Менша та дешевша альтернатива Arduino Uno для постійних проектів

Я трохи пограв з Arduino Uno, який прийшов у комплекті з дошкою та компонентами. Незабаром мені хотілося б зробити кілька більш постійних речей.

Я вважаю за краще менший і дешевший агрегат, ніж Arduino Uno, але це майже такий же простий у використанні, як Arduino Uno, і дуже схожий на використання.

Чи є наступним кроком Arduino Pro Mini 328 - 5V / 16 МГц логічним? На 1/6 розміру Arduino Uno це досить мало. За 10 $ за штуку ціна також хороша.

Я розумію, що я повинен паяти, щоб змусити його працювати. Це не повинно бути проблемою.

Чи знадобиться мені також USB-послідовна плата для програмування пристрою?

Я думаю, що перший найкращий вибір - це зняти чіп ATMega328p-pu зі свого Arduino UNO та включити його у свій остаточний контур. Фішки коштують лише близько 1,50 долара.

Таким чином, ви можете просто використовувати UNO як програміст замість кінцевого пристрою, який ви розгортаєте.

Я не впевнений, чому після завершення програмування немає додаткової документації про правильний спосіб видалення мікросхеми ATMega328p-pu та використання його на дошці.

Я точно пояснюю, як це зробити у своєму блозі: http://raddev.us/arduino/post/2018/07/03/arduino-uno-using-your-atmega328p-u-as-stand-alone

Але, ось основи. Спочатку ви виймаєте чіп. Це буде виглядати наступним чином після цього. (Примітка. Я використовую клон «Елегуо» ООН).

Далі ви застосовуєте живлення до контакту 7 і підключаєте штифт 8 до GND.

Потрібен кристал 16 МГц

Але, схоже, чіп, здається, не запустить ваш ескіз. Це тому, що вам справді потрібен кристал для роботи на частоті 16 МГц.

На борту ООН встановлено цей чіп, і саме тому він працює. Ви можете побачити його тут:

Нарешті, ви додаєте 16 МГц кристал і пару кришок 22pF, і ваш чіп буде працювати окремо (без UNO).

Ви додаєте кристал до шпильок 9 та 10. Ви можете переглянути всі подробиці, прочитавши мій запис у блозі чи прочитавши таблицю даних atmega328 .

Нарешті, просто проводьте все інше

Після цього просто підключіть решту своєї схеми до належних штифтів, і ви можете запустити свій автономний ATMega328p-pu.

Насправді це також приємний досвід навчання.
Просто придбайте замінні мікросхеми atmega328p-pu для вашого ООН, і ви зможете створити всі проекти, які ви хочете, за дуже дешеві.

Перевірте плату розвитку STM32F103C8T6, коштувала близько 1,5 доларів, і вона швидша / має більше пам’яті, ніж Arduino Uno, і значно менша.

Він може працювати з ID Arduino IDE, але не всі бібліотеки підтримуються, тому перевірте, чи не хочете його використовувати, чи підтримуються ваші використовувані бібліотеки чи є замість них різні бібліотеки.

Оновлення

Відмінності:

                       Arduino Uno       STM32F103C8T6 Mini Dev Board

MicroController            Atmega328P           Cortex M3
MIPS/MHz                        1                   1.25
Operating Voltage [V]           5                   3.3, most pins 5V tolerant
Input Voltage   [V]            7-12               USB only
Input Voltage (limit) [V]      6-20                (USB)
Digital I/O Pins               16                   37
From them:PWM Digital I/O Pins  6                   12
Analog Input Pins               6                   10
DC Current per I/O Pin [mA]    20                    ?
DC Current for 3.3V Pin [mA]   50                    ?
Flash [KB}                     32                   64
SRAM [KB]                       2                   20
EEPROM [KB]                     1                    -
Clock Speed [MHz]              16                   72

I2C                             1                    2
SPI                             1                    2 (18 MBit/s)
UART                            1                    3
CAN                             0                    1
USB                             0          USB 2.0 FS 12 MBit        
DMA                             0          7 channels (ATsP, SPI, I2C, USART)
RTC                             0                    1
CRC                             0                    1
Unique ID                       0                    1

Programmed by                  USB                 SWD Debug (around $5)

IDE                         Arduino IDE         Arduino IDE, CubeMX, ...
Libraries                      Many               Limited

Dimensions  [mm]            68.6 x 53.4           53 x 22
Weight       [g]               25                    ?
Price (cheapest)  [$]         2.50                 1.50

Примітка. Як було написано раніше, незважаючи на переважно кращі характеристики, підтримуються не всі бібліотеки. Також потрібно купити програміста (лише один раз, коштував близько 5 доларів).

Щодо свого продукту, я пішов з Arduino Uno :

до Arduino Pro Mini :

Так, вам знадобиться кабель FTDI для програмування та послідовних передач на ПК, але якщо вам не потрібні комп’ютери постійно, вам знадобиться лише один кабель для завантаження програми на кожен пристрій. Їх теж можна знайти досить дешево.

Однак я зауважую, що Arduino Pro Mini зараз вийшов на пенсію, тому джерело може бути дещо складніше (воно все ще доступне на AliExpress ). Тому з цієї причини я пропоную вам спробувати Arduino Nano :

що має додаткову перевагу вбудованого USB, що означає, що вам більше не потрібен кабель FTDI для програмування або кому.

ATMega328P, який є процесором цих трьох плат, не має вбудованого USB, а це означає, що плата також повинна включати в себе FTDI FT232RL IC, який використовується в кабелі FTDI. Наявність цього ІС може додати додаткові витрати до вашої суми

На кілька доларів дешевше за один пристрій ви можете використовувати мікроконтролер (наприклад, ATMega32U4), який має вбудовані USB-номери (і, отже, ви економите на FTDI IC). Одним з таких продуктів є Arduino Micro :

Усі ці згадані дошки є вбудованими в екосистему Arduino, і (крім пенсіонерів Pro Mini), їх можна легко знайти в Інтернеті або у вашому місцевому магазині електроніки. Ваша програма Arduino Uno буде працювати для всіх цих альтернатив - вам просто потрібно змінити плату в ID Arduino IDE:

Є ще одна рада, яку я хотів би зазначити - DigiSpark :

Він підходить лише для менших програм, обмежений у деяких своїх можливостях і не є офіційною дошкою Arduino. Сказавши це, підтримка Arduino є достатньо - і це дешево!

Якщо ви хочете дотримуватися Arduino і його інструментальної ланцюга, ви можете замовити просто голий ATmega 328p (мікроконтролер в основі Arduino Uno) і використовувати його сам!

Вони досить низькі (діапазон від 1,50 до 3,00 доларів) і є зручними. Для більш постійного рішення ви можете припаяти їх до протоплати (паркетної дошки) або навіть до спеціально розробленої плати, як тільки ваш дизайн вийде на цей рівень.

Ось чудовий посібник від людей з Arduino про те, як налаштувати Arduino на дошці, використовуючи лише сирі компоненти, такі як ATmega 328p. Ця конструкція використовує зовнішній тактовий кристал частотою 16 МГц, як і Arduino Uno.

Якщо ви все добре використовуєте внутрішній тактовий годин 8 МГц на борту 328p, ви можете позбутися більшості додаткових компонентів і просто запустити необроблений чіп, як у цьому посібнику (використовуючи завантажувач Arduino Lilypad замість завантажувача Arduino за замовчуванням). Це заощадить ще більше грошей!

У будь-якому випадку вам знадобиться блок програмування AVR, оскільки в 328p не вбудований USB-порт. Це буде найдорожча частина цього налаштування, але гарна новина - вам потрібна лише одна, і вона може запрограмувати будь-які 328p потрібні вам. Вони також можуть бути використані для програмування нестандартних мікросхем, які можуть програмуватися через послідовні штифти Tx / Rx, такі як мікросхеми ESP (ви просто передайте їх вручну). Дуже корисно мати один із них, якщо ви серйозно ставитеся до цих типів мікроконтролерів.

Мікроконтролерний мікросхема ATmega 328p

Наклейки ATMega Pin

Паркетна дошка

Програміст AVR

Мені подобаються Nano і Pro Mini. Мені подобається працювати з ним на макеті з іншими модулями. Якщо є більше схем, я вважаю це набагато зручнішим, ніж використання Uno. Є більш швидкі процесори, але для багатьох проектів 16 МГц 328 більш ніж достатньо. І подібно до Uno, ці двоє є частинами на 5 вольт. Іноді те, до чого потрібно підключитися, не працює з процесорами 3,3 вольт.

Pro Mini та Nano легко розпаюються на 0,1 "розміщений" Veroboard "(або еквівалент). Якщо ви не заперечуєте проти покупки клонованих деталей, вартість Nano і Pro Mini становить лише пару доларів. Покупка деталей на Aliexpress або навіть Ebay, можуть значно заощадити, якщо ви терплячі, коли справа стосується доставки.

Модулем, яким я зараз найчастіше користуюся, є ESP8266. Це потужна платформа WiFi, яка коштує всього кілька доларів і має досить зрілу структуру Arduino. Часто я використовую це як єдиний процесор в дизайні. Я навіть використовував це як основу для реєстратора даних і повністю ігнорував можливості WiFi. РК-дисплей розміром 20x4, мікросхем вимірювання струму / напруги (INA219) та карта пам'яті SD, що працює від літієвого акумулятора 18650.

Є багато хороших недорогих варіантів.

Клони Arduino Pro Micro дуже дешеві, і все, що потрібно для їх програмування, - це звичайний мікро USB кабель. Можливо, вам доведеться спаяти заголовки, щоб зробити все корисне. Вони доступні у версіях 3,3 В / 8 МГц та 5 В / 16 МГц.