아두이노 우노

Arduino Uno
아두이노 우노
ATmega328P MCU를 탑재한 아두이노 우노 SMDR3
디벨로퍼arduino.cc
제조자많이
유형싱글보드 마이크로컨트롤러[1]
유용성Unor R3 웹페이지
운영체제없음.
CPU 마이크로칩AVR (8비트)
16MHz로
기억2KB SRAM
보관소32KB 플래시
1KB EEPROM

아두이노 우노(Arduino Uno)는 마이크로칩 ATmega328P 마이크로컨트롤러(MCU)를 기반으로 하는 오픈 소스 마이크로컨트롤러 보드로, Arduino.cc 에서 개발하여 2010년에 처음 출시되었습니다.마이크로컨트롤러 보드에는 다양한 확장 보드(쉴드) 및 기타 [1]회로에 인터페이스할 수 있는 디지털 및 아날로그 입출력(I/O) 핀 세트가 장착되어 있습니다.이 보드에는 디지털 I/O 핀 14개(PWM 출력이 가능한 6개)와 아날로그 I/O 핀 6개가 있으며, 유형 B [4]USB 케이블을 통해 아두이노 IDE(Integrated Development Environment)로 프로그래밍할 수 있습니다.직사각형의 9볼트 배터리와 같이 7~20볼트의 전압을 수용하는 USB 케이블이나 배럴 커넥터로 구동할 수 있습니다.그것은 아두이노 나노 보드와 같은 마이크로 컨트롤러를 가지고 있고 레오나르도 [5][6]보드와 같은 헤더를 가지고 있습니다.하드웨어 참조 디자인은 크리에이티브 커먼즈 Attribution Share-Alike 2.5 라이선스로 배포되며 아두이노 웹사이트에서 이용할 수 있습니다.일부 버전의 하드웨어에 대한 레이아웃 및 프로덕션 파일도 이용할 수 있습니다.

"uno"라는 단어는 이탈리아어로 "하나"를 의미하며 아두이노 하드웨어와 [7]소프트웨어의 주요 재설계를 표시하기 위해 선택되었습니다.우노 보드는 듀밀라노브 출시의 후속 제품으로 USB 기반 아두이노 [8]보드 시리즈의 9번째 버전입니다.아두이노 우노 보드용 아두이노 IDE 버전 1.0은 이제 새로운 [4]버전으로 진화했습니다.보드에 있는 ATmega328은 외부 [3]하드웨어 프로그래머를 사용하지 않고 새로운 코드를 업로드 할 수 있는 부트로더와 함께 사전 프로그램 되어 있습니다.

Uno는 원래 STK500 [1]프로토콜을 사용하여 통신하지만 FTDI USB-to-UART 시리얼 칩을 사용하지 않는다는 점에서 모든 이전 보드와 다릅니다.대신 Atmega16U2(Atmega8)를 사용합니다.U2부터 버전 R2까지)는 USB-직렬 [9]변환기로 프로그래밍되었습니다.

역사

Aduino RS232 시리얼 보드 - ATmega8이 탑재된 이전 모델

아두이노 프로젝트는 이탈리아 이브레아에 있는 상호작용 디자인 연구소 이브레아(IDII)에서 시작되었습니다.그 당시 학생들은 베이직 스탬프 마이크로 컨트롤러를 사용했는데, 이 비용은 많은 학생들에게 상당한 비용이었습니다.2003년 에르난도 바라간은 IDII에서 프로세싱 언어에 대한 연구로 유명한 마시모 반지와 케이시 리스의 감독 하에 개발 플랫폼 배선을 석사 논문 프로젝트로 만들었습니다.이 프로젝트의 목표는 엔지니어가 아닌 사람들이 디지털 프로젝트를 만드는 단순하고 저렴한 도구를 만드는 것이었습니다.배선 플랫폼은 ATmega168 마이크로컨트롤러가 내장된 인쇄회로기판(PCB), 프로세싱(Processing) 기반 [10]IDE, 마이크로컨트롤러를 쉽게 프로그래밍할 수 있는 라이브러리 기능으로 구성되었습니다.2003년, 마시모 밴지(Massimo Banzi)는 또 다른 IDII 학생인 데이비드 멜리스(David Mellis)와 데이비드 쿠아티엘레스(David Cuartielles)와 함께 저렴한 ATmega8 마이크로컨트롤러를 배선에 추가했습니다.그러나 배선에 대한 작업을 계속하는 대신, 그들은 프로젝트를 진행했고 아두이노로 이름을 바꾸었습니다.초기 아두이노 보드는 FTDI USB-to-UART 시리얼 칩과 ATmega168을 [10]사용했습니다.Uno는 ATmega328P 마이크로컨트롤러와 ATmega16U2(ATmega8)를 탑재하여 모든 이전 보드와 차별화되었습니다.U2부터 버전 R2까지)는 USB-직렬 변환기로 프로그래밍되었습니다.

2023년 6월, 아두이노는 R4 미니마와 R4 와이파이 두 가지 새로운 맛의 우노를 출시했습니다.이는 Renesas를 RA4M1 ARM Cortex M4 마이크로컨트롤러로 사용하고 R4 Wifi를 ESP32-S3-MINI 공동 프로세서로 사용함에 따라 이전 보드에서 벗어났습니다.이들 버전은 폼 팩터, 핀 및 전력이 R1~R3 버전과 호환되므로 [11]대체품으로 교체할 수 있어야 합니다.

기술사양

DIP-28 패키지에 ATmega328P MCU가 포함된 아두이노 Unor R3 보드

Unor R1 ~ R3

  • 디지털 입출력 핀: 14개
  • PWM 핀: 6 (핀 #3, 5, 6, 9, 10, 11)[13]
  • 아날로그 입력 핀: 6개
  • 입출력 핀당 직류 전류: 20mA
  • 3.3V 핀용 직류 전류: 50mA
  • 크기 : 68.6mm x 53.4mm
  • 무게 : 25g
  • ICSP 헤더: 예
  • 전원:
  • USB 커넥터.USB 버스 사양의 전압 범위는 4.75~5.25V입니다.공식 Uno 보드에는 USB-B 커넥터가 있지만 타사 보드에는 미니 USB/마이크로 USB/USB-C 커넥터가 있을 수 있습니다.
  • 5.5mm/2.1mm 배럴 잭 커넥터.공식적인 Uno 보드는 6~20V를 지원하지만 7~12V를 권장합니다.타사 Uno 보드의 최대 전압은 다양한 전압 조절기가 사용되기 때문에 보드 제조업체마다 다르며, 각각의 최대 입력 정격이 다릅니다.이 커넥터의 전원은 VIN에 연결하기 전에 직렬 다이오드를 통해 연결되어 우발적인 역전압 상황으로부터 보호됩니다.
  • 실드 헤더의 VIN 핀.배럴 잭의 전압 범위가 비슷합니다.이 핀은 역전압 보호 기능이 없기 때문에 전원을 주입하거나 당길 수 있습니다.VIN 핀에 전원을 공급할 때 배럴 잭을 사용할 경우에는 외부 직렬 다이오드가 필요합니다.보드에 배럴 잭을 사용하여 전원을 공급하면 이 핀에서 전원을 꺼낼 수 있습니다.

Unor R4

두 개의 Unor R4 보드를 사용할 수 있습니다.Unor R4 Minima와 Unor R4 WiFi.후자에는 WiFi 코프로세서와 LED 매트릭스가 있지만 미니마는 그렇지 않습니다.

Unor R4 Minima[14] 및 Unor R4 WiFi[15] 보드의 공통 기능:

  • 실드 헤더의 배럴 잭 커넥터 및 VIN 핀은 최대 24V DC까지 지원합니다.

Unor R4 Minima [14]보드에서만 사용할 수 있는 추가 기능:

  • SWD 프로그래밍 커넥터.마이크로 컨트롤러(R7FA4M1AB)를 외부 SWD(직렬 와이어 디버그) 프로그래밍/디버깅 장치에 연결하기 위한 10핀 5x2 1.27mm 헤더입니다.

Unor R4 WiFi [15]보드에서만 사용할 수 있는 추가 기능:

  • WiFi 보조 프로세서 - 240MHz ESP32-S3-MINI(IEEE802.11 b/g/n WiFi 및 Bluetooth 5 LE) 및 외부 프로그래밍을 위한 6핀 3x2 2.54mm 헤더
  • 12x8 LED 매트릭스 - 찰리플렉싱 방식을 사용하여 11개의 GPIO 핀으로 구동됩니다.
  • Qwiic I²C 커넥터.이 4핀 1.00mm JST SH 커넥터는 3.3V I²C 버스에 외부 연결을 제공합니다.이 [17]커넥터에 5V I²C 장치를 직접 부착하지 마십시오.
  • RTC 배터리 헤더 핀(VRTC).이 핀은 외부 배터리를 마이크로컨트롤러(R7FA4M1AB) 내부의 RTC(실시간 시계)에 연결하여 보드의 전원이 꺼졌을 때 시계가 계속 작동되도록 합니다.이 핀을 1.6~3.6V 배터리의 양극과 3V 리튬 코인 [16]배터리와 같이 접지 헤더 핀(GND)의 음극에 연결합니다.
  • 리모트 오프 헤더 핀(OFF).이 핀은 배럴 잭 또는 VIN 헤더 핀에 전원이 공급되면 5V 벅 스위칭 전압 레귤레이터(SL854102)를 비활성화합니다.이 핀을 접지 헤더 핀(GND)에 연결하여 이 전압 조정기를 비활성화합니다.

머리글

아두이노 우노 보드의 헤더 핀아웃

일반 핀 기능

  • LED: 디지털 핀 13으로 구동되는 내장 LED가 있습니다.핀이 하이 값이면 LED가 켜지고, 로우 값이면 꺼집니다.
  • VIN: 외부 전원을 사용하는 경우(USB 연결 또는 기타 조정된 전원이 아닌 경우) Arduino/Genuino 보드에 입력되는 전압입니다.이 핀을 통해 전압을 공급하거나 전원 잭을 통해 전압을 공급하는 경우 이 핀을 통해 액세스할 수 있습니다.
  • 5V: 이 핀은 보드의 레귤레이터에서 조절된 5V를 출력합니다.보드는 DC 전원 잭(7~20V), USB 커넥터(5V) 또는 보드의 VIN 핀(7~20V)에서 전원을 공급받을 수 있습니다.5V 또는 3V를 통해 전압을 공급합니다.3V 핀은 조정기를 우회하여 보드를 손상시킬 수 있습니다.
  • 3V3: 온보드 레귤레이터에 의해 생성되는 3.3V 전압 공급.최대 전류 소모는 50mA입니다.
  • 접지 핀.
  • IOREF: 아두이노/제누이노 보드의 이 핀은 마이크로컨트롤러가 작동하는 전압 기준을 제공합니다.올바르게 구성된 실드는 IOREF 핀 전압을 읽고 적절한 전원을 선택하거나 출력의 전압 변환기가 5V 또는 3.3V와 함께 작동하도록 할 수 있습니다.
  • Reset(리셋): 일반적으로 [9]보드에 있는 재설정 버튼을 차단하는 실드에 추가하는 데 사용됩니다.

특수 핀 기능

Uno의 디지털 핀 14개와 아날로그 핀 6개는 각각 소프트웨어 제어(pinMode(), digitalWrite(), digitalRead() 기능 사용)에 따라 입력 또는 출력으로 사용할 수 있습니다.5V에서 작동합니다.각 핀은 권장 작동 조건으로 20mA를 제공하거나 받을 수 있으며 내부 풀업 저항(기본적으로 연결 해제)은 20~50K옴입니다.마이크로컨트롤러가 영구적으로 손상되지 않도록 I/O 핀에서 최대 40mA를 초과해서는 안 됩니다.Uno에는 A0 ~ A5라는 레이블이 지정된 6개의 아날로그 입력이 있으며, 각 입력에는 10비트의 해상도(즉, 1024개의 다른 값)가 제공됩니다.AREF 핀과 아날로그 기준() [9]기능을 사용하여 범위의 상단을 변경할 수 있지만 기본적으로 접지에서 5V로 측정합니다.

또한 일부 핀에는 다음과 같은 특수 기능이 있습니다.

  • 직렬 / UART: 핀 0(RX) 및 1(TX).수신(RX) 및 송신(TX) TTL 시리얼 데이터에 사용됩니다.이러한 핀은 ATmega8U2 USB-to-TTL 직렬 칩의 해당 핀에 연결됩니다.
  • 외부 인터럽트: 핀 2와 핀 3.이러한 핀은 낮은 값, 상승 또는 하강 에지 또는 값 변경에 대한 인터럽트를 트리거하도록 구성할 수 있습니다.
  • PWM(펄스-폭 변조): 핀 3, 5, 6, 9, 10, 및 11.아날로그 Write() 기능과 함께 8비트 PWM 출력을 제공할 수 있습니다.
  • SPI(Serial Peripheral Interface): 핀 10(SS), 11(MOSI), 12(MISO) 및 13(SCK).이러한 핀은 SPI 라이브러리를 사용한 SPI 통신을 지원합니다.
  • TWI(2-와이어 인터페이스) / I²C: 핀 SDA(A4) 및 핀 SCL(A5).Wire 라이브러리를 사용하여 TWI 통신을 지원합니다.
  • AREF(아날로그 참조):아날로그 [9]입력의 기준 전압.

의사소통

아두이노/Genuino Uno에는 컴퓨터, 다른 아두이노/Genuino 보드 또는 기타 마이크로컨트롤러와 통신할 수 있는 여러 가지 기능이 있습니다.ATmega328은 디지털 핀 0(RX) 및 1(TX)에서 사용할 수 있는 UART TTL(5V) 직렬 통신을 제공합니다.보드의 ATmega16U2는 USB를 통해 이 직렬 통신을 전달하며 컴퓨터의 소프트웨어에 대한 가상 컴포트로 나타납니다.16U2 펌웨어는 표준 USB COM 드라이버를 사용하며 외부 드라이버가 필요 없습니다.그러나 윈도우즈의 경우 .inf 파일이 필요합니다.아두이노 소프트웨어(IDE)에는 간단한 텍스트 데이터를 보드와 주고 받을 수 있는 직렬 모니터가 포함되어 있습니다.USB 대 직렬 칩을 통해 데이터를 전송하고 컴퓨터에 연결할 때 보드의 RX 및 TX LED가 깜박입니다(0번 핀과 1번 핀의 직렬 통신용은 아님).소프트웨어 직렬 라이브러리를 사용하면 Uno의 디지털 [9]핀에 대한 직렬 통신이 가능합니다.

자동(소프트웨어) 재설정

아두이노/제누이노 우노 보드는 업로드 전에 재설정 버튼을 물리적으로 누를 필요가 없는 대신 연결된 컴퓨터에서 실행되는 소프트웨어로 재설정할 수 있도록 설계되었습니다.ATmega8U2/16U2의 하드웨어 흐름 제어 라인(DTR) 중 하나는 100 나노패드로 커패시터를 통해 ATmega328의 리셋 라인에 연결됩니다.이 라인이 강조되면(낮게 가져가면) 리셋 라인이 [9]칩을 리셋할 수 있을 정도로 길게 떨어집니다.

이 설정은 다른 의미를 갖습니다.Uno가 Mac OS X 또는 Linux를 실행하는 컴퓨터에 연결되면 소프트웨어(USB를 통해)에서 Uno에 연결할 때마다 재설정됩니다.이후 0.5초 정도는 Uno에서 부트로더가 실행됩니다.잘못된 형식의 데이터(즉, 새 코드 업로드 이외의 다른 것)를 무시하도록 프로그래밍되어 있는 동안, 연결이 [9]열린 후 보드로 전송되는 데이터의 처음 몇 바이트를 가로채게 됩니다.

아두이노 보드 비교

다음 표는 공식 아두이노 보드를 비교한 것입니다.8비트 AVR 마이크로컨트롤러 기반 보드와 32비트 ARM Cortex-M 마이크로컨트롤러 기반 보드 두 그룹으로 나뉩니다.이 표는 아두이노 나노 기사의 표와 비슷한 레이아웃을 가지고 있습니다.

위원회
이름.
& Part#		 위원회
크기
그룹.		 위원회
공동체-
아이케이션		 MCU
Part#
& 핀		 MCU
입출력
전압 		MCU
코어		 MCU
시계 		MCU
플래시 		MCU
SRAM 		MCU
EEPROM 		MCU
USART
& UART 		MCU
SPI 		MCU
I²C 		MCU
기타버스
주변기기		 MCU 타이머
32/24/16/8
/WD/RT/RC 		MCU
ADC
/ DAC 		MCU
엔진
Unor R3,[18]
A000066,[9]
Unor R3 SMD,[19]
A000073[20] 		우노 USB-B AT메가328P,[12]
28핀 DIP,
32핀 SMD 		5V
(1.8-5.5V)		 8비트 AVR 16MHz* 32KB 2KB 1KB 1, 0 1 1 없음. 0, 0, 1, 2,
WD		 10비트,
없음.		 없음.
우노 와이파이 R2,[21]
ABX00021[22] 		우노 USB-B,
와이파이,
블루투스 		AT메가4809,[23]
48핀		 5V
(1.8-5.5V)		 8비트 AVR 16MHz* 48KB 6KB 0.25KB 4, 0 1 1 없음. 0, 0, 5, 0,
WD, RT		 10비트,
없음.		 없음.
레오나르도,[24]
A000057[25] 		우노 USB-마이크로-B AT메가32U4,[26]
44핀		 5V
(2.7-5.5V)		 8비트 AVR 16MHz 32KB 2.5KB 1KB 1, 0 1 1 USB-FS 0, 0, 2, 2*,
WD		 10비트,
없음.		 없음.
메가 2560 R3,[27]
A000067[28] 		메가 USB-B AT메가2560,[29]
100핀		 5V
(4.5-5.5V)		 8비트 AVR 16MHz 256KB 8KB 4KB 4, 0 1 1 없음. 0, 0, 4, 2,
WD		 10비트,
없음.		 없음.
Unor R4 Minima,[14]
ABX00080,[30]
Unor R4 WiFi,[15]
ABX00087,[31] 		우노 USB-C,
WiFi*		 R7FA4M1AB,[16]
64핀		 5V
(1.6-5.5V)		 32비트 ARM
피질-M4F
(FPU)		 48MHz 256KB
+ 부트롬 		32KB
(ECC)
(주로)		 8KB*
(플래시)		 4, 0 2 2 USB-FS,
CAN-A/B 		2, 0, 8, 0,
WD, RC		 14비트,
12비트		 DMA x4,
CRC, Crypto,
터치, LCD
0.[32]
ABX00003[33] 		우노 USB-마이크로-B
2배		 ATSAMD21G18,[34]
48핀		 3.3V
(1.62-3.63V)		 32비트 ARM
피질-M0+ 		48MHz 256KB 32KB 없음. 6, 0 없음. 없음. USB-FS,
I²S 		0, 4, 5, 0,
WD, RC		 12비트,
10비트		 DMA x12,
CRC32, 터치
기한,[35]
A000062[36] 		메가 USB-마이크로-B
2배		 ATSAM3X8E,[37]
144핀		 3.3V
(1.62-3.6V)		 32비트 ARM
피질-M3 		84MHz 512KB
+ 부트롬 		96KB 없음. 3, 2 1 2 USB-HS,
CAN-A/B x2,
I²S, SD 		3, 0, 8, 0,
WD, RT, RC		 12비트,
12비트 2x		 DMA x8,
RNG
GIGA R1 WiFi,[38]
ABX00063[39] 		메가 USB-C,
USB-A,
와이파이,
블루투스 		STM32H747XI,[40]
240핀		 3.3V
(1.62-3.6V)		 32비트 ARM
피질-M7F
피질-M4F
(아날로그 코어)
(FPU)		 480MHz
(M7F)
240MHz
(M4F)		 2048KB
+ 부트롬 		1056KB
(ECC)		 없음. 4, 5 6 4 USB-HS & FS,
CAN-A/B/FD x2,
I²S x4, SD x2,
S/PDIF x4, CEC,
SWP, QSPI 		2, 0, 18, 0,
WD, RC		 16비트 3배,
12비트 2x		 DMA x4,
CRC, RNG,
그래픽스
ATmega32와 함께 Arduino Leonardo 보드U4 MCU
ATSAM3X8E MCU가 장착된 아두이노 듀 보드
테이블 노트
  • 보드 크기 그룹 열 - 단순화된 보드 치수 그룹:우노는 아두이노 우노 R3, 듀밀라노브(전사) 보드와 비슷한 크기, 메가는 아두이노 메가 2560 R3, 메가(전사) 보드와 비슷한 크기를 의미합니다.이 표는 아두이노 나노 기사의 표와 비슷한 레이아웃을 가지고 있습니다.
  • MCU Part# / Pins 열 - MCU는 마이크로컨트롤러를 의미합니다.이 표의 모든 MCU 정보는 이 열의 공식 데이터시트에서 가져온 것입니다.핀 카운트는 사용 가능한 내부 MCU 기능의 양을 결정하는 데 유용합니다.
  • MCU I/O Voltage 컬럼 - 공식 아두이노 보드의 마이크로컨트롤러는 3.3V 또는 5V의 고정 전압으로 구동되지만 일부 타사 보드에는 전압 선택 스위치가 있습니다.마이크로컨트롤러의 전압 등급은 괄호 안에 기재되어 있지만 아두이노 보드는 이 전체 범위를 지원하지 않습니다.
  • MCU Clock 컬럼 - MHz는 10Hz를 의미합니다6.ATmega328P MPU와 ATmega4809 MCU는 최대 20MHz로 평가되지만 Uno R3와 Uno WiFi R2 보드는 모두 16MHz에서 작동합니다.다음 아두이노 보드는 32.768KHz의 결정을 가지고 있습니다.우노 와이파이 R2, 우노 R4 (TBD), 제로, 기한, GIGA R1 와이파이
  • MCU 메모리 열 - KB는 1024바이트, MB는 1024바이트를2 의미합니다.R7FA4M1AB MCU(Unor R4 boards)에는 EEPROM 메모리 대신 데이터 플래시 메모리가 포함되어 있습니다.
  • MCU SRAM 열 - SRAM 크기에 캐시 또는 주변 버퍼가 포함되지 않습니다.ECC는 SRAM에 오류 정정 코드 검사가 있음을 의미하며, Par는 SRAM에 패리티 검사가 있음을 의미합니다.
  • MCU USART/UART 열 - USART는 UART / SPI / 기타 주변 장치(MCU마다 다름)로 구성할 수 있는 소프트웨어입니다.
  • MCU 기타 버스 주변기기 열 - CAN 버스의 경우 "A"는 CAN 2.0A, "B"는 CAN 2.0B를 의미합니다.USB 버스의 경우 "FS"는 최대 속도(12Mbps), "HS"는 최대 속도(480Mbps)를 의미합니다.일부 버스는 작동을 위해 추가적인 외부 회로가 필요합니다.
  • MCU Timers 열 - 이 열의 숫자는 각 타이머 비트 폭의 총 개수입니다. 예를 들어 ATmega328P에는 16비트 타이머 1개와 8비트 타이머 2개가 있습니다. "WD"는 워치독 타이머, "RT"는 실시간 카운터/타이머, "RC"는 실시간 클럭(sec/min/hr)을 의미합니다.ARM 코어의 24비트 SysTick 타이머는 이 열의 24비트 합계에 포함되지 않습니다.PWM 기능은 이 표에 설명되어 있지 않습니다.ATmega32U4(Leonardo board)에는 10비트 타이머가 있지만 열을 단순화하기 위해 8비트 카운트에 포함되어 있습니다.

참고 항목

참고문헌

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