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MICROPROCESSADORES E MICROCONTROLADORES MECATRÔNICA

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A placa descrita pode receber alimentação pela conexão USB ou por uma fonte de alimentação externa.

A alimentação externa ocorre através do conector Jack com o pino positivo no centro, onde o valor de tensão da fonte externa deve estar entre os limites 9 a 20 VDC. Tensões abaixo de 7VDC provocaram funcionamento instável, devido a tensão de operação é de 5VDC. Isso ocorre devido atenção passar pelo regulador de tensão da placa, o qual opera de forma ideal com pelo menos 3 volts de tensão acima do seu valor de saída. De toda forma é recomendado proceder com a alimentação com valores de tensão 9 a 14VDC.



O circuito responsável pela regulação e distribuição da tensão é mostrado abaixo. O componente U1 é o regulador de tensão (NCP1117), da fabricante OnSemi. Ainda no mesmo circuito, para evitar a inversão de polaridade, é disponibilizado o diodo SMD (montado sobre a placa) D1, da serie 1N4007.



Quando o cabo USB é plugado a um computador, a tensão não precisa ser estabilizada pelo regulador de tensão. Dessa forma a placa é alimentada diretamente pela USB. O circuito da USB apresenta alguns componentes que protegem a porta USB do computador em caso de alguma anormalidade.

Z1 e Z2 (varistores) formam um circuito cuja função é de proteger a placa contra picos elevados de tensão e transientes elétricos.

Os resistores RN3A e RN3D (22 Ohms) atuam como limitadores de corrente provenientes de descargas estáticas eventuais, por intermédio de contato físico entre o usuário e placa.

O protetor de sobre corrente do tipo térmico (F1) possuir uma capacidade trafego de 500mA, atuando quando essa corrente excede o valor nominal, na intensão de resguardar a saída USB do computador. A fim de proteger e garantir que ruídos externos não acessem a placa via USB via conecção GND, foi utilizado o indutor L1 (100mH).

Ainda com relação ao tipo de alimentação, a placa possui um circuito pra chavear a tensão de alimentação automaticamente entre a tensão USB e a tensão da uma fonte externa.

Esse circuito atua na verificação da tensão principal de alimentação (maior corrente), de forma que se houver tensão no conector DC e a USB é estiver conectada, a tensão de 5V será drenada fonte aplicada no conector DC, será forma a conecção USB servirá apenas para trafego de dados com o PC.



O regulador de U2- LP2985 (3V3),é responsável por fornecer uma tensão continua de 3,3V para alimentação de circuitos ou Shields (placas de acessórios) que necessitem desse valor de tensão. Essa tensão trabalha com fornecimento máximo de corrente de 50 mA.

IOREF - Fornece uma tensão de referência para que Shields (placas de acessórios) possam selecionar o tipo de interface apropriada, dessa forma shields que funcionam com a placas Arduino que são alimentadas com 3,3V, podem se adaptar para serem alimentadas com 5VDC e vice-versa. RESET - Pino conectado a pino de RESET do microcontrolador. Pode ser utilizado para um reset externo da placa Arduino via botão com propriedades não retentivas. 3,3 V - Fornece tensão de 3,3VDC para alimentação de shield e módulos externos. Possibilita dreno máxima de 50 mA. 5 V - Fornece tensão de 5VDC para alimentação de shields e circuitos externos. GND - Pinos de referência, terra. VIN - Pino para alimentar a placa através de shield ou bateria externa. Quando a placa é alimentada através do conector Jack, a tensão da fonte estará nesse pino.



INTERFACE USB PARA COMUNICAÇÃO COM O COMPUTADOR

O ATMEGA 16U2 é um microcontrolador, responsável pela comunicação (trafego de dados, upload do código binário gerado após a compilação do programa feito pelo usuário). Possui um conector ICSP para gravação de firmware através de um programador ATMEL, para atualizações futuras.

Demos ressaltar dois leds (TX, RX), controlados pelo software do microcontrolador, que indicam sucesso no envio e recepção de dados da placa para o computador. Esse microcontrolador possui um cristal externo de 16 MHz.

Encontramos uma conexão do pino 13 do ATMEGA16U2 ao circuito de RESET do ATMEGA328, esse arranjo possibilita a entrada no modo bootloader automaticamente quando é pressionado o botão Upload na IDE.



O ATMEGA328, é um dispositivo de 8 bits da família AVR com arquitetura RISC avançada e com encapsulamento DIP28. Dotado de 32 KB de Flash (mas 512 Bytes são utilizados pro bootloader), 2 KB de RAM e 1 KB de EEPROM. É possível trabalhar com um cristal de até 20 MHz, o qual é conectado aos pinos 9 e 10 do microcontrolador.

São dispostos 14 pinos que podem ser usados como entrada ou saída digitais (I/O). Estes Pinos operam em HIGH = 5 V e LOW = 0V, com dreno de corrente máxima de 40 mA. Cada pino possui resistor de pull-up interno que pode ser habilitado por software.

PWM - 3, 5, 6, 9, 10 e 11 podem ser usados como saídas PWM de 8 bits através da função analogWrite().

COMUNICAÇÃO SERIAL - 0 e 1 podem ser utilizados também para comunicação serial.

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