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상품 설명서
작성자 avrtools™        
작성일 2011/08/29
첨부#1 uno-USBserial-driver.zip (3KB) (Down:1071)
첨부#2 m328-mini-v2.0.xps (1,482KB) (Down:114)
ㆍ추천: 0  ㆍ조회: 2487   
  M328-mini V2.0 사용 설명서
M328-mini V1.0을 Arduino Uno(유노)로 업그레이드한 M328-mini V2.0 신제품입니다.
아듀이노 미니, 프로, 나노와 호환성능이며, 여러 기능이 추가 되었습니다.
 USB2serial-V2.0을 연결하면, 아듀이노 스케치에서 펌웨어를 12 MHz 속도로 업로드할 수 있습니다.
  
규격
기판 크기 20 x 45 mm
장착 MPU ATmega328P-AU (20MHz)
작동 전압 (추천 값) 3.3V 혹은 5V  
작동 전압 (제한값) 2.7 ~ 5.5V
입력 전압 (추천 값) 7 - 9V
입력 전압 (제한 값) 6 - 20V
디지털 I/O 핀 14 (PWM 출력 6)
아날로그 입력 핀 8 (디지털 입,출력 겸용)
I/O 핀의 출력 전류 40 mA
사용자 펌웨어 저장공간 32 KB (0.5 KB는 부트로더로 사용됨)
SRAM 2 KB (사용자 펌웨어에서 사용하는 변수의 작업공간)
EEPROM 1 KB (사용자 펌웨어에 필요한 데이터를 저장하는 공간, 전원을 차단해도 기억됨)
작동 속도 16 MHz

M328-mini-V2.0 기판에 펌웨어를 업로드한 다음, 필요에 따라서 USB2serial-V2.0을 분리할 수 있습니다.
혹은 USB2serial-V2.0을 계속 연결해서, M328-mini-V2.0 기판에서는 단순히 UART로만 송수신하면,
PC와는 USB 포트로 연결했지만, 소프트웨어로는 가상직렬포트로 PC와 데이터의 송수신이 가능합니다. 
  

장점
20 x 45 mm의 작은 크기로 핀 간격과 배열은 Arduino Nano와 같습니다.
D13  출력에 Run LED를 장착하였습니다.
SMD 리셋 스위치를 장착.

ICSP 6핀 커넥터를 장착하여 AVRISP-mkII로 직접 펌웨어를 구울 수도 있습니다.
    예를 들면 펌웨어를 USB2serial-V1.0 에 맞게 Duenomilanove용 부트로더로 구울 수도 있습니다.

Vin 입력에 500mA 자동복귀형 과전류 보호회로를 장착하였습니다.
Vin에 500mA 5V LDO를 장착, Vin 핀에 6~12V 전원을 연결하여 작동시킬 수 있습니다.

500mA 3.3V LDO를 추가로 장착하여 5.0V는 5V0 핀으로, 3.3V는 3V3 핀으로 출력합니다.
    3.3V 전원을 사용하는 최신형 센서는 센서전원은 물론 I/O 핀을 직접 연결할 수 있습니다.

 VCC 점퍼는 5V0 에 놓으면 MPU에 5.0V를 공급합니다, 3V3 에 놓으면 MPU에 3.3V를 공급합니다.
    MPU의 작동전압과 I/O 장치의 전원전압을 일치시키면, 기판과 I/O 장치의 직결이 가능합니다.
 
 500mA 이상을 소비하는 I/O 장치를 연결한 경우에는 외부 SMPS 전원을 VCC 핀에 공급해야 합니다.
   이때는 USB2serial, 전원이 공급되는 AVRISP-mkII, 혹은 Vin 핀에 전원을 공급하면 안됩니다.

 외부전원은 Vin 핀에 6~12V 외부 전원이나 건전지, 충전지를 연결할 수 있습니다.
   USB2serial 연결시 VCC 핀에 외부 5V 전원이나 Vin에 6~9V 외부전원을 연결하면 안됩니다.     
 
AVRTOOLS USB2serial V2.0
 
  Uno 호환 USB2serial-V2.0을 사용하면 Opti-Bootloader로 빠른 업로드가 가능합니다. 
    펌웨어 업로드 속도는 12MHz로 아듀이노 기판들 중에서 가장 빠릅니다.

 USB2serial-V2.0을 연결하면 Vin을 입력하지 않고, PC의 USB 전원으로 작동 시킬 수 있습니다.

 USB 드라이버는 Arduino-0022 스켓치 폴더의 Arduino-0022 -> Drivers -> Arduino UNO.inf 입니다.
    혹은 USB2serial-V2.0 드라이버는 첨부파일 #1 안에 있는 Arduino-USBSerial.inf를 사용합니다.


 

 USB2serial-V2.0 드라이버의 설치 방법
1. USB2serial-V2.0 기판을 PC의 USB 포트에 연결합니다.
2. 제어판 -> 장치관리자 -> Unknown Device에 있는 Arduino-Uno의 속성에서 드라이버 -> Update
3. 드라이버 설치창이 나오면, 아래쪽의 컴퓨터 장치 드라이버 목록에서 직접 선택
4. 드라이버 소프트웨어 검색 창이 나오면, 컴퓨터에서 드라이버 소프트웨어 찾아보기
5. 드라이버 선택 창이 나오면 내려받기한 폴더 혹은 Arduino-0022 -> Drivers 폴더에서 Arduino UNO.inf
6. 빨간 경고 창이 나오면 아랫쪽의 이 드라이버를 설치합니다.
7. 설치완료 창이 나오면 확인을 누릅니다.
8. USB2serial-V2.0을 USB 포트에서 뺏다가 다시 연결합니다.
9. 제어판 -> 장치관리자 -> COM & LPT에서 Arduino Uno (COM3~COM15)를 확인합니다. 
10. 혹시 연결이 안되면 장치관리자 Arduino Uno의 고급에서 포트번호를 바꾸고, 리셋을 누릅니다.




15 핀 x 2 줄 커넥터 (핀의 간격과 배열은 Arduino Nano와 동일) 장착
 SMD 리셋 스위치 장착
 D13 핀에 Run LED를 장착
 6 핀 ISP 커넥터 장착 (AVRISP-mkII로 펌웨어굽기 가능)
 5 핀 USB2serial 커넥터 장착 (USB2serial-V2.0 사용시 Arduino Uno로 작동)

 Vin 입력에 500mA Over current Protector 장착 (자동복귀형)
 Vin 입력에 500mA 5.0V LDO 장착 (VCC 핀으로 5.0V를 출력)
    (Vin을 입력하지 않거나 USB2serial로 USB전원을 사용하지 않으면 VCC핀에 외부5V 공급가능)

 500mA 3.3V LDO 추가 장착 (3V3 핀으로 3.3V를 출력)
 VCC 점퍼 (5V0 혹은 3V3으로 MPU의 작동전압을 선택)
    3.3V I/O를 사용하는 경우 별도의 전원이나 신호레벨 인터페이스 없이 바로 연결이 가능. 

 ATmega328P-20AU 장착 (내부 온도센서 이용가능)
 Murata 16 MHz SMD Resonator 장착
 2.5mm 기판 고정구멍 4개

 부트로더는 첨부파일 #1에 들어있는 optiboot_atmega328.hex를 사용합니다.
   옵티-부트로더의 작동확인은 리셋 스위치를 누를 때, 기판의 D13-LED가 빠르게 4번 깜빡입니다.

I/O 핀 배열
입출력 핀의 간격과 배열은 Arduino Nano와 동일합니다.  
아래와 같이 기판을 놓으면 우측 상단이 1번 D1 혹은 TX, 좌측 하단이 16 번 D13 입니다.
 

흑색, 녹색은 디지털 입력, 출력 핀이며, 청색 사각형 핀들은 PWM 출력이 가능한 디지털 핀,
적색 사각형은 아날로그로 값을 읽을 수 있는 아날로그 입력 및 디지털 입력,출력 겸용 핀입니다.
A6 과 A7 핀은 아날로그 입력만 가능한, 아날로그 입력 전용(겸용 Dx 번호가 없음) 핀입니다.

좌측의 5핀 커넥터는 펌웨어 업로드 혹은 직렬통신용 USB2serial-V2.0 기판을 연결합니다.
우측의 6핀 ISP 커넥터는 USBISP-mkII 등을 연결하여 MPU의 퓨즈나 부트로더를 구울수 있습니다.
 

아듀이노 스켓치 0022 사용방법
Arduino Uno 시리즈는 아듀이노 스켓치 0022 이상에서 만 작동합니다.
아듀이노 스켓치 0022를 받아야 합니다. http://arduino.googlecode.com/files/arduino-0022.zip
 
내려받기한 아듀이노 스켓치의 압축을 풀고, 폴더를 통째로 C: 최상위로 이동시킵니다.
이동시킨 폴더 안의 arduino.exe가 아듀이노 스켓치 실행파일입니다. 바로 실행됩니다.

  
M328-mini-V2.0은 Tools -> Board에서 반드시 Arduino Uno를 선택해야 합니다.
 
 
Tools -> Serial Port에서 COM4를 선택합니다. 자신의 USB2serial 기판을 체크해야 합니다.
 

주의
UNO 호환 기판인 M328-MINI V2.0을 뺀상태에서 스켓치 통신포트에 등록된,
 다른장치의 포트번호를 사용하면 연결이 안됩니다.
기존 포트와 중첩되지 않는 COM5 ~ COM16을 사용하는 것이 연결이 잘 됩니다.


샘플 소스 내려받기 rgb6_fading.zip(65.8KB)
압축을 풀고, 샘플 폴더를 C: 최상위의 C:\의 SKETCHBOOK 폴더 안에 넣어 줍니다.
C:\ 에 SKETCHBOOK 폴더를 만들고, 그안에 넣어야, 프로세싱과의 연동 설정이 쉽습니다.
 
좌측 상단의 File -> Open 을 누르고, 파일찾기 창에서 샘플파일을 선택합니다. 
 
 
소스가 스켓치로 들어오면, 소스를 확인하고, 2 번째줄의 첫번 단추를 누릅니다.
스켓치 아래쪽의 상태창에 Done compile 이 나오면 컴파일이 끝난 겁니다.
     
 
두번째줄의 단추들 중에서 우측에서 두번째 Upload를 누릅니다.
USB2serial 기판의 TX와 RX LED가 교대로 반짝이고 빠르게 업로드가 끝납니다.

우측 하단의 Done Upload를 확인합니다. 이제 업로드된 펌웨어가 자동으로 실행됩니다.


샘플소스 rgb6-fading.pde에서 사용한 PWM 포트는 D3, D5, D6, D9, D10, D11 번입니다.
rgb6-fading.pde가 실행되면, PWM 포트에 연결된 6개의 LED 밝기가 계속 변화됩니다.
 

스케치 실행단추의 설명
 
Play = 컴파일  
Stop = 컴파일 중지
New File = 새 파일
Open File = 파일 읽기
Save File = 파일 저장
Upload I/O board = 업 로드 (펌웨어를 기판에 굽기)
Serial terminal = 통신 프로그램 (내장된 것, 설정된 포트번호로 작동)
  
응용회로 예
5V로 작동하는 장치를 연결하려면, 아래 회로와 같이 VCC 핀 출력을 전원으로 사용합니다. 
3.3V로 작동하는 장치를 연결하려면, 적색 VCC 회로를 3V3 출력 핀에 연결합니다.

  

흑색, 녹색은 디지털 입력, 출력 핀이며, 청색 사각형 핀들은 PWM 출력이 가능한 디지털 핀,
적색 사각형은 아날로그로 값을 읽을 수 있는 아날로그 입력 및 디지털 입력,출력 겸용 핀입니다.
A6A7 핀은 아날로그 입력만 가능한, 아날로그 입력 전용(겸용 Dx 번호가 없음) 핀입니다.


A4와 A5 핀은 SCL과 SDA 로 TWI (I2C 호환 기능) 인터페이스가 가능한 핀입니다.
TWI 라이브러리 i2cmaster.zip 내려받기 i2cmaster.zip(23KB)
TWI는 첨부파일을 arduino-0022의 libraries 폴더 안에 폴더 째로 복사합니다.
 
아래와 같이 Sketch -> Import Library -> i2cmaster로 추가된 것을 확인할 수 있습니다.
 
 
소스에서는 다음과 같이 <i2cmaster.h>를 설정합니다.
#include <i2cmaster.h>
#define SCL_CLOCK 50000L // I2C 속도는 10 ~ 100 KHz 이다. 
void setup() {
i2c_init(); // 라이브러리의 i2c 버스의 초기화 함수를 추가 
PORTC = (1 << PORTC4) | (1 << PORTC5); // TWI 버스 핀에 풀업을 추가.
}

이제 I2C 인터페이스를 사용하는 2선식 센서나 LCD 등의 최신 IC를 연결할 수 있습니다.
상세한 I2C 사용방법은 커뮤니티 -> 아듀이노 공개소스의 MLX90614 비접촉 온도센서 자료를 참조하십시요.
 
주의

외부전원으로 12V 이상이 나오는 비안정 12V나 18V 노트북 전원을 사용하면 안됩니다.
5.5V 이상의 전압이 나오는 외부전원이나 충전용 전지를 VCC 핀에 연결하면 안됩니다.

500mA 이상의 전류를 소비하는 I/O 장치는 별도의 외부전원을 사용하십시요.
USB2serial 혹은 USBISP-mkII를 동시에 연결하거나, 업로드시 Vin에 외부전원을 공급하면 안됩니다. 

40mA 이상을 소비하는 장치나, 코일, 0.1uF 이상의 캐패시터를 I/O 핀에 직접 연결하면 안됩니다.
D12 출력과 같이 트랜지스터 혹은 MOSFET로 간접 구동하거나, Opto-Coupler를 통해서 구동해야 합니다.

5V 이상으로 출력전압을 가변할 수 있는 외부전원을 연결한 상태로 외부전원의 스위치를 끄면 안됩니다. 
외부전원장치는 전원이 차단되는 과정에서 가끔 출력에 설정된 전압 이상의 고전압이 발생할 수 있습니다.
Vin 이나 VCC 핀에 연결된 외부전원 장치를 먼저 분리하고, 외부전원 스위치를 꺼야 합니다.

힌트
3.3V 장치의 경우 주위온도가 매우 낮을 경우 16 MHz에서 작동하지 않을 수도 있습니다. 
이때는 어쩔 수 없이 16MHz Ressonator를 8MHz로 교환해 주어야 합니다.

AREF 입력은 별도의 고급 Voltage Reference 회로를 추가로 사용하지 않는다면,
차라리 원래 설정되어 있는대로 내부 Reference를 그대로 사용하는 것을 권장합니다.

민감한 아날로그 입력을 사용하는 응용장치에서, 전류를 소비하는 I/O 장치의 GND선은,
4번 GND 핀 보다 29번 GND 핀에 연결하세요. 아날로그 측정값이 매우 안정됩니다.
 
5V 이상을 출력하는 센서나 주변장치의 출력을 직접 연결하면 안됩니다.
예를 들면 압전센서는 작동시 높은 전압을 출력합니다.
이때는 센서와 병렬로 5.1V 제너 다이오드와 1M 방전저항을 연결해 주어야 합니다. 

내부저항이 큰 충전용 전지를 서보모터나 대용량 LED 혹은 소비전류가 큰 부하에 사용할 경우에는,
부하의 전원은 전지 출력에 직접 연결 혹은 적당한 LDO를 통해서 사용해야 합니다.

외부전원을 IN4003과 16V 470uF 이상의 전해 콘덴서를 추가해서 Vin 핀으로 공급하면,
순간적으로 내려가는 전지의 전압변동으로 부터, MPU를 안정되게 작동시킬 수 있습니다.

전압변동으로 부터 안정된 작동이 필요한 장치, 예를 들면 전지로 작동하는 서보모터의 제어 등, 
대용량 부하를 연결하는 부하전원과 MPU 기판의 제어전원을 분리하여 공급하면 매우 좋습니다.

아날로그 기준전압 설정방법
다음 소스를 필요한 부분만 setup()에 추가하세요

5V 전원으로 AREF를 내부 5V로 사용하는 소스
analogReference(DEFAULT);

1.1V 내부 기준전압을 사용하는 소스
analogReference(INTERNAL);

외부 AREF 핀에 임의의 기준전압을 AREF로 사용하는 소스
analogReference(EXTERNAL);
안정한 외부 기준전압이 아니라면, 내부 기준전압을 사용하는 것이 좋습니다.

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