Arduino, что это и зачем оно нужно, спросите вы. Я отвечу — это классная штука, позволяющая быстро и без лишних проблем изучить микроконтроллерную технику.
Содержание
Определение и назначение
Если официально, Ардуино — это платформа для создания прототипов электроники. Но что это значит? Для нас это как маленький компьютер, который можно программировать, и он взаимодействует с миром с помощью электронных датчиков, источников света, двигателей. По сути, это делает по-настоящему полезные проекты в области электроники доступными для всех. Это идеальный инструмент для мастеринга! Эта платформа стала довольно популярной среди людей, только начинающих заниматься электроникой, и на то есть веские причины:
- В отличие от большинства предыдущих программируемых плат, Ардуино не требует отдельного аппаратного обеспечения (называемого программатором) для загрузки нового кода — вы можете просто использовать USB-кабель.
- Кроме того, в среде Arduino IDE используется упрощённая версия C ++, что облегчает обучение программированию.
- Ввиду большой популярности этой платформы, в интернете полно готовых программ (скечей), что вообще освобождает от программирования новичков.
- Также в продаже имеются множество готовых датчиков, модулей, шилд расширяющих возможности платы.
Так зачем нужно Arduino и что можно сделать? Да практически всё, от простых мигалок светодиодом, роботов до системы умный дом. Подробнее с проектами можно ознакомиться здесь.
Виды плат Ардуино
В то время как на рынке существует много разновидностей плат, есть несколько видов Ардуино, которые чаще всего можно увидеть. Наиболее часто используемые виды Arduino как инженерами, так и любителями включают в себя:
• Ардуино UNO
• Ардуино Nano
• Ардуино Due
• Ардуино Mega
Arduino UNO
UNO, пожалуй, самая популярная Ардуино. Она основана на микроконтроллере ATmega328, работающего на частоте 16 МГц, включает 32 КБ флеш-памяти, 1 КБ EEPROM, 2 КБ ОЗУ, имеет 14 цифровых входов / выходов, 6 аналоговых входов, а также шины питания 5 В и 3,3 В.
Ардуино Уно имеет стандартный форм-фактор совместимый с большинством шилд на рынке. Разъём питания включён в UNO, что позволяет ему питаться от внешнего блока питания. И также имеется VIN для подключения UNO к батарейкам.
Физические размеры UNO (69 мм x 54 мм) делают его небольшой платой для разработки, которая может легко вписаться во многие проекты.
Arduino Nano
Ардуино нано — это, по сути, UNO с очень маленьким профилем, что делает его очень удобным для ограниченного пространства и проектов, которым возможно, потребуется уменьшить вес.
Как и UNO, Nano имеет на борту процессор Atmega328, работающего на частоте 16 МГц, включает 32 КБ флеш-памяти, 1 КБ EEPROM, 2 КБ ОЗУ. Нано имеет 14 цифровых входов / выходов, 6 аналоговых входов, а также шины питания 5 В и 3,3 В.
(Примечание: на платах Ардуино Нано до версии V3.0 использовался ATmega168, который по сути, имеет половину характеристик.)
Nano, в отличие от UNO, не может подключаться к шилдам Arduino методом простой стыковки. Нано имеет разъёмы, которые делают его полезным для использования на макетных платах. Часто платы Arduino Nano являются самым дешёвым из доступных плат Arduino. Это делает их экономически эффективными для крупных проектов.
Arduino Due
Due — одна из самых больших плат, а также первая плата Ардуино, оснащённая процессором ARM.
В то время как UNO и Nano работают при 5 В, Дуэ работает при 3,3 В — это важно отметить, потому что перенапряжение повредит плату. Процессор ATSAM3X8E Cortex-M3, работающий на частоте 84 МГц, Due имеет 512 КБ ПЗУ и 96 КБ ОЗУ, 54 пина цифрового ввода-вывода, 12 каналов ШИМ, 12 аналоговых входов и 2 аналоговых выхода.
Due не имеет встроенной EEPROM и является одной из самых дорогих плат семейства Arduino. Due имеет большое количество выводов для подключения к множеству цифровых входов / выходов. Дуэ также совместимо по выводам со стандартными шилдами Ардуино.
Arduino Mega 2560
Arduino Mega чем-то похожа на Due в том, что она также имеет 54 ввода / вывода. Однако вместо ядра ARM, Мега использует ATmega2560.
Процессор работает на частоте 16 МГц. Мега имеет 256 КБ ПЗУ, 8 КБ ОЗУ и 4 КБ EEPROM. Питается Mega от 5 вольт, что делает его простым в использовании с большинством электронных компонентов.
Ардуино Мега имеет 16 аналоговых входов, 15 каналов ШИМ, распиновку похожую на Due, и аппаратно совместима с шилдами Arduino.
Правильный выбор Arduino для вашего проекта
Теперь, когда мы рассмотрели некоторые подробности о каждой плате, можно определить оптимальное использование каждой платы.
Хотя UNO является самой популярной платой, также все остальные доски имеют отличную поддержку через онлайн-форумы благодаря общей архитектуре и использованию общего языка и IDE. Это означает, что вы вряд ли попадёте в специфичные для устройства ловушки, которые могут помешать работе части кода из-за конфигурации оборудования или присущих ошибок.
Код Ардуино можно легко перенести на другую плату без каких-либо изменений. Это выгодно для пользователя, желающего поменять плату на определенной стадии проекта.
Решающий фактор выбора платы, сводится к двум основным вещам аппаратному обеспечению и стоимости. Если аспект стоимости каждого Arduino очевиден, предпочтительнее вариант с наименьшей стоимостью. То аппаратное обеспечение быть может не так легко определить. При рассмотрении оборудования следует учитывать следующее:
- Физические размеры
- Мощность процессора
- Размер памяти
- Возможности ввода / вывода
- Бортовая периферия
- Вес
- Связь
Что касается физических размеров, Arduino Nano является самым маленьким и очень портативным устройством. UNO — это доска для разработки среднего размера, но она всё ещё довольно мала. Её можно использовать во многих проектах, включая устройства с дистанционным управлением, такие как радиоуправляемые автомобили и лодки. Mega и Due — намного больше, что затрудняет их использование в проектах с ограниченным пространством.
Если проект требует высокой вычислительной мощности, Due выходит на первое место с мощным ядром ARM и большим RAM / ROM. Несмотря на то что Mega — это большой Arduino с большим количеством пинов, скорость его процессора остаётся той же, что и в UNO и Nano (то же семейство Mega). Поэтому использование Mega не даёт никаких преимуществ в скорости.
UNO и Nano используют один и тот же процессор. С точки зрения аппаратного и периферийного оборудования UNO и Nano идентичны. Если проект требует много пинов, Due и Mega являются очевидным выбором. Проекту, которому не требуется сильного процессора, но нужно большое количество контактов подключения, подойдёт Mega.