Arduino Micro e BMP180 Bosch per realizzare una Weather Station

In un recente articolo pubblicato su Elettronica Open Source dal titolo “Quale scheda Arduino scegliere per il mio progetto?” sono stati elencati vari modelli della serie Arduino. Analizziamo nel dettaglio uno dei modelli presentati: la scheda ARDUINO MICRO. Questa è stata sviluppata in collaborazione con Adafruit, e utilizza come processore l’ATmega32U4, la scheda su una superficie di neanche 9 centimetri quadrati mette a disposizione 20 pin I/O digitali, di cui 7 PWM e 12 ingressi analogici. Il modulo include tutto ciò che serve per il supporto del microcontrollore come l’interfaccia USB, due regolatori di tensione, vari led, con la possibilità di connetterlo con semplicità al computer ed essere subito operativo, per implementare i propri progetti. Perciò, se la vostra applicazione ha bisogno di una miniaturizzazione “spinta”, sicuramente questa scheda potrà fare al caso vostro. Nell'articolo vedremo anche un'applicazione che permette di visualizzare su display TFT i dati provenienti dal sensore BMP180 e quindi avere i valori di pressione, temperatura e altitudine sul livello del mare.

Di schede di controllo di piccole dimensioni ve ne sono molte in commercio, nel caso di Arduino in un precedente articolo Costruzione del robot LittleBot – Scheda di controllo, avevamo visto per esempio Arduino Nano , mentre in un'altro articolo si vede un possibile utilizzo di una scheda XMX 2Go prodotta dalla Infineon.

Arduino_micro_confronto

Confronto di dimensioni tra Arduino Micro, Nano e la scheda XMC 2Go

Vediamo ora di analizzare in dettaglio le caratteristiche offerte da Arduino Micro

Arduino_micro_foto

CARATTERISTICHE SALIENTI

Microcontroller Atmel ATmega32u4
Velocità di clock 16 MHz
Tensione di funzionamento 5 V
Tensione in ingresso 7-12 V (consigliati)
Tensione in ingresso 6-20 V (limiti)
Pin I/O digitale 20 (7 forniscono in uscita segnali PWM e 10 possono essere usati come input analogici e 3 solo digitali)
Pin analogici 6
Corrente continua per I/O 40 mA
Corrente per Pin alimentati a 3.3V: 50mA
Flash Memory 32 KB (di cui 4 KB utilizzati dal bootloader)
SRAM 22.5 KB
EEPROM 1 KB
Dimensioni 48 x 18 mm

Arduino_micro_pinout

Passiamo quindi ad analizzare le varie sezioni in cui può essere suddiviso lo schema elettrico della scheda: alimentazione, processore, memoria, pin d’input e output, connettore ICSP, led di segnalazione.

Sezione alimentazione

Arduino Micro può essere alimentato tramite due diverse fonti di energia: prelevata tramite il connettore dell’interfaccia USB micro o con un alimentatore esterno connesso al Pin Vin.
La fonte di alimentazione è selezionata automaticamente, tramite l’attivazione del mosfet, T1 tipo FND340P o PMV48XP, usato come switch, che si occupa di connettere o meno i 5V USB alla scheda.

Arduino_micro_usb

L’alimentazione da USB è protetta da un POLYFUSE azzerabile F1 tipo MF-MSF050-2 da 500 mA, che protegge la porta USB del computer da cortocircuiti e sovracorrenti.
Sebbene la maggior parte dei computer abbia già una protezione interna, il fusibile fornisce un ulteriore livello di protezione.
In questo caso, se una corrente maggiore di 500 mA è prelevata dalla porta USB, il fusibile interromperà automaticamente il collegamento fino a quando il sovraccarico non sarà rimosso.
La tensione è livellata e filtrata tramite il condensatore C9 da 100 nF e l’elettrolitico C14 da 22uF.
La funzione della resistenza R2 da 10kΩ è quella di non far fluttuare il segnale di comando del mosfet T1.
L'alimentazione esterna (non USB) può essere fornita da un alimentatore DC o tramite una batteria, questi dovranno essere collegati ai pin Gnd e Vin.
La scheda può funzionare con una tensione che teoricamente può essere compresa tra i 6 e i 20 volt.
In pratica però, se si forniscono meno di 7V, la tensione continua generata potrebbe essere inferiore ai 5V e in questo caso il funzionamento della scheda può essere instabile.
D’altra parte, fornire una tensione maggiore di 12V, può portare al surriscaldamento con relativo danneggiamento del regolatore di tensione.
Per questo motivo l'intervallo raccomandato di tensione è compreso tra i 7 e i 12 volt.
La parte del circuito di regolazione è formata per quanto riguarda l’uscita a +5V, dal’integrato U2 tipo NCP1117-5, che è un regolatore di tensione fisso a basso dropout con una corrente d’uscita massima di 1 A.
La tensione d’uscita è livellata tramite i condensatori C1 e C2 da 100nF e dall’elettrolitico C3 da 22µF.

Arduino_micro_schema_regolatori

Nel caso fosse disponibile la tensione di +5V fornita tramite la porta USB, oppure da fonte esterna tramite l’apposito PIN, l’attivazione del secondo mosfet, T2 tipo FND340P o PMV48XP, usato anche in questo caso come switch, si occupa di bypassare l’integrato U2.
Nel caso invece, la tensione da USB non fosse presente, la tensione sarebbe prelevata tramite l’ingresso Vin.
La funzione della resistenza R9 da 10kΩ è quella di non far fluttuare il segnale di comando del mosfet.
Arduino Micro è anche in grado di fornire in uscita una tensione di +3,3V, questa non è direttamente utilizzata dalla scheda ma è presente per utilizzi esterni.
Per ottenere questa tensione che è ottenuta riducendo la tensione di +5V, è presente l’integrato U4 tipo LP2985-33DBVR, si tratta di un regolatore di tensione fissa a basso rumore e basso dropout con possibilità di opzione shutdown, nel nostro caso non utilizzata dato che il pin risulta permanentemente connesso alla fonte di alimentazione.
La massima corrente d’uscita teorica è di 150 mA, anche se dalle caratteristiche della scheda è consigliato un assorbimento massimo di 50 mA.
La tensione è livellata dal condensatore elettrolitico C4 da 1uF.
Riassumendo i pin di alimentazione presenti sulla scheda Arduino Micro, sono i seguenti:

  • VI. La tensione d’ingresso alla scheda Arduino quando sta utilizzando una sorgente di alimentazione esterna (in contrapposizione a 5 volt dalla connessione USB o altra fonte di alimentazione regolata).
  • 5V. tensione stabilizzata utilizzata per alimentare il microcontrollore e altri componenti sulla scheda. Questo può venire sia da VIN tramite un regolatore a bordo o essere fornita da USB o da un fonte esterna con un valore di 5V.
  • 3V. Sono forniti 3.3 volt generati dal regolatore di bordo. Assorbimento massimo è di 50 mA.
  • GND pin di terra.

Arduino_micro_alimentazione

Sezione processore

La scheda utilizza lo stesso tipo di processore della Arduino Leonardo e Arduino Esplora, un microcontrollore prodotto dalla AVR tipo ATMEGA32U4 siglato sullo schema U1, che opera a una frequenza di 16 MHz: è connesso a una porta USB ed è in grado di agire come un dispositivo client USB, come [...]

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6 Commenti

  1. riky2k riky2k 4 giugno 2015
    • adrirobot 7 giugno 2015
      • riky2k riky2k 7 giugno 2015
        • adrirobot 4 agosto 2015
  2. robcarda 29 luglio 2015
    • adrirobot 4 agosto 2015

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