Vídeo: O Hardware do Arduino Mega 2560
O sistema embarcado Arduino UNO, que é possivelmente o mais popular dos Arduinos, já permite ao projetista desenvolver as mais diversas aplicações. O Arduino Mega 2560, além de trazer todas as vantagens do UNO, emprega um microcontrolador Atmega 2560-16AU, viabilizando a expansão de I/Os digitais para até 53, além de apresentar 16 entradas analógicas, que podem também ser utilizadas como I/Os digitais.
Para aproveitar ao máximo os recursos disponíveis em qualquer sistema embarcado ou Shield, é importante conhecer um pouco do seu hardware interno. O estudo do datasheet do microcontrolador principal também é de suma importância. Logo, aconselha-se com veemência a análise do datasheet do Atmega 2560-16AU.
Hardware do Arduino Mega 2560
Na Figura 1 pode-se observar parte do diagrama esquemático da plataforma Arduino Mega, mais especificamente o setor do microcontrolador principal.
O componente IC3 portanto corresponde ao microcontrolador Atmega 2560-16AU, onde o arquivo hexadecimal originado na compilação de seu código na IDE é efetivamente gravado. Pode-se observar também as diversas conexões possíveis para I/Os digitais. IC1 consiste no regulador de tensão, que abaixa a tensão de entrada para os 5V necessários ao funcionamento do sistema. Y1 é o cristal de 16MHz já com os capacitores, responsável pela geração do clock do processador. IC7a consiste em um Amplificador Operacional ligado como buffer, para isolar o LED onboard, associado ao pino digital 13.
Na Figura 2 pode-se observar o circuito de chaveamento entre alimentação USB ou fonte externa.
O componente IC7B está ligado como comparador de tensão. Quando há presença de tensão em VIN, o valor na entrada não inversora é superior ao valor da entrada inversora (3,3V). Por este motivo, há nível lógico alto na saída (pino 7), desligando o transistor de efeito de campo canal P (T1). Com ausência de tensão em VIN, RN5D atua como resistor de pull-down e a tensão na entrada não inversora é inferior à da entrada inversora. Com isso, há nível lógico baixo na saída (pino 7), ligando o T1. Pode-se observar portanto que, com T1 ligado, os 5V da alimentação USB serão responsáveis por alimentar os circuitos lógicos do sistema embarcado. IC6 atua como regulador para gerar a tensão de 3,3V.
Na Figura 3 pode-se observar o circuito de interface USB/TTL.
O sistema é muito semelhante ao já utilizado no Arduino UNO, onde observa-se outro microcontrolador (Atmega16U2-MU), IC4, que vem previamente gravado de fábrica para executar a comunicação entre o protocolo USB, adequando aos níveis TTL (0 a 5V) para gravar o processador principal. Este circuito tem como vantagem a maior velocidade de gravação se comparado com o sistema anterior, desenvolvido com um circuito integrado dedicado a esta função, o FTDI. Como desvantagem pode-se destacar a instabilidade em algumas ocasiões.
Para baixar os arquivos pertinentes à vídeo aula do hardware do Arduino Mega 2560, acesse este link.
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