0x27.
Se un altru indirizzu deve esse usatu per ragioni di fabricazione, questu indirizzu hè indicatu da un sticker nantu à u display. In u sketch di l'utilizatori, questu indirizzu deve esse usatu invece di l'indirizzu 0x27.

U controller installatu nantu à u display LC hè cumpatibile cù u standard industriale largamente utilizatu HD44780, per quale ci hè un gran numaru di biblioteche Arduino (per esempiu, https://github.com/marcoschwartz/LiquidCrystal_I2C) in Internet per u cuntrollu via u
bus IC2. E biblioteche ponu esse telecaricate gratuitamente da u rispettivu websitu.

4.10 Il driver emette SV1 e SV7 per correnti di uscita più elevate e voltages
I pin headers SV1 (freccia (24) in Figura 1) è SV7 (freccia (17) in Figura 1) ponu esse aduprati per accende è spegne carichi chì necessitanu correnti più alti di l'approx. 40 mA chì una output normale di microcontroller pò furnisce cum'è massimu. L'operativu voltage di a carica esterna pò esse sin'à + 24 V è u currenti di output pò esse sin'à 160 mA. Questu permette di cuntrullà i mutori più chjuchi (per esempiu, i motori di fan), relay o lampadine più chjuche direttamente cù u microcontroller di u pianu di furmazione.
A Figura 14 mostra u schema di circuitu di i dui outputs di u driver.

Figura 14: U driver emette SV1 è SV7 per i currenti di output più elevati

L'area tratteggiata in a Figura 14 mostranu cumu i carichi sò cunnessi à l'output di u driver, usendu l'examplu di un relay è un mutore:

• U polu pusitivu di u volu upirativu esternutage hè cunnessu à u pin 3 (etichettatu "+" nantu à a scheda) di l'intestazione SV1 resp. SV7. A cunnessione più positiva di a carica hè ancu cunnessa à u pin 3 di u pin header SV1 o SV7.
• A cunnessione più negativa di a carica hè cunnessa à u pin 2 (etichettatu "S" nantu à u bordu) di l'intestazione SV1 resp. SV7.
• U polu negativu di u volu upirativu esternutage hè cunnessu à u pin 1 (etichettatu " " nantu à a scheda) di l'intestazione SV1 resp. SV7.
  U cunduttore stage SV1 hè cunnessu in permanenza à u GPIO D3 di u microcontroller è u driver stage SV7 hè cunnessu permanentemente à u GPIO D10 di u microcontroller. Siccomu D3 è D10 sò outputs capaci di PWM di u microcontroller, hè pussibule cuntrullà facilmente, per ex.ample, a vitezza di un mutore DC cunnessu o a luminosità di una lampadina. I diodi protettivi D1 è D8 assicuranu chì u voltagi picchi, chì si verificanu quandu si spegne carichi induttivi, ùn ponu micca dannà l'output stage.
  Un signalu HIGH à l'output D3 di u microcontroller cambia nantu à u transistor T2 è a cunnessione più negativa di a carica à SV1 hè cunnessu à a terra (GND) via u transistor di commutazione T2. Cusì, a carica hè attivata, perchè tuttu u volu di u funziunamentu esternutage ora scende à ellu.
  Un signalu BASSU in D3 blucca u transistor T2 è a carica cunnessa à SV1 hè spenta. U stessu hè applicà à l'output D10 di u microcontroller è l'intestazione SV7.

4.11 U connettore socket SV2 per ligà moduli esterni
Via u socket connector SV2 (freccia (26) in Figura 1) i moduli esterni è i circuiti stampati ponu esse agganciati à u MCCAB Training Board. Questi moduli ponu esse schede di sensori, cunvertitori digitali / analogichi, moduli WLAN o radio, display grafici o circuiti per aumentà u numeru di linee di input / output, per nome solu uni pochi di e parechje opzioni. Ancu mudelli cumpleti di l'applicazione, cum'è i moduli di furmazione per l'ingegneria di cuntrollu o u cuntrollu di u semaforu, chì necessitanu assai GPIO per u so cuntrollu, ponu esse cunnessi à u socket connector SV2 di u MCCAB Training Board è cuntrullati da u so microcontroller. A striscia di connettore femminile SV2 hè custituita da 26 contatti, chì sò disposti in 2 fila di 13 cuntatti ognunu. I cuntatti impari sò in a fila superiore, i cuntatti pari sò in a fila più bassa di a striscia di socket SV2.

Figura 15: Assegnazione di pin di u connettore socket SV2

L'assignazione di pin di SV2 mostra a Figura 15. Tutte e cunnessione pertinenti per un modulu esternu nantu à u MCCAB Training Board sò purtati à a socket strip SV2.
I GPIO D0 è D1 (RxD è TxD) è l'ingressi analogichi A6 è A7 ùn sò micca cunnessi à SV2, perchè D0 è D1 sò riservati per a cunnessione seriale trà u MCCAB Training Board è u PC è sò solu dispunibili per l'utilizatore in un manera assai limitata (vede Notes in a rùbbrica 4.1) è A6 è A7 sò cunnessi in permanenza à i terminali wiper di i potentiometers P1 è P2 nantu à u MCCAB Training Board (vede a rùbbrica 4.3) è per quessa ùn pò micca esse usatu altrimenti.

In u so prugramma, l'utilizatore hà da cunfigurà ogni GPIO di u modulu di microcontroller Arduino NANO nantu à i dui pin headers SV5 è SV6 (freccia (3) è freccia (7) in Figura 1), chì hè utilizatu da un modulu esternu nantu à SV2, per a direzzione di dati necessaria cum'è INPUT o OUTPUT (vede a sezione 4.1)! ®
Attenzione: I GPIO di u microcontroller ATmega328P nantu à u MCCAB Training Board, chì sò utilizati da un modulu cunnessu à SV2, ùn deve micca esse usatu per altre attività in un prugramma. Una doppia assignazione di sti GPIO portaria à malfunzionamenti o ancu à danni di u bordu di furmazione !

4.12 I pin headers per a cunnessione di i moduli SPI
I pin headers SV11 (freccia (13) in Figura 1) è SV12 (freccia (12) in Figura 1) ponu esse aduprati per cunnette u MCCAB Training Board cum'è maestru SPI cù moduli slave esterni chì anu una interfaccia SPI (SPI = Serial Peripheral). interfaccia). L'interfaccia periferica seriale permette un trasferimentu veloce di dati sincroni trà a tavola di furmazione è u modulu perifericu.
U microcontroller AVR ATmega328P hà un hardware SPI in u so chip, chì i signali SS, MOSI, MISO è SCLK ponu esse cunnessi in u chip microcontroller à i GPIO D10 ... D13 nantu à i pin headers SV5 è SV6 (freccia (3) è freccia (7). ) in Figura 1).
In l'IDE Arduino, a libreria SPI hè dispunibule per u cuntrollu di i moduli SPI, chì hè integratu in u prugramma d'utilizatore cù #include.

Figura 16: Assegnazione di pin di u connector SPI SV11

Dapoi i moduli SPI cù u voltage +3.3 V è ancu i moduli SPI cù u voltage +5 V sò cumuni, u MCCAB Training Board offre cù SV11 è SV12 duie strisce di cunnessione cablate in corrispondenza per copre e duie opzioni.
Se un jumper shorts pins 2 è 3 di l'intestazione JP4 (vede a Figura 17 sopra), e duie interfacce SPI SV11 è SV12 utilizanu u listessu pin di output D10 di u microcontroller cum'è a linea SS (Slave Select), cum'è a Figura 16 è a Figura 17 mostranu! Per quessa, solu unu di i dui connettori SV11 o SV12 pò esse cunnessu à un modulu SPI à u stessu tempu, perchè l'usu simultaneu di a stessa linea SS per i dispusitivi diffirenti portanu à errori di trasmissione è curticircuiti nantu à e linee SPI! A sezione 4.12.3 mostra una pussibilità cumu ancu dui schiavi SPI ponu esse cunnessi à SV11 è SV12 à u stessu tempu.

4.12.1 L'interfaccia SV11 per i moduli SPI cù +3.3 V vol operativutage
U connettore SV11 (freccia (13) in Figura 1) permette à l'utilizatori di stabilisce una cunnessione SPI seriale (SPI = Serial Peripheral Interface) trà u MCCAB Training Board è un modulu SPI esternu cù +3.3 V vol operativu.tage, perchè i livelli di i segnali di output SPI SS, MOSI è SCLK à l'interfaccia SV11 sò ridotti à 3.3 V da vol.tage divisori. Un livellu 3.3 V nantu à a linea di input SPI MISO hè ricunnisciutu cum'è signale HIGH da u microcontroller AVR ATmega328P è per quessa ùn deve esse elevatu à u livellu 5 V. U cablaggio di SV11 hè mostratu in Figura 16.

4.12.2 L'interfaccia SV12 per i moduli SPI cù +5 V vol operativutage
L'interfaccia SV12 (freccia (12) in Figura 1) permette à l'utente di stabilisce una cunnessione SPI seriale trà u MCCAB Training Board è un slave SPI esternu cù u +5 V vol operativu.tage, perchè i signali SS, MOSI, MISO è SCLK di l'interfaccia SV12 operanu cù livelli di signale 5 V.
U cablaggio di SV12 hè mostratu in Figura 17.

Figura 17: Assegnazione di pin di u connector SPI SV12

L'arrangiamentu di pin in u pin header SV12 currisponde à l'assignazione pin consigliata di l'interfaccia di prugrammazione AVR di u fabricatore AVR Microchip, chì hè mostrata in Figura 18. Questu dà à l'utilizatori a pussibilità di riprogrammà u bootloader di l'ATmega328P cù un dispositivu di prugrammazione adattatu via. l'interfaccia SPI, per esempiu, s'ellu hà bisognu di un aghjurnamentu à una nova versione o hè stata sguassata per sbagliu.

Figura 18: Assegnazione di pin cunsigliata di l'interfaccia di prugrammazione AVR

Selezzione di u signale X à u pin 5 di SV12
Sicondu l'applicazione desiderata, a cunnessione X à u pin 5 di SV12 (Figura 17) pò esse attribuita cù segnali diffirenti:

1. Un jumper cunnetta i pin 2 è 3 di l'intestazione di pin JP4.
   Se i pin 2 è 3 di u pin header JP4 (vede a figura 17 sopra è a freccia (11) in a figura 1) sò in cortocircuiti da un jumper, u GPIO D10 (signale SS) di u microcontroller hè cunnessu à u pin 5 di u connettore SV12. SV12 hè utilizatu allora cum'è una interfaccia SPI normale cù u SS (Slave Select) GPIO D10.
   In questu casu, e duie interfacce SPI SV11 è SV12 utilizanu a stessa linea SS D10! Dunque, solu una di e duie strisce di connettore SV11 o SV12 pò esse cunnessu à un modulu SPI, perchè l'usu cumunu simultaneo di a stessa linea SS da diversi dispusitivi portanu à errori di trasmissione è curticircuiti nantu à e linee SPI!
2. Un jumper cullega i pin 1 è 2 di l'intestazione di pin JP4. In questu casu, a linea RESET di u microcontroller hè cunnessu à u pin 5 di u pin header SV12. In questu modu SV12 agisce cum'è una interfaccia di prugrammazione per u microcontroller ATmega328P, perchè per u prucessu di prugrammazione, a linea RESET di l'ATmega328P deve esse cunnessa à u pin X (pin 5) di u pin header SV12. In questu modu, l'ATmega328P hè u slave SPI è u programatore esternu hè u maestru.

4.12.3 Cunnessione simultanea di moduli SPI à SV11 è SV12
Se ci hè bisognu di cunnette un modulu 3.3 V è un modulu 5 V à u MCCAB Training Board à u stessu tempu, questu pò esse realizatu cù u cablaggio indicatu in Figura 19. Pins 1 è 3 di u pin header JP4 ùn sò micca cunnessi. U pin 2 di JP4 hè cunnessu à unu di i GPIO digitale D2 ... D9 nantu à l'intestazione di pin SV5 (freccia (3) in Figura 1) via un cable Dupont, cum'è mostra in Figura 19. Questa uscita di u microcontroller ATmega328P compie u compitu di un signalu SS supplementu à u connector X (pin 5) di u pin header SV12. A figura 19 mostra a prucedura cù l'example di D9 cum'è cunnessu supplementu SS2.

Figura 19: Cunnessione simultanea di dui moduli SPI à u MCCAB Training Board In questu casu, e duie interfacce SPI SV11 è SV12 ponu esse cunnessi à schiavi SPI esterni à u stessu tempu, perchè i dui SV11 è SV12 usanu linee SS diverse avà: Livellu BASSU à GPIO D10 attiva u modulu SPI à SV11 è LOW level à GPIO D9 attiva u modulu SPI à SV12 (vede a Figura 19).
U microcontroller in u MCCAB Training Board pò scambià dati solu cù un modulu cunnessu à l'autobus via SV11 o SV12 à u stessu tempu. Comu pudete vede in a Figura 19, e linee MISO di e duie interfacce SV11 è SV12 sò cunnessi inseme. Sì e duie interfacce seranu attivate à u stessu tempu da u nivellu BASSU à u so connettore SS è trasfirìanu e dati à u microcontroller, l'errore di trasmissione è i circuiti curti nantu à e linee SPI seranu u risultatu!

4.13 I pin headers SV8, SV9 è SV10 per l'interfaccia TWI (=I2C)
Via l'intestazione di pin SV8, SV9 è SV10 (frecce (15), (16) è (14) in Figura 1) l'utente pò stabilisce un I seriale.
C = Circuit Inter-Integrated) di u microcontrollore nantu à u pianu di furmazione cù una cunnessione esterna I2 C (moduli I2C. In a scheda di dati di u microcontroller AVR ATmega328P l'interfaccia I2C hè chjamata TWI (Two Wire Interface). hè mostratu in Figura 20. 

Figura 20: L'interfaccia TWI (=I2C) nantu à u MCCAB Training Board

Moduli C cù +3.3 V voltage sò cunnessi à SV8 o SV9. A regulazione di livellu stage su SV8 è SV9 riduce u livellu di signale 5 V di u microcontroller AVR ATmega328P à u livellu di signale 3.3 V di i moduli esterni. U I At SV10, quelli moduli I 2 C sò cunnessi, chì travaglianu cù u voltage +5 V. I 2 C interfaccia hè custituita solu di e duie linee bidireccional SDA (Serial DAta) è SCL (Serial CLock). Per una megliu distinzione, in a Figura 20, i linii SDA è SCL sò marcati cù u suffissu 5V prima di l'ajustamentu di u livellu s.tage è cù u suffissu 3V3 dopu à a regulazione di livellu stage. U microcontroller AVR ATmega328P hà un hardware TWI (Two Wire Interface, funzionalmente identica à l'interfaccia I 2 C) nantu à u so chip, chì i signali SDA è SCL ponu esse cunnessi in u chip microcontroller à i GPIO A4 è A5 nantu à u pin header SV6 ( freccia (7) in Figura 1).
In l'IDE Arduino, a biblioteca di fili hè dispunibule per u cuntrollu di i moduli I 2 C, chì hè integrata in u prugramma d'utilizatore cù #include. . 2

Suggerimenti per l'usu di u cunvertitore analogicu / digitale di l'ATmega328P

In u paràmetru predeterminatu dopu avè attivatu u voltage di u modulu microcontroller Arduino NANO, u convertitore analogicu / digitale (ADC) di u microcontroller hà u vol analogicutage range VADC = 0 … +5 V. In questu casu, u +5 V voltage Vcc di u modulu microcontroller hè ancu u vol di riferimentutage VREF de l'ADC, à condition que le terminal REF du connecteur SV6 (flèche (7) dans la Figure 1) soit déconnecté. L'ADC di l'ATmega328P converte un input analogicu voltage VADC à una di e so entrate A0 … A7 in un valore digitale di 10 bit Z. U valore numericu Z hè in u binari resp. intervallu di numeri esadecimale ®

Z = 00 0000 00002 … 11 1111 11112 = 000 … 3FF16.
Questu currisponde à a gamma di numeri decimali
Z = 0 … (2– 1) = 0 ….

102310

1024

A gamma permessa di l'input analogicu voltage hè VADC = 0 V … 10 1023 REFV⋅
A precisione di a cunversione analogica / digitale dipende principalmente da a qualità di u voltage VREF, perchè per u valore numericu di 10 bit Z generatu da u cunvertitore analogicu / digitale di u microcontrollore si applica:

Z =.1024 (Equazione 1)

VADC è l'input voltage di u cunvertitore analogicu/digitale à una di e so entrate A0 ... A7 è VREF hè u voltage set per u convertitore. A riferenza voltage pò esse misurata cù un voltmeter high-impedance trà u terminal REF di SV6 è u circuit ground GND. U risultatu di a cunversione analogica/digitale hè un valore integer, vale à dì, ogni decimale risultatu da a divisione di i dui volti.tages VADC è VREF sò tagliati. U +5 V voltagL'alimentatu da u PC via u cable USB hè generatu da l'alimentazione di commutazione di u PC. Tuttavia, l'output voltage di una alimentazione switching hà di solitu un AC voltage cumpunente superimpostu nantu à questu, chì riduce a precisione di a cunversione analogica / digitale. I risultati megliu ponu esse ottenuti cù u +3.3 V ausiliari voltage stabilizatu da u vol linearitage regulatore nantu à u MCCAB Training Board cum'è u vol di riferimentutage per u cunvertitore analogicu / digitale. Per questu scopu, u cunvertitore analogicu / digitale di l'ATmega328P hè inizializatu in u prugramma cù l'istruzzioni analogReference (EXTERNAL); // stabilisce u voltage à pin REF cum'è voltage secondu a riferenza cambiata voltage e pin REF di pin header SV6 (freccia (7) in Figura 1) sò cunnessi à u pin 3.3V3 adiacente +3 V in pin header SV6 via un cable Dupont o un jumper.
Per piacè nutate chì l'analogicu voltage VADC à a riferenza voltage VREF = 3.3 V hè sempre cunvertitu in valori digitali di 10 bit in a gamma 0 ... 102310, ma a gamma di misurazione di u cunvertitore analogicu / digitale hè ridutta à a gamma VADC = 0 ... +3.297 V.
In ritornu, una risuluzione più fina di i risultati di cunversione hè ottenuta, perchè u LSB (u più chjucu valore resoluble) hè avà solu 3.2 mV.

L'entrata voltage VADC di u cunvertitore analogicu/digitale à i so ingressi analogichi A0 ... A7 nantu à l'intestazione di pin SV6 deve esse sempre più chjucu di u valore VREF à a borna REF di SV6 !
L'utilisateur doit s'assurer que VADC < VREF !
Per "Precisione di cunversione A/D" vede ancu a nota in a pagina 11.

A Biblioteca "MCCAB_Lib" per u Cunsigliu di Training MCCAB

Per sustene l'utilizatori in u cuntrollu di i numerosi cumpunenti hardware (interruttori, buttoni, LED, matrice LED 3 × 3, buzzer) nantu à u MCCAB Training Board, a biblioteca "MCCAB_Lib" hè dispunibule, chì pò esse scaricata gratuitamente da u situ Internet.  www.elektor.com/20440 da i cumpratori di u cunsigliu di furmazione.

Altre letteratura nantu à l'usu di u Cunsigliu di furmazione MCCAB

In u libru "Microcontrollers Hands-On Course for Arduino Starters" (ISBN 978-3-89576-5452) ùn truverete micca solu una introduzione dettagliata à a prugrammazione di microcontrollers è à a lingua di prugrammazione C, chì hè utilizata in l'IDE Arduino. per scrive i prugrammi, ma ancu una descrizzione dettagliata di i metudi di a biblioteca "MCCAB_Lib" è una varietà di applicazioni exampi prugrammi di eserciziu per aduprà u MCCAB Training Board.

Documenti / Risorse

elektor Arduino NANO Training Board MCCAB [pdfManuale d'istruzzioni Arduino NANO Training Board MCCAB, Arduino, NANO Training Board MCCAB, Training Board MCCAB, Board MCCAB

Referenze

• Manuale d'usu