Mniejsza i tańsza alternatywa dla Arduino Uno dla stałych projektów

Grałem trochę z Arduino Uno, które było dostarczane w zestawie z płytką do krojenia i elementami. Wkrótce chciałbym zrobić coś bardziej trwałego.

Wolałbym mniejszą i tańszą jednostkę niż Arduino Uno, ale jest ona prawie tak łatwa w użyciu jak Arduino Uno i bardzo podobna w użyciu.

Czy Arduino Pro Mini 328 - 5V / 16MHz to logiczny kolejny krok? Przy wielkości 1/6 Arduino Uno jest wystarczająco mały. Przy 10 $ za sztukę cena jest również dobra.

Rozumiem, że muszę lutować, aby działał. To nie powinno stanowić problemu.

Czy będę potrzebować również karty szeregowej USB, aby zaprogramować urządzenie?

Myślę, że najlepszym wyborem jest usunięcie układu ATMega328p-pu z Arduino UNO i włączenie go do końcowego obwodu. Żetony to tylko około 1,50 $.

W ten sposób możesz po prostu używać UNO jako programisty zamiast końcowego urządzenia, które wdrażasz.

Nie jestem pewien, dlaczego nie ma więcej dokumentacji na temat właściwego sposobu usuwania układu ATMega328p-pu i używania go na płycie po zakończeniu programowania.

Dokładnie wyjaśniam, jak to zrobić na moim blogu: http://raddev.us/arduino/post/2018/07/03/arduino-uno-using-your-atmega328p-u-as-stand-alone

Ale oto podstawy. Najpierw usuń układ. Po wykonaniu tej czynności będzie to wyglądać następująco. (Uwaga: używam klonu Elegoo z UNO).

Następnie podłącz zasilanie do styku 7 i podłącz styk 8 do GND.

Potrzebujesz kryształu 16 MHz

Ale układ nie wydaje się w tym momencie uruchamiać szkicu. To dlatego, że tak naprawdę potrzebujesz kryształu do pracy z częstotliwością 16 MHz.

Płyta UNO ma zainstalowany ten układ i dlatego działa. Możesz to zobaczyć tutaj:

Na koniec dodajesz kryształ 16 MHz i kilka czapek 22pF, a twój układ będzie działał samodzielnie (bez UNO).

Dodajesz kryształ do pinów 9 i 10. Możesz zobaczyć wszystkie szczegóły, czytając mój wpis na blogu lub czytając arkusz danych atmega328 .

Wreszcie po prostu podłącz wszystko inne

Następnie po prostu podłącz resztę obwodu do odpowiednich styków i możesz uruchomić samodzielny ATMega328p-pu.

To także przyjemne doświadczenie edukacyjne.
Wystarczy kupić zastępcze układy atmega328p-pu dla UNO i możesz bardzo tanio stworzyć wszystkie projekty, które chcesz.

Sprawdź płytę programistyczną STM32F103C8T6, kosztuje około 1,5 USD i jest szybsza / ma więcej pamięci niż Arduino Uno i jest znacznie mniejsza.

Może współpracować z Arduino IDE, ale nie wszystkie biblioteki są obsługiwane, więc sprawdź, zanim zechcesz go użyć, czy używane biblioteki są obsługiwane lub czy istnieją inne biblioteki, których możesz użyć zamiast tego.

Aktualizacja

Różnice:

                       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

Uwaga: jak napisano wcześniej, pomimo przeważnie lepszych specyfikacji, nie wszystkie biblioteki są obsługiwane. Należy także kupić programistę (tylko raz, koszt około 5 USD).

W przypadku mojego produktu wybrałem Arduino Uno :

do Arduino Pro Mini :

Tak, będziesz potrzebować kabla FTDI do programowania i komunikacji szeregowej z komputerem, ale pod warunkiem, że nie potrzebujesz komunikacji przez cały czas, będziesz potrzebować tylko jednego kabla do przesłania programu do każdego urządzenia. Można je również znaleźć dość tanio.

Jednak zauważam, że Arduino Pro Mini jest już wycofany, więc może być nieco trudniej go zdobyć ( nadal jest dostępny na AliExpress ). Z tego powodu sugeruję, aby zamiast tego wypróbować Arduino Nano :

co ma dodatkową zaletę wbudowanego USB, co oznacza, że ​​nie potrzebujesz już kabla FTDI do programowania lub komunikacji.

ATMega328P, który jest procesorem tych 3 płyt, nie ma natywnego USB, co oznacza, że ​​płytka musi również zawierać układ FTDI FT232RL, który jest używany w kablu FTDI. Posiadanie tego układu scalonego może zwiększyć koszty.

Za kilka dolarów tańsze na urządzenie, możesz użyć mikrokontrolera (takiego jak ATMega32U4), który ma natywne interfejsy USB (a tym samym oszczędzasz na FTDI IC). Jednym z takich produktów jest Arduino Micro :

Wszystkie wymienione płyty są natywne w ekosystemie Arduino i (poza emerytowanym Pro Mini) powinny być łatwe do zakupu online lub w lokalnym sklepie elektronicznym. Twój program Arduino Uno będzie działał dla wszystkich tych alternatyw - wystarczy zmienić płytkę w Arduino IDE:

Jest jeszcze jedna tablica, o której chciałbym wspomnieć - DigiSpark :

Jest odpowiedni tylko dla mniejszych programów, jest ograniczony w niektórych jego funkcjach i nie jest oficjalną tablicą Arduino. Powiedziawszy to, istnieje wiele wsparcia Arduino - i jest tanie!

Jeśli chcesz trzymać się Arduino i jego zestawu narzędzi, możesz zamówić tylko gołe ATmega 328p (mikrokontroler w sercu Arduino Uno) i używać go samodzielnie!

Są dość tanie (zakres od 1,50 do 3,00 USD) i są przyjazne dla makiet. Aby uzyskać bardziej trwałe rozwiązanie, możesz wlutować je w proto-płytkę (perfboard) lub nawet w specjalnie zaprojektowaną płytkę drukowaną, gdy twój projekt osiągnie ten poziom.

Oto doskonały przewodnik od Arduino o ustawianiu Arduino na płycie chlebowej, używając tylko surowych komponentów, takich jak ATmega 328p. Ta konstrukcja wykorzystuje zewnętrzny zegar zegarowy 16 MHz, podobnie jak Arduino Uno.

Jeśli nie masz nic przeciwko używaniu wewnętrznego zegara 8 MHz na pokładzie 328p, możesz zrezygnować z większości dodatkowych komponentów i po prostu uruchomić surowy układ jak w tym przewodniku (używając Arduino Lilypad Bootloader zamiast domyślnego bootloadera Arduino). Zaoszczędzi to jeszcze więcej pieniędzy!

Tak czy inaczej, będziesz potrzebować programatora AVR, ponieważ nie ma wbudowanego portu USB w 328p. Będzie to najdroższa część tej konfiguracji, ale dobra wiadomość jest taka, że ​​potrzebujesz tylko jednej i może ona zaprogramować dowolne 328p, których potrzebujesz. Można ich również używać do programowania niestandardowych układów, które można programować za pomocą pinów Serial Tx / Rx, takich jak układy ESP (wystarczy je ręcznie podłączyć). Bardzo przydatne, aby mieć jeden z nich, jeśli poważnie myślisz o tego rodzaju mikrokontrolerach.

Układ mikrokontrolera ATmega 328p

Naklejki ATMega Pin

Perfboard

Programator AVR

Lubię Nano i Pro Mini. Lubię z nim pracować na płycie z innymi modułami. Jeśli w grę wchodzi więcej obwodów, uważam to za znacznie wygodniejsze niż używanie Uno. Są szybsze procesory, ale dla wielu projektów 16MHz 328 jest więcej niż wystarczające. I podobnie jak Uno, te dwie części są zasilane napięciem 5 V. Czasami to, z czym musisz się połączyć, nie działa dobrze z procesorami 3,3 V.

Pro Mini i Nano można łatwo wlutować w rozstawiony na 0,1 „rozstawionym” Veroboard (lub odpowiedniku) Jeśli nie masz nic przeciwko kupowaniu sklonowanych części, koszt Nano i Pro Mini to tylko kilka dolarów. Kupowanie części na Aliexpress , a nawet w serwisie eBay, możesz dużo zaoszczędzić, o ile będziesz cierpliwy, jeśli chodzi o dostawę.

Najczęściej używanym przeze mnie modułem jest ESP8266. Jest to potężna platforma WiFi, która kosztuje tylko kilka dolarów i ma dość dojrzałe środowisko Arduino. Często używam tego jako jedynego procesora w projekcie. Użyłem go nawet jako podstawy do rejestratora danych i całkowicie zignorowałem możliwość Wi-Fi. LCD 20x4 znaków, układ pomiaru prądu / napięcia (INA219) oraz karta pamięci SD, zasilana baterią litową 18650.

Istnieje wiele dobrych niedrogich opcji.

Klony Arduino Pro Micro są super tanie i wszystko, czego potrzebujesz, aby je zaprogramować, to zwykły kabel micro USB. Prawdopodobnie będziesz musiał przylutować nagłówki, aby zrobić coś pożytecznego. Są one dostępne w wersji 3,3 V / 8 MHz i 5 V / 16 MHz.