Arduino Unoのスペック

■Arduino UNOの外観
　Arduino UNOの外観は下のようになり、基板サイズは70mm x 55mmになります。各部品に番号をつけており、それぞれ説明をいたします。

① マイコン
　ATmega328というマイコンになり、以下スペックのとおり。
　・動作電圧　　　　　：5V
　・デジタル入出力　　：20本(内、PWM 6本)
　・アナログ入力　　　：6本(10bit)
　・フラッシュメモリ　：32KB
　・SRAM　　　　　　：2KB
　・EEPROM　　　　　：1KB
　・クロック周波数　　：16MHz

② デジタル入出力ピン(0-13番ピン)
　穴が空いていてワイヤを挿せるようになっており、ここから電圧をかけたり、電圧値を読み取ったりできます。デジタルの為、電圧をかけるときはHIGH(5V)とLOW(0V)の2値しか出力できず、電圧を読み取るときもHIGH or LOWしか認識できません。

③ アナログ出力ピン(3,5,6,9,10,11番ピン)
　PWM出力となり主にモーターなどを動かす際に使います。(PWMとは？こちらを参照願います)

④ アナログ入力ピン(0-5番ピン)
　先ほど説明したデジタル入力はHIGH/LOWしかわかりませんが、このピンは電圧値を細かく読み取る事ができ、 0-5Vの電圧値を0から1023の整数に変換して読み取ります。つまり5Vを1024(=2^10)分割した結果をマイコンは認識するので、 1メモリは5V/1024 = 0.00488Vとなります。2^10の"10"が分解能となり10bitとなります。

例えば、マイコンが"100"と認識したら実際の電圧は0.488Vになります。ではピッタリ2Vをマイコンが認識する数字はいくらでしょうか？実はピッタリ2Vを認識することは出来ません。 1024/5x2V=409.6なので、2Vは409と410の間になりますがマイコンは整数しか認識しないため、より2Vに近い"410"を認識します。

⑤-⑦ POWERピン
⑤に繋ぐと外部入力端子電圧(⑩からの入力電圧)がそのまま出力されます。⑤は⑩と繋がっているため、⑩は使わず⑤から電源を供給(電池など)してボードを動かすことも可能です。その際はGND端子に電池のマイナス側を繋ぐ必要があります。

⑥に繋ぐと5V、⑦に繋ぐと3.3Vの電圧が出力されます。

⑧ GNDピン
　グランドと読みます。電気回路を作る際は電圧をグランドに落とす必要があり、ここに最終的にここに繋ぎます。

⑨ USB接続端子
　PCと接続し、マイコンを動かすためのプログラムを書き込むために使います。⑩が繋がれていない場合はこちらから電源を供給します。

⑩ 外部入力電源端子
　差し込むDCプラグは内径2.1mm、外形5.5mmのもので、7V-12Vの範囲の電圧を入力させる必要があります。もし7V以下の電源が供給されたら5Vピンの電圧は 5Vを切る可能性があり、12V以上の電圧が供給されたら電圧レギュレーターが過熱し破損に至る可能性があります。

＊USB端子からの電源供給は5Vですが、USBからの供給時においては5Vでも問題ありません。

⑪ リセットボタン
　このボタンを押すとマイコンへの電源供給が遮断され、作動中のプログラムがリセットされ初期状態に戻ります。

⑫ インジケーター
　上から順に「L」「TX」「RX」と記載されておりそれぞれ以下の状態の時にランプが点灯します。
　「ON」: 電源が供給されている時に点灯
　「L」 : デジタル出力13番ピンから電圧が出力されている時に点灯
　「TX」: USB端子よりPCにデータを送信している時に点灯
　「RX」: USB端子よりPCからデータを受信している時に点灯

⑬ 水晶振動子
　16MHzのクロックを発生させる水晶振動子です。

⑭ USB-シリアルコンバータ
　シリアル機器からUSB接続端子経由で受信した情報を変換する回路です。ATmega16U2を使用しています。

⑮ ICSPヘッダー
　ICSPとはIn Circuit Serial Programmingの略で、マイコンなどの部品を基板に実装したままの状態で内臓メモリに書きこむ方法のことを言います。プログラムを書き込む際にこの端子を使います。

⑯ 電圧レギュレータ
　マイコンに供給する電圧5V , 3.3Vを安定して供給するための回路です。

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