Arduino Mega

39

La vols conèixer?

La plataforma Arduino està formada per plaques amb diferents característiques i prestacions. Cada una de les plaques disposa de les seves especificacions tècniques, però comparteixen la filosofia del hardware lliure.

Tanmateix, avui parlarem de l’Arduino Mega, una de les plaques més famoses que formen part de la plataforma Arduino.

La placa Arduino Mega disposa d’un microcontrolador Atmega1280 amb velocitat de 16 MHz. Tot i així, quan parlem d’aquesta placa, la principal característica que ens ve al cap és la quantitat de pins d’entrada i sortida de què disposa; 54 pins digitals i 16 pins d’entrada analògics! A més a més, 15 dels pins digitals, permeten generar un senyal PWM.

Quina diferència hi ha entre els senyals analògics i els digitals?

Els senyals digitals

Un senyal digital és aquell que està basat en dos possibles estats; un 1 (encès) o un 0 (apagat).

L’ Arduino Mega representa un ‘1’ amb el voltatge de referència de la placa, 5 volts, i un ‘0’ amb 0 Volts.

Quan parlem de senyals digitals, estem parlant d’entrades i de sortides, però sempre representades amb els dos estats citats.

Una entrada digital podria ser un interruptor; quan estigués premut tindríem un 1 i, per contra,  tindríem un 0.

Per altra banda, una sortida digital podria ser un llum, encès mitjançant l’1 i apagat mitjançant el 0.

Els senyals analògics

Tot i així, el món que ens envolta és un món analògic. Durant el dia, la llum que ens envolta va variant; no podem dir que el Sol sempre està en el punt més alt o en el punt més baix. El Sol passarà per diferents punts que faran variar la llum que ens envolta.  És a dir, podem considerar els senyals analògics com aquells que tenen estats intermedis.

 

Evidentment, en els senyals analògics també tenim entrades i sortides. Una sortida analògica podria ser un llum del qual podríem regular-ne la intensitat. Per contra, una entrada analògica podria ser un sensor que ens mesurés la humitat d’un lloc.

 

Però com som capaços de llegir aquests valors? L’Arduino Mega disposa d’un CAD, és a dir,  un convertidor analògic-digital que transforma el senyal analògic d’entrada en un senyal digital.  El conversor que disposa la placa és de 10 bits de resolució i, per defecte, mesura entre 0V i 5V. És a dir, ens converteix el voltatge en un senyal binari de 10 bits.

 

Què en sabem dels senyals PWM?

 Però, i  com ho fem per generar un senyal analògic? Per poder crear senyals analògics, l’Arduino Mega hauria de disposar d’un DAC, és a dir, un conversor digital–analògic que ens transformaria els senyals digitals de l’Arduino en el senyal analògic de sortida que necessitem.

Tanmateix, per sorpresa nostra, l’Arduino Mega no disposa d’aquest conversor. La manera d’aconseguir aquest senyal analògic és mitjançant els senyals PWM.

El PWM és una tècnica de modulació per amplada de polsos.  Aquests senyals es basen en una ona de polsos rectangulars  amb l’amplada modulada.

Per entendre-ho millor, però, posarem un exemple! Imaginem-nos que volem regular la intensitat de llum d’un led que tenim connectat a l’Arduino. Aquest led, com que no el volem tenir completament encès o completament apagat, anirà connectat a un senyal PWM.

En aquest cas, el tenim connectat al pin 10.

Una vegada entès a on hauria d’anar connectat, necessitem comprendre com funcionen aquests senyals. Els senyals PWM, en ser senyals rectangulars, tenen part del senyal a 0 Volts i part del senyal a 5Volts. És a dir, passen per l’estat activat i per l’estat desactivat, el “1” i el “0”.

Així doncs, per tal de regular la intensitat del led, únicament haurem de jugar amb el temps que el led està apagat o encès.

Si volem que la intensitat sigui més elevada, el led haurà d’estar més temps encès que apagat. Per tant, com més baixa vulguem la intensitat del led, menys temps haurà d’estar encès.

I, en aquest punt, surt la pregunta típica. Si estic apagant i encenent el led constantment, no veuré com el led fa pampallugues?

I la resposta a aquesta pregunta es troba en la freqüència del senyal. Si la freqüència és suficientment alta per a l’ull humà, nosaltres no serem capaços de veure com el led s’apaga o s’encén, únicament veurem com la intensitat és més elevada o més baixa.

 Descobrim més sobre l’Arduino Mega

A part de disposar de tantes sortides i entrades digitals, l’Arduino Mega també té diferents pins amb protocols sèrie,  un connector USB i un botó de “Reset”. Mitjançant aquest connector USB pot ser alimentada, tot i que també podem utilitzar una bateria externa.

Què és la comunicació en sèrie?

La comunicació en sèrie està basada en enviar informació una darrere de l’altra, és a dir, bit a bit.  Avui en dia hi ha diferents protocols de comunicació sèrie. L’Arduino Mega disposa de la implementació de tres protocols sèrie; la UART, el SPI i el I2C.

Cada protocol funciona de diferent manera i s’implementa mitjançant un, dos o més cables.

 

Mans a l’obra!

 Una vegada coneixem les característiques tècniques d’una placa,  és important saber on estan situats els pins i com la podem programar.

L’esquemàtic de la placa ens permetrà saber on fer les connexions i l’entorn de programació ens permetrà programar la placa per tal  que faci el que volem.

 

Com es programa?

Com totes les plaques d’aquesta plataforma, l’Arduino Mega es pot programar amb l’entorn de programació d’Arduino; l’Arduino IDE. El programari és open-source, concepte que implica que podem disposar de molta informació a Internet, compartir els nostres programes així com modificar allò que desitgem.

L’entorn de programació està pensat per poder aprendre d’una manera fàcil i divertida.

L’esquemàtic

Amb l’esquemàtic finalitzem l’anàlisi de l’Arduino MEGA.

Fins al proper número.

 

  Sandra Picó

Compartir