Arduino Mega 2560

O Arduino Mega 2560 (Figura 4.1) é a placa da plataforma Arduino que possui recursos bem interessantes para prototipagem e projetos mais elaborados. Baseada no microcontrolador ATmega2560, possui 54 pinos de entradas e saídas digitais, onde 15 destes podem ser utilizados como saídas PWM. Possui 16 entradas analógicas, 4 portas de comunicação serial. Além da quantidade de pinos, esta contém mais memória, sendo uma ótima opção para projetos que necessitem de muitos pinos de entradas e saídas.

Esta placa é uma ótima opção para quando são utilizados vários constituintes, como shield e outros componentes, devido a ter mais pinos e quantidade de memória.

A opção deste arduino para este projeto foi devido ao este contem as entradas e saídas suficientes para a utilização dos dois shields GSM/GPRS, para efetuar a medição de qualidade de sinal das operadoras de rede de comunicação, bem como a memória existente para o armazenamento do código desenvolvido.

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4.1.1.1. Alimentação da placa Arduino MEGA

A alimentação da placa pode ser feita tanto pela USB, como por uma alimentação externa. De seguida são apresentados os conectores para alimentação (Figura 4.2):

Figura 4.2 - Conectores de alimentação da placa Arduino Mega.

A alimentação externa pode ser feita através do conector Jack, onde o valor de tensão da fonte externa deve estar entre os 7V a 12V. Porém se for alimentado com uma tensão abaixo de 7V, esta pode ficar instável devido à tensão de funcionamento da placa ser de 5V.

De seguida são exibidos os conectores de alimentação para conexão de shields e módulos na placa Arduino MEGA (Figura 4.3):

Figura 4.3 - Pinos de alimentação para conexão de shields no Arduino Mega.

 IOREF - Fornece uma tensão de referência para que os shields possam selecionar o tipo de interface apropriado. Dessa forma estes funcionam com a placas Arduino que são alimentadas com 3,3V. Podem ser adaptados para utilizar em 5V. e vice-versa.

 RESET - pino conectado a pino de RESET do microcontrolador. Pode ser utilizado para efetuar um reset externo da placa Arduino.

 3,3 V - Fornece tensão de 3,3V para alimentação de shields e módulos externos. Corrente máxima permitida de 50 mA.

 5 V - Fornece tensão de 5 V para alimentação de shields e circuitos externos.

 GND - pinos de referência, massa.

 VIN- pino para alimentar a placa através de shield ou então fonte de alimentação externa.

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4.1.1.2. Comunicação USB

Como interface USB para comunicação com o computador, há na placa um microcontrolador ATMEL ATmega16U2 (Figura 4.4).

Figura 4.4 – Controlador comunicação USB ATMEL ATmega16U2.

Este microcontrolador é o responsável pela forma transparente como funciona a placa Arduino MEGA 2560, possibilitando o upload do código binário gerado após a compilação do programa feito pelo programador. Possui um conector ICSP para gravação de firmware através de um programador ATMEL, para futuras atualizações.

Nesse microcontrolador também estão conectados dois leds (TX, RX), controlados pelo software do microcontrolador, que indicam o envio e receção de dados da placa para o computador. Ele possui um cristal externo de 16 MHz. É interessante notar a conexão entre este microcontrolador com o ATMEL ATMEGA2560 onde é feita pelo canal serial desses microcontroladores. Outro ponto interessante que facilita o seu uso é a conexão do pino 13 do ATMEGA16U2 ao circuito de RESET do ATmega2560, possibilitando a entrada no modo bootloader automaticamente quando é pressionado o botão Upload na IDE. Estas características não aconteciam nas primeiras placas Arduino, onde era necessário pressionar o botão de RESET antes de fazer o Upload na IDE.

4.1.1.3 Microcontrolador da placa Arduino Mega 2560

O microcontrolador utilizado no Arduino MEGA 2560 é o ATMEL ATmega2560, um microcontrolador de 8 bits. Esse microcontrolador possui mais recursos comparado ao ATmega328 da Arduino UNO. Ele conta com 256 KB de Flash (mais 8 KB são utilizados para o bootloader), 8 KB de RAM e 4 KB de EEPROM. Chega 16 MIPS, operando em 16 MHz. Possui multiplicador por Hardware e diversos periféricos que aumentam as possibilidades da plataforma Arduino baseada em Atmel ATMEGA 2560, dentre as quais pode-se destacar 4

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canais de comunicação serial, 16 entradas analógicas e 15 saídas PWM. Possui ainda comunicação SPI, I2C e 6 pinos de interrupções externas.

Segue abaixo uma imagem deste microcontrolador com encapsulamento TQFP, o mesmo utilizado na placa Arduino Mega 2560 (Figura 4.5):

Figura 4.5 – Microcontrolador da placa arduino Mega. 4.1.1.4 Pinos de Entrada e Saída

A placa Arduino MEGA 2560 possui 54 pinos de entradas e saídas digitais que podem ser utilizadas como entrada ou saída conforme a necessidade do projeto. Os pinos operam com uma tensão de 5V e podem fornecer ou debitar até 40mA. Cada pino possui resistência de pull-up interna que pode ser habilitada por software. Alguns desses pinos possuem funções especiais como exibido a seguir:

 Comunicação Serial - Serial 0: 0 (RX) e 1 (TX); Serial 1: 19 (RX) e 18 (TX); Serial 2: 17 (RX) e 16 (TX); Serial 3: 15 (RX) e 14 (TX). Os pinos 0 e 1 estão conectados aos pinos do ATmega16U2 responsável pela comunicação USB;

 Interrupções externas – pinos 2 (interrupt 0), 3 (interrupt 1), 18 (interrupt 5), 19 (interrupt 4), 20 (interrupt 3), e 21 (interrupt 2). Estes pinos podem ser configurados para disparo da interrupção tanto na borda de subida ou descida, ou em níveis lógicos alto ou baixo, conforme a necessidade do projeto.

 PWM: os pinos 2 a 13 e 44 a 46 podem ser utilizados como saídas PWM. O sinal PWM possui 8 bits de resolução.

 Comunicação SPI: Pinos: 50 (MISO), 51 (MOSI), 52 (SCK), 53 (SS). Estes pinos estão ligados ao conector ICSP.

 Comunicação I2C: (TWI): pinos 20 (SDA) e 21 (SCL).

O Arduino Mega2560 possui 16 entradas analógicas (pinos A0 a A15), onde pode ser feita a conversão com uma resolução de 10 bits, ou seja, o valor será convertido entre 0 e 1023. Por padrão a tensão de referência é conectada a 5V. Porém é possível mudar o valor de referência através do pino AREF.

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