Меньшая и дешевая альтернатива Arduino Uno для постоянных проектов

Я немного поиграл с Arduino Uno, который шел в комплекте с макетом и компонентами. Вскоре я хотел бы сделать несколько более постоянных вещей.

Я бы предпочел меньший и более дешевый аппарат, чем Arduino Uno, но он почти так же прост в использовании, как и Arduino Uno, и очень похож на него.

Arduino Pro Mini 328 - 5 В / 16 МГц - логичный следующий шаг? На 1/6 от размера Arduino Uno это очень мало. На 10 $ за штуку цена тоже хорошая.

Я понимаю, что я должен припаять, чтобы заставить его работать. Это не должно быть проблемой.

Мне также понадобится последовательная плата USB для программирования устройства?

Я думаю, что первый лучший выбор - это удалить чип ATMega328p-pu из вашего Arduino UNO и включить его в свою последнюю схему. Фишки стоят всего около $ 1,50.

Таким образом, вы можете просто использовать свой UNO в качестве программиста вместо конечного устройства, которое вы развернете.

Я не уверен, почему нет больше документации о том, как правильно удалить чип ATMega328p-pu и использовать его на макете после завершения программирования.

Я объясняю, как именно это сделать, в моем блоге: http://raddev.us/arduino/post/2018/07/03/arduino-uno-using-your-atmega328p-u-as-stand-alone

Но вот основы. Сначала вы удалите чип. После этого это будет выглядеть следующим образом. (Примечание: я использую клон Elegoo UNO).

Затем вы подаете питание на контакт 7 и подключаете контакт 8 к GND.

Нужен кристалл 16 МГц

Но, похоже, на этом этапе чип не выполнит ваш набросок. Это потому, что вам нужен кристалл для работы на 16 МГц.

На плате UNO установлен этот чип, и поэтому он работает. Вы можете видеть это здесь:

Наконец, вы добавляете кристалл 16 МГц и пару колпачков 22 пФ, и ваш чип будет работать автономно (без UNO).

Вы добавляете кристалл к контактам 9 и 10. Вы можете увидеть все детали, читая мою запись в блоге или читая таблицу данных atmega328 .

Наконец, просто подключите все остальное

После этого просто подключите оставшуюся часть схемы к соответствующим контактам, и вы сможете запустить свой автономный ATMega328p-pu.

Это на самом деле хороший опыт обучения тоже.
Просто купите сменные чипы atmega328p-pu для своего UNO, и вы сможете создать все проекты, которые вы хотите, за очень дешевую цену.

Проверьте плату разработки STM32F103C8T6, она стоит около $ 1,5, она быстрее / имеет больше памяти, чем Arduino Uno, и намного меньше.

Он может работать с Arduino IDE, но поддерживаются не все библиотеки, поэтому проверьте, прежде чем вы захотите использовать его, если ваши используемые библиотеки поддерживаются или есть другие библиотеки, которые вы можете использовать вместо них.

Обновить

Отличия:

                       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

Примечание: как написано ранее, несмотря на в основном лучшие спецификации, поддерживаются не все библиотеки. Кроме того, программист должен быть куплен (только один раз, стоимость около $ 5).

Для моего продукта я выбрал Arduino Uno :

на Arduino Pro Mini :

Да, вам понадобится кабель FTDI для программирования и последовательных комманд на ПК, но при условии, что вам не нужны постоянно комы, вам понадобится только один кабель для загрузки программы на каждое устройство. Их тоже можно найти довольно дешево.

Тем не менее, я заметил, что Arduino Pro Mini сейчас вышел из эксплуатации, поэтому его может быть немного сложнее найти (он все еще доступен на AliExpress ). Поэтому по этой причине я предлагаю вам попробовать Arduino Nano :

который имеет дополнительное преимущество встроенного USB, что означает, что вам больше не нужен кабель FTDI для программирования или комм.

ATMega328P, который является процессором этих 3 плат, не имеет встроенного USB, что означает, что на плате также должна быть встроена ИС FTDI FT232RL, которая используется в кабеле FTDI. Наличие этого IC может добавить дополнительные расходы к вашей прибыли.

За несколько долларов дешевле на устройство вы можете использовать микроконтроллер (например, ATMega32U4), который имеет собственный USB-интерфейс (и, следовательно, вы экономите на FTDI IC). Одним из таких продуктов является Arduino Micro :

Все упомянутые платы являются встроенными в экосистему Arduino и (кроме вышедшей из употребления Pro Mini) должны быть легко доступны в Интернете или в вашем местном магазине электроники. Ваша программа Arduino Uno будет работать для всех этих альтернатив - вам просто нужно сменить доску в Arduino IDE:

Есть еще одна доска, которую я хотел бы упомянуть - DigiSpark :

Он подходит только для небольших программ, ограничен в некоторых своих функциях и не является официальной платой Arduino. Сказав это, есть много поддержки Arduino - и это дешево!

Если вы хотите использовать Arduino и его набор инструментов, вы можете заказать только чистый ATmega 328p (микроконтроллер в основе Arduino Uno) и использовать его самостоятельно!

Они довольно дешевы (от $ 1,50 до $ 3,00) и дружественны к макету. Для более постоянного решения вы можете припаять их к протоплате (монтажной плате) или даже к специально разработанной плате, как только ваш дизайн достигнет этого уровня.

Вот отличное руководство от Arduino о настройке Arduino на макете, используя только сырые компоненты, такие как ATmega 328p. В этом дизайне используется внешний 16 МГц тактовый кристалл, как в Arduino Uno.

Если вы согласны с использованием внутренних 8-МГц тактовых сигналов на 328p, вы можете покончить с большинством дополнительных компонентов и просто запустить сырой чип, как в этом руководстве (используя загрузчик Arduino Lilypad вместо стандартного загрузчика Arduino). Это сэкономит еще больше денег!

В любом случае вам понадобится программатор AVR, поскольку в 328p нет встроенного USB-порта. Это будет самая дорогая часть этой установки, но хорошие новости - вам нужен только один, и он может программировать любые 328p, которые вам нужны. Их также можно использовать для программирования нестандартных микросхем, которые можно программировать через последовательные контакты Tx / Rx, например, микросхемы ESP (вы просто подключаете их вручную). Очень полезно иметь один из них, если вы серьезно относитесь к этим типам микроконтроллеров.

Микросхема микроконтроллера ATmega 328p

Стикеры ATMega Pin

Perfboard

AVR Программист

Мне нравятся Nano и Pro Mini. Мне нравится работать с ним на макете с другими модулями. Если задействовано больше схем, я нахожу это намного более удобным, чем использование Uno. Существуют более быстрые процессоры, но для многих проектов 16 МГц 328 более чем достаточно. И, как и Uno, эти две части питаются от 5 Вольт. Иногда то, к чему вам нужно подключиться, не работает с 3,3-вольтными процессорами.

Pro Mini и Nano с легкостью могут быть впаяны в 0,1 "Veroboard" (или эквивалент). Если вы не против купить клонированные детали, стоимость Nano и Pro Mini составляет всего пару долларов. Покупка деталей на Aliexpress или даже Ebay, может сэкономить вам много, если вы терпеливы, когда дело доходит до доставки.

Чаще всего я сейчас использую модуль ESP8266. Это мощная WiFi-платформа, которая стоит всего несколько долларов и имеет довольно зрелую платформу Arduino. Часто я использую это как единственный процессор в дизайне. Я даже использовал его в качестве основы для регистратора данных и полностью игнорировал возможности WiFi. ЖК-дисплей 20x4 символов, микросхема измерения тока / напряжения (INA219) и карта памяти SD, работающая на литиевой батарее 18650.

Есть много хороших недорогих вариантов.

Клоны Arduino Pro Micro очень дешевы, и для их программирования достаточно всего лишь обычного кабеля micro USB. Возможно, вам придется припаять заголовки, чтобы сделать что-нибудь полезное. Они доступны в версиях 3,3 В / 8 МГц и 5 В / 16 МГц.