• Arduino Due
  

Arduino Due; Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3 temelli bir mikrodenetleyici kartıdır. 32-bit mikrodenetleyicili ilk arduino kartıdır. Üzerinde 54 adet dijital giriş/çıkış pini (12 tanesi PWM çıkışı olarak kullanılabilir), 12 analog giriş, 4 UART (donanımsal seri port), 84 MHz kristal, usb otg soketi, 2 DAC (dijital analog dönüştürücü), 2 I2C, güç soketi, ICSP konektörü, Jtag konektörü, reset ve erase tuşu bulundurmaktadır. Kart üzerinde mikrodenetleyicinin çalışması için gerekli olan her şey bulunmaktadır. Kolayca usb kablosu üzerinden bilgisayara bağlanabilir, adaptör veya pil ile çalıştırılabilir.

Arduino'ya yabancıysanız, blog sitemizde bulunan Arduino Dersleri serimize http://maker.robotistan.com/etiket/arduino-dersleri/ adresinden ulaşabilirsiniz.

Uyarı: Diğer arduino kartlarının aksine Arduino Due 3.3V'da çalışır. I/O pinlerinin maks. giriş ve çıkış gerilimi 3.3V'dur. 5V gibi yüksek voltaj uygulamak karta zarar verebilir.

3.3V sinyal seviyesinde çalışan her arduino shield'i Due ile uyumludur.

Arm Çekirdek Faydaları:

Due üzerinde 32-bitlik Arm çekirdek işlemci bulunmaktadır. En önemli faydaları;

• 32-bit işlemci bir işlemci saatinde 4 byte'lık veri işlemenize imkan sağlar.
• İşlemci 84 MHz saat hızında çalışır.
• 96 KBytes SRAM
• 512 KByte flash bellek
• DMA kontrolcü, işlemciyi bellek işlemlerini rahatlatır

• Mikrodenetleyici AT91SAM3X8E
• Çalışma Gerilimi 3.3V
• Giriş Gerilimi (önerilen) 7-12V
• Giriş Gerilimi (limit) 6-16V
• Dijital I/O Pinleri 54 (12 tanesi PWM çıkışı)
• Analog Giriş Pinleri 12
• Analog Çıkış Pinleri 2 (DAC)
• Yüm I/O'ların Toplam Çıkış Akımı 130 mA
• 3.3V Çıkış için Akım 800 mA
• 5V Çıkış için Akım 800 mA
• Flash Hafıza 512 KB (SAM3X8E)
• SRAM 96 KB (SAM3X8E)
  
• Saat Hızı 84 MHz
• Uzunluk 101.52 mm
• Genişlik 53.3 mm
• Ağırlık 36 g

Güç:

Arduino Due gücünü usb üzerinden veya harici güç kaynağından alabilir. Harici güç kaynağı AC-DC adaptör olabileceği gibi bataryada olabilir. Adaptör kart üzerindeki 2.1mm merkez-pozitif güç soketinden bağlanabilir. Batarya kart üzerindeki GND ve Vin pinleri üzerinden bağlanabilir. 

Kartın çalışması için sürekli olarak usb'nin bağlı olması şart değildir. Kart sadece adaptör veya batarya ile çalıştırılabilir. Bu sayede kart bilgisayardan bağımsız olarak çalıştırılabilir.

Harici güç kaynağı olarak 6-20V arası kullanılabilir. Ancak bu değerler limit değerleridir. Kart için önerilen harici besleme 7-12V arasıdır. Çünkü kart üzerinde bulunan regülatör 7V altındaki değerlerde stabil çalışmayabilir. 12V üstündeki değerlerde de aşırı ısınabilir. 

Due kartının üzerindeki mikrodenetleyicinin çalışma gerilimi 5V'dur. Vin pini veya güç soketi üzerinden verilen 7-12V arası gerilim kart üzerinde bulunan voltaj regülatörü ile 5V'a düşürülerek karta dağılır.

Güç pinleri aşağıdaki gibidir:

• VIN: Harici güç kaynağı kullanılırken 7-12V arası gerilim giriş pini. 
• 5V: Bu pin regülatörden çıkan 5V çıkışı verir. Eğer kart sadece usb (5V) üzerinden çalışıyor ise usb üzerinden gelen 5V doğrudan bu pin üzerinden çıkış olarak verilir. Eğer karta güç Vin (7-12V) veya güç soketi (7-12V) üzerinden veriliyorsa regülatörden çıkan 5V doğrudan bu pin üzerinden çıkış olarak verilir.
• 3V3: Kart üzerinde bulunan 3.3V regülatörü çıkış pinidir. Maks. 800mA çıkış verebilir. Bu regülatör aynı zamanda SAM3X'e de enerji verir.
• GND: Toprak pinleridir.

Hafıza:

SAM3X8E 512 KB'lık flash belleğe sahiptir. 96 KB SRAM bulunmaktadır.

SAM3X'in flash belleği kart üzerinde bulunan erase butonu ile silinebilir. Bu sadece yüklediğiniz arduino kodunu silecektir, bootloader yazılımda herhangi bir değişiklik olmayacaktır. Kartta güç varken erase tuşuna birkaç saniye basılı tutmanız yeterlidir.

Giriş ve Çıkış:

Due üzerindeki 54 adet dijital pinin hepsi giriş veya çıkış olarak kullanılabilir. 12 tane analog giriş pinide bulunmaktadır. Bu analog giriş pinleride aynı şekilde dijital giriş ve çıkış olarak kullanılabilir. Bu pinlerin tamamının lojik seviyesi 3.3V'dur. Kullanılan pine bağlı olarak çıkış akımı pin başına 3 mA veya 15 mA, giriş olarak da 6 mA veya 9mA'dir.  Ek olarak, bazı pinlerin farklı özellikleri bulunmaktadır. Özel pinler aşağıda belirtildiği gibidir.

• Seri Haberleşme, Serial: 0 (RX) ve 1 (TX), Serial1: 19 (RX) ve 18 (TX), Serial2: 17 (RX) ve 16 (TX), Serial3: 15 (RX) ve 14 (TX)   : TTL Seri veri alıp (RX), vermek (TX) için kullanılır. Pin 0 ve 1 doğrudan kart üzerinde bulunan Atmega16u2 usb-seri dönüştürücüsüne bağlıdır. Yani bilgisayardan karta kod yüklerken veya bilgisayar-due arasında karşılıklı haberleşme yapılırkende bu pinler kullanılır. O yüzden karta kod yüklerken veya haberleşme yapılırken hata olmaması için mecbur kalınmadıkça bu pinlerin kullanılmamasında fayda vardır.
  
• PWM, 2-13: 8-bit çözünürülükte PWM çıkış pinleri olarak kullanılabilir. PWM çözünürlüğü analogWriteResolution() fonksiyonu kullanılarak değiştirilebilir.
• SPI, ICSP Header: Bu pinler SPI haberleşmesi için kullanılır. SPI portu 3x2'lik ICSP header'ı ile dışarı alınmıştır. Ancak diğer arduino kartlarının aksine Due'de bu pinler ICSP tekniği ile SAM3X işlemcisini programlamak için kullanılamaz. Due üzerindeki SPI portunun bazı ileri özellikleri bulunmaktadır,  Extended SPI methods for Due sayfasını inceleyebilirsiniz.
• CAN, CANRX ve CANTX: Bu pinler CAN haberleşme protokolü pinleridir. Ancak henüz arduino API tarafından desteklenmemektedir.
• LED, 13: Due üzerinden 13. pine bağlı olan dahili bir led bulunmaktadır. Pin HIGH yapıldığında led yanacak, LOW yapıldığında led sönecektir. 
• Analog, A0-A11: Due 12 tane 12-bit çözünürlüğünde analog giriş pinine sahiptir. Bu pinler fabrika çıkışı olarak diğer arduino kartları ile uyumlu olması için 10-bit olarak ayarlanmıştır. analogReadResolution() fonksiyonu ile 12-bit olarak ayarlanabilir. Bu pinler dijital giriş ve çıkış içinde kullanılabilir. Pinlerin ölçüm aralığı 0-3.3V'dur. AREF pini ve analogReference() foksiyonu kullanılarak alt limit yükseltilip, üst limit düşürülebilir.Ancak AREF özelliğinin kullanılabilmesi için önce kart üzerideki BR1 direnci sökülmelidir.
  
• DAC1 ve DAC2: Bu pinler 12-bit çözünürlükte gerçek analog gerilim çıkışı verir. analogWrite() fonksiyonu ile kullanılır.  Audio kütüphanesi ile ses çıkışı üretmek için kullanılabilir.
  
• I2C 1: 20 veya SDA pini ve 21 veya SCL pini, I2C 2: SDA1 ve SCL1: Due kartında iki adet I2C portu bulunmaktadır. Bu pinler I2C haberleşmesi için kullanılır. Wire kütüphanesi ile kontrol edilir. I2C 1 port Wire sınıfı ile, I2C 2 portuda Wire1 sınıfı ile kullanılır. SDA ve SCL pinlerinde dahili pull-up direnci bulunmaktadır. Ancak SDA1 ve SCL1 pinlerine pull-up harici olarak eklenmelidir.
• AREF: Analog giriş için referans pini.
• Reset: Mikrodenetleyici resetlenmek istendiğinde bu pin LOW yapılır. Reset işlemi kart üzerinde bulunan Reset Butonu ile de yapılabilir.

Arduino Due ile SAM3X arasındaki pin haritalaması sayfayını inceleyebilirsiniz. 

Haberleşme:

Arduino Due'nın bilgisayarla, başka bir arduino veya mikrodenetleyici ile veya telefon, tablet gibi cihazlar ile haberleşmesi için bir kaç farklı seçenek vardır. SAM3X8E, 4 tane donanımsal seri  port TTL (3.3V) seri haberleşme imkanı sunar.

Programming Port kart üzerinde bulunan Atmega16u2 usb-seri dönüştürücüsüne bağlıdır ve bilgisayarda sanal bir com port açarak SAM3X8E ile bilgisayar arasında bir köprü kurar. Due kartı arduino yazılımı ile programlanırken Programming Port kullanılması önerilir. Pin 0 ve 1 doğrudan kart üzerinde bulunan Atmega16u2 usb-seri dönüştürücüsüne bağlıdır. Yani bilgisayardan karta kod yüklerken veya bilgisayar-due arasında karşılıklı haberleşme yapılırkende bu pinler kullanılır. O yüzden karta kod yüklerken veya haberleşme yapılırken hata olmaması için mecbur kalınmadıkça bu pinlerin kullanılmamasında fayda vardır. Arduino bilgisayar programı içerisinde barındırdığı seri monitör ile arduino ile bilgisayar arasında text temelli bilgilerin gönderilip alınmasını sağlar. Usb-seri dönüştürücü ile bilgisayar arasında usb üzerinden haberleşme olduğu zaman kart üzerinde bulunan RX ve TX ledleri yanacaktır. 

Native Port ise doğrudan SAM3X'e bağlıdır. Bu port serial (CDC) haberleşmeye izin verir. Arduino serial monitör veya diğer uygulamalarla erişim sağlayabilir. Due kartının mouse klavye gibi kullanılmasına izin verir. Bu özellik için Mouse ve Klavye kütüphanesini inceleyebilirsiniz. 

Native Port aynı zamanda mousei klavye ve akıllı telefon tablet gibi cihazların bağlanabilmesi için usb host özelliğide sunar. Bu özellik için USBHOST referans sayfasını inceleyebilirsiniz. Not: Bu özellik hala geliştirme sürecindedir.

Due üzerinde donanımsal olarak 4 adet seri port bulunmaktadır. Ancak SoftwareSerial kütüphanesi ile bu sayı yazılımsal olarak arttırılabilir. 

SAM3X8E aynı şekilde I2C ve SPI portlarıda sağlamaktadır. Arduino bilgisayar programı ile gelen Wire kütüphanesi I2C kullanımını, SPI kütüphanesi de SPI haberleşmesini sağlamak için kullanılır.

Programlama:

Arduino Due kartı Arduino bilgisayar programı (Arduino IDE) ile programlanır. Ayrıntılı bilgi için referans ve temel fonksiyonlar sayfasını inceleyebilirsiniz. 

SAM3X'e kod yüklemek, AVR tabanlı diğer arduino kartlarına kod yüklemekten biraz farklıdır. Çünkü Due kartı yeniden programlamadan önce flash bellek içerisindeki kod silinmelidir. 

Her iki usb portuda karta kod yüklemek için kullanılabilir. Ancak Programming Port'un kullanılması önerilir. Çünkü bu port kod yükleme yapılmadan önce otomatik olarak flash bellek temizlenir:

- Programming Port: Bu portu kullanmak için Arduino IDE üzerinde "Arduino Due(Programming Port)" seçiniz. Programming Port üzerinden program yüklenirken Atmega16u2 ve RX0 ve TX0 pinleri kullanılır. 16u2'nin iki tane pini SAM3X'in reset ve erase pinlerine bağlıdır. Due'yi programlarken Programming Port'un kullanması önerilir. Çünkü Programming Port üzerinden program yüklenirken SAM3X üzerinde donanımsal erase yapılır, Native Port üzerinden yapılan yüklemede bu yazılımsaldır.

- Native Port: Bu portu kullanmak için Arduino IDE üzerinde "Arduino Due(Native Port)" seçiniz. Native Port doğrudan SAM3X üzerindeki usb portuna bağlıdır. Bu port üzerinden Due programlanırken yazılımsal erase işlemi gerçekleşir.

Atmega16u2 içerisindeki kaynak yazılım açık kaynaklıdır. Bu yazılıma DFU bootloader adı verilir. Atmel's FLIP software (Windows) veya DFU programmer (Mac OS X and Linux) kullanılarak bu yazılım yeniden yüklenebilir. Veya 16u2 ISP programlayıcı ile programlanabilir.

Usb Aşırı Akım Koruması:

Arduino Due üzerinde bulunan resetlenebilir sigorta bilgisayarın usb portunu kısa devrelerden veya aşırı akım tüketimi durumlarından korumaktadır. Kart bilgisayar usb portu üzerinden 500mA'den fazla akım çektiğinde kart otomatik olarak usb'den aldığı gücü koruma amacıyla kesmektedir. Fazla akım durumu veya kısa devre ortadan kaldırıldığında sigorta normal konuma döner ve tekrar bağlantı kurulur.