아두이노 Due 최종 가이드, 이것만 보세요

 

안녕하세요 여러분! 매일 유용한 정보를 전해드리러 돌아왔습니다. 오늘은 아두이노 소개에 대한 자세한 내용을 알려드리겠습니다. 본 튜토리얼에서는 아두이노 Due의 아두이노 Due 소개, 아두이노 Due 핀아웃, 아두이노 Due 기능, 주요 기능, 응용 프로그램을 모두 다룹니다. 

 

아두이노는 Atmel SAM3X8E, 32비트 ARM 마이크로컨트롤러를 기반으로 하는 마이크로컨트롤러 보드입니다.

 

Arcuino.cc에서 개발한 이 보드는 초보자들이 사전 기술 지식 없이도 모듈을 직접 사용해 볼 수 있도록 쉬운 경로를 제공합니다. USB 케이블을 통해 장치를 컴퓨터에 연결하기만 하면 바로 사용할 수 있습니다. 아두이노 모듈은 단일 마이크로컨트롤러보다 한 단계 앞선 제품입니다. 프로젝트가 주로 마이크로컨트롤러를 기반으로 하는 경우, 프로젝트에 자동화를 구현하기 위해 외부 주변 장치를 구입하여 컨트롤러에 연결해야 합니다. 아두이노 보드는 이전보다 훨씬 쉽게 작업을 수행할 수 있도록 해 주었습니다.

 

비록 아두이노 보드가 마이크로컨트롤러로 알려져 있지만, 내장된 주변 장치와 단일 칩에서 여러 기능을 수행할 수 있는 능력 덕분에 아두이노 보드보다 훨씬 뛰어납니다. 또한, 아두이노에는 버너가 내장되어 있어 외부 버너가 필요하지 않습니다.

 

필요한 코드를 아두이노 소프트웨어에 작성하고 컴파일한 후, 컴퓨터에서 클릭 한 번으로 모듈을 굽기만 하면 됩니다. 이 글에서는 아두이노 Due의 주요 기능, 핀 배치, 핀 설명, 사용 컴파일러, 그리고 응용 프로그램 등 아두이노 Due와 관련된 모든 것을 다루겠습니다. 이 작은 모듈의 핵심을 살펴보고 필요한 모든 것을 알아보겠습니다. 

 

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아두이노 Due 소개 

 

• Arduino Due는 Atmel SAM3X8E(32비트 ARM 마이크로컨트롤러)를 기반으로 하는 마이크로컨트롤러 보드입니다. Arduino Nano 나 Arduino Uno 보다 크기가 크고 , 더 많은 핀과 메모리 공간을 제공합니다.
• 입력 또는 출력 모두 가능한 54개의 디지털 핀이 포함되어 있습니다. 이 중 12개는 PWM 출력을 생성하는 데 사용할 수 있습니다.
• 이 모듈에는 12개의 아날로그 입력과 4개의 UART 직렬 모듈을 포함하여 자동화 프로젝트에 필요한 모든 것이 대량으로 포함되어 있습니다.
• 이 모듈의 클럭 주파수가 약 84MHz라는 걸 알고 깜짝 놀랐습니다. 네, 맞습니다. 이 훌륭한 오실레이터는 처리 속도를 엄청나게 높이는 데 도움이 될 것입니다.
• USB 포트가 두 개 있는데, 하나는 프로그래밍용 USB 포트이고 다른 하나는 기본 USB 포트입니다. 걱정하지 마세요. 두 포트의 차이점을 명확하게 설명해 드리겠습니다. 따라오시면 됩니다.
• 대부분의 아두이노 보드는 5V에서 작동하지만, 이 모듈은 예외적으로 3.3V에서 작동합니다. 모듈에 내장된 핀은 이보다 높은 전압을 견딜 수 없습니다. 3.3V를 초과하는 전압을 견딜 경우 보드 성능에 심각한 영향을 미치고 핀이 작동하지 않게 될 수 있습니다.
• JTAG는 보드에 추가되어 주로 온보드 핀 간의 물리적 연결을 테스트하는 데 사용됩니다.
• Arduino Due는 모든 Arduino 보드와 호환되고 온라인과 오프라인 모두로 작동할 수 있는 공통 Arduino 소프트웨어(IDE)를 사용하여 프로그래밍할 수 있습니다.

 

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• 이 모듈에는 DAC(디지털-아날로그 변환) 2개, TWI 2개, 전원 잭(USB 케이블을 통해 컴퓨터에 연결하거나 이 전원 잭을 사용하여 전원을 켤 수 있음), SPI 헤더 리셋 버튼, 삭제 버튼, 리셋 버튼이 포함되어 있습니다. 다양한 기능을 제공하여 작업을 더욱 간편하게 해줍니다.
• 전압 제한으로 인해 5V에서 작동하는 아두이노 쉴드는 이 Due 모듈과 호환되지 않습니다. 그러나 아두이노 R3 레이아웃과 함께 제공되는 아두이노 WiFi 쉴드와 이더넷 쉴드는 3.3V에서 작동하므로 효율적으로 작동합니다. 

 

1. 아두이노 Due 특징 

 

장치에 대한 간략한 개요를 살펴보았습니다. 이 장치의 주요 기능을 한곳에 정리했습니다. 아래 표는 Arduino Due의 주요 기능을 보여줍니다.  

 

영문 테이블 표시 후 아래에 한글 있습니다.

 

Microcontroller	Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3
CPU	32-Bit
Digital I/O Pins	54
PWM Output	12
Analog Input	12
Flash Memory (Program Memory)	512 KB
SRAM	96 KB (two banks: 64 KB and 32 KB)
Operating Voltage	3.3V
Input Voltage	7-12 V
Manufacturer	Arduino.cc
Oscillator	up to 84 MHz
Software Used	Arduino Software (IDE)
Reset Button	1
Erase Button	1
DAC (Digital to Analog Converter)	2
UART (Serial Communication)	4
SPI Communication	Yes
TWI (I2C Communication)	2
Arduino Shield Compatibility	Yes (that operate at 3.3V)
USB (2)	Programming USB (1) Native USB (1)
Power Jack	1
JTAG Header	1
DC current for 3.3V	800mA
Total DC output current on all I/O lines	130mA

 

 

로컨트롤러

Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3

CPU	32비트
디지털 I/O 핀	54
PWM 출력	12
아날로그 입력	12
플래시 메모리(프로그램 메모리)	512KB

 

SRAM	96KB(두 개의 뱅크: 64KB 및 32KB)
작동 전압	3.3V
입력 전압	7-12V
제조업체	아두이노.cc

 

발진기	최대 84MHz
사용된 소프트웨어	아두이노 소프트웨어(IDE)
재설정 버튼	1
지우기 버튼	1
DAC(디지털-아날로그 변환기)	2

 

UART(직렬 통신)	4
SPI 커뮤니케이션	예
TWI(I2C 통신)	2
Arduino 쉴드 호환성	네(3.3V에서 작동)
USB(2)	프로그래밍 USB (1) 네이티브 USB (1)

 

전원 잭	1
JTAG 헤더	1
3.3V에 대한 DC 전류	800mA
모든 I/O 라인의 총 DC 출력 전류	130mA

 

 

2. 아두이노 Due 핀아웃, 핀맵 

 

이제 이 모듈의 주요 기능을 이해하셨을 겁니다. 이 섹션에서는 칩의 핀아웃을 중점적으로 살펴보겠습니다. 다음 그림은 Arduino Due의 핀아웃을 보여줍니다. 

 

 

 

한눈에 보기에 꽤 어렵고 이해하기 어려울 수 있지만 걱정하지 마세요. 핀 설명에 이미지를 넣어서 자세히 설명해 놓았습니다. 

 

3. 아두이노 Due 핀 설명 

 

각 핀과 관련된 기능은 해당 프로젝트에서 각 핀의 용도를 이해하는 데 도움이 됩니다. 다음 표는 각 핀에 대한 설명을 보여줍니다. 

 

마찬가지로 영문 설명 테이블 아래에 한글 설명 있습니다.

 

Digital I/O Pins	54	There are 54 digital I/O pins, out of which 12 can be used as PWM outputs.
Analog Pins	A0 to A11	These pins are used for an analog pins on the board. They are 12 in numbers.
Digital to Analog Converter	DAC0, DAC1	Two digital to analog converter with 12bit resolution.
Erase Button	1	Erases the information by holding down this button
Reset Button	1	Resets the board
External Interrupts	Digital I/O Pins	All 54 pins can be used for generating an external interrupt
UART	4	Board comes with 4 pairs of TX and RX serial pins for laying out serial communication. These pins include (A9,A8), (D4,D5), (A13,A12), (A11,A10)
SPI	Serial Peripheral Communication	(MOSI, MISO, SCK, RESET) Pin used (A26, A25, A27, Reset)
TWI	Two Wire Interface (2 module)	There are two I2C communication incorporated on the board with pins at A18, A17, B13, B12
CAN Interface	2	CAN (Controller Area Network) Interface is used for communication between controllers. Pins include
Power Source	+5V, +3.3V, GND and Vin	+5V- Connected to 5V +3.3V (Operating Voltage) Vin- Input Voltage - Connected to +7V to +12V (recommended) GND - Connected to Ground

 

 

디지털 I/O 핀	54	디지털 I/O 핀은 54개이며, 그 중 12개를 PWM 출력으로 사용할 수 있습니다.
아날로그 핀	A0부터 A11까지	이 핀들은 보드의 아날로그 핀에 사용됩니다. 총 12개입니다.
디지털-아날로그 변환기	DAC0, DAC1	12비트 분해능을 갖춘 2개의 디지털-아날로그 변환기입니다.
지우기 버튼	1	이 버튼을 누르고 있으면 정보가 지워집니다.
재설정 버튼	1	보드를 재설정합니다
외부 인터럽트	디지털 I/O 핀	54개 핀 모두 외부 인터럽트 생성에 사용할 수 있습니다.
유아트	4	이 보드에는 시리얼 통신을 위한 TX 및 RX 시리얼 핀 4쌍이 있습니다. 이 핀들은 (A9, A8), (D4, D5), (A13, A12), (A11, A10)입니다.
에스피	직렬 주변 장치 통신	(MOSI, MISO, SCK, RESET) 사용 핀 (A26, A25, A27, Reset)
트와일라잇	2선 인터페이스(2모듈)	보드에는 A18, A17, B13, B12 핀이 있는 두 개의 I2C 통신이 통합되어 있습니다.
CAN 인터페이스	2	CAN(Controller Area Network) 인터페이스는 컨트롤러 간 통신에 사용됩니다. 핀은 다음과 같습니다.
전원	+5V, +3.3V, GND 및 Vin	+5V- 5V +3.3V(작동 전압)에 연결됨 Vin- 입력 전압 - +7V ~ +12V에 연결됨(권장) GND - 접지에 연결됨

 

 

각 핀과 관련된 기능을 명확하게 이해하셨죠? 이제 각 핀의 기능을 이미지로 강조하여 보여드리겠습니다. 그러면 큰 어려움 없이 정보를 쉽게 확인하실 수 있습니다.

 

디지털 I/O 핀

 

Arduino Due에는 PORTA, PORTB, PORTC, PORTD라는 네 개의 포트가 있습니다. 54개의 디지털 I/O 핀이 있습니다. 위에 언급된 핀아웃에서 분홍색으로 표시된 핀은 디지털 I/O 핀으로 사용됩니다.

 

아날로그 핀

 

보드에는 아날로그 핀 12개가 있습니다. 이 핀들은 PORTA와 PORTB에 속하며, 보드에 다음과 같이 표시됩니다.

 

 

USB 포트 및 전원 잭

 

보드에는 두 개의 USB 포트가 있는데, 하나는 프로그래밍용 USB 포트이고 다른 하나는 기본 USB 포트입니다. 두 포트 모두 프로그래밍 용도로 사용할 수 있지만, 기본 포트는 키보드나 스마트폰과 같은 연결된 주변 장치의 USB 호스트 역할도 합니다. 보드에는 장치에 전원을 공급하기 위한 전원 잭이 하나 있습니다.

 

 

UART 유아트

 

보드에는 4개의 UART 채널이 추가되었습니다. 이 채널들은 외부 장치와의 직렬 통신에 사용되며, TX는 직렬 송신 핀이고 RX는 직렬 수신 핀입니다. 보드에 다음과 같이 표시됩니다.

 

 

TWI 트와일라잇

 

보드에는 I2C 프로토콜이라고도 하는 두 개의 TWI(Two Wire Interface) 모듈이 내장되어 있으며, ADC 및 DAC 컨버터와 마이크로컨트롤러와 같은 저속 장치 간의 통신을 구축하는 데 사용됩니다. 2선 통신이며, 직렬 클록(SCL)과 직렬 데이터(SDA)의 두 가지 회선을 사용합니다. 전자는 장치 간 데이터 전송을 동기화하는 데 사용되는 클록 신호이고, 후자는 원하는 데이터를 저장하는 데 사용됩니다.

 

 

PWM 출력

 

54개의 디지털 핀 중 12개가 PWM 출력에 사용됩니다. 보드에 다음과 같이 표시됩니다.

 

 

 

JTAG 헤더

 

JTAG 헤더는 아두이노 커뮤니티의 대부분의 보드에 없는, 보드에 추가된 놀라운 기능입니다. 보드의 외부 칩과 직접 통신할 수 있는 경로를 설정하는 일반적인 하드웨어 인터페이스입니다. JTAG는 유럽 합동 테스트 액세스 그룹(Joint (European) Test Access Group)에서 칩 핀 간의 물리적 연결을 테스트하기 위해 도입되었습니다. TCK, TMS, TDI, TDO라는 네 개의 핀이 포함되어 있습니다. 이 헤더는 보드에 다음과 같이 통합됩니다.

 

 

확실하게 이해를 돕기 위해 다른 이미지 첨부합니다. 이미지 링크 참고하세요.

 

 

 

Reset & Erase 재설정 및 지우기 버튼

 

장치에는 재설정 버튼 하나와 삭제 버튼 하나가 추가되었습니다. 재설정 버튼은 컨트롤러를 재설정하는 데 사용되고, 삭제 버튼은 보드에 저장된 정보를 삭제하는 데 사용됩니다. 두 버튼은 보드에 다음과 같이 표시됩니다.

 

 

전원

 

5V, 3.3V, Vin, Ground 등 네 가지 전원 공급 장치가 있습니다. 3.3V는 각 핀의 작동 전압이고, Vin은 입력 전압이며 권장 전압 범위는 7V~12V입니다. 컨트롤러에는 Vin 또는 5V 전원을 공급할 수 있습니다. 이러한 전압 공급 장치는 보드에 다음과 같이 표시됩니다.

 

 

4. 프로그래밍 및 커뮤니케이션

 

• 거의 모든 아두이노 보드는 IDE라는 아두이노 소프트웨어를 통해 프로그래밍할 수 있습니다. IDE는 사용하기 쉽고, 기술 지식이 없는 일반인도 큰 어려움 없이 소프트웨어를 배울 수 있습니다. 쉽게 다운로드할 수 있으며, 소프트웨어를 다운로드하고 작업할 보드를 선택하기만 하면 됩니다. 앞서 언급했듯이, 컨트롤러에 코드를 굽기 위한 외부 버너가 필요하지 않습니다. 아두이노 소프트웨어는 Windows, Linux, MAC과 같은 일반적인 운영 체제와 완벽하게 호환됩니다.
• 이 모듈은 외부 장치와 통신하기 위한 다양한 통신 프로토콜을 제공합니다. UART는 직렬 통신을 설정하는 데 유용합니다. 직렬 모듈 하나만 있으면 괜찮다고 생각하시나요? 아닙니다. 네 개의 직렬 모듈이 있어 여러 장치와 직렬 통신을 유연하게 설정할 수 있습니다. 소프트웨어의 직렬 라이브러리는 주로 보드와 외부 장치 간의 직렬 통신에 사용됩니다.
• 시리얼 모니터는 Arduino 소프트웨어에 추가된 주목할 만한 기능으로, 주로 보드와 텍스트 데이터를 주고받는 데 사용됩니다.
• TX 및 RX 핀에는 데이터가 전송될 때 깜박이는 LED가 각 핀에 통합되어 있습니다.
• SDA와 SCL 두 개의 회선을 갖춘 이 장치에는 2선 인터페이스도 포함되어 있습니다. 보드에는 두 개의 TWI 채널이 있습니다. TWI 버스에 접근하기 위해서는 Arduino 소프트웨어 와이어 라이브러리가 사용됩니다.
• Arduino Due에는 마이크로컨트롤러와 시프트 레지스터, 센서 등 다른 주변 장치 간의 통신에 중요한 역할을 하는 직렬 주변 장치 인터페이스(SPI)가 내장되어 있습니다. SPI 통신에는 MOSI(Master Output Slave Input)와 MISO(Master Input Slave Output) 두 개의 핀이 사용됩니다. MOSI는 데이터 수신에 사용되며, MISO는 마이크로컨트롤러가 데이터를 전송하는 데 사용됩니다. 

 

5. Arduino Due와 Arduino Mega의 차이점

 

두 모듈은 작동 전압, 메모리 공간, 핀 수, 처리 속도 측면에서 중요한 차이점을 보입니다. Arduino Due는 Arduino Mega보다 더 빠른 속도로 기능을 수행할 수 있습니다. 더욱 강력한 내장 주변 장치와 더 큰 메모리 공간은 Arduino Due를 Mega보다 앞서게 합니다. 하지만 몇 가지 제약이 있습니다. Arduino Due는 3.3V 장치와 호환되지 않으며, SAM3Xchip은 복잡하고 어려운 인터페이스를 제공하여 이 모듈을 처음 사용하는 사람에게는 다소 어려울 수 있습니다. 처음에는 Arduino Uno 와 같은 작은 모듈로 시작하는 것이 좋으며 , 모듈을 제대로 이해하게 되면 복잡한 인터페이스로 전환할 수 있습니다. 

 

6. 아두이노 Due 어플리케이션 

 

Arduino Due는 다소 부피가 크고 넓은 공간을 차지하며, 빠른 처리 속도가 요구되는 다양한 응용 분야에 사용됩니다. 이 보드의 주요 응용 분야는 다음과 같습니다.

 

• 산업 자동화
• 홈 및 보안 시스템
• 가상 현실 애플리케이션
• 안드로이드 애플리케이션
• GSM 기반 프로젝트
• 임베디드 시스템

 

오늘은 여기까지입니다. 이 모듈을 시작하는 데 필요한 모든 내용을 알려드렸기를 바랍니다. 아직 잘 모르시겠다면 아래 댓글란을 통해 문의해 주세요. 제가 할 수 있는 최선을 다해 안내해 드리겠습니다. 여러분의 피드백과 제안은 저희에게 매우 중요한 자료이며, 이를 바탕으로 콘텐츠를 제작하고 발전시켜 나가고 있습니다. 앞으로도 많은 관심 부탁드립니다. 읽어주셔서 감사합니다. 

 

언제나 늘 그렇듯이 본 튜토리얼의 원문은 이 링크를 따라가시면 만납니다. 우리가 만났듯이...

 

 

참고: 노르딕사의 Due 개발 문서 참고자료 

Technical Documentation

아두이노 공식 Due 웹 사이트 

Atmel SAM3X8E 데이터시트에는 프로세서에 대한 정보와 데이터시트가 있습니다. 

 

에듀이노 간단하게 참고

 

 

https://www.etechnophiles.com/?s=due