Микроконтроллеры на чипе Atmega недороги и доступны каждому желающему познакомиться с миром робототехники. Разработчики из Arduino Software подарили нам путь в область электроники и робототехники, сделав платы Arduino удобными для изучения тем, кто только начал познавать мир микроэлектроники.
Абсолютно любой может купить себе контроллер, загрузить бесплатное программное обеспечение с официального сайта и запрограммировать контроллер по своему усмотрению (рис.1).
Во всемирной паутине не так трудно найти нужный пример с его кодом и описанием. Остается сделать небольшие правки под конкретный проект, и устройство будет практически готово. Но даже простота и удобство микроконтроллеров не могут спасти людей от ошибок. Невнимательность пользователей приводит к печальным последствиям – выходу Arduino из строя.
Ошибка при подключении питания
У всех плат Arduino имеется возможность подключения питания несколькими способами (рис.2)
Самый простой способ – это подключить питание по USB (micro, mini) входу. Это самый безопасный способ. Питать Arduino можно как от компьютера, так и от обычной телефонной зарядки на 5 вольт. Сложнее всего при необходимости подключить питание непосредственно через пины входов и выходов на плате. Тут закрадываются две ошибки подключения:
• можно легко перепутать пины для входа питания и вместо подачи напряжения VIN подать его на 5V (рис.3);
• можно вовсе перепутать полярность подключения (рис.4).
В обоих случаях это гарантированно убьет контроллер Ардуино!
Есть еще и третий способ подключения – через гнездо DC. Через штейкер подключается отдельный блок питания с напряжением от 7 до 12 вольт. Опасность состоит в том, что контроллер получает питания от двух источников с разным напряжением. Такое подключение нежелательно, так как происходит перекос напряжения. Хуже всего, если произойдет короткое замыкание, и защитный предохранитель не сработает. В этом случае можно почувствовать запах жареного текстолита и (если повезет) увидеть небольшой фейерверк.
Перегрузка платы Arduino
Факт, о котором многие забывают: микроконтроллер – это всего лишь управляющее устройство, а не силовая установка для подключения модулей, светодиодных лент и моторов без внешнего источника. Arduino может выдавать общий ток на пины ввода/вывода не более 500мА, при превышении этого порога чип сгорит от перегрузок.
Для питания силовых цепей используйте внешнее питание. Источник должен быть гальванически развязан от платы микроконтроллера и подключенного устройства, общим выводом должна оставаться только земля! Для обеспечения раздельного питания используются силовые транзисторы (MOSFET) и реле переключения (рис.5).
Невнимательность при использовании макетных плат Breadboards
Макетные платы (Breadboards) создавались для тестовых проектов. Монтаж элементов происходит путем их размещения в специальные отверстия. Частенько на такой плате при построении сложных схем можно запутаться в обилии проводов и радиоэлементов и по ошибке что-то закоротить. Макетные платы очень удобны для тестирования, но нужно быть внимательным при работе с ними (рис.6)
Работа с контроллером при включенном питании
Электронщики со стажем обычно знают, что делают, и работают очень осторожно. У новичков регулярно что-то замыкает.
Платы Arduino чувствительны к замыканию: одно неловкое движение – и плата рискует оказаться на помойке. У платы есть защитные механизмы, но от небрежности они не спасают. Особенно это касается плат из линейки micro, mini и nano, где пины торчат наружу.
Соединение соседних пинов без нагрузки
При подключении пинов друг к другу произойдет замыкание, входа сгорят. Контроллер может и останется рабочим, но вопрос в другом: будет ли он работать стабильно после этого? Входа можно объединять только при подключенной нагрузке, нагрузкой может быть маломощный резистор или светодиод (рис.7).
При работе с платами Arduino нужно быть аккуратным. Одно неловкое движение – и придется покупать новый контроллер. Ошибок не избежать, но всегда можно их минимизировать. Внимательно проверяйте свои устройства перед включением!