Arduino Pro Mini İncelemesi

Arduino Pro Mini, kompakt boyutları ve ultra düşük güç tüketimiyle özellikle gömülü sistemler, giyilebilir teknoloji projeleri ve kalıcı devre kurulumları için tasarlanmış, güçlü ATmega328P mikrodenetleyicisi tabanlı bir geliştirme kartıdır.

Kart üzerinde; 14 adet dijital giriş/çıkış pini (bunlardan 6 tanesi donanımsal PWM çıkışı olarak yapılandırılabilir), 8 adet analog giriş pini, dahili bir reset (sıfırlama) butonu ve pin başlıklarını (headers) kolayca lehimleyebilmeniz için pin delikleri yer alır. Kartın kenarında bulunan 6 pinli arayüz, USB üzerinden güç sağlamak ve karta yeni kod yüklemek amacıyla bir FTDI USB-TTL seri dönüştürücü kartına doğrudan bağlanabilir.

Arduino Pro Mini, projelere kalıcı veya yarı kalıcı olarak entegre edilmek üzere tasarlandığı için kutudan pin başlıkları lehimlenmemiş olarak çıkar. Bu sayede kabloları doğrudan karta lehimleyebilir veya ihtiyacınıza göre farklı tipte konektörler monte edebilirsiniz. Standart pin dizilimi Arduino Mini modeli ile tamamen uyumludur. Pro Mini’nin iki popüler versiyonu mevcuttur: Biri 3.3V gerilim seviyesinde ve 8 MHz saat frekansında çalışırken; diğeri ise 5V gerilim seviyesinde ve 16 MHz saat frekansında çalışır. Arduino Pro Mini tasarımı, popüler açık kaynaklı donanım üreticisi SparkFun Electronics tarafından geliştirilmiştir.

Teknik Özellikler Tablosu

(*) Not: Eski veya klon Pro Mini modellerinde daha düşük kapasiteli ATmega168 mikrodenetleyicisi tercih edilmiş olabilir. ATmega168 işlemcili kartlarda Flash bellek 16 KB, SRAM 1 KB ve EEPROM kapasitesi ise 512 bayt ile sınırlıdır.

Güç Besleme Mimarisi

Arduino Pro Mini, 6 pinli programlama arayüzüne bağlanan bir FTDI USB-TTL dönüştürücü kartı veya doğrudan VCC pini üzerinden (3.3V veya 5V regüleli kaynaklarla) beslenebilir. Kart üzerinde, 12V DC seviyesine kadar olan giriş voltajlarını güvenli seviyeye düşüren dahili bir voltaj regülatörü yer alır. Eğer sisteme regüle edilmemiş, dalgalı bir DC voltaj (örneğin pil veya adaptör) uygulayacaksanız; bağlantıyı kesinlikle VCC pinine değil, “RAW” pinine yapmalısınız.

Besleme pinlerinin teknik açıklamaları şu şekildedir: – RAW: Regüle edilmemiş, dalgalı harici DC voltaj giriş pini (Maksimum 12V DC). – VCC: Mikrodenetleyicinin doğrudan beslendiği, kararlı 3.3V veya 5V regüleli voltaj pini. – GND: Sistemin ortak toprak (0V) referans pini.

Bellek Yapısı

ATmega328P işlemcisi, yazılan program kodlarını depolamak için 32 KB Flash belleğe sahiptir (bunun 0.5 KB’lık bölümü Bootloader yazılımı tarafından kullanılır). Ayrıca, çalışma anında dinamik verileri saklamak için 2 KB SRAM ve elektrik kesildiğinde bile verileri saklayabilen 1 KB dahili EEPROM belleği bulunur. Kartın kalıcı hafızasını verimli kullanmayı öğrenmek için Arduino EEPROM Bellek İşlemleri rehberimizi inceleyebilirsiniz.

Giriş ve Çıkış Pinleri (I/O)

Pro Mini üzerinde yer alan 14 dijital pinin tamamı, standart pinMode(), digitalWrite() ve digitalRead() fonksiyonları yardımıyla giriş veya çıkış olarak yapılandırılabilir. Bu pinler modele göre 3.3V veya 5V mantıksal voltaj seviyesiyle çalışırlar. Her bir pin maksimum 40 mA akım verme (source) veya çekme (sink) yeteneğine sahiptir ve dahili olarak 20-50 kΩ aralığında yazılımla aktif edilebilen pull-up (yukarı çekme) dirençleriyle donatılmıştır.

Ek olarak, some özel işlevlere sahip pin grupları şunlardır: – Seri Port (UART): Pin 0 (RX) ve Pin 1 (TX). TTL seri verilerini almak ve iletmek için kullanılır. Bu pinler aynı zamanda kartın kenarındaki 6 pinli programlama arayüzüne bağlıdır. – Harici Kesmeler (External Interrupts): Pin 2 ve Pin 3. Bu pinler, sinyal seviyesindeki değişimlere (yükselen kenar, düşen kenar) bağlı olarak donanımsal kesmeler tetiklemek için kullanılabilir.

Detaylı bilgi için Arduino Interrupt Kullanımı dökümanını inceleyebilirsiniz. – PWM Çıkışları: Pin 3, 5, 6, 9, 10 ve 11. Bu pinler analogWrite() fonksiyonu yardımıyla 8-bit çözünürlükte analog sinyal simülasyonu (PWM) üretebilir. – SPI Arayüzü: Pin 10 (CS), Pin 11 (COPI/MOSI), Pin 12 (CIPO/MISO), Pin 13 (SCK). Bu pinler, donanımsal yüksek hızlı SPI haberleşmesini destekler ve standart SPI.h kütüphanesi yardımıyla kolayca kontrol edilebilir. – Dahili LED: Pin 13. Kart üzerinde yerleşik olarak bulunan küçük test LED’i bu pine bağlıdır. Pin HIGH yapıldığında LED yanar, LOW yapıldığında söner.

Pro Mini, her biri 10-bit çözünürlüğe (0 ile 1023 arası değer) sahip olan 8 adet analog giriş barındırır. Bu analog girişlerden A6 ve A7 pinleri, standart Arduino Uno kartlarında bulunmayan iki ekstra kanaldır. A0-A3 pinleri kartın kenarlarında yer alırken, A4-A7 pinleri ise kartın iç kısmındaki lehim deliklerinde bulunur. – I2C Arayüzü: A4 (SDA) ve A5 (SCL) pinleri. Wire.h kütüphanesi yardımıyla iki kablo üzerinden I2C haberleşme protokolünü destekler. – Reset (Sıfırlama): Mikrodenetleyiciyi donanımsal olarak sıfırlamak için bu pini geçici olarak LOW seviyesine çekmeniz gerekir.

Haberleşme Arayüzleri

Arduino Pro Mini; bilgisayarlar, diğer Arduino kartları veya çeşitli mikrodenetleyiciler ile haberleşmek için esnek donanımsal birimlere sahiptir. Dahili UART modülü 0 (RX) ve 1 (TX) pinleri üzerinden asenkron TTL seri haberleşme sunar. Geliştirme sürecinde Pin 0 ve 1 üzerinden Seri Monitör (Serial Monitor) yardımıyla bilgisayara veri aktarabilirsiniz. Donanımsal seri port haricinde, SoftwareSerial.h kütüphanesini kullanarak kartın herhangi iki dijital pinini de yazılımsal seri porta dönüştürebilirsiniz. Kart ayrıca donanımsal I2C ve SPI standartlarını da eksiksiz olarak destekler.

Programlama

Arduino Pro Mini, popüler Arduino IDE yazılımı yardımıyla kolayca programlanabilir. Kart üzerindeki ATmega328P entegresi, dışarıdan harici bir ICSP programlayıcı cihaz kullanmadan doğrudan seri port üzerinden kod yüklemenize imkan tanıyan dahili bir Bootloader (Önyükleyici) yazılımı ile önceden yüklenmiş (pre-burned) olarak gelir. Haberleşme standart STK500 protokolü üzerinden yürütülür. Bootloader yazılımını tamamen baypas ederek kartı doğrudan bir AVR ISP programlayıcı yardımıyla da programlayabilirsiniz. Detaylar için Arduino Pro Mini Programlama Rehberi makalemizi inceleyebilirsiniz.

Yazılımsal / Otomatik Sıfırlama (Auto-Reset)

Arduino Pro Mini, bilgisayardan kod yükleme işlemi başlamadan önce fiziksel olarak reset butonuna basma zorunluluğunu ortadan kaldıran harika bir Otomatik Sıfırlama (Auto-Reset) devresine sahiptir. Kartın kenarındaki 6 pinli programlama arayüzünde yer alan reset pini, 100 nF değerinde bir kapasitör üzerinden ATmega328P’nin reset hattına bağlanmıştır. Bu pin, arayüze takılan USB-seri dönüştürücünün DTR (Data Terminal Ready) akış kontrol hattına bağlanmalıdır.

DTR hattı lojik-0 (LOW) seviyesine çekildiğinde, 100 nF kapasitör üzerinden reset pininde mikrodenetleyiciyi sıfırlamaya yetecek uzunlukta geçici bir LOW darbesi (pulse) üretilir. Arduino IDE yazılımı, yükleme butonuna bastığınız anda bu DTR hattını tetikleyerek kartı otomatik resetler ve bootloader moduna sokar. Bu sayede kod yükleme süreci kusursuz bir zamanlama ile otomatik olarak başlar.

Önemli Davranış Uyarısı: Pro Mini kartı macOS veya Linux işletim sistemli bir bilgisayara USB dönüştürücü ile bağlandığında, bilgisayar üzerindeki yazılım her port bağlantısı açtığında (Seri Monitörün açılması dahil) DTR pini tetiklenir ve kart otomatik olarak resetlenir. Bu durum, kart üzerinde çalışan yazılımın her bağlantı açılışında setup() fonksiyonundan sıfırdan başlamasına yol açar. Eğer kartınız bilgisayar bağlantısı kurulur kurulmaz kritik bir veri akışı başlatıyorsa, bilgisayar tarafındaki yazılımın bağlantı açıldıktan sonra kartın açılabilmesi için en az 1 saniye beklemesini sağlamalısınız.

Açık Kaynak Donanım Dosyaları

Arduino Pro Mini tamamen açık kaynaklı bir donanım projesidir. Aşağıdaki resmi bağlantıları kullanarak kartın Eagle çizim dosyalarına ve şematiklerine ulaşabilir, kendi özel kartınızı üretebilirsiniz: