Arduino Mega

Vision General

El Arduino Mega es una placa microcontrolador basada ATmeg1280 (datasheet). Tiene 54 entradas/salidas digitales (de las cuales 14 proporcionan salida PWM), 16 entradas digitales, 4 UARTS (puertos serie por hardware), un cristal oscilador de 16MHz, conexión USB, entrada de corriente, conector ICSP y botón de reset. Contiene todo lo necesario para hacer funcionar el microcontrolador; simplemente conectálo al ordenador con el cable USB o aliméntalo con un trasformador o batería para empezar. El Mega es compatible con la mayoría de shields diseñados para el Arduino Duemilanove o Diecimila

Esquemas y Diseños

Archivos EAGLE : arduino-mega-reference-design.zip

Esquemas: arduino-mega-schematic.pdf

Resumen

MicrocontroladorATmega1280
Voltaje de funcionamiento5V
Voltaje de entrada (recomendado)7-12V
Voltaje de entrada (limite)6-20V
Pines E/S digitales54 (14 proporcionan salida PWM)
Pines de entrada analógica16
Intensidad por pin40 mA
Intensidad en pin 3.3V50 mA
Memoria Flash128 KB de las cuales 4 KB las usa el gestor de arranque(bootloader)
SRAM8 KB
EEPROM4 KB
Velocidad de reloj16 MHz

Alimentación

El Arduino Mega puede ser alimentado vía la conexión USB o con una fuente de alimentación externa. El origen de la alimentación se selecciona automáticamente.

Las fuentes de alimentación externas (no-USB) pueden ser tanto un transformador o una batería. El transformador se puede conectar usando un conector macho de 2.1mm con centro positivo en el conector hembra de la placa. Los cables de la batería puede conectarse a los pines Gnd y Vin en los conectores de alimentación (POWER)

La placa puede trabajar con una alimentación externa de entre 6 a 20 voltios. Si el voltaje suministrado es inferior a 7V el pin de 5V puede proporcionar menos de 5 Voltios y la placa puede volverse inestable, si se usan mas de 12V los reguladores de voltaje se pueden sobrecalentar y dañar la placa. El rango recomendado es de 7 a 12 voltios.

Los pines de alimentación son los siguientes:

  • VIN. La entrada de voltaje a la placa Arduino cando se esta usando una fuente externa de alimentación (en opuesto a los 5 voltios de la conexión USB). Se puede proporcionar voltaje a través de este pin, o, si se esta alimentado a través de la conexión de 2.1mm , acceder a ella a través de est pin.

  • 5V. La fuente de voltaje estabilizado usado para alimentar el microcontrolador y otros componentes de la placa. Esta puede provenir de VIN a través de un regulador integrado en la placa, o proporcionada directamente por el USB o otra fuente estabilizada de 5V.

  • 3V3. Una fuente de voltaje a 3.3 voltios generada en el chip FTDI integrado en la placa. La corriente máxima soportada 50mA.

  • GND. Pines de toma de tierra.

Memoria

El ATmega1280 tiene 128KB de memoria flash para almacenar código (4KB son usados para el arranque del sistema(bootloader).El ATmega1280 tiene 8 KB de memoria SRAM . El ATmega1280 tiene 4KB de EEPROM , que puede a la cual se puede acceder para leer o escribir con la [Reference/EEPROM |librería EEPROM]].

Entradas y Salidas

Cada uno de los 54 pines digitales en el Duemilanove pueden utilizarse como entradas o como salidas usando las funciones pinMode(), digitalWrite(), y digitalRead() . Las E/S operan a 5 voltios. Cada pin puede proporcionar o recibir una intensidad maxima de 40mA y tiene una resistencia interna (desconectada por defecto)de 20-50kOhms. Además, algunos pines tienen funciones especializadas:

  • Serie: 0 (RX) y 1 (TX),Serie 1: 19 (RX) y 18 (TX); Serie 2: 17 (RX) y 16 (TX); Serie 3: 15 (RX) y 14 (TX). Usado para recibir (RX) transmitir (TX) datos a través de puerto serie TTL. Los pines Serie: 0 (RX) y 1 (TX) estan conectados a los pines correspondientes del chip FTDI USB-to-TTL.

  • Interrupciones Externas: 2 (interrupción 0), 3 (interrupción 1), 18 (interrupción 5), 19 (interrupción 4), 20 (interrupción 3), y 21 (interrupción 2).. Estos pines se pueden configurar para lanzar una interrupción en un valor LOW(0V), en flancos de subida o bajada (cambio de LOW a HIGH(5V) o viceversa), o en cambios de valor. Ver la función attachInterrupt() para as detalles.

  • PWM: de 0 a 13. Proporciona una salida PWM (Pulse Wave Modulation, modulación de onda por pulsos) de 8 bits de resolución (valores de 0 a 255) a traves de la función analogWrite().

  • SPI: 50 (SS), 51 (MOSI), 52 (MISO), 53 (SCK). Estos pines proporcionan comunicación SPI, que a pesar de que el hardware la proporcione actualmente no esta incluido en el lenguaje Arduino.

  • LED: 13. Hay un LED integrado en la placa conectado al pin digital 13, cuando este pin tiene un valor HIGH(5V) el LED se enciende y cuando este tiene un valor LOW(0V) este se apaga.

El Mega tiene 16 entradas analógicas, y cada una de ellas proporciona una resolución de 10bits (1024 valores). Por defecto se mide de tierra a 5 voltios, aunque es posible cambiar la cota superior de este rango usando el pin AREF y la función analogReference(). Además algunos pines tienen funciones especializadas:

  • I2C: 20 (SDA) y 21 (SCL). Soporte del protocolo de comunicaciones I2C (TWI) usando la librería Wire.

Hay unos otros pines en la placa:

  • AREF. Voltaje de referencia para la entradas analogicas.Usado poranalogReference().

  • Reset. Suministrar un valor LOW(0V) para reiniciar el microcontrolador. Típicamente usado para añadir un botón de reset a los shields que no dejan acceso a este botón en la placa.

Comunicaciones

EL Arduino Mega facilita en varios aspectos la comunicación con el ordenador, otro Arduino o otros microcontroladores. El ATmega1280 proporciona cuatro puertos de comunicación vía serie UART TTL (5V). Un chip FTDI FT232RL integrado en la placa canaliza esta comunicación serie a traes del USB y los drivers FTDI (incluidos en el software de Arduino) proporcionan un puerto serie virtual en el ordenador. El software incluye un monitor de puerto serie que permite enviar y recibir información textual de la placa Arduino. Los LEDS RX y TX de la placa parpadearan cuando se detecte comunicación transmitida través del chip FTDI y la conexión USB (no parpadearan si se usa la comunicación serie a través de los pines 0 y 1).

La libreria SoftwareSerial permite comunicación serie por cualquier par de pines digitales del Mega.

El ATmega1280 también soportan la comunicación I2C (TWI) y SPI . El software de Arduino incluye una librería Wire para simplificar el uso el bus I2C, ver The la documentación para mas detalles. Para el uso de la comunicación SPI, mira el la hoja de especificaciones (datasheet) del ATmega1280.

Programación

El Arduino Mega se puede programar con el software Arduino (descargar). Para mas detalles mirareferencia y tutoriales.

El ATmega1280 en el Arduino Mega viene precargado con un gestor de arranque (bootloader) que permite cargar nuevo código sin necesidad de un programador por hardware externo. Se comunica utilizando el protocolo STK500 original(referencia, archivo de cabecera C).

También te puedes saltar el gestor de arranque y programar directamente el microcontrolador a través del puerto ISCP (In Circuit Serial Programming); para mas detalles ver estas instrucciones.

Reinicio Automatico por Software

En vez de necesitar reiniciar presionando físicamente el botón de reset antes de cargar, el Arduino Mega esta diseñado de manera que es posible reiniciar por software desde el ordenador donde este conectado. Una de las lineas de control de flujo(DTR) del FT232RL esta conectada a la linea de reinicio del ATmega1280 a través de un condensador de 100 nanofaradios. Cuando la linea se pone a LOW(0V), la linea de reinicio también se pone a LOW el tiempo suficiente para reiniciar el chip. El software de Arduino utiliza esta característica para permitir cargar los sketches con solo apretar un botón del entorno. Dado que el gestor de arranque tiene un lapso de tiempo para ello, la activación del DTR y la carga del sketch se coordinan perfectamente.

Esta configuración tiene otras implicaciones. Cuando el Mega se conecta a un ordenador con Mac OS X o Linux, esto reinicia la placa cada vez que se realiza una conexión desde el software (via USB). El medio segundo aproximadamente posterior, el gestor de arranque se esta ejecutando. A pesar de estar programado para ignorar datos mal formateados (ej. cualquier cosa que la carga de un programa nuevo) intercepta los primeros bytes que se envían a la placa justo después de que se abra la conexión.Si un sketch ejecutándose en la placa recibe algún tipo de configuración inicial o otro tipo de información al inicio del programa, asegúrate que el software con el cual se comunica espera un segundo después de abrir la conexión antes de enviar los datos.

El Mega contiene una pista que puede ser cortada para deshabilitar el auto-reset. Las terminaciones a cada lado pueden ser soldadas entre ellas para rehabilitarlo. Están etiquetadas con "RESET-EN". También podéis deshabilitar el auto-reset conectando una resistencia de 110 ohms desde el pin 5V al pin de reset; mirar este hilo del foro para mas detalles.

Protección contra sobretensiones en USB

El Arduino Mega tiene un multifusible reinicializable que protege la conexión USB de tu ordenador de cortocircuitos y sobretensiones. A aparte que la mayoría de ordenadores proporcionan su propia protección interna, el fusible proporciona un capa extra de protección. Si mas de 500mA son detectados en el puerto USB, el fusible automáticamente corta la conexión hasta que el cortocircuito o la sobretensión desaparece.

Características Físicas y Compatibilidad de Shields

La longitud y amplitud máxima de la placa Duemilanove es de 4 y 2.1 pulgadas respectivamente, con el conector USB y la conexión de alimentación sobresaliendo de estas dimensiones. Tres agujeros para fijación con tornillos permiten colocar la placa en superficies y cajas. Ten en cuenta que la distancia entre los pines digitales 7 y 8 es 160 mil (0,16"), no es múltiple de la separación de 100 mil entre los otros pines.

El Mega esta diseñado para se compatible con la mayoría de shields diseñados para el Diecimila o Duemilanove. Los pines digitales de 0 a 23 (y los pines AREF y GND adyacentes), las entradas analógicas de 0 a 5, los conectores de alimentación y lo conectores ICPS están todos ubicados en posiciones equivalentes. Además el puerto serie principal esta ubicado en los mismos pines (0 y 1), asi como las interrupciones 0 y 1 (pines 2 y 3 respectivamente). SPI esta disponible en los conectores ICSP tanto en el mega como en el Duemilanove/Diecimila. Atención, los pines I2C no esta ubicado en la misma posición en el Mega (20 y 21) que en el Duemilanove/Diecimila (entradas analógicas 4 y 5).

Foto del Arduino Mega por SpikenzieLabs.

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