Pin di Arduino Uno: guida pratica a pin digitali, PWM e analogici

La scheda in breve

Il cuore di Arduino Uno R3 è il microcontrollore ATmega328P, a 16 MHz con logica a 5 V. Ha 32 KB di memoria flash per il programma (0,5 KB sono occupati dal bootloader), 2 KB di RAM e 1 KB di EEPROM per conservare dati anche a scheda spenta.

Quasar Basic usa lo stesso microcontrollore e la stessa disposizione dei pin: shield, sketch e tutorial per Arduino Uno funzionano senza modifiche. Nell'IDE di Arduino basta scegliere Arduino Uno.

I pin di alimentazione

• 5V: i 5 V stabilizzati, dall'USB o dal regolatore della scheda. Puoi usarli per alimentare sensori e piccoli moduli.
• 3.3V: una piccola uscita a 3,3 V, al massimo circa 50 mA. Su Quasar Basic arriva dal chip USB FT232RL: va bene per un modulo radio o un sensore, non per motori o strisce LED.
• GND: la massa. Ogni circuito collegato deve averla in comune con la scheda.
• VIN: l'ingresso per un alimentatore esterno; l'intervallo consigliato è 7–12 V.
• RESET: collegandolo a GND il programma riparte da capo.

I pin digitali

Ogni pin digitale può essere un'uscita (HIGH = 5 V, LOW = 0 V) o un ingresso che legge HIGH o LOW. Lo scegli con pinMode() e lo usi con digitalWrite() e digitalRead().

• INPUT_PULLUP attiva una resistenza interna di circa 20–50 kΩ verso i 5 V: puoi collegare un pulsante tra il pin e GND senza altre resistenze. Premuto legge LOW, rilasciato legge HIGH.
• Il pin 13 ha il LED sulla scheda: perfetto per la prima prova.
• D0 e D1 sono la porta seriale collegata all'USB. Se li usi per altro, il caricamento dei programmi e il monitor seriale possono smettere di funzionare. Quando puoi, lasciali liberi.

I pin PWM

I pin 3, 5, 6, 9, 10 e 11 possono generare il PWM: un'onda quadra che passa velocissima da 0 a 5 V. Con analogWrite(pin, valore) e un valore da 0 a 255 scegli per quanto tempo il pin resta HIGH, così puoi regolare la luce di un LED o la velocità di un motore tramite un driver.

• La frequenza del PWM è di circa 490 Hz, e di circa 980 Hz sui pin 5 e 6.
• La libreria Servo usa il timer dei pin 9 e 10: finché un servo è collegato, il PWM su quei due pin non funziona.
• tone() usa il timer dei pin 3 e 11: mentre suona una nota, il PWM su quei pin è disturbato.

Gli ingressi analogici

I pin A0–A5 misurano una tensione tra 0 e 5 V e la trasformano in un numero da 0 a 1023 con analogRead(). Ogni passo vale circa 4,9 mV. Una lettura richiede circa 0,1 ms: puoi farne migliaia al secondo.

tensione = lettura × 5 / 1023

Si usano per potenziometri, fotoresistenze, sensori di temperatura e joystick. I pin analogici funzionano anche come normali pin digitali: A0 è il pin digitale 14, A5 il 19.

I pin di comunicazione

• Seriale (UART): D0 (RX) e D1 (TX), in comune con l'USB. Per un secondo dispositivo seriale, come un modulo Bluetooth, usa SoftwareSerial su altri due pin.
• I2C: A4 (SDA) e A5 (SCL), per display, sensori e orologi. Molti dispositivi possono condividere gli stessi due fili.
• SPI: D10 (SS), D11 (MOSI), D12 (MISO) e D13 (SCK), per schede SD, moduli radio e display veloci. Gli stessi segnali sono sul connettore ICSP a 6 pin.
• Interrupt: D2 e D3 possono chiamare una funzione nell'istante in cui un segnale cambia, senza aspettare il loop().

Note per Quasar Basic

Quasar Basic ha la predisposizione per un modulo radio nRF24L01 che usa i pin SPI: CE su D9, CSN su D10, SCK su D13, MOSI su D11 e MISO su D12. Se il modulo è saldato, lascia quei pin alla radio. La console web di Quasar usa D2 e D3 per un modulo Bluetooth HC-05 facoltativo.

Prova i pin dal browser

Apri la console web di Quasar con la scheda collegata via USB: carica il firmware della console con un clic, poi accendi e spegni i pin, imposta un pin come ingresso con pull-up, muovi un cursore PWM e guarda gli ingressi analogici in un grafico dal vivo. È il modo più veloce per vedere in pratica tutto quello che c'è in questa guida, su Quasar Basic o su qualsiasi Arduino Uno.

Domande frequenti