Разновидности плат Arduino, а также про клоны, оригиналы и совместимость – RoboCraft
Периодически команда Arduino радует нас новыми платами, расплодили итальянцы их уже много, наклонировано и понавыдумано мировым сообществом ещё больше, попробуем разобраться, что нужно именно вам.
Для тех кому лень читать, озвучу важный вывод с некоторым опережением.
Все «размеры» и разновидности ардуино-плат абсолютно совместимы друг с другом — если вас заинтересовал проект на ArdinoNano — ничто вам не помешает реализовать его на обычной Ardino(Freeduino) или ArdinoMega(SeeduinoMega), причём ни в коде ни в схеме переделывать ничего не придётся. Можно и наоборот, например, с «меги» на «мини» — лишь бы выводов/памяти хватило (часто в проектах применяются откровенно избыточные платы), изучайте характеристики. Так же никакой разницы нет в выборе конкретной платы внутри размерного ряда — берём проект для ArduinoDiecimila(DFRduino) и спокойно делаем его на UNO(CraftDuino) и наоборот!
Тем более нет НИКАКОЙ принципиальной разницы, кто сделал эту плату и как она называется — это не айфон — качественно можно собрать такую плату и в подвале.
Ниже обо всех нюансах, подробно и с картинками.
Как известно, ардуино придумали в Италии, оригинальные платы там и делают. С них и начнём.
Оригинальные платы.
Сами итальянцы выпускают плату в нескольких основных форм-факторах:
Ardino xxx — стандартный размер, 20входо-выходов, полная совместимость со всеми шилдами .
ArdinoMega xxx — увеличенный размер, 70входо-выходов, совместимость не со всеми шилдами.
ArdinoNano xxx — уменьшеный размер, 22входо-выхода, не совместима с шилдами.
ArdinoMini ххх — ещё меньший размер, 20входо-выхоов, не совместима с шилдами, не имеет USB.
Весь итальянский зоопарк можно увидеть тут.
Ardino xxx
Стандартный и самый распространённый размер. Когда говорят «ардуина» («обычная ардуина») — обычно все сразу представляют именно такие платы.
Самые первые платы были в этом этом форм-факторе, соответственно именно он пережил больше всего реинкорнаций (USB-версии в хронологическом порядке выхода):
Extreme, NG, Diecimila, Duemilanove, Uno, Leonardo.
Вы не поверите, но ощутимая разница для пользователя наблюдается только в Леонардо=))
Все эти платы имеют одинаковое количество входов-выходов, собранных на одинаковые разъёмы (для подключения перефирии и шилдов), программируются по USB, и имеют микроконтроллер ATMega на борту. На ранних версиях стоял ATMega8, потом стали ставить ATMega168, потом ATMega328.
На «восьмёрке» только 3 ШИМ выхода, 8Кб под скетч 1Кб оперативки, но для многих приложений хватает=) У ATMega168 уже 6 ШИМ каналов и 16Кб под ваши нужды, а у 328-й 32Кб под программы и уже 2Кб оперативки. Кстати не вся флеш-память доступна пользователю, часть её занимает бутлоадер.
На всех платах до UNO стоял чип-преобразователь USB-UART FT232, позволяющий втыкать плату прямо в USB и программировать без программатора.
При втыкании в системе появлялся виртуальный COM-порт, который и используется средой разработки Ардуино для программирования.
UNO
На UNO решили заменить хардварный преобразователя USB-UART, на микроконтроллер Atmega8U2 (в более поздних ревизиях 16U2)- в него залита специальная прошивка, делающая ровно то же что и FT232.
Поднялась скорость прошивки — теперь вместо ~10секунд надо ждать ~3c =)
А главное, в этот МК-конвертор можно залить свою прошивку, и превратить ардуино в мышку, клавиатуру или миди устройство… наверняка кому-то это очень надо=)
Только делается это как-то не очень по-ардуиновски, и примеров пока крайне мало=( ИМХО, фича, совсем не для начинающих.
Так что, если ваша цель изменение протокола обмена платы и компа, вы хотите делать трушную клаву-мышь-МИДИдевайс ( вот, кстати, «не трушный» миди-пульт, на самой обычной ардуине=) тогда конечно вам нужна именно UNO. И если вам предстоит писать объёмную прошивку для этого (использовать исходники большого объёма), тогда нужно искать последнюю ревизию UNO — с Atmega16U2 (у неё в два раза больше памяти программ)
Но всё же можно.
«стандарт» arduino 1.0 pinout
Ещё зоркие должны были заметить появление новых пинов на разъёмах UNO. Ага, появились — на «верхнем левом» коннекторе — SDA и SCL — пины интерфейса i2c, но они дублирующие (SDA и SCL и так сидят на 4 и 5 аналоговых входах) и функционал это не расширяет. Плюс «нижний левый» коннектор подрос, то же на 2 пина — резервный и IOREF. Резервный пин болтается в воздухе — никуда не подключен, а на IOREF глухо засажен на 5 вольт (схема). Когда-нибудь это всё, наверное пригодится…а на данный момент —
Резюмируя моё сугубо личное мнение — нет никаких поводов гоняться именно и только за UNO, кроме случая когда вы собираетесь переписать прошивку USB-UART конвертора
Тут всё то же про уну но по-короче=)
Leonardo
Вот это действительно шаг вперёд — всё на одном чипе, USB независим ни от UART ни вообще от каких бы то ни было пинов!
Итак, плата построена на ATmega32u4 и по сравнению с предыдущими моделями прокачалась.
На 0,5кБ увеличилась оперативка, ШИМ-выходов стало на 1 больше, аналоговых входов стало 12 (6 сидят где у всех Ардуино-плат, новые +6 разбросаны по цифровым пинам) и, как уже говорилось, разделены USB и UART.
Ну и, конечно, разъём micro-USB=)
Правда «шаг вперёд» вышел с нюансами — долго боролись с разнообразными глюками и затягивали выход, пара всё-таки осталась (функции tone и attachInterrupt), к тому же бутлоадер теперь занимает 4кб! А ещё в любой скетч для леонардо пихается поддержка USB — blink для Duemilanove/UNO займёт 1084 байт, а для Leonardo — 4858 байт=\
Физически леонардо имеет ту же разводку что и UNO, так что так же совместим со старыми шилдами.
ArdinoMega xxx
Серия прокачанных плат (по размеру и характеристикам) представлена моделями (в хронологическом порядке): Mega, Mega2560 и Arduino ADK.
В платы успешно втыкаются почти все шилды, но из-за разного (с «обычными» ардуинами) расположения выводов SPI-интерфейса, шилды использующие его с цифровых пинов 11,12,13 будут не совместимы.
Пример — старый эзернет шилд. На новом SPI берётся со стандартной вилки ISP и всё отлично работает и на «мегах», и на «обычных» дуинах.
На платах куча выводов:
54 цифровых
из них 15 — с ШИМ
16 — аналоговых,
Куча памяти:
8кб оперативки,
4кб еепрома
и целых 4 хардварных UART-а!
«Мега» построена на ATmega1280, а «2560» и «ADK» на ATmega2560, поэтому различаются платы обьёмом памяти, к тому же у свежих — 2560 и ADK — USB-часть выполнена на ATmega8U2 (на более поздних ревизиях 2560 — на ATmega16U2), тут всё как у УНО.
А у ADK ещё и USB-host имеется, от которого ожидается большая дружба с Android-телефонами=)
ArdinoNano
Маленькая платка с mini-USB. Шилды к ней не подходят, но сама она удобно втыкается в макетку.
Ранние версии использовали ATmega168, сейчас стоят 328.
В качестве USB-UART моста стоят FT232.
ArdinoMini
Ещё меньшая плата. (Да-да, именно, тут какой-то исторический ляп — ардуино мини, почему-то значительно меньше ардуино нано=)
С шилдами не совместима, но удобна для встраивания в законченные девайсы — ничего лишнего.
На мини нет USB — программируется она с помощью переходника USB-Serial (например на базе той же FT232).
Так же на плате стоит весьма маломощный стабилизатор, а из светодиодов — только индикатор питания и то на последних версиях=).
Есть варианты платы работающие на 3,3В и 8МГц, раньше ставили ATmega168, сейчас стоят 328.
Тээкс, разобрались с итальянскими оригиналами, пройдёмся по творчеству остальных ардуино-делов.
Проект ардуино — полностью открытый (доступна вся техническая документация необходимая для производства) и платы благополучно копируют и творчески перерабатывают все кому не лень=)
Ограничение касается только названия «Arduino» — его нельзя использовать для обзывания не итальянских плат (китайцы, естественно, плевали=) поэтому более законопослушные производители изгаляются с производными, много уже напридумали, кстати=)
Всё, что наплодили неитальянцы, можно условно разделить на три группы: «клоны», «совместимые» и «ардуино-подобные».
Клоны
Тут всё просто — берём документацию с сайта ардуино и тупо сдаём на производство, при желании изменив цвет маски и название (некоторые китайцы не желают=)
Такие платы («клоны») полностью повторяют ардуину и полностью совместимы с ней. То есть, разница между клоном и оригиналом — только в производителе (+иногда в цвете=) — соответственно различия могут быть только в качестве сборки, качестве компонентов, строгости выходного контроля. С качеством — всё на совести производителя/продавца и на ваше эстетическое восприятие/везение.
В целом, повторюсь — не айфон, никаких космических технологий для сборки таких плат не нужно, и обеспечить достойное качество вполне может средний китайский подвал=) ИМХО за оригиналом гоняться особого смысла нет.
Да, чуть не забыл, у оригинальных плат в комплекте коробочка из тонкого, экологически чистого, цветного картона. И брошюрка с заверениями об экологичности и протестированности платы, а также повествующая, о том, что производители отказываются нести ответственность за использование платы в аэрокосмических/автомобильных/военных/ядерных/медицинских целях=)
видео распаковки)
Совместимые
Некоторые, наверное, более сознательные товарищи, пошли не путём копирования, а решили что-то добавить в проект (помимо своего названия и цвета маски) и повыдумывали ворох своих плат полностью совместимых с ардуино — условно их можно назвать «совместимыми переработками» (переосмыслениями=)
Например:
Freeduino
Freetronics Eleven
Seeeduino
CraftDuino
Diavolino
Japanino
и ещё многие-многие=)
Как правило доработки и переработки носят довольно эстетический характер (не несут принципиальных изменений функционала или характеристик) иначе платы потеряли бы совместимость.
Обычно это дополнительные разъёмы, другое расположение светодиодов и кнопок, своя разводка, применение других компонентов (в других корпусах, других размеров), другие схемы питания, сброса, USB-части.
Повторюсь, этот класс плат полностью совместим с ардуино — и шилды можно втыкать и с ИДЕ работают как родные. Ярчайший пример — указанные на оф. сайте у итальянцев плата ArduinoPro (упрощена схема питания и убрана USB-часть) на самом деле их придумали и делает Sparkfun=)
Естественно, основным размером плат не ограничиваются — есть версии и мини- и нано- и мега- совместимых переработок, правда в этих случаях совместимость не такая уж важная вещь.
Тут я всё талдычу совместимо-несовместимо, пора уточнить что имеется ввиду.
Совместимость с ардуино складывается из двух вещей:1.Совместимости с платами расширениями — шилдами. Для этого расположение и вид разъёмов должен быть как на итальянской Arduino Duemilanove/UNO. Так, например, самая что ни на есть итальянская-оригинальная «Нано» с шилдами не совместима=)
Естественно провода и скотч никто не отменял — соединить можно что угодно=)2.
Програмная совместимость. (программная часть проекта ардуино — это среда разработки(ИДЕ), библиотеки и скетчи)
На платах ардуино установлены микроконтроллеры фирмы Atmel, семейства ATMega — ATMega8/168/328 — на всех кроме Мега(ATMega1280/2560) и Леонардо(ATMega32U4).
Обычно тактируются эти МК кварцевым резонатором на 16МГц (Реже 8МГц)
Питаются МК на платах от 5В (реже 3,3В)
Загрузка скетчей происходит через бутлоадер(специальная программа-загрузчик заранее прошитая в МК), хотя в последних версиях среды появилась опция прошивки скетча через программатор, так что это уже, пожалуй, не критерий=)
Так вот, ЛЮБАЯ плата удовлетворяющая перечисленным условиям (Тип контроллера, частота, напряжение питания, наличие бутлоадера) сможет использовать все наработки сообщества Arduino — и скетчи, и библиотеки, и писать всё это можно будет в той же среде Arduino, и загружать оттуда же.
При наличии прямых рук, можно подпилить библиотеки для использования не в среде ардуино или среду для использования плат с нехарактерными МК или частотами их работы.
Так что будем считать программно совместимыми только те платы, которые корректно заработают без всяких допиливаний.
Програмная совместимость. (программная часть проекта ардуино — это среда разработки(ИДЕ), библиотеки и скетчи)
Но вроде как у нас тут начинающие рассматриваются — какие правки среды и библиотек?!Ардуино-подобные
Некоторые идут дальше и вносят более существенные изменения теряя совместимость (с шилдами) такие платы можно назвать ардуино-подобными.
К ним можно смело отнести, расположенные в официальном зоопарке:
ArdinoFio — плата для портативных устройств с питанием от литиевых батарей.
LilyPad — круглая плата для «электронной одежды»
ProMini, значительно отличающаюсяя версия ардуино мини.
Всех их, тоже выдумал и клепает Sparkfun=)
Менее известные общественности примеры — древняя Roboduino — плата для управления кучей сервоприводов. Несмотря на общие с ардуиной очертания — шилды в неё втыкать не выйдет, да и не предполагалось=)
Менее похожая на родоначальника Rainbowduino, — для управления светодиодными матрицами,
и ни на что не похожая гибкая версия Seeeduino Film от Seeedstudio.
Или вот ещё мегакомбайн-всё-в-одном DINo Internet Ethernet IO board тоже совместим лишь программно.
Собственно, как мы уже сказали, ардуино-подобной может считаться (и является) любая плата с ATMega8/168/328/32U4/1280/2560, 16/8Мгц, 5/3,3В, так что в этом месте классификация/перечесление срывается в бесконечность=)
Использованы фотографии с
arduino.cc
robocraft.ru
freeduino.org
freeduino.ru
dfrobot.com
yourduino.com
evilmadscientist.com
seeedstudio.com
kmtronic.com
store.curiousinventor.com
syslab.asablo.jp
freetronics.com
По теме
Ардуино что это и зачем?
Почему Arduino побеждает и почему он здесь, чтобы остаться?
Arduino, термины, начало работы
КМБ для начинающих ардуинщиков
Состав стартера (точка входа для начинающих ардуинщиков)
Возможные ошибки при работе с Arduino
Купить контроллер Arduino или CraftDuino — можно в нашем Магазине.
Разновидности плат Arduino
Давайте теперь поговорим о том, какие есть разновидности Arduino.
Проект Arduino является открытым — документации, чертежи, прошивки имеются на официальном сайте и доступны всем желающим. Это значит, про наличии желания, умения, материалов и средств, ЛЮБОЙ может собрать себе эту плату. Более того, производитель может свободно вносить свои изменения в исходную схему. Тем не менее, официальный разработчик не разрешает сторонним производителям использовать название «Arduino» без разрешения. Поэтому платы, выпущенные по открытой лицензии чаще всего имеют либо наименования вида «***Duino», либо свои названия.
Оригинальные платы производят в Италии. Основные модели (форм-факторы) — «Arduino UNO», «Arduino MEGA», «Arduino NANO». Так же стоит отметить платы «Arduino MINI», «Arduino MICRO», «Arduino LEONARDO», «Arduino M0», но они не будут рассмотрены в данной статье.
Arduino UNO
UNO — это наиболее популярная и распространенная модель. Обычно, когда речь заходит об Arduino, имеется в виду именно эта плата.
Ядром UNO является микроконтроллер ATmega 328p.
Основные характеристики:
- Тактовая частота 16 МГц.
- Память 32 Кбайт, 2 из которых используются системой.
- 6 аналоговых контактов.
- 14 цифровых контактов, 6 из которых поддерживают широтно-импульсную модуляцию (говоря проще — эмулируют аналоговый сигнал).
- Входное напряжение — 7-12 В.
- Рабочее напряжение — 5 В.
Как уже было сказано, Arduino — открытый проект. Изготавливать платы может любой производитель, имеющий для этого все необходимое. При этом, качество сборки может быть различным в зависимости от того, ответственно ли подходит к работе конкретный издатель. Зачастую, платы-клоны ничуть не уступают по качеству оригинальным итальянским продуктам.
Вот так выглядит официальная итальянская Arduino UNO:
Arduino UNO.
А вот примеры плат сторонних производителей:
Аналог Arduino UNO от компании Robot Dynamics. В этой модификации плата оснащена разъемом microUSB, который намного практичнее стандартного USB-B
Безымянный аналог Arduino UNO.
Arduino MEGA
MEGA — заметно возросшая по габаритам и функционалу (по сравнению с UNO) плата. И, хотя часть контактов соответствует по расположению с UNO, «Мега» из за внутренних особенностей не будет совместима с некоторыми платами расширения для «Уны».
Оригинальная Arduino MEGA.
Основные характеристики:
- Микроконтроллер ATmega 1280 или ATmega 2560.
- Тактовая частота 16 МГц.
- Память 128 или 256 Кбайт.
- 16 аналоговых контактов.
- 54 цифровых контактов, 14 из которых поддерживают широтно-импульсную модуляцию.
- Входное напряжение — 7-12 В.
- Рабочее напряжение — 5 В.
Как можно заметить, эта модель обладает большим объемом памяти. Поэтому, для больших и сложных проектов с большим объемом программного кода, следует рассматривать именно ее.
Аналог Arduino MEGA от Robot Dynamics на базе ATmega 2560. Снова удобный microUSB разъем.
Arduino NANO
Маленькая плата.
По характеристикам очень схожа с UNO. При этом совсем не совместима с ее платами расширения, но имеет целую линейку своих собственных. Может поставляться с предварительно запаянными ножками, либо они идут в комплекте.Arduino NANO.
Аналог от Robot Dynamics. Обратите внимание на маркировку над микроконтроллером: в данной плате использован ATmega 168.
Основные характеристики:
- Микроконтроллер ATmega 168 либо ATmega 328
- Тактовая частота 16 МГц.
- Память 16 либо 32 Кбайт
- 8 аналоговых контактов.
- 14 цифровых контактов, 6 из которых поддерживают широтно-импульсную модуляцию.
- Входное напряжение — 7-12 В.
- Рабочее напряжение — 5 В.
Небольшие габариты позволяют использовать NANO в компактных устройствах. Так же, для экономии, можно использовать 168 версию в однозадачных или малозадачных проектах с малыми объемами программного кода. Форма и размеры платы позволяют монтировать непосредственно в макетную плату, что тоже очень удобно:
NANO и макетная плата.
Зная особенности и характеристики разных моделей Arduino, вы без труда сможете выбрать именно ту, которая подходит под особенности ваших проектов.
Надеемся, статья была для вас полезной.
типов Arduino | Полное руководство по 6 различным типам Arduino
Плата Arduino разработана для студентов-электронщиков, чтобы использовать ее в своих проектах. Платы Arduino предоставляются с открытым исходным кодом, что помогает пользователю создавать свои проекты и инструменты в соответствии со своими потребностями. Эта электронная платформа содержит микроконтроллеры, разъемы, светодиоды и многое другое. На рынке представлены различные типы плат Arduino, включая Arduino UNO, Red Board, LilyPad Arduino, Arduino Mega, Arduino Leonardo. Все эти платы Arduino различаются по спецификациям, функциям и использованию и используются в различных проектах электроники.
6 лучших различных типов плат Arduino
Ниже приведены 6 основных различных типов плат arduino, представленных на рынке:
1.
Arduino UNOРазработка платы Arduino UNO считается новой по сравнению с другими платами Arduino. Эта плата имеет множество функций, которые помогают пользователю использовать ее в своем проекте. Arduino UNO использует микроконтроллер Atmega16U2, который помогает увеличить скорость передачи и содержит большой объем памяти по сравнению с другими платами. Для платы Arduino UNO не требуются дополнительные устройства, такие как джойстик, мышь, клавиатура и многое другое. Arduino UNO содержит контакты SCL и SDA, а также два дополнительных контакта, расположенных рядом с контактом RESET.
Плата содержит 14 цифровых входных контактов и выходных контактов, из которых 6 контактов используются в качестве ШИМ, 6 контактов в качестве аналоговых входов, разъем USB, кнопка сброса и один разъем питания. Плату Arduino UNO можно подключить к компьютерной системе, купить USB-порт, а также подключить питание к плате от компьютерной системы. Arduino UNO содержит флэш-память размером 32 КБ, которая используется для хранения данных.
Другой особенностью Arduino UNO является совместимость с другими шилдами, и ее можно комбинировать с другими продуктами Arduino.
2. LilyPad Arduino
Плата LilyPad Arduino считается другим типом платы Arduino, предназначенным для интеграции с носимыми устройствами и проектами электронного текстиля. Эта доска имеет круглую форму, что помогает уменьшить заедание и может быть легко подключена к другим устройствам. На этой плате используется микроконтроллер Atmega328 и загрузчик Arduino. Эта плата использует очень мало внешних компонентов, что делает конструкцию простой и совместимой.
Для платы требуется источник питания от 2 до 5 вольт, и в ней используются штыревые отверстия большого размера, чтобы ее можно было легко подключить к другим устройствам. Эта плата широко используется для управления различными устройствами, включая двигатель, свет и выключатель. Компоненты этой платы, такие как сенсорная плата, плата ввода и плата вывода, можно стирать, поскольку эта плата используется в швейной промышленности.
3. Arduino Mega
Эта плата считается микроконтроллером, в котором используется Atmega2560. Всего в нем 54 входных контакта и выходных контакта, из которых 14 контактов представляют собой выход ШИМ, 4 контакта — аппаратный порт, 16 контактов — аналоговые входы. Плата также содержит одно USB-соединение, разъем ICSP, разъем питания и один контакт REST.
Имеются дополнительные контакты, которые работают как кварцевый генератор с частотой 16 МГц. Плата также имеет флэш-память размером 256 КБ, которая используется для хранения данных. Плата Arduino Mega может быть подключена к компьютерной системе через USB-соединение, а питание платы может подаваться с помощью аккумулятора или адаптера переменного тока в постоянный. Поскольку на плате установлено большое количество контактов, это делает плату подходящей для проектов, требующих большего количества контактов.
4. Arduino Leonardo
Эта плата рассматривается как микроконтроллер, в котором используется Atmega32u4.
В нем всего 20 цифровых входных контактов и выходных контактов, из которых 7 контактов используются как ШИМ, а 12 контактов используются как аналоговые входы. На плате также есть одно соединение micro USB, разъем питания и одна кнопка RESET. Есть дополнительные выводы, которые работают как кварцевый генератор с частотой 16 МГц.
Плата Arduino Leonardo может быть подключена к компьютерной системе через USB-соединение, а питание платы может подаваться с помощью аккумулятора или адаптера переменного тока в постоянный. Микроконтроллер, используемый Arduino Leonardo, имеет встроенное USB-соединение, которое устраняет зависимость от дополнительного процессора. Поскольку на плате нет дополнительного USB-соединения, это помогает плате действовать как мышь или клавиатура для компьютерной системы. Arduino Leonardo считается самой дешевой платой Arduino по сравнению с другими продуктами Arduino.
5. Плата Arduino Red
Плата Arduino Red — это еще один тип платы Arduino, в котором для программирования используется кабель mini USB, а для этой цели используется среда разработки Arduino IDE.
Эта плата совместима с операционной системой Windows 8, и нет необходимости изменять настройки безопасности, чтобы эта плата работала. Красная плата использует микросхему FTDI и микросхему USB для подключения к другому устройству. Поскольку дизайн красной доски очень прост, его можно легко интегрировать с другими проектами. Единственное требование — подключить красную доску и выбрать соответствующую опцию, и программа может быть загружена в кратчайшие сроки. Гнездо для бочек можно использовать для управления USB-кабелем платы Arduino Red.
6. Экраны Arduino
Экраны Arduino считаются готовыми печатными платами, которые используются для подключения других плат Arduino. Щит Arduino размещается поверх плат Arduino и расширяет возможности платы для подключения к сети Интернет, управления двигателем, управления ЖК-дисплеем, а также помогает установить беспроводную связь. Существуют различные типы щитов, доступных для использования. Он включает в себя Wireless Shield, Ethernet Shield, Proto Shield и GSM Shield.
Это помогает повысить совместимость плат Arduino.
Заключение
Для электронного проекта на рынке имеется ряд продуктов Arduino. И выбор продукта Arduino полностью основан на требованиях проекта и бюджете проекта. Все продукты имеют разные функции, способы использования и выбор правильного продукта полностью зависит от требований пользователя.
Рекомендуемые статьи
Это руководство по типам Arduino. Здесь мы обсуждаем введение в типы Arduino, 6 различных типов с подробным объяснением. Вы также можете ознакомиться со следующими статьями, чтобы узнать больше –
- Что такое Ардуино?
- Операторы Arduino
- Инструменты дизайна пользовательского интерфейса
- Платы Интернета вещей
Различные типы плат Arduino
Независимо от того, являетесь ли вы новичком, только начинающим работать с электроникой и встраиваемыми системами, или профессиональным инженером, планирующим свой следующий крупный дизайнерский проект, Arduino предоставит вам макетную плату, которая наилучшим образом соответствует вашим требованиям.
Для любителей и инженеров, в том числе и для меня, платформа Arduino стала идеальным местом для быстрого прототипирования и проверки дизайна. Но большинству из нас не удается исследовать дальше популярные платы разработки Arduino , такие как Arduino UNO, nano, mega и т. д. Таким образом, это руководство сосредоточено на представлении всех различных типов плат разработки Arduino и проведении быстрого сравнения их функций и приложений, чтобы вы могли сможете сделать лучший выбор, если вам нужно нечто большее, чем популярные платы UNO и nano.
Чтобы вам было проще и быстрее, мы разделили все платы на три основные категории: платы начального уровня, платы Enhanced и платы IoT. Кроме того, мы также предоставили таблицу под каждым разделом для быстрого просмотра, так что давайте начнем.
Платы начального уровня Эти типов плат arduino — лучший выбор для начала. В этой категории большинство плат имеют либо медленную тактовую частоту , либо ограниченное количество портов ввода-вывода .
Все эти платы питаются от 8-битных микроконтроллеров. Большинство из них просты в освоении и создании проектов. Мало того, на рынке доступно множество модулей и защитных плат, особенно ориентированных на эти платы базового уровня. Вот таблица, показывающая все особенности этих плат.
*щелкните изображение выше, чтобы просмотреть его в полном объеме
Arduino UNO R3
Arduino Uno — самая популярная и широко используемая плата для разработки. Он питается от микроконтроллера ATMega328P . Это самый популярный выбор среди сообщества, потому что он дешевый, простой в освоении и использовании, а также для этого доступно множество готовых модулей, которые облегчают разработку новых проектов или прототипов. Он состоит из 14 цифровых входов/выходов, из которых 6 контактов представляют собой 8-битные контакты PWM, 6 контактов представляют собой 10-битные аналоговые входы и основные коммуникационные порты, такие как SPI, I2C и UART.
В настоящее время на мировом рынке доступно множество различных типов плат Arduino UNO , но большинство этих плат являются клонами или копиями оригинальной платы UNO, которую вы видите выше. Следовательно, цвет или внешний вид доски может отличаться от того, что показано выше.
Arduino Nano
Arduino Nano — это небольшая макетная версия Arduino UNO. Он имеет более-менее функциональные возможности Arduino UNO, но в меньшем форм-факторе. Единственными существенными отличиями от UNO являются отсутствие разъема питания постоянного тока, использование порта Mini USB вместо порта USB B и микросхема преобразователя USB-TTL. Nano использует FT232, специализированный чип моста USB-UART от FTDI вместо ATMega16U2 . Это также очень популярный выбор среди разработчиков, как и UNO, из-за его небольшого размера и низкой цены.
Arduino PRO Mini
Pro mini на самом деле является урезанной версией Nano.
Он имеет большинство функций, аналогичных Arduino Nano, но ему не хватает встроенного моста USB-TTL и порта USB. Вместо этого у него есть заголовок, в котором выведены контакты UART. Мы можем использовать эти контакты для программирования Pro mini с помощью внешнего модуля USB-UART. Эта плата специально предназначена для приложений, где пространство ограничено. Pro mini доступен в двух версиях: 3,3 В и 5 В. В версии 3,3 В Скорость процессора ограничена 8 МГц из-за определенных ограничений ATMega328 для лучшей стабильности.
Arduino Leonardo питается от чипа ATmega32U4 , а не чипа ATMega328P, который используется во всех ранее упомянутых платах. Он имеет больше контактов ввода-вывода (20) и больше контактов ШИМ (7) и аналоговых входов (12). Еще одно существенное отличие состоит в том, что ATMega32U4 имеет встроенный порт USB 9.0064 устраняет необходимость во втором процессоре или выделенной микросхеме моста USB-UART.
Это позволяет плате подключаться к компьютеру в качестве устройства интерфейса пользователя (HID) или в качестве виртуального (CDC) последовательного/COM-порта. Мы используем этот виртуальный COM-порт вместе с загрузчиком для программирования Leonardo.
Точно так же, как Arduino Nano — это UNO в маленьком форм-факторе, Arduino Micro на самом деле — это Leonardo в маленьком форм-факторе макетная плата . Его функциональные возможности такие же, как у Arduino Leonardo. Единственным отличием является отсутствие входного разъема постоянного тока. Точно так же Arduino Micro также может выступать в качестве устройства HID или виртуального COM-порта.
Arduino Nano Every
Arduino Nano Every — это плата нового поколения в компактном форм-факторе. Как мы уже говорили, Arduino Nano является предпочтительной платой для многих проектов, требующих небольшого и дешевого решения.
Мы могли бы назвать Arduino Nano Every, модернизировал Arduino Nano с гораздо большим количеством функций . Nano Every работает на более мощном процессоре ATMega4809 . У него на 50% больше памяти для программ и на 200% больше ОЗУ, что позволит нам использовать эту плату для более крупных программ. Зубчатые отверстия позволяют нам использовать Nano Every на печатной плате без необходимости использования контактов разъема.
Arduino Mega 2560 — самая большая из всех плат, которые мы обсуждали до сих пор. Он разработан для приложений, где требуется много ввода-вывода или периферийных устройств. Он оснащен более крупным и мощным процессором 9.0063 ATMega2560 . Эта плата имеет наибольшее количество входов/выходов, чем большинство других плат, 54 контакта ввода/вывода (из которых 15 могут использоваться как выходы ШИМ), 16 аналоговых входов и 4 UART. У него больше флэш-памяти и SRAM, чем у большинства других базовых плат Arduino.
Он наиболее популярен в сообществе ЧПУ и 3D-принтеров с открытым исходным кодом, а также в сообществе ПЛК с открытым исходным кодом.
Платы Arduino этой категории предназначены для проектов, где требуются расширенные функциональные возможности и более высокая производительность.
*нажмите на изображение выше, чтобы просмотреть его полностью
Arduino Nano 33 BLE Nano 33 BLE — более мощная плата от Arduino в том же форм-факторе, что и популярная Arduino Nano. Несмотря на то, что он имеет такой же размер, он мощнее, чем Nano. Он оснащен более продвинутым NRF52480 от Nordic Semiconductors , 32-разрядным процессором ARM Cortex-M4, работающим на частоте 64 МГц. Флэш-память емкостью 1 МБ и SRAM объемом 256 КБ делают его лучшим выбором, когда требуется много памяти. Главная особенность этой платы заключена в самом названии — BLE, Bluetooth Low Energy.
Nano 33BLE может быть как клиентом BLE и Bluetooth, так и хост-устройством. В нашу эпоху, когда все взаимосвязано, это позволит нам разрабатывать энергоэффективные носимые устройства.
Существует также другой вариант Nana33 BLE, доступный под названием Arduino Nano 33 BLE Sense с некоторыми дополнительными датчиками на борту. Например, 9-осевой инерционный датчик, датчик влажности и температуры, барометрический датчик, микрофон и жесты, приближение, цвет света, датчик интенсивности света.
Arduino MKR Zero
Arduino MKR Zero — это макетная плата , предназначенная для создателей музыки или проектов, связанных с музыкой. Он имеет встроенный разъем SD и специальный интерфейс SPI, который можно использовать для связи I2S. I2S является наиболее распространенным протоколом связи, используемым для цифрового аудио. MKR Zero оснащен мощным 32-битным микроконтроллером ARM Cortex M0+ SAMD21. Это устройство на 3,3 В и не выносит 5 В.
Еще одним важным преимуществом этой доски является то, что мы можем запитайте его от LiPo батареи через разъем встроенной батареи. Мониторинг батареи также прост, поскольку связь между батареей и АЦП уже реализована на плате.
Как следует из названия, мы можем рассматривать его как UNO с дополнительной функцией. Несмотря на то, что он имеет тот же форм-фактор, что и Arduino Uno, компоненты и функции совершенно разные. Эта плата питается от ATMega4809 MCU и использует u-blox NINA-W102 для связи WIFI и Bluetooth. NINA SoC со встроенным стеком протоколов TCO/IP упрощает доступ к сети Wi-Fi или работу в качестве точки доступа. Плата также имеет встроенный ускоритель крипточипа ECC608 для повышения безопасности и IMU для измерения инерции.
Arduino Due Плата Arduino Due похожа на модернизированную плату Arduino Mega версии и имеет тот же форм-фактор, что и Mega, но оснащена более мощным 32-разрядным микроконтроллером ARM.
Как и Mega, Due имеет 54 цифровых входа/выхода и 12 аналоговых входов. Мощь этой доски — Процессор Atmel SAM3x8E Arm Cortex-M3 . Due работает на более высокой тактовой частоте 84 МГц и имеет дополнительные интерфейсы, такие как USB OTG, DAC и JTAG. Кроме того, имейте в виду, что устройство Due рассчитано только на 3,3 В, а его входы/выходы не поддерживают 5 В.
Плата Arduino MKR Vidor 4000 — это особенная плата с особой функцией, которой нет ни у одной другой платы Arduino, — встроенным чипом FPGA . Со встроенной Intel Cyclone 10CL016 FPGA , эта плата обладает широкими возможностями настройки и обладает широкими возможностями. Vidor 4000 может выполнять высокоскоростную цифровую обработку аудио и видео. Даже вы можете сделать свой собственный контроллер в рамках FPGA. Плата также имеет некоторые более продвинутые функции, такие как разъем Micro-HDMI, разъем для камеры MIPI, а также Wi-Fi и BLE на базе модуля NINA W102.
Он также поддерживает батареи LiPo через встроенный разъем. Vidor 4000 оснащен микроконтроллером SAMD21 Cortex M0+.
Arduino Zero — еще одна плата того же форм-фактора, что и UNO. Несмотря на то, что размер и форма одинаковы, Arduino Zero намного мощнее и многофункциональнее, чем UNO. Плата оснащена микроконтроллером SAMD21 от Atmel, который представляет собой 32-разрядный микроконтроллер ARM Cortex M0+. Одной из важных особенностей Arduino Zero является встроенный отладчик или EDBG , который обеспечивает полный интерфейс отладки без необходимости использования внешнего отладчика или любого другого дополнительного оборудования. EDBG также поддерживает виртуальный COM-порт, который можно использовать для программирования платы.
Платы IoT В настоящее время многие продукты, которые мы используем, поддерживают IoT, от простого выключателя до всей бытовой техники.
Типы плат Arduino, которые мы собираемся рассмотреть, предназначены для таких приложений. Давайте посмотрим, что это за доски и каковы их особенности.
*щелкните изображение выше, чтобы просмотреть его в полном объеме
Arduino Nano 33 IoTКак следует из названия, эта плата имеет тот же форм-фактор, что и Nano. Плата питается от маломощный 32-разрядный ARM Cortex M0 , Atmel SAMD21. Подключение по Wi-Fi и Bluetooth осуществляется с помощью модуля u-blox NINA-W102. Плата также оснащена крипточипом Microchip ECC60r, который обеспечивает безопасную связь. Кроме того, встроенный 6 aixs IMU позволяет использовать плату в проектах, которые требуют или реализуют такие функции, как вибросигнал, балансировка шагомера, относительное позиционирование и т. д. Эта плата также совместима с большинством облачных сервисов IoT, таких как Arduino IoT. облако, Blynk, IFTTT, AWS IoT Core, Azure, Firebase и т. д.
Arduino MKR FOX 1200 Плата Arduino MKR FOX 1200 — это экономичное решение для подключения Sigfox .
Sigfox в основном используется в европейском регионе. Инфраструктура Sigfox позволяет вам запускать проекты по сбору данных круглосуточно без какого-либо обслуживания или постоянного контроля. Эта плата основана на микроконтроллере SAMD21 MCU , а для подключения Sigfox используется Microchip Smart RF ATA852o.
Платы MKR WAN 1300 и MKR WAN 1310 используют подключение LoRa для связи. MKR WAN 1310 — это обновленная версия MKR WAN 1300. Обе платы используют маломощный процессор SAMD21, модуль Murata CMWX1ZZABZ LoRa и криптографический чип ECC508. MKR WAN 1310 включает в себя новое зарядное устройство, флэш-память SPI 2 МБ и улучшенное энергопотребление. Обе платы поддерживают частотные диапазоны 433/868/915 МГц.
Arduino MKR GSM 1400
Arduino MKR GSM 1400 использует преимущества сотовой сети для связи.
Как и все другие платы MKR, эта также оснащена 32-разрядным микроконтроллером ARM Cortex M0 SAMD21. Модуль SARA-U201 от u-bolx используется для подключения GSM/3G. Эта плата поддерживает диапазоны сотовой связи, такие как GSM 850 МГц, E-GSM 1900 МГц, DSC 1800 МГц и PCS 1900 МГц. Как и многие другие платы MKR, встроенный крипточип ECC508 обеспечивает безопасную связь. Эта плата поддерживает аккумулятор Li-Po, что делает ее идеальным кандидатом для любых переносной проект .
MKR WiFi 1010 — лучший выбор для базовых приложений IoT и пико-сетей . Он может питаться от аккумулятора LiPo. MKR WiFi 1010 использует модуль NINA-W102 для связи и ECC5087 в качестве крипточипа, как и многие другие платы MKR. Вы также можете найти светодиод RGB на борту.
Arduino MKR NB 1500
NKR NB 1500 позволяет добавить узкополосная связь для вашего проекта, который является идеальным выбором для проектов или устройств, предназначенных для использования в удаленном месте, где подключение к Интернету невозможно, или в ситуациях, когда питание устройства является проблемой, например, развертывание в полевых условиях, удаленный мониторинг, солнечные батареи.
устройства с питанием и т. д. Встроенный модуль SARA-R410M-02B поддерживает множество диапазонов Cat M1/NB1, таких как 1, 2, 3, 4, 5, 8, 12, 13, 18, 19, 20, 25, 26, 28. Плата также имеет встроенное зарядное устройство и разъем для внешней антенны.
Наконец, что не менее важно, Arduino Nano RP2040 Connect является новейшим дополнением к семейству Arduino. Он оснащен довольно популярным, raspberry Foundation, первым собственным чипом RP2040 . RP2040 — это двухъядерный процессор ARM Cortex M0+ SoC с тактовой частотой 133 МГц, 264 КБ SRAM и 16 МБ внешней флэш-памяти. Мало того, что на плате есть NINA-W102 для подключения Wi-Fi и BLE. Встроенный микрофон предназначен для активации звука, управления звуком и даже распознавания голоса. На борту также имеется 6-осевой IMU. Плата также совместима с RPi Pico.
Portenta H7 — самая быстрая плата Arduino
Задумывались ли вы о , какая плата Arduino самая быстрая? Если у вас есть, то ответ на вопрос Protenta H7.
Многие пользователи Arduino могут даже не слышать об этой плате. Protenta H7 может одновременно выполнять высокоуровневый код и задачи в реальном времени. Protenta H7 предназначен для таких приложений, как высокотехнологичное промышленное оборудование, лабораторное оборудование, компьютерное зрение, ПЛК, промышленные пользовательские интерфейсы, контроллеры робототехники, критически важные устройства, специализированные стационарные компьютеры, высокоскоростные загрузочные вычисления и т. д.
H7 оснащен двухъядерным процессором STM32XX, , который имеет ядро Cortex M7, работающее на частоте 480 МГц, и ядро Cortex M4, работающее на частоте 240 МГц. Два ядра взаимодействуют через процесс, называемый удаленным вызовом процедур или сокращенно RPC, который используется в большинстве современных архитектур ЦП для настольных ПК, таких как x86, x64, Power PC и т. д. STM32H747 также имеет встроенный графический процессор Chrom-ART. Ускоритель, а также специальный кодировщик и декодер JPEG.
