Der Arduino DUE ist ein leistungsstarker Mikrocontroller, der sowohl Hobbybastlern als auch professionellen Entwicklern eine Fülle von Möglichkeiten bietet. Mit seinem robusten ARM Cortex-M3-Prozessor und einer Vielzahl von Ein- und Ausgangspins ermöglicht der Arduino DUE die Umsetzung anspruchsvoller Technikprojekte. Ob du ein Elektronikliebhaber bist, der seine eigenen Gadgets kreiert, oder ein erfahrener Entwickler, der komplexe Systeme entwickelt – der Arduino DUE ist ein zuverlässiger Partner. In diesem Artikel werden wir uns näher mit den Funktionen und Vorteilen des Arduino DUE befassen und sehen, warum er die erste Wahl für Projekte mit hohen Anforderungen ist.
Technische Daten des Arduino DUE
Hier zunächst ein Auszug aus den technischen Daten des Mikrocontrollers:
| Mikrocontroller | AT91SAM3X8E |
| Taktgeschwindigkeit | 84 MHz |
| Speicher | 512 KB Flash Speicher 96 KB (zwei Bänke 64KB + 32 KB) |
| Betriebsspannung | 3.3 V |
| Eingangsspannung | 7 bis 12 V |
| minimale / maximale Eingangsspannung | 6 V / 16 V |
| maximale Stromaufnahme für alle Ein/Ausgänge | 130 mA |
| maximale Stromaufnahme am 3.3 V Pin | 800 mA |
| maximale Stromaufnahme am 5 V Pin | 800 mA |
| digitale Eingänge / Ausgänge | 54 davon 12 PWM Pins |
| analoge Eingänge | 12 |
| analoge Ausgänge | 2 (DAC) |
| Abmaße (L x B) | 101,52 mm x 53,3 mm |
| Gewicht | 36 g |
Dieses ist nur ein kleiner Auszug, welchen ich von der offiziellen Seite zum Mikrocontroller https://store.arduino.cc/collections/boards/products/arduino-due entnommen habe.
Micro-USB Schnittstellen
Der Mikrocontroller verfügt über diverse Schnittstelle, wovon als Erstes die beiden Micro-USB Schnittstellen ins Auge fallen. Diese beiden Schnittstellen sind auf der Rückseite mit NATIVE USB SAM3X und PROGRAMMING ATMEGA16U2 beschriftet.
Der Anschluss zum Programmieren des Mikrocontrollers PROGRAMMING ist über einen ATMEGA16U2 mit dem Chip SAM3X verbunden. Wenn du dein Programm über diesen Anschluss auf den Mikrocontroller hoch lädst, dann wird zuvor ein Hard-Reset ausgeführt und der Speicher geleert. Die Programmierung über diesen Anschluss ist meist zuverlässiger und funktioniert auch als Backup, wenn einmal die MCU SAM3X abgestürzt ist.
Um die MCU direkt zu programmieren, wird der Anschluss mit der Bezeichnung NATIVE USB SAM3X verwendet. Wenn eine Verbindung mit 1200 baud hergestellt wird, dann wird zunächst der interne Speicher über ein Soft-Erase geleert und der Mikrocontroller neu gestartet. Der Soft-Erase Prozess ist rein Softwarebasiert und kann ggf. auch abstürzen, wenn dieses geschehen ist dann hilft die kleine Taste „ERASE“ auf dem Board weiter.
Weitere programmierbare Schnittstellen
Der Mikrocontroller hat natürlich auch die bekannten programmierbaren Schnittstellen wie:
- UART (3x),
- SPI,
- CAN,
- I2C
Schutz vor Kurzschluss & Überlast
Der Arduino DUE verfügt über eine selbst rücksetzende Sicherung, welche den USB-Port vor Überlast & Kurzschluss absichert. Wenn mehr als 500 mA an den USB-Anschluss angelegt werden, unterbricht die Sicherung automatisch die Verbindung, bis der Kurzschluss oder die Überlast beseitigt ist.
Besondere Features des Arduino DUE
Der Mikrocontroller hat so einige Features welche der Arduino UNO, Mega oder Nano V3 nicht hat. Zum einen ist der Mikrocontroller der erste mit einem 32-bit SAM Mikrochip.
CAN (Controller Area Network)
Am Mikrocontroller findest du die Pins CAN-RX & CAN-TX über diese beiden Pins kannst du den seriellen Bus verwenden und eine Übertragungsgeschwindigkeit bis zu 1 Mbit/s erreichen.
Du findest zum Beispiel in einem Auto sehr viele von diesen Schnittstellen, denn hier ist Geschwindigkeit und Stabilität sehr wichtig.
Mehr zum CAN-Bus System erfährst du auf der Wikipedia-Seite:
Seite „Controller Area Network“. In: Wikipedia – Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 3. Juni 2023, 21:06 UTC. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Controller_Area_Network&oldid=234287301 (Abgerufen: 5. Juni 2023, 18:10 UTC)
JTAG Schnittstelle zum Debuggen
Zum Debuggen des Mikrocontrollers findest du ebenso eine spezielle Schnittstelle, an welche du einen speziellen separat erhältlichen Adapter anschließen kannst und so deinen Code zur Laufzeit analysieren kannst.
Programmieren in der Arduino IDE
Wie jeder andere Mikrocontroller lässt auch der Arduino DUE sich in der Arduino IDE programmieren. In der Entwicklungsumgebung wird dieser korrekt erkannt (wenn der Port „PROGRAMMING ATMEGA16U2“ verwendet wird).
Installieren des Boardtreibers für den Arduino DUE in der Arduino IDE
Jedoch muss noch soweit noch nicht geschehen, der Treiber installiert werden. Dazu wählen wir den Mikrocontroller aus der aufgeklappten Auswahlbox aus und dann sollte unten rechts ein Dialog erscheinen, aus welchem wir die Schaltfläche „INSTALL MANUALLY“ wählen.
Es sollte sich nun wiederum der Boardverwalter mit einer vorausgewählten Suche öffnen und das benötigte Installationspaket angezeigt werden. Hier müssen wir jetzt noch die Schaltfläche „INSTALL“ wählen.
Wenn die Installation erfolgreich war, dann wird dieses ebenso im Boardverwalter mit dem Label
„<Versionsnummer> installed“ angezeigt.
Ausblick & Projekte mit dem Mikrocontroller Arduino DUE
Durch die genannte CAN-BUS Schnittstelle gibt es besonders im Bereich gesicherte Datenübertragung interessante und spannende Projekte.
Ich werde mir nun einmal ein paar Gedanken machen und schauen, welche Projekte speziell abgestimmt auf diesen Mikrocontroller möglich & vor allem sinnvoll sind.