• ×

    • Как не переплачивать за Arduino и модули к нему. Занимательная робототехника

    09.05.2019

    Сайт Ардуино+

    Сайт Ардуино+ (сайт) создан для того, чтобы помочь начинающим и профессиональным любителям радиоэлектроники в создании проектов различной сложности. Огромное количество библиотек, распиновка разных плат и устройств, библиотеки сенсоров и датчиков. Всё это включает в себя не только информацию про платы Ардуино, но и про многие-многие микроконтроллеры и устройства.

    Что такое Ардуино?

    Ардуино (Arduino)

    Ардуино - плата с процессором, которая позволяет собрать любое устройство/гаджет. Благодаря Arduino своими руками можно собрать даже свой собственный «умный дом».

    Arduino - эффективная аппаратно-программная платформа для проектирования и создания новых устройств, разработанная компанией Arduino Software и представляет собой плату с контактами для подключения дополнительных компонентов. Технические характеристики устройства зависят от модели используемого микроконтроллера. Это касается совместимости с дополнительными компонентами. Последнее обновление программной части 1.8.0 было выпущено 20 декабря 2016 года

    Бесплатная программная интегрированная среда разработки создана на базе языков программирования C/C++ и обладает одноимённым с самим устройством название. Наличие Ардуино-совместимых плат расширяет пользовательские возможности разработки с применением аппаратных и программных компонентов.

    Что можно создать при помощи Ардуино?

    На базе Arduino можно создаются автономные и подключаемые к компьютеру проекты.

    Миллионы возможных комбинаций элементов программы ограничиваются только человеческой фантазией. Устройство способно получать и обрабатывать данные об окружающем мире, используя присоединяемые и программируемые датчики.

    Вы можете запрограммировать систему быстро среагировать на определённое изменение, управлять светом, движущимися элементами, моторчиками и разнообразными приводами. Система подходит для домашнего и промышленного использования.

    Рынок дополнительных плат постоянно обновляется, появляются новые инновационные разработки. Этому способствует полностью открытая архитектура системы. Программный код записывается на саму плату, благодаря встроенному в процессор программатору. Однако, проект может выполняться с компьютера, используя проводные или беспроводные источники передачи данных.

    При их отсутствии можно приобрести дополнительный модуль, добавляющий новые функции. Большая открытая база готовых проектов и чертежей CAD открывает пользователю возможности для углублённого изучения среды, порождая новые идеи для создания собственного устройства.

    Преимущества работы с Arduino

    Как уже было сказано ранее, Ардуино обладает открытой архитектурой, что позволяет сторонним разработчикам полностью копировать систему. Несмотря на высокую конкуренцию, Ардуино - самое популярное аппаратно-программное средство. Это достигается благодаря простоте с многофункциональностью. Рассмотрим преимущество системы над сторонними аналогами:

    • плата обладает встроенным программатором, что позволяет использовать систему без дополнительного подключения дешифратора и компилятора;
    • программная часть построена на базе C/C++, что делает её простой в использовании и изучении;
    • наличие библиотеки готовых проектов и чертежей CAD, доступных для свободного использования;
    • для сбора устройства не требуется пайка, компоненты соединяются при помощи специальной макетной доски, перемычек и проводов;
    • возможность автономной работы расширяет сферу применения устройства;
    • наличие версии для работы с популярной мобильной операционной системой Android;
    • большое количество дополнительных модулей как от разработчика, так и от сторонних производителей.

    Создание проекта с Arduino - одно удовольствие. Дружелюбная система, наличие готовых проектов и видеоуроков и простая среда разработки позволяют реализовать даже ваши самые невероятные задумки.

    Работа с Arduino IDE: что и зачем

    Для работы платы и вашего будущего проекта необходимо написать и загрузить на Arduino скетч. Скетч (sketch) - программа, написанная специально для Adruno. Для выполнения данного пункта вам понадобятся:

    Скачайте - бесплатную среду разработки для Ардуино с официального сайта производителя. Вместе с программой автоматически установятся драйвера для определения девайса при подключении к USB-порту. Если же Ардуино не определится - произведите ручную установку необходимых компонентов.

    На схеме должен загореться зелёный светодиод при подключении к USB. Запустите приложение и приступайте к созданию собственного скетча. Проверка работоспособности и совместимости Arduino с ПО можно проверить при помощи встроенного скетча «LED». Запуск данного процесса должен вызвать мигание светодиода.

    В меню Tool - Board выберите используемую плату. Далее следует загрузка скетча в Arduino при помощи кнопки «Upload». Успешное завершение данной операции подтверждается миганием светодиода оранжевого цвета на плате. Для подробного изучения создано множество англоязычных и отечественных ресурсов, где рассказывается что такое Ардуино и как с ним работать.

    Среда разработки оснащена стандартным менеджером добавления библиотек в виде исходного кода на языке C++. Данная возможность расширяет применение компонентов, добавляя новый функционал.

    Платы и модули, раскрывающие функционал Arduino

    Платы Ардуино различаются в частоте процессора, объемах памяти и поддерживаемых архитектурах. Можно выделить следующие модели:

    • . Хорошее решение для начинающих пользователей и простых проектов. Поддерживает работу с Windows, Linux и MacOS. Встроенный микропроцессор работает на частоте 16 МГц, обладает 32 Кб встроенной памяти. Включается в комплекты для начинающих;
    • Arduino Yun . Комплект с встроенным портом Ethernet и модулем WiFi. Оптимизирован для работы с семейством Linux. Подойдёт для работы как с любительскими, так и промышленными проектами;
    • Arduino ADK . Устройство оптимизировано для работы с платформой Android. Хорошая совместимость и уникальный программный комплект позволяют создать проект, управляемый с мобильного телефона;
    • Arduino Due . Улучшенная версия, работающая на мощном 32 битном ARM процессоре с тактовой частотой 84 МГц. В плату установлено 96 Кб SRAM и 512 Кб флеш-памяти.
    • . Одна из самых миниатырных, но очень полезных и популярных плат особенностью которой является разъем USB.

    Это далеко не вся линейка плат. Существуют и другие модификации, созданные для выполнения разнообразных целей. Перед приобретением платы нужно заранее продумать будущий проект и выявить требующиеся технические характеристики. Полностью раскрыть потенциал Arduino позволяют дополнительные модули, подключающиеся к PIN-слотам центральной платы. Наиболее интересные и популярные модули расширения, они же шилды:

    • 3D-джойстик . Своеобразный программируемый 3D-стик, способный стать способом управления спроектированного механизма или робота;
    • Bluetooth-модуль . Даёт возможность управления механизмом или обменом данными через Bluetooth;
    • EasyVR Shield 3.0 . Разработка, служащая для распознавания голосовых команд;
    • Espruino Pico . Контролер, позволяющий выполнять Java-скрипты, расширяя варианты применения платы;
    • GPRS Shield . Расширение, позволяющее принимать и отправлять голос, SMS и GPRS-данные;
    • Motor Shield . Подключаемый модуль, позволяющий программно управлять двумя моторчиками;
    • Power Bank . Аккумулятор для переносных компактных модулей на 2000 МАч.

    Рассмотрев список выше, вы уже представили множество вариантов применения дополнительных модулей. Это далеко не весь список, а лишь популярные и распространённые устройства. Существуют разнообразные подключаемые картридеры, акселерометры, передатчики и модули для разнообразных сфер жизнедеятельности. Andruino начинает эффективно применяться даже в медицине.

    Небольшая цена, доступность модулей и открытая база данных помогут в реализации задумки. Готовый проект может быть как автономным, так и переносным. Наличие портативных аккумуляторов и беспроводных источников передачи данных способствуют созданию расширенной сети из группы плат и компьютеров.

    Доступный язык программирования обладает возможностью установки дополнительных компонентов и библиотек. Модули добавляют возможность работы с Java. Покупайте комплект Ардуино для начинающих и реализовывайте ваши задумки! Ваша фантазия безгранична, а Arduino позволит её воплотить.

    Оригинальный Arduino был разработан для одной специфической задачи, и справился с этой задачей в совершенстве. С успехом первой оригинальной платы Arduino, компания решила создать больше проектов, некоторые из них для очень специфических задач. Кроме того, поскольку оригинальный дизайн Arduino был под открытой лицензией, несколько компаний и частных лиц разработали свои собственные Arduino совместимые платы расширений, или следуя принципам открытого исходного кода, предложили свои изменения в Arduino. Arduino начал программу сертификации для обеспечения совместимости с бордами, которые используют различные процессоры, и Intel Galileo был первым, кто получил подобный сертификат. Любой может сделать свой собственный Arduino-совместимый прибор, но наименование и логотип Arduino зарезервирован как торговая марка. Таким образом, вы найдете множество плат с именами, заканчивающимися на "uino", подразумевающие совместимость.

    Arduino сделал дизайн платы с открытым исходным кодом, но они по-прежнему производят платы самостоятельно. Эти платы известны как официальные. Другие компании также делают Arduino совместимые платы.

    Arduino Uno


    является стандартной платой Arduino и возможно наиболее распространенной. Она основана на чипе Atmel ATmega328, имеющем на борту 32 КБ флэш-памяти, 2 Кб SRAM и 1 Кбайт EEPROM памяти. На периферие имеет 14 дискретных (цифровых) каналов ввода / вывода и 6 аналоговых каналов ввода / вывода, это очень разносторонне-полезные девайсы, позволяющие перекрывать большинство любительских задач в области микроконтроллерной техники. Чип ATmega16u2 на борту управляет последовательной связью. Данная плата контроллера является одной из самых дешовых и наиболее часто используемых. При планировании нового проекта, если вы незнакомы, с платформой Arduino, советую начать с Uno.

    Arduino Leonardo

    Платформа немного отличается от Uno. На основе ATmega32u4, этот микроконтроллер имеет расширенные возможности USB и, следовательно, не требует отдельного микрочипа для последовательной связи по USB, как Uno. Это означает меньшую стоимость; меньше микросхем - дешевле решение. Это также означает, что разработчик может использовать микроконтроллер в качестве родного устройства USB, увеличивается гибкость при коммуникации с компьютером. Леонардо может эффективно эмулировать клавиатуру и мышь через USB HID.

    Arduino Ethernet

    Платформа Arduino Ethernet на основе ATmega 328, взятая с Uno , может подключаться к сети Ethernet ,функциональность необходимая во множестве проектов. Физически, платформа Arduino Ethernet имеет те же14-дискретных входов / выходов, как Arduino Уно, с темисключением, что 4 используются для управления модулем Ethernet и встроенным считывателем микро- SD карт, ограничиваяколичество доступных выводов.

    Интересноотметить, что Arduino Ethernet имеет дополнительный модуль POE (Power Over Ethernet ). Эта опция позволяет Arduino Ethernet питаться непосредственно от сети Ethernet , без необходимости использования внешнегоисточника питания при условии, что питание POE подключено на другом конце кабеля Ethernet . Без POE Arduino должен быть запитан с помощью внешнего источника питания.

    Еще одно отличиеот других плат Arduino - это отсутствие разъема USB . Потому что довольно много места занято разъемом Ethernet , зато устройство поддерживает коммуникации черезобычные выводы.



    Arduino Mega 2560


    лиш немного длиннее, чем Arduino Uno, но она имеет значительно больше каналов ввода - вывода. Она имеет в общей сложности 54 цифровых линий ввода / вывода и 16 аналоговых входов. Она также имеет большое количество флэш-памяти: 256 КБ, что позволяет хранить большие программы, чем Uno. Она также имеет немалую SRAM и EEPROM: 8 КБ и 4 КБ, соответственно. Она также имеет 4 аппаратных UART порта, что делает ее идеальной платформой для коммуникаций с несколькими устройствами параллельно.

    Платы Arduino Mega используются там, где необходимо большое количество входов и выходов.



    Arduino Mini

    Платформа Arduino Mini это крошечное устройство, используемое в проектах, требующих максимальной экономии места. Она содержит 14 цифровых входов / выходов и 4 аналоговых входных контакта. (Еще четыре доступны, но не выведены.) Устройство настолько миниатюризировано, что не имеет ни USB-разъема, ни регулятора мощности ни даже гребёнки для подключения периферии. Программирование осуществляется с помощью внешнего USB или RS232 через TTL последовательный адаптер.



    Arduino Micro


    полностью соответствует своему названию; это одна из самых маленьких плат из линейки Arduino. Несмотря на свой небольшой размер, она все же имеет большое количество входных и выходных выводов; она имеет 20 цифровых каналов ввода / вывода, из которых 7 могут быть использованы как выходы ШИМ. Она также имеет 12 аналоговых входов. Микро не спроектирована, для наращивания подсоединенными шилдами, но у её такое расположение выводов гребенок, что её удобно размещать непосредственно на макетной плате.



    Arduino Due

    Контроллер Arduino Due отличается от всех Arduino тем, что он спроецирован не на базе AVR, а на чипе Atmel SAM3X8E архитектуры ARM Cortex-M3. Этот передовой микроконтроллер работает на частоте 84 МГц и является полноценным 32-разрядным устройтвом. Он имеет большое количество дискретных и аналоговых входов / выходов: 54 цифровых канала (12, из которых могут быть использованы в качестве ШИМ) и 12 аналоговых входов. На плате предусмотрены 4 UART, порт SPI, интерфейс Twin-Wire, а так же включает в себя порт JTAG.

    Платформа Arduino Due имеет более высокие требования пи питанию и питается от 3,3 В. Будьте осторожны, чтобы не подать 5 В на любой из выводов: в противном случае, вы можете спалить плату. При выборе шилда расширения для Due, убедитесь, что он поддерживает питание 3.3 В.

    Arduino Due невероятно мощный Arduino. Due имеет на борту 512 КБ флэш-памяти и в суммарно 96 КБ SRAM. Он может обрабатывать крупнейшие программы на высокой скорости. Если вам нужны мощные вычислительные процессы, то эта Ардуина для вас.

    LilyPad Arduino

    LilyPad Arduino - довольно интересное устройство. Оно выпадает из привычных стереотипов об обычном Arduino, потому что имеет не прямоугольную, а круглую форму. Во-вторых, оно не поддерживает механические соединения с шилдами. Оно предназначено для, небольших автономных устройство. Круглая форма продиктовала то, что разъемы равномерно распределены по окружности, и его небольшой размер (2 дюйма в диаметре) делает его идеальным для переносных устройств. Это устройство легко спрятать, и несколько производителей разработали устройства, специально для LilyPad: экраны, датчики света, даже коробки для батарей питания, которые могут быть зашиты в ткань. Для того, чтобы сделать LilyPad как можно меньше и как можно легче, на сколько возможно, были принесены некоторые жертвы. У LilyPad нет регулятора напряжения на борту, так что ему для питания будет необходимо обеспечить по крайней мере 2,7 вольт, и не более 5,5 вольт; в противном случае, будет пшик.

    Arduino Pro

    Контроллер Arduino Pro заявлен в двух версиях, на основе ATmega168 и ATmega328. Версия 168 работает на 3,3 В с тактовой частотой 8 МГц, а версия 328 работает на 5 В и частоте 16 МГц. Обе версии имеют 14 цифровых входов / выходов и 6 аналоговых входов. Контроллер имеет разъем питания батареи JST, переключатель для выбора между режимами питания, и пространство, отведенное для модуля питания, при необходимости. На плате нет порта USB, но вместо него используется кабель FTDI для программирования.

    Arduino Pro отличается от большинства других Arduino тем, что являясь отдельной самостоятельной макетной платой, он также может быть использован для расширения функционала других контроллеров в качестве шилда. Он выпускается без портов и привычных гребёнок. Все цифровые и аналоговые входы и выходы расположены по краям платы, сохраняя стандартное для Ардуино расположение отверстий, готовых к припаиванию гребенок или проводов, по необходимости. Вместо использования для прототипирования новых проектов, Arduino Pro больше направлен на окончательный монтаж в готовой продукции. Arduino Pro не разрабатывался самим Arduino, а был разработан и запущен в производство фирмой SparkFun Electronics.

    Arduino Robot

    Arduino Robot, это попросту говоря, Arduino на колесах. В его состав входят две платы контроллеров - один управляет двигателями на борту, а другой обрабатывает сигналы датчиков. Управляющий контроллер дает команды плате управления двигателями о том, что делать.

    Управляющая плата контролируется чипом ATmega32u4, с 32 КБ флэш, 2,5 КБ SRAM и 1 Кбайт EEPROM памяти. Она также имеет внешнее I2C EEPROM устройство, обеспечивая больше места для хранения информации. На борту есть компас, динамик, три светодиода, клавиатура на пять кнопок и ЖК-экран. Она также имеет три вывода под пайку для внешнего I2C устройства. Она также имеет отдельные каналы ввода / вывода, с пятью цифровыми входами / выходами, шестью ШИМ и четырьмя аналоговыми входами. Оставлено место для восьми аналоговых входов (для датчиков расстояния, ультразвуковых датчиков или других) и шести дискретных входов / выходов для других устройств (четыре из которых могут быть использованы для аналогового входа).

    Плата двигателей полностью независима, основана на ATmega32u4, тоесть на том же чипе что и плата управления. Плата двигателей имеет в своем составе два двигателя с колесами, запитанных отдельно, пять ИК датчиков, I2C и SPI порты. Она также содержит батарейный блок, в который вставляется четыре аккумуляторные батареи типа АА, а так же содержит гнездо для подзарядки аккумуляторов на борту. Плата может быть также запитана от разъема USB, но в этой конфигурации, из каких-то соображений безопасности, двигатели при этом отключаются.

    Arduino Esplora

    Arduino Esplora это довольно странное устройство. Большинство плат Arduino предназначены для стационарного размещения на столе или в щите, но Esplora предназначен для держания руками. Основан ATmega32u4, геометрически не совместим с шилдами и не имеет на борту контактов для входов и выходов. Вместо этого, он выглядит и ощущается в руках как геймпад; у него есть курсор под большой палец в виде четырех дискретных кнопок, один аналоговый джойстик, а так же линейный потенциометр. В качестве обратной связи предусмотрены зуммер и трехцветный светодиод. Esplora также имеет следующие датчики: она имеет на борту микрофон, датчик температуры, разъем для подключения ЖК-экрана и трех-осевой акселерометр. У Esplora 32 Кб флэш памяти; 4 Кб используются загрузчиком. Так же имеется 2,5 Кб SRAM и 1 Кбайт EEPROM памяти. Для совместимости Esplora c другими контроллерами, предусмотрены 4 разъёма TinkerKit: с двумя входами и двумя выходами.

    Платформа Arduino Yun базируется на чипе ATmega32u4, но он также имеет Atheros AR9331 на одной плате. Процессор Atheros имеет полный дистрибутив Linux, на основе OpenWRT, операционной системы распространенной в беспроводных маршрутизаторах на Linux. Плата Arduino Yun имеет встроенный Ethernet и WiFi, а также слот для micro-SD. Юн отличается от других Arduino и шилдов тем, что у него серьезная сетевая функциональность; Arduino может посылать команды в OpenWRT, и дальше продолжать обработку своего скетча. Оба процессора работают самостоятельно, существующая библиотека обмена данными облегчает коммуникацию между двумя процессорами.

    Arduino Tre

    Arduino Tre только планируется запустить в производство но обещает стать феноменальным монстром в сфере любительских контроллеров. До этого момента, самым быстрым Arduino был Due, на основе ARM-совместимого микроконтроллера. Tre, созданный Arduino и BeagleBoard, сочетает в себе мощность полного компьютера с гибкостью каналов ввода / вывода платформ Arduino. Tre будет иметь процессор класса Cortex-A8 под названием Sitara AM335X, работающий на частоте 1 ГГц. Этот процессор имеет доступ к 512 Мб оперативной памяти и имеет HDMI порт способный отображать Full HD (1920 х 1080). Вся эта мощь сопряжена с интерфейсом разработчика с помощью Atmel ATmega32u4 используя среду программирования Arduino, столь полюбившуюся фанатам.

    Arduino Zero

    Arduino Zero это новый Arduino на чипе Atmel SAM D21 микроконтроллера. У него 256 Кб флэш-памяти, 32 Кб оперативной памяти, и работает он на частоте 48 МГц. Arduino Zero предназначен для удовлетворения будущих потребностей сообщества разработчиков, предлагая дизайн, который одновременно является мощным, надежным, и достаточно гибким, который будет востребован в робототехнике и переносных проектах.

    Первые компьютеры были размером с целый дом, потом, с течением времени вычислительные машины становились все меньше и компактнее, они уже могли помещаться на столе и многие пользователи обзавелись домашними компьютерами. Но сейчас технологии пошли еще дальше и компьютер может уместиться полностью на ладони.

    Это микрокомпьютеры, например, Arduino. Они достаточно дешевы, имеют минимальный размер, но достаточно мощны для выполнения некоторых действий. В этой статье мы рассмотрим лучшие аналоги Arduino, которые вы можете использовать для создания своих проектов. Разберем их сильные стороны и недостатки.

    Плата Arduino имеет множество модификаций и распространяется в различных моделях. Одна из самых популярных серди пользователей - Arduino Uno. Это самое старое устройство. Оно появилось в 2005 году, как инструмент для студентов. Затем устройство было модифицировано улучшено и клонировано множество раз. Микрокомпьютер Arduino сделал революцию в программировании и электронике.

    Официальная версия Arduino Uno стоит $25, но можно найти клон за $5 который будет работать не хуже оригинала. Причина платить полную цену, это разве что поддержать проект. Преимущество Arduino в простое, вам не нужно ничего настраивать, собирать полноценную операционную систему Linux, просто пишите код, компилируйте его и загружайте на устройство.

    Другие преимущества - это отказоустойчивость устройства, а также расширяемость, например, если вам нужно добавить Bluetooth, вы просто докупаете недостающую плату. Недостатком Arduino Uno есть то, что здесь используется чип ATMEGA CPU, который имеет небольшое количество памяти и устройство хранения. Поэтому если вы хотите собирать данные, такие, как показания сенсоров, то вам нужно будет передавать их на компьютер.

    Лучшие альтернативы Arduino

    1. Raspberry Pi Zero

    Raspberry Pi Zero - это, по сути, такая же самая оригинальная плата Raspberry Pi Model A+, только уменьшенная до размеров платежной карты. Вы можете приобрести ее за 5-8$. Когда устройство только появилось, оно отправлялось в качестве бесплатного подарка подписчикам журнала MagPi. Этот микрокомпьютер может запустить полноценный дистрибутив Linux и в то же время он достаточно дешевый.

    Плата имеет точно такие же возможности, как и Raspberry Pi A+, на ней можно запустить Raspbian или любую другую совместимую операционную систему. Процессора с частотой 1 ГГц и 512 Мб оперативной памяти вряд-ли хватит на что-либо серьезное, но вы можете использовать устройство в качестве микроконтроллера, альтернативы Arduino.

    Здесь есть 2 порта microUSB, но нет Ethernet, Bluetooth или Wifi. Но переходники и платы расширений для включения нужных вам технологий можно приобрести достаточно недорого. Это самый мощный из перечисленных микрокомпьютеров, поэтому он используется для сложных задач, которые не всегда по плечу для Arduino, например, обработка данных и визуализация.

    2. NodeMCU

    NodeMCU - это очень интересный микроконтроллер, который предлагает множество возможностей, особенно учитывая его цену. В отличие от Arduino, который использует 8 битный ATMEA с частотой 16 МГц, здесь используется чипсет ESP8266 с 32 битным процессором Tensilica Xtensa LX106 80 МГц, также здесь есть Wifi, встроенная поддержка TCP/IP, 4 мегабайта встроенного хранилища и 20 кб ОЗУ. В дополнение ко всему тут есть 10 выходов GPIO.

    К устройству можно подключать различные компоненты, такие как мониторы, сенсоры или сервоприводы. Как и Arduino, его очень просто использовать, достаточно написать код и загрузить его на устройство по USB. Программы пишутся на Lua, это интерпретируемый язык программирования, похожий на Python или Ruby. Вы можете заказать NodeMCU за $3 из китая или найти более дорогую версию на Amazon.

    3. Particle Photon

    Particle Photon - это устройство для реализации различных веб-проектов. Устройство поставляется с Wifi и является одной из лучших альтернатив Arduino на данный момент. В качестве процессора используется Cortex ARM M3 с частотой 120 МГц. Писать программы для него нужно так же как и для Arduino, просто пишите код и загружаете его на устройство.

    4. ESP8266

    ESP8266 - это микроконтроллер с поддержкой Wifi, который набирает популярность среди энтузиастов в электронике. Он стоит дешевле Arduino, но может программироваться в той же Arduino IDE. Но для его питания нужно подавать 3.3 вольта а не 5. Устройство поставляется со встроенным регулятором питания и несколькими портами ввода-вывода.

    5. Teensy

    Teensy - это самая популярная альтернатива Arduino, которая может использоваться для создания любого DIY проекта. Здесь есть загрузчик, с помощью которого вы можете загружать в память программу даже с USB флешки. С помощью него вы можете эмулировать любое USB устройство, а в качестве процессора используется ARM Cortex M4 с частотой 180 МГц, и 256 Кб оперативной памяти. И здесь тоже можно использовать Arduino IDE.

    6. BeagleBone

    Устройство использует ARM Cortex V8 с частотой 700 МГц и 256 мегабайт оперативной памяти DDR2, а также флешку объемом 4 Гб. В качестве языков программирования могут использоваться Python, C, C++, PHP, JavaScript. Устройство поддерживает установку SD карты, а также есть USB порт, через который можно подключать различные расширения, например, Ethernet или другой компьютер.

    5. MSP430

    MSP430 - это альтернатива Arduino, очень похожая на оригинальную плату, но потребляет очень мало энергии, благодаря использованию 16-битного MCU. В качестве среды для разработки программ может использоваться Energia IDE. Микроконтроллер имеет собственную архитектуру что и выделяет его среди других.

    6. STM32

    STM32 - это дешевый 32-битный микроконтроллер, от STMicroelectronics, одна из лучших альтернатив Arduino. Здесь используется своя среда разработки Keli, а также программатор ST-Link. Устройство использует чип ARM Cortex 32-bit M3 с тактовой частотой 24 МГц и 8 кб оперативной памяти. Среди других преимуществ можно отметить низкое потребление энергии, обработку цифровых сигналов и так далее.

    Выводы

    В этой статье мы рассмотрели аналоги Arduino uno, которые вы можете использовать в своих проектах. А какое устройство вы бы выбрали? Что используете? Напишите в комментариях!

    Среди всего разнообразия плат Arduino новичку сложно выбрать подходящую. Кроме официальных плат, типа Arduino UNO, Nano, MEGA, существуют еще и ардуино-совместимые платы, типа Digispark, «Электронные войска», Seeeduino, Freeduino, Robocraft и другие. В чем их отличие и какую плату Arduino выбрать? Давайте разберемся!

    Совместимость с шилдами и основные отличия

    Пожалуй, эта характеристика стоит на ряду с такими как: объём памяти, тактовая частота и тип используемого микроконтроллера. Платы клоны Ардуино можно разделить по подобию с базовыми платами Arduino UNO, MEGA и прочие. Самой распространенной является UNO, собственно большинство клонов связаны, именно с ней. Совместимость с шилдами обеспечивается расположением клеммных колодок и разводкой печатной платы.

    Размер платы оригинальной UNO 6.9х5.3 см, размеры плат сторонних производителей могут отличаться, но расположение клеммных колодок и расстояние между разъемами должно оставаться одинаковым. В таком случае плата будет совместима со стандартными шилдами любого происхождения.

    Если речь идет в контексте «ардуино», скорее всего, именно эта версия и имеется в виду. Отличия между оригиналом и клоном могут отсутствовать, т.е. полная копия, а разницей могут быть лишь цвет покрытия платы и способ прошивки. USB-serial конвертер, на той же УНО, выполнен на микроконтроллере, тогда как на оригинальных НАНО - на 232-ой микросхеме, а на китайской - на CH340, встречаются и УНО с такими конвертерами, об этом позже.

    С другой стороны в отличиях могут быть и схемы питания, и встроенные в плату дополнительные микросхемы-драйверы, защитные цепи, развязочные, расширители портов на сдвиговых регистрах и пр.

    Понятие Arduino-совместимая - значит, что она и соответствующим языком программирования, при этом она необязательно совместима с шилдами. Примером такой платы можно привести Lillypad.

    Плата совместима с языком ардуино, но не совместима с шилдами. Если их нужно подключать, то нужно производить подключение вручную к соответствующим пинам. Кстати эта плата ориентирована на носимые устройства, как вариант для умной одежды. Такую плату производит компания SparkFun.

    Обзор плат и советы по их применению

    Большое количество модификаций и сторонних плат не является плагиатом или подделкой. Так произошло, потому что Arduino ведет открытую политику, что позволяет вносить модификацию в конструкцию и собирать наборы, со свободной комплектацией предназначенные для специализированных сфер:

      Роботехника;

      Автоматика;

      Для обучения и пр.

    Названия плат обычно содержат приставку «Duino», как craftduino или DCduino, а модель платы может и совпадать по названию, как та же DCduino UNO, если она дополнена - тогда будет еще одна приставки или совсем другое слово описывающее добавочные функции. Кроме выше перечисленного стоит обращать внимание на напряжение питания и логических уровней, они могут быть 3.3 и 5 В.

    Для начала однозначно брать нужно распространенную плату - Arduino UNO-подобную или Nano, первая стоит порядка 5 долларов, вторая немногим дешевле - 3-5 долларов.

    Если вам встретится модель под названием Duemilanove, это полный аналог UNO. Отличия лишь в способе связи с компьютером, выше я упомянул, что на UNO она организована на дополнительном микроконтроллере - Atmega8u2, Duemilanove общается с компьютером через FT232RL.

    Перейдем к обзору плат. На фото ниже это полные клоны ардуино, ниже мы рассмотрим модернизированные платы.

    Отличный клон UNO, главное отличие - наличие дополнительных контактов разъёма «GVS» (ground-voltage-signal). Это не совсем разъём, а скорее порядок размещения проводов в разъёме. Именно так подключаются многие датчики и прочая периферия.

    Но в стандартной гребенке контакты расположены иначе, при этом вам обязательно не хватит контактов питания (Vcc и Gnd), придется скручивать провода, либо использовать беспаечную макетную плату для подсоединения. Разработчики Iteaduino предусмотрели это и решили проблему дублированием контактов типа «папа» в правильной последовательности.

    Если вы не нашли такую плату - придется покупать шилд, но работать с ним не так удобно, тем более для начинающего лучше, когда деталей меньше.

    Подобные платы позволяют уменьшить габариты и вес конечного продукта за счет уменьшения количества шилдов.

    Еще одна уно-подобная плата с возможностью подключения к сети по кабелю и установки микро SD-карты. Хотя и есть Ethernet-shield, но опять-таки - он увеличит объём занимаемый платой в корпусе и вес продукта. Плата , но на ней отсутствует USB-интерфейс.

    Для прошивки нужно дополнительно приобрести USB-UART конвертер вот такой, например, его гребенка подходит к такой же на плате Arduino Ethernet.

    Leonardo и Esplora

    Модель Arduino для тех, кому нужно много аналоговых входов, для считывания аналоговых датчиков, здесь их 12, против 6 на плате УНО.

    Это получилось за счет использования Atmega32u4, а не Atmega328, как на большинстве плат они подключены к пинам, те, что на UNO были цифровым: 4, 6, 8, 9, 10, 12.

    Такая разводка позволяет использовать их как раньше, что даёт совместимость с платами расширения или подключать источники аналогового сигнала. ШИМ выводов здесь не 6, а 7.

    Исчезла необходимость в USB-UART конвертере, в Atmega32u4 интегрирована аппаратная поддержка USB. Для работы может потребоваться дополнительный модуль PoE. Такие платы отлично подходят для создания контроллеров для ПК, он поддерживает USB HID, и может выступать в роли мыши или клавиатуры или геймпада, с соответствующей обвязкой и деталями.

    Интересен Leonardo тем, что при одинаковых размерах и совместимости с UNO имеет больше функций в плане работы с ШИМ и аналоговым сигналом.

    На его основе сделана Esplora - по сути плата джойстика совместимая с арудиновским кодом и возможностью программирования и создания уникального девайса. На фото ниже вы видите такую плату с дополнительным дисплеем (в комплект его нет), напоминает портативную консоль.

    MEGA и DUE

    Если вы собрались делать систему автоматизации для целого дома или другой объёмный проект вам не хватит выводов . На помощь придет контроллер Atmega2560, и плата ардуино с аналогичным названием, здесь есть 54 цифровых входа-выхода и 16 аналоговых. Это более, чем в 2 раза больше, чем у тех, что мы рассмотрели выше. К ней продаются соответствующие большие шилды.

    UNO-шилды условно совместимы. Только нужно в библиотеках править расположение пинов, потому что их нумерация различна.

    Если вам нужно еще больше возможностей, стоит сменить архитектуру. Arduino DUE построен не на МК семейства AVR8, а на ARM CORTEX-M3. Это 32-х разрядный контроллер. 54 цифровых и 12 аналоговых каналов помогут реализовать большой проект. 4 UART интерфейса, SPI, Twin-Wire, JTAG. 512 кб флеш, 96 SRAM, 32 разряда - всё это нужно для высокой скорости выполнения сложных программ.

    Напомню, что у атмеги328 всего 32 кб флеш-памяти и 2 кб SRAM

    ВНИМАНИЕ:

    Питание и напряжение логических уровне - 3.3 В, если хотите убить DUE, подайте на неё 5 В.

    Самые маленькие ардуины

    Для тех, кому важна мобильность есть целый ряд официальных плат и одна весьма занимательная ардуино-совместимая. Они подходят для тех, кто хочет спроектировать скрытое устройство или носимое (портативное). Давайте рассмотрим их подробнее.

    Актуальная версия - Arduino Nano v3.0. Из маленьких она наиболее удобна, для прошивки используется Mini-b USB-кабель, но китайские копии часто используют micro-USB разъём, который очень распространен для подключения смартфона к компьютеру или его зарядки.

    По количеству и назначению пинов она аналогична UNO, но не совместима с шилдами. Кстати, для нано встречаются специализированные шилды (китайцы делают все, что только можно вообразить). Чаще всего китайские копии используют CH340G для связи с компьютером через USB, лично у меня на Windows 8.1 драйвер не установился автоматически, проблема решилась после 2-х минут поиска в гугле по названию микросхемы, дальше всё пошло как по маслу.

    Немного больше, чем нано. Микро и нано отлично подходят для размещения на макетной плате, почти всегда это делает сборку схемы и монтаж более удобным. В остальном всё аналогично предыдущей различия лишь в компоновке платы.

    Arduino mini - не работает по USB

    Самая мелкая плата, аналогичная по функционалу «ункам» и «нанкам» - это «мини». Забавно, что самая маленькая плата, судя по названию, должна быть больше, чем «нано». Получилось наоборот. Экономия размеров достигнута за счет исключения узла связи по юсб (rs232, ch340g и подобных) и самого разъёма. Для этого есть контактные площадки для подключения по последовательному интерфейсу.

    Прошивка осуществляется с помощью USB-serial (usb-uart) переходников. Если вы собираетесь заниматься микроконтроллерами - стоит его приобрести, он много где может пригодиться.

    Может поставляться как с распаянными контактными площадками, так и просто приложенными в комплекте, для самостоятельной установки.

    Интересная разработка Digispark. Её форм-фактор напоминают флешку, для её прошивки не нужен кабель, она сама вставляется в USB-порт компьютера.

    В вашем распоряжении всего 6 выводов(3 PWM и 4 аналоговых, I2C), 8 Кб флэш-памяти для программ, по 512 б ROM и RAM, 2 кб памяти, как обычно, заняты загрузчиком, так что вам доступно лишь 6 кб.

    При прошивке 2 цифровых пина (P3, P4) задействуются под USB, но вы их можете использовать после прошивки, когда отключите от компьютера. Обратите внимание на распиновку - она написана на обратной стороне платы, на картинке справа. Для работы с ней нужно настроить IDE.

    Еще несколько особенностей:

    1. пин P5 - это «RESET», если подать на него логический ноль - плата перезагрузится, он же A0, т.е. первый аналоговый вход, сигнал может считываться в диапазонах более, чем 1.2 в, поскольку всё что ниже воспринимается, как «ноль» и идёт перезагрузка. Сомнительный пин вообще, но если подумать, как его использовать, и достигает ли измеряемый сигнал вообще нуля, то всё не так плохо.

    2. Забудьте о мониторинге порта, Serial отсутствует как таковой, поэтому отладку платы с компьютера проводить не получится. Этого можно и избежать - если больше времени уделить проектированию, ну или использовать внешние измерительные приборы - контрольные лампы, мультиметры, осциллографы.

    Заключение

    Надеюсь, что эта статья помогла вам определиться с выбором платы. Я постарался рассмотреть максимально широкий спектр ардуино в малом объёме текста, детально рассматривать каждую плату не имеет смысла, ведь они почти одинаковы, за исключением разных дополнений.

    Arduino – самая популярная платформа любительской и образовательной робототехники. Какую плату или набор Arduino купить начинающему? Как купить Arduino дешево? Чем аналоги Arduino отличается от оригинальной платы? Ответы в нашем обзоре.

    Arduino или чтототам-duino

    Благодаря открытости Arduino , ее устройство известно и допускает свободную модификацию. Поэтому любой производитель плат может выпускать аналог платы Arduino , вносить изменения в саму плату, не говоря уже о свободной комплектации наборов (kits).

    Поскольку Arduino – это бренд производителя, аналоги имеют другие, но обычно созвучные с Arduino названия – Freduino, Freeduino, DCcduino, Xdruino, Funduino , Robotale и множество других. Более того, бренд вообще может быть не указан, а будет присутствовать надпись типаfor Arduino . Оригинальные Arduino производятся в Италии, большинство аналогов – в Китае. Есть и российские разработки.

    Визуально большинство этих плат выглядит одинаково (на Arduino присутствует фирменный логотип) и даже имеют одинаковый синий цвет (исключения есть, но немного, Funduino, например, красного цвета). Также платы-аналоги Arduino обычно в своем названии имеют такие же приставки, как и сама Arduino, например, DCcduino UNO соответствует Arduino UNO (что такое UNO – ниже).

    Безымянный аналог Arduino UNO

    Аналоги обычно не уступают по качеству, зато сильно выигрывают в цене (об этом ниже).

    Все инструкции, все методические разработки, уроки и т.п., ориентированные на Arduino, в полной мере подходят и для аналогов. Поэтому, если имидж для вас ничто, то смело берите другие -duinы!

    Arduino Starter Kit

    Производитель рекомендует начинать изучение Arduino с набораArduino Starter Kit . Этот комплект содержит плату и другие электронные компоненты, необходимые для начального изучения Arduino: светодиоды, резисторы, сервопривод, мотор, кнопку, жидкокристаллический экран, пьезоэлемент, датчики и прочее.

    Чтобы купить Arduino Starter Kit у официального производителя , придется заплатить около 80 евро.

    Аналоги значительно выигрывают в цене при схожей комплектации. Самые низкие цены на них в китайских интернет-магазинах. Сравнивая цены на наборы, конечно нужно учитывать и их состав. Так, Starter Kit for Arduino с платой DCcduino на сайте AliExpress стоит чуть менее $34 – комплектация похожа на оригинальную. Несколько меньшая комплектация у Starter Kit for Arduino с платой Robotale на сайте DealExtreme cтоит $28. Доставка в Россию бесплатная на обоих сайтах.

    Практически любой из таких наборов содержит необходимый минимум для начинающих и подходит для освоения наших уроков Arduino для начинающих (в небольших наборах часто нет фоторезистора).

    У меня самого случилась интересная история. Я заказывал в DX такой набор – как видно на фото там идет неоригинальная Arduino, а пришел вполне итальянский Arduino! Мелочь, а приятно.

    Покупка готового Arduino-робота как начало обучения

    О покупке готовых роботов как способе первоначального знакомства с Arduino мы уже писали . В продаже имеется огромное множество таких наборов на основе Arduino. Детям младшего возраста, такой способ знакомства с Arduino предпочтительней, так как это готовая игрушка, в которую можно поиграть, а затем разобрать и использовать плату Arduino и другие компоненты в обучении.

    Конечно в составе готового робота может не оказаться всех деталей, требуемых в уроках для начинающих , но все недостающее можно купить отдельно. Простые DIY-компоненты, такие как светодиоды и резисторы, можно купить в любом магазине радиодеталей.

    На фото популярный Arduino-робот - , стоимостью менее 100$.

    Выбор модификации Arduino для начинающего

    На официальном сайте производителя Arduino представлены 20 модификаций Arduino платы. Среди них Arduino Uno, Arduino Due, Arduino Leonardo и другие.

    Arduino UNO и аналоги

    Имеет наибольшую популярность, обычно входит в состав вышеописанных наборов (kits) и, пожалуй, ее можно назвать стандартной Arduino-платой. Это одна из самых дешевых Arduino-плат.

    На официальном сайте Arduino UNO можно купить за 20 евро + доставка. В крупных российских интернет-магазинах, в том числе и у официальных дистрибьюторов, она продается по 1150-1300 рублей. Обычно в Москве и Санкт-Петербурге вы можете забрать самовывозом, а в другие регионы придется платить еще и за доставку. Выходит дороговато.

    Оригинальную Arduino UNO также можно купить в китайских магазинах, но надо внимательно смотреть на описания и фотографию (в текстах описаний не всегда это явно видно). Впрочем, описания иногда бывают ошибочны (как я уже написал выше). Цена, конечно, получается ниже, чем в российских магазинах.

    Как и в случае с kitовыми наборами, очень дешево можно купить аналоги Arduino. Например, практически идентичный аналог DCcduino UNO на dx.com стоит менее $10, а наaliexpress вообще $5,50!

    Другие модификации Arduino плат

    Давайте рассмотрим, какие из плат удобны начинающему для знакомства с основами электроники.

    Пойдем методом исключения.

    Сразу отказываемся от 4 модификаций платы Lilly Pad – они предназначены для “электронного текстиля” – вшивание светодиодов в одежду и т. д. Позже мы напишем о них.

    Arduino Lilly Pad

    Если вы не планируете делать готовых роботов, то есть будете часто закачивать программы на плату, гораздо целесообразней использовать платы с USB-портом – их удобнее подключать к компьютеру.

    USB-порта НЕ имеют платы: Arduino Mini, Pro, Pro Mini.

    Если вы хотите познакомиться с основами электроники, вам не очень подойдут “навороченные” платы: Esplora, BT, Ethernet, Tre, Yun, Robot .

    Остаются UNO, Leonardo, Due, Micro, Mega ADK, Mega 2560, Nano, Fio.

    Если для расширения платы вы будете вставлять Shield’ы (в их виде выполняются драйвера моторов, платы с дополнительными разъемами и т. д.) – надо учесть, что они имеют стандартный формат, которым не обладают Micro и Fio.

    Надо сказать, что нестандартным размером обладает и Arduino Nano, но зато ее легко вставить в Breadboard – ее ножки находятся на нижней стороне платы.

    Сравним цены оставшихся плат на Arduino Store:

    • UNO – 20 евро,
    • Leonardo – 18 евро,
    • Due – 36 евро,
    • Mega 2560 – 29 евро,
    • Mega ADK – 44 евро,
    • Nano – 33 евро.

    В упомянутых китайских магазинах можно найти аналоги по значительно низкой цене.

    Arduino часто называют одноплатным компьютером. И именно с выбором компьютера начинающему лучше всего сравнить выбор платы Arduino.

    Платы отличаются:

    • микроконтроллером и частотой его работы (ATmega328 – 16 мГц, ATmega32u4 – 16 мГц, ATmega2560 – 16 мГц и другие),
    • входным и выходным напряжением на плату,
    • количеством аналоговых входов и выходов,
    • количеством цифровых портов, в том числе поддерживающих ШИМ,
    • объемом флэш-памяти.

    Количество портов на плате определяет максимальное количество, подключаемых к ней устройств (датчики, моторы и т.п.), а объем флэш-памяти ограничивает длину загружаемой в нее программы. 14 цифровых портов, в т.ч. 6 с ШИМ, 6 аналоговых входов, 32 KB Flash-память, USB-порт типа B.

    Arduino Due: микроконтроллер AT91SAM3X8E, 54 цифровых порта, в т.ч. 12 с ШИМ, 12 аналоговых входов и 2 аналоговых выхода, 512 KB Flash-память, 2 MicroUSB порта.

    Arduino Leonardo: микроконтроллер ATmega32u4, 20 цифровых портов, в т.ч. 7 с ШИМ, 12 аналоговых входов, 32 KB Flash-память, MicroUSB порт.

    Похожие статьи
     
    Категории
    Видеоматериалы
    Популярное
    Новое