Arduino Uno Wi-Fi Rev 2: описание, характеристики, схема подключения

Arduino Uno Wi-Fi Rev 2 — платформа для разработки с 8-битным микроконтроллером ATmega4809 и беспроводным модулем U-blox NINA-W102 с технологиями Wi-Fi и Bluetooth.

Подключение и настройка

Шаг 1

Скачайте и установите на компьютер интегрированную среду разработки Arduino — Arduino IDE.

Шаг 2

По умолчанию среда Arduino IDE настроена только на AVR-платы. Для работы с платформой Arduino Uno Wi-Fi Rev 2 — добавьте в менеджере плат поддержку платформ семейства megaAVR.

Элементы платы

Микроконтроллер ATmega4809

Сердцем платформы является 8-битный микроконтроллер семейства megaAVR — ATmega4809 с тактовой частотой до 20 МГц. Контроллер предоставляет 48 КБ Flash-памяти для хранения прошивки, 6 КБ оперативной памяти SRAM и 256 байт энергонезависимой памяти EEPROM для хранения данных.

На плате Arduino Uno Wi-Fi частота контроллера установлена на 16 МГц.

Микроконтроллер ATmega32U4

Микроконтроллер ATmega32U4, с прошивкой USB-UART преобразователя, обеспечивает связь контроллера ATmega4809 с USB-портом компьютера. При подключении к ПК Arduino Uno Wi-Fi определяется как виртуальный COM-порт.

Беспроводной модуль NINA-W102

За беспроводную связь отвечает модуль U-blox NINA-W102 со встроенным чипом ESP32 для обмена данными по воздуху в диапазоне 2,4 ГГц по Wi-Fi и Bluetooth. Регулировка выходной мощности обеспечивает оптимальное соотношение между дальностью связи, скоростью передачи данных и энергопотреблением.

IMU-сенсор

IMU-сенсор на 6 степеней свободы включает в себя акселерометр и компас. Сборка выполнена на чипе LSM6DS3 по технологии (англ. System-in-Package — система в корпусе), где акселерометр и гироскоп лежат методом бутерброда в пластиковом корпусе.

USB порт

Разъём USB предназначен для прошивки платформы Arduino Uno Wi-Fi Rev 2 с помощью компьютера.

Светодиодная индикация

Имя светодиода Назначение
ON Информационный индикатор питания
RX и TX Мигают при обмене данными между Arduino и ПК
L Пользовательский светодиод на 25 пине микроконтроллера, в отличии от 13 пина на других платформах Arduino. Используйте определение LED_BUILTINС для работы со светодиодом. При задании значения высокого уровня светодиод включается, при низком – выключается.

Регулятор напряжения на 5 вольт

Импульсный понижающий регулятор напряжения MPM3610 обеспечивает питание микроконтроллера ATmega4809 и другой логики платформы при подключении платформы через внешний разъём питания или пин Vin. Диапазон входного напряжения от 7 до 12 вольт. Выходное напряжение 5 вольт с максимальным выходным током 1,2 ампера.

Регулятор напряжения на 3,3 вольта

Линейный понижающий регулятор напряжения NX1117CE33Z обеспечивает питание беспроводного модуля NINA-W102 и IMU-сенсора LSM6DS3. На регулятор поступает напряжение с линии 5V. Выходное напряжение 3,3 вольта с максимальным выходным током 1 ампер.

Кнопка RESET

Аналог кнопки RESET обычного компьютера: служит для сброса микроконтроллера.

Распиновка

Пины питания

  • VIN Пин для подключения внешнего источника напряжения в диапазоне от 5 до 18 вольт.
  • 5V Пин от стабилизатора напряжения с выходом 5 вольт и максимальных током 1,2 А. Регулятор обеспечивает питание микроконтроллера ATmega4809 и другой вспомогательной логики платы.
  • 3V3 Пин от стабилизатора напряжения с выходом 3,3 вольта и максимальных током 1 А. Регулятор обеспечивает питание беспроводного модуля NINA-W102 и IMU-сенсора LSM6DS3.
  • GND Выводы земли.
  • IOREF Контакт предоставляет платам расширения информацию о рабочем напряжении микроконтроллера. В зависимости от напряжения, плата расширения может переключиться на соответствующий источник питания либо задействовать преобразователи уровней.
  • AREF Пин для подключения внешнего опорного напряжения АЦП относительно которого происходят аналоговые измерения при использовании функции analogReference() с параметром «EXTERNAL».

Порты ввода/вывода

  • Цифровые входы/выходы 20 пинов: 013 и A0A5
    Логический уровень единицы — 5 В, нуля — 0 В. Максимальный ток выхода — 40 мА. К контактам подключены подтягивающие резисторы, которые по умолчанию выключены, но могут быть включены программно.
  • ШИМ 5 пинов: 3, 5, 6, 9 и 10
    Позволяет выводить аналоговые значения в виде ШИМ-сигнала. Разрядность ШИМ не меняется и установлена в 8 бит.
  • АЦП 6 пинов: A0A5
    Позволяет представить аналоговое напряжение в виде цифровом виде. Разрядность АЦП не меняется и установлена в 8 бит.
  • TWI/I²C пины 20(SDA) и 21(SCL)
    Для общения с периферией по интерфейсу «I²C». Для работы используйте библиотеку Wire.
  • SPI пины 32(MOSI), 33(MISO), 34(SCK) и 22(SS)
    Для общения с периферией по интерфейсу «SPI». Для работы — используйте библиотеку SPI.
  • UART/Serial
    • Serial пины: 26(RX) и 27(TX)
      Выводы шины соединены с соответствующими выводами микроконтроллера ATmega32U4 с прошивкой USB-UART преобразователя.
    • Serial1 пины: 0(RX) и 1(TX)
      Для коммуникации платы Arduino с другими платами расширения и сенсорами по последовательному интерфейсу.
    • Serial2 пины: 23(RX) и 24(TX)
      Используется для общение с беспроводным модем NINA-W102

Принципиальная и монтажная схемы

Габаритный чертёж

Характеристики

Общие

  • Чипы: ATmega4809, U-blox NINA-W102 и LSM6DS3
  • Пинов ввода-вывода всего: 20
  • Напряжение логических уровней: 5 В
  • Максимальный ток с пина или на пин: 40 мА
  • Максимальный выходной ток пина 5V: 1,2 A
  • Максимальный выходной ток пина 3V3: 1 A
  • Входное напряжение через пин Vin: 7–12 В
  • Габариты платы: 69×53 мм
  • Габариты платы c учётом разъёмов: 75×53 мм

Микроконтроллер

  • Чип: Microchip ATmega4809
  • Ядро: 8-битный megaAVR
  • Тактовая частота: 16 МГц
  • Flash-память: 48 КБ
  • SRAM-память: 6 КБ
  • EEPROM-память: 256 Б
  • Контактов с АЦП: 6
  • Разрядность АЦП: 10 бит
  • Контактов с ШИМ: 5
  • Разрядность ШИМ: 8 бит
  • Пинов с прерываниями: 20
  • Аппаратных интерфейсов SPI: 1
  • Аппаратных интерфейсов I2C / TWI: 1
  • Аппаратных интерфейсов UART / Serial: 3

Беспроводной модуль

  • Чип: NINA-W102 на ESP32
  • Тактовая частота: до 240 МГц
  • Частота беспроводной передачи: 2,4 ГГц
  • Стандарт Wi-Fi: 802.11b/g/n
  • Стандарт Bluetooth: BLE v4.2 BR/EDR
  • Flash-память: 16 Мбит
  • ROM-память: 448 КБ
  • SRAM-память: 520 КБ

IMU-сенсор

  • Чип: LSM6DSM (акселерометр и гироскоп в одном модуле)
  • Выходной интерфейс: SPI
  • Диапазон измерения
    • акселерометра: ±2/±4/±8/±16g
    • гироскопа: ±125/±250/±500/±1000/±2000 град./с
  • Частота обновления
    • акселерометра: 1,6…6664 Гц
    • гироскопа: 12,5…6664 Гц

Ресурсы