Alternativa più piccola ed economica ad Arduino Uno per progetti permanenti

Ho giocato un po 'con un Arduino Uno che è arrivato in un kit con una breadboard e componenti. Presto vorrei fare alcune cose più permanenti.

Preferirei un'unità più piccola ed economica dell'Arduino Uno ma che è quasi facile da usare come l'Arduino Uno e molto simile da usare.

Arduino Pro Mini 328 - 5V / 16MHz è un passo logico successivo? A 1/6 delle dimensioni dell'Arduino Uno è molto piccolo. A 10 $ al pezzo anche il prezzo è buono.

Capisco che devo saldare per farlo funzionare. Questo non dovrebbe essere un problema.

Avrò bisogno anche di una scheda seriale USB per programmare l'unità?

Penso che la prima scelta migliore sia quella di rimuovere il chip ATMega328p-pu dal tuo Arduino UNO e incorporarlo nel tuo circuito finale. Le chips sono solo circa $ 1,50.

In questo modo, puoi semplicemente utilizzare UNO come programmatore anziché come dispositivo finale da distribuire.

Non sono sicuro del perché non ci sia più documentazione sul modo corretto di rimuovere il chip ATMega328p-pu e di usarlo sulla breadboard, dopo aver completato la programmazione.

Spiego esattamente come farlo sul mio blog: http://raddev.us/arduino/post/2018/07/03/arduino-uno-using-your-atmega328p-u-as-stand-alone

Ma ecco le basi. Per prima cosa rimuovi il chip. Apparirà come segue dopo averlo fatto. (Nota: sto usando il clone Elegoo di un UNO).

Successivamente, si applica l'alimentazione al pin 7 e si collega il pin 8 a GND.

Hai bisogno di un cristallo da 16 MHz

Ma a questo punto il chip non sembra eseguire il tuo schizzo. Questo perché in realtà hai bisogno di un cristallo per funzionare a 16MHz.

La scheda UNO ha quel chip installato ed è per questo che funziona. Potete vederlo qui:

Alla fine aggiungi il cristallo da 16MHz e un paio di tappi da 22pF e il tuo chip funzionerà da solo (no UNO).

Aggiungete il cristallo ai pin 9 e 10. Potete vedere tutti i dettagli leggendo il mio blog o leggendo la scheda tecnica atmega328 .

Infine, basta collegare tutto il resto

Dopodiché, collega il resto del circuito ai pin corretti e puoi far funzionare ATMega328p-pu da solo.

In realtà è anche una bella esperienza di apprendimento.
Basta acquistare i chip atmega328p-pu sostitutivi per la tua UNO e puoi creare tutti i progetti che desideri a prezzi molto convenienti.

Controlla la scheda di sviluppo STM32F103C8T6, costa circa $ 1,5, è più veloce / ha più memoria dell'Arduino Uno ed è molto più piccola.

Può funzionare con l'IDE di Arduino, ma non tutte le librerie sono supportate, quindi controlla prima di utilizzarlo se sono supportate le librerie utilizzate o se sono disponibili librerie diverse.

Aggiornare

differenze:

                       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

Nota: come scritto in precedenza, nonostante le specifiche per lo più migliori, non tutte le librerie sono supportate. Anche un programmatore deve essere acquistato (solo una volta, costa circa $ 5).

Per il mio prodotto, sono passato da un Arduino Uno :

ad Arduino Pro Mini :

Sì, avrai bisogno di un cavo FTDI per la programmazione e le comunicazioni seriali sul PC, ma a condizione che non ti servano sempre le comunicazioni, avrai solo bisogno di un solo cavo per caricare il programma su ciascun dispositivo. Possono anche essere trovati abbastanza economici.

Tuttavia noto che Arduino Pro Mini è ritirato ora, quindi potrebbe essere un po 'più difficile da procurarsi (è ancora disponibile su AliExpress ). Quindi, per questo motivo, ti suggerisco di provare invece l' Arduino Nano :

che ha l'ulteriore vantaggio della USB integrata, il che significa che non è più necessario il cavo FTDI per la programmazione o la comunicazione.

L'ATMega328P che è il processore di queste 3 schede non ha USB nativo, il che significa che la scheda deve anche includere l' IC FTDI FT232RL che viene utilizzato nel cavo FTDI. Avere questo IC può aggiungere costi aggiuntivi ai tuoi profitti.

Per pochi dollari in meno per dispositivo, puoi utilizzare un microcontrollore (come ATMega32U4) che ha com USB nativi (e quindi risparmi sull'IC FTDI). Uno di questi prodotti è Arduino Micro :

Tutte queste schede menzionate sono native dell'ecosistema Arduino e (a parte la Pro Mini ritirata) dovrebbero essere facili da reperire online o presso il tuo negozio di elettronica locale. Il tuo programma Arduino Uno funzionerà per tutte queste alternative - devi solo cambiare la scheda nell'IDE di Arduino:

C'è un'altra scheda che vorrei menzionare: il DigiSpark :

È adatto solo per programmi più piccoli, è limitato in alcune delle sue funzionalità e non è una scheda Arduino ufficiale. Detto questo, c'è un sacco di supporto per Arduino - ed è economico!

Se vuoi continuare a utilizzare Arduino e la sua toolchain, puoi ordinare solo un ATmega 328p nudo (il microcontrollore nel cuore di Arduino Uno) e usarlo da solo!

Sono abbastanza economici ($ 1,50- $ 3,00 di gamma) e sono facili da usare. Per una soluzione più permanente, puoi saldarli in una proto-board (perfboard) o persino in un circuito progettato su misura una volta che il tuo progetto è arrivato a quel livello.

Ecco un'eccellente guida della gente di Arduino sulla configurazione di un Arduino su una breadboard, usando solo componenti grezzi come ATmega 328p. Questo design utilizza un cristallo esterno da 16 MHz, proprio come un Arduino Uno.

Se stai bene usando l'orologio interno da 8 MHz a bordo del 328p, puoi eliminare la maggior parte dei componenti extra ed eseguire il chip raw come in questa guida (usando il Arloadino Lilypad Bootloader invece del predefinito Arduino bootloader). Ciò farà risparmiare ancora più denaro!

Ad ogni modo, avrai bisogno di un'unità programmatore AVR, poiché non c'è una porta USB incorporata nel 328p. Questa sarà la parte più costosa di questa configurazione, ma la buona notizia è che ne hai solo bisogno e può programmare qualsiasi 328p di cui hai bisogno. Possono anche essere utilizzati per programmare chip non standard che possono essere programmati su pin Serial Tx / Rx, come i chip ESP (li si collega semplicemente a mano). Molto utile avere uno di questi se si prende sul serio questi tipi di microcontrollori.

Chip microcontrollore ATmega 328p

Adesivi automatici ATMega

perfboard

Programmatore AVR

Mi piacciono il Nano e il Pro Mini. Mi piace lavorare con esso su una breadboard con altri moduli. Se sono coinvolti più circuiti, l'ho trovato molto più conveniente rispetto all'utilizzo di Uno. Ci sono processori più veloci ma per molti progetti il ​​16Mhz 328 è più che sufficiente. E come Uno, queste due parti sono alimentate a 5 volt. A volte ciò a cui è necessario connettersi non funziona bene con i processori a 3,3 volt.

Pro Mini e Nano possono essere facilmente saldati in 0,1 "spaziati" Veroboard (o equivalente) Se non ti dispiace acquistare parti clonate, il costo di un Nano e Pro Mini è solo di un paio di dollari. Acquistare parti da Aliexpress , o addirittura Ebay, può farti risparmiare molto, purché tu sia paziente quando si tratta di consegna.

Il modulo che sto utilizzando più spesso è ESP8266. È una potente piattaforma WiFi che costa solo pochi dollari e ha un framework Arduino abbastanza maturo. Spesso lo uso come unico processore nel design. L'ho persino usato come base per un data logger e ho completamente ignorato la funzionalità WiFi. LCD da 20x4 caratteri, chip di misurazione corrente / tensione (INA219) e una scheda di memoria SD, alimentata da una batteria al litio 18650.

Ci sono molte buone opzioni economiche.

I cloni Arduino Pro Micro sono super economici e tutto ciò che serve per programmarli è un normale cavo micro USB. Probabilmente dovrai saldare le intestazioni per fare qualcosa di utile. Sono disponibili in versione 3.3V / 8MHz e 5V / 16Mhz.