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Arduino Due

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A placa Arduino DUE possui um microcontrolador com core ARM Cortex-M3 como cérebro da placa. O microcontrolador escolhido para fazer parte de mais essa placa de sucesso da plataforma Arduino foi o ATMEL SAM3X8E, com encapsulamento de 144 pinos LQFP.

Comparada a placa Arduino UNO, a Arduino DUE tem maior poder de processamento. O microcontrolador SAM3X8E da DUE possui arquitetura Cortex-M3 que é concebida para que seus registradores sejam de 32 bits e que operações de 4 bytes sejam feitas em um ciclo de clock. Os microcontroladores ATMEGA, no entanto, possui arquitetura interna de 8 bits. Além disso, a nova placa, lançada para comercialização no ano passado, pode operar em até 84 MHz, contra os 16 MHz de velocidade máxima de processamento do Arduino UNO.

O microcontrolador ATMEL SAM3X8E possui 512 KB de Memória Flash e 96 KB de SRAM, ou seja, muito mais recursos para programas maiores e mais complexos.

Veja a abaixo a placa Arduino Due:

Frente:

Verso:

A Arduino DUE possui 54 pinos digitais de entrada ou saída, onde 12 desses podem ser utilizados para controle PWM aumentando a capacidade de controle PWM se comparada a Arduino UNO que possui apenas 6 saídas PWM.

Os conversores analógicos-digital (ADC) dessa placa, são incrivelmente mais rápidos e podem operar em até 1 MHz de Frequência de amostragem. Essa nova placa possui 12 entradas de ADC, com 12 bits de resolução. Os responsáveis pelo software para prototipagem estão adaptando as bibliotecas do Arduino para aproveitar ao máximo a velocidade de processamento e dos periféricos. Além disso, possui dois 2 conversores digital-analógicos(DAC) de 12 bits, o que permite muito mais versatilidade a diferentes aplicações. É possível então, ter uma saída com um valor de tensão entre 0 e 3,3V, com 4096 diferentes valores, nesse intervalo.

Verifica-se então que, para tarefas que necessitem de captura e processamento de áudio (DSP - processamento digital de sinais), por exemplo, ou controle de vários motores, a placa Arduino DUE é bem mais adequada, exata e rápida.

A placa possui duas portas USBs, uma para carregar o código, como o Arduino UNO e a outra nativa, que pode operar como host ou On-The-Go, para conectar hardwares externos, como um mouse, teclado ou smartphone. Possui também 4 UARTs (portas seriais), 2 TWI (uma espécie de “I2C da ATMEL”, um pouco modificada ), um barramento SPI (Serial Programming Interface) para comunicações seriais de alta velocidade, e que está presente em um conector no centro da placa, e CAN (Controller Area Network), rede comumente utilizada em aplicações automotivas..

Ao se trabalhar com essa placa alguns cuidados devem ser tomados. O microcontrolador opera com 3,3 V., isso implica em não existir compatibilidade entre vários shields disponíveis no mercado. Não é recomendável que se insira nos pinos de entrada digitais tensões acima de 3,6 V (o valor máximo absoluto suportado é 4,0 V., mas é bom sempre evitar estar próximo a esse limite máximo de tensão). No entanto, é possível encontrar alguns shields já compatíveis com a DUE, como o Arduino Wifi e o shield Ethernet REV 3. É importante verificar se o shield é compatível com o layout Arduino R3.

Além de todas essas características, o microcontrolador ainda possui DMA e MPU integrada. Serão explicados mais detalhes desse microcontrolador nos próximos artigos e porque estas características faz ele ser uma ótima escolha para projetos que exigem o uso de um sistema mais complexo de gerenciamento das atividades, como um Sistema de Tempo Real (RTOS).

O JTAG que está disponível na placa Arduino DUE é do padrão de Debug da ARM para microcontroladores com core CORTEX. Essa versatilidade permite que utilizemos o Arduino DUE não somente o programando no sketch tradicional Arduino, mas permite o desenvolvimento em outras ferramentas, como o ATMEL STUDIO, onde é possivel monitorar em tempo real todas as variáveis do microcontrolador. Isso é essencial para minimizar o tempo de descoberta de problemas sérios em firmware.

A figura abaixo exibe o diagrama de pinos da Arduino DUE e é uma ótima forma de se ter uma ideia geral de tudo que a placa disponibiliza de periféricos, além de apresentar vários alertas úteis. Seu criador, Rob Gray, teve muito cuidado para criá-la. Esse esquema passou por diversas modificações e contou com a ajuda do pessoal do fórum do Arduino.cc. Verifique que o número mais próximo do pino sempre é o número do pino do microcontrolador e o segundo nome é o nome do pino desse microcontrolador. As outras nomenclaturas são referentes a função de cada um dos pinos, verifique a legenda na imagem.

A corrente total que pode ser drenada de todos os pinos de entradas e saídas juntos é de 130 mA, sendo que o máximo absoluto é 150 mA. Fixadas a tensão de trabalho em 3,3V, cada um dos pinos pode fornecer ou 15 mA /3 mA de corrente ou receber 9 mA ou 6 mA, esses valores diferentes ocorrem devido as características de cada pino. O símbolo ( ) no diagrama de pinos acima, indica que esse pinos são de baixa corrente,fornecem até 3mA. e recebem até 6 mA e o símbolo (  ) indica que os pinos podem fornecer e receber uma corrente mais alta, no caso, 15 mA e  6 mA,  respectivamente.

Nos próximos artigos vamos analisar em detalhes o hardware dessa placa, o microcontrolador core ARM CORTEX-M3, misturando um pouco de arquitetura da ARM e como o microcontrolador foi projetado pela ATMEL. E, claro, software para ARDUINO, ATMEL Studio, aplicações com diferentes shields e a utilização ferramentas de DEBUG, para aproveitar ao máximo essa placa de desenvolvimento.

Os arquivos de projeto do Arduino estão disponíveis para download porque trata-se de um projeto de hardware de código livre (open source). Abaixo, nas referências, indico todos os links importantes para a consulta dos arquivos. Não deixe de conferir porque é um belo aprendizado.

Agradecimentos

Ao editor Fábio Souza que vem trazendo uma série de artigos sobre a plataforma Arduino no Embarcados. Ele atua com treinamentos sobre a plataforma Arduino e desenvolvimento de projetos de hardware e software para projetos embarcados.

Referências

Hardware do Arduino DUE

O Diagrama de Pinos não oficial, desenvolvido por RobGray

Diagrama de Pinos: Imagem

Diagrama de Pinos: Corel

Diagrama de Pinos: PDF

Discussão sobre o DUE na Arduino.cc

Arduino Brasil no Facebook

Datasheet do microcontrolador da placa Arduino DUE

Tirando da caixa e fazendo funcionar

Arquivos para o software CAD EAGLE

Esquemático

Mapa de Pinos

Software para criação de projetos Arduino com a placa DUE - versão 1.5.6

Massimo explica as origens do Arduino e fala sobre o Arduino DUE

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Olá pessoal, gostaria de saber se posso trabalhar com uma frequência de 10kHz de PWM no Arduino Due?

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[…] não para de crescer, foram lançadas placas com maior poder de processamento, como por exemplo, a Arduino Due, que usa um microcontrolador ARM Cortex-M3. Também foram lançadas placas que suportam Linux, como […]

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