Arduino Uno: распиновка, характеристики, первый запуск

Технические характеристики Arduino Uno

Распиновка Arduino Uno: схема выводов

Схема повторяет расположение выводов на настоящей плате, если смотреть на неё сверху, USB-разъёмом влево. Верхний ряд — цифровые выводы, нижний — питание и аналоговые входы. Наведите на категорию в легенде — её выводы подсветятся.

Нужны все подробности — вплоть до выводов самого микроконтроллера, регистров и прерываний? Ниже — классическая подробная схема сообщества (на английском). Она открывается во весь экран и отлично смотрится распечатанной над рабочим столом.

крупнее

Цифровые выводы 0–13

Каждый цифровой вывод умеет быть входом или выходом — это задаётся командой pinMode(). Выводы со значком ~ дополнительно умеют ШИМ: плавно менять яркость светодиода или скорость мотора командой analogWrite().

Выводы 0 и 1 лучше оставлять свободными: через них плата обменивается данными с компьютером, и подключённый к ним модуль может мешать прошивке.

Аналоговые входы A0–A5

Шесть входов измеряют напряжение от 0 до 5 В и возвращают число от 0 до 1023 — так читают потенциометры, фоторезисторы и датчики температуры. Любой из них может работать и обычным цифровым выводом. Пара A4 и A5 — это ещё и шина I2C (SDA и SCL), по которой подключаются дисплеи и большинство датчиков; пока I2C занята, A4 и A5 для измерений недоступны.

Питание и служебные выводы

Питание: что можно и чего нельзя

• По USB — самый простой способ: стабильные 5 В от компьютера или зарядки. Для учёбы его хватает почти всегда.
• От гнезда или VIN — 7–12 В: встроенный стабилизатор сам сделает 5 В. Ниже 7 В плата работает нестабильно, выше 12 В стабилизатор ощутимо греется.
• Один вывод — до 20 мА. Светодиод с резистором — можно; мотор, лента или реле напрямую — нельзя: им нужен транзистор или драйвер и отдельное питание.
• Не подавайте 5 В на аналоговые входы при опоре AREF и не замыкайте выводы между собой — это самые частые причины «сгоревших» плат.

Первая программа: мигаем светодиодом

Классика жанра — «Маячок» (Blink). Встроенный светодиод L уже подключён к выводу 13, поэтому ничего паять не нужно:

void setup() {
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);    // вывод 13 — как выход
}

void loop() {
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // включаем светодиод
  delay(1000);                     // ждём одну секунду
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);  // выключаем светодиод
  delay(1000);                     // и снова ждём
}

В Trema IDE этот пример встроен — с русским комментарием у каждой строки, как выше. Подключите Uno по USB, выберите плату и порт, нажмите «Собрать и прошить» — через несколько секунд светодиод замигает. Пошаговый разбор — в гайде «Первая программа: мигаем светодиодом». Если плата не появилась в списке портов — почти всегда дело в драйвере CH340 у клонов, он ставится один раз по нашей инструкции.

Что купить вместе с платой

Сама по себе Uno умеет мигать одним светодиодом. Чтобы проекты пошли дальше, к первой посылке стоит добавить недорогую «обвязку» — по отдельности или готовым стартовым набором:

• Кабель USB-B («квадратный», как у принтеров) — в наборах бывает не всегда, а без него плату не прошить.
• Макетная плата и провода — собирать схемы без пайки.
• Светодиоды и резисторы 220 Ом – 10 кОм — основа первых двадцати уроков.
• Кнопки и потенциометр — первые «органы управления».
• Пара датчиков — температура, освещённость или расстояние: с них начинается настоящая автоматика.

Пять проектов после «Маячка»

Классический маршрут, по которому идут кружки — каждый шаг добавляет ровно одну новую идею:

1. Светофор — три светодиода и delay(): закрепляете digitalWrite.
2. Кнопка — свет горит, пока нажата: первый ввод, digitalRead и подтяжка INPUT_PULLUP.
3. Плавная яркость — потенциометр крутит яркость светодиода: analogRead встречается с ШИМ (код ниже).
4. Ночник — фоторезистор включает свет в темноте: первый датчик и первое условие if.
5. Термометр в мониторе порта — датчик температуры печатает значения через Serial: учитесь смотреть внутрь программы.

int brightness = 0;               // сюда попадёт значение с потенциометра

void setup() {
  pinMode(9, OUTPUT);             // светодиод на выводе 9 (он умеет ШИМ)
}

void loop() {
  brightness = analogRead(A0);    // читаем потенциометр: 0–1023
  analogWrite(9, brightness / 4); // ШИМ принимает 0–255 — делим на 4
  delay(10);                      // короткая пауза для плавности
}

Все пять сценариев есть среди встроенных примеров Trema IDE с русскими пояснениями — их не нужно набирать с нуля.

Uno не работает: частые проблемы

• Платы нет в списке портов. На клонах — драйвер CH340 (инструкция), на любых платах — попробуйте другой кабель: зарядные провода без линий данных выглядят так же, но плату не видят.
• «Порт занят». Порт держит другая программа: второй монитор порта, вторая среда или незакрытая вкладка. Закройте лишнее и повторите прошивку.
• Прошивка обрывается. Отключите модули с выводов 0 и 1 на время загрузки — через них идёт обмен с компьютером.
• «Не хватает памяти». У Uno 32 КБ под программу и 2 КБ оперативной: длинные тексты в Serial.print и тяжёлые библиотеки съедают её быстро. Что делать — среда подскажет прямо в карточке ошибки.
• Датчик на 3,3 В. Часть модулей не терпит 5 В на входах — проверяйте надпись на модуле и питайте его от вывода 3V3.

Uno R3 или UNO R4?

С 2023 года у классики есть наследница — Arduino UNO R4 в том же корпусе и с той же 5-вольтовой логикой, но на 32-битном контроллере. Для школы и первых шагов постарше R3 остаётся идеальной: дешевле, изучена вдоль и поперёк, все уроки — про неё. R4 берут, когда упёрлись в память или скорость:

Обе программируются в Trema IDE: R3 работает сразу после установки, пакет для R4 ставится из менеджера плат за пару минут — как подключить UNO R4.

Uno или другая плата?

Для первых шагов и школьных занятий Uno — лучший выбор: прочный формат, шилды, миллион уроков. Компактный проект удобнее собирать на Nano — это та же электроника в маленьком корпусе (у нас есть такой же справочник по Nano), для Wi-Fi и умного дома берут ESP32, не хватает выводов — переезжают на Mega 2560, а когда хочется больше скорости и памяти в том же корпусе — Arduino UNO R4. Все эти платы работают в Trema IDE; разложили по полочкам в статьях «Какую плату выбрать» и «Семейство AVR: Uno, Nano, Mega».