Τώρα θα εξετάσουμε τρεις πλατφόρμες για την ανάπτυξη ενσωματωμένων εφαρμογών: Arduino Uno, RaspberryPi, θα τις συγκρίνουμε και θα δώσουμε συστάσεις για την επιλογή της κατάλληλης για το επόμενο έργο σας (Εικόνα 1). Σε γενικές γραμμές, για επαγγελματίες, μπορούν να προταθούν και τα τρία.
Αυτά τα τρία μοντέλα επιλέχθηκαν για σύγκριση όχι τυχαία: είναι όλα πραγματικά προσιτά, κατασκευασμένα σε συμπαγή μορφή και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία διαφόρων ψηφιακών συσκευών. Πριν προχωρήσουμε στη σύγκριση, θα παρουσιάσουμε μια σύντομη περιγραφή καθενός από αυτά.
Το Arduino Uno θεωρείται βασικό προϊόν στην κοινότητα του ζαμπόν εδώ και αρκετό καιρό (Εικόνα 2). Τώρα οι πλακέτες Arduino είναι διαθέσιμες σε διάφορες μορφές, με διαφορετικό σετ περιφερειακών. Τα περισσότερα από αυτά είναι κατασκευασμένα σε μικροελεγκτή 8-bit Atmel. Και όχι πολύ καιρό πριν, η πλακέτα Arduino Due ανακοινώθηκε σε έναν ισχυρό μικροελεγκτή ARM με πυρήνα Cortex-M3. Για την κριτική μας, το Arduino Uno επιλέχθηκε ως εκπρόσωπος της πλατφόρμας Arduino. Ένα απλό περιβάλλον ανάπτυξης και μια μεγάλη βάση γνώσεων και εξελίξεων είναι διαθέσιμα για αυτό, γεγονός που υποδηλώνει τη δυνατότητα δημιουργίας επαρκώς λειτουργικών εφαρμογών.
Ο πίνακας Raspberry Pi είναι νέος στο παιχνίδι - είναι ένας υπολογιστής με μία πλακέτα που διατίθεται στο εμπόριο ως λύση χαμηλού κόστους για εκκολαπτόμενους ενσωματωμένους προγραμματιστές (Εικόνα 3). Παρά τη μέτρια εμφάνιση και το χαμηλό κόστος (περίπου 35 $), έχετε έναν πραγματικό υπολογιστή που μπορεί να γίνει η βάση για πολλά έργα.
Το BeagleBone είναι ίσως η λιγότερο γνωστή από τις τρεις πλατφόρμες, αλλά οι δυνατότητές του αξίζουν την προσοχή των δημιουργών ενσωματωμένων εφαρμογών. Είναι ένας ισχυρός υπολογιστής Linux σε μικρό μέγεθος που υποστηρίζει Android και Ubuntu (Εικόνα 4).
|
|
|
| Εικόνα 4 | |
Σύγκριση τριών πλατφορμών ανάπτυξης.
Και οι τρεις πλακέτες έχουν ορισμένα χαρακτηριστικά και ένα σύνολο περιφερειακών που τις καθιστούν πολύτιμες για τους προγραμματιστές και τους σχεδιαστές συστημάτων μικροελεγκτών. Παρακάτω προσπαθήσαμε να τα συγκρίνουμε ως προς ορισμένες σημαντικές παραμέτρους (Πίνακας 1). Μπορείτε να δείτε ότι είναι οι διαφορές μεταξύ των πλακών που καθιστούν την καθεμία ιδανική για την ανάπτυξη ενός συγκεκριμένου τύπου εφαρμογής.
Τραπέζι 1.Σύγκριση χαρακτηριστικών πλακών Arduino Uno, BeagleBone, RaspberryPi.
| Πλατφόρμα | Arduino Uno | Raspberry Pi | οστό λαγωνικού |
| Μοντέλο | R3 | Μοντέλο Β | Αναθ. A5 |
| Εκτιμώμενη τιμή | 29.95$ | 35$ | 89$ |
| διαστάσεις | 7,5×5,3 εκ | 8,5×5,4 εκ | 8,6×5,3 εκ |
| μικροελεγκτή | ATmega328 | ARM11 | ARM Cortex-A8 |
| Συχνότητα ρολογιού | 16 MHz | 700 MHz | 700 MHz |
| ΕΜΒΟΛΟ | 2 KB | 256 MB | 256 MB |
| Μνήμη flash | 32 KB | κάρτα SD | 4 GB (κάρτα SD) |
| EEPROM | 1 KB | - | - |
| Τάση τροφοδοσίας | 7 - 12 V | 5 V | 5 V |
| Ελάχιστο Κατανάλωση ενέργειας |
42 mA (0,3 W) | 700mA (3,5W) | 170 mA (0,85 W) |
| Ψηφιακές γραμμές I/O |
14 | 8 | 66 |
| Αναλογικές είσοδοι | 6 (10-bit ADC) |
- | 7 (12-bit ADC) |
| Κανάλια PWM | 6 | - | 8 |
| Διεπαφή TWI/I2C | 2 | 1 | 2 |
| Διεπαφή SPI | 1 | 1 | 1 |
| Διεπαφή UART | 1 | 1 | 5 |
| Εργαλεία ανάπτυξη |
Arduino IDE | ρελαντί, γρατσουνιά, Squeak/Linux |
Phyton, Scratch, Squeak, Cloud9/Linux |
| Θύρα Ethernet | - | 10/100 | 10/100 |
| Κύρια διεπαφή USB | - | 2 USB2.0 | USB 2.0 |
| Έξοδος βίντεο | - | HDMI, σύνθετο | - |
| Εξοδος ήχου | - | HDMI, αναλογικό | αναλογικό |
Το Arduino και το Raspberry Pi είναι φθηνές σανίδες κάτω των 40 $. Η τιμή του BeagleBone είναι σχεδόν τρία Arduino Unos. Ωστόσο, το Arduino είναι 40 φορές πιο αργό και έχει 128.000 φορές λιγότερη μνήμη RAM από τα άλλα δύο. Ήδη σε αυτό το στάδιο, μπορείτε να δείτε σημαντικές διαφορές. Το Arduino και το Raspberry Pi είναι φθηνές σανίδες, ενώ το Raspberry Pi και το BeagleBone είναι πολύ πιο ισχυρά.
Φαίνεται ότι το Raspberry Pi μοιάζει με τη βέλτιστη λύση αυτή τη στιγμή, αλλά αυτό δεν είναι απολύτως αλήθεια: για εργασία θα χρειαστεί να αγοράσετε ξεχωριστά μια κάρτα μνήμης SD, η οποία είναι άλλα 5 - 10 $ στο κόστος της ίδιας της πλακέτας. Επίσης, παρά την ίδια ταχύτητα ρολογιού, το BeagleBone τρέχει δύο φορές πιο γρήγορα από το Raspberry Pi. Και όσο παράδοξο κι αν ακούγεται, το Arduino είναι η καλύτερη επιλογή, τουλάχιστον για αρχάριους. Ο κύριος λόγος για αυτό είναι το λειτουργικό σύστημα Linux που τρέχει τις πλακέτες Raspberry Pi και BeagleBone. Αυτό το «φανταχτερό» λογισμικό μετατρέπει τις πλακέτες σε μικροσκοπικούς υπολογιστές που μπορούν να εκτελούν πολλά προγράμματα ταυτόχρονα και μπορούν να προγραμματιστούν σε διάφορες γλώσσες. Η ανάπτυξη εφαρμογών στο Arduino είναι πολύ απλή λόγω της έλλειψης multitasking και προγραμματισμού στη γλώσσα χαμηλού επιπέδου C++.
Σημειώστε ένα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό του Raspberry Pi και του BeagleBone: τη δυνατότητα εκτέλεσης εφαρμογών λογισμικού από κάρτα μνήμης (κάρτα SD για Raspberry Pi, microSD για BeagleBone). Αυτό σημαίνει ότι μπορείτε να έχετε διαφορετικές διαμορφώσεις λειτουργικού συστήματος, εφαρμογές, εκδόσεις και εικόνες λειτουργικού συστήματος σε διαφορετικά memory stick και η επιλογή ενός ή άλλου έργου γίνεται απλώς με την αντικατάσταση της κάρτας μνήμης. Με τον ίδιο τρόπο, μπορείτε να αλλάξετε το λειτουργικό σύστημα.
Επιλογή πλατφόρμας για ανάπτυξη
Για αρχάριους, προτείνουμε το Arduino.Σήμερα, η κοινότητα του Arduino είναι πολλοί χρήστες, ένας τεράστιος όγκος εκπαιδευτικού υλικού, έτοιμες λύσεις και έργα που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε στις εφαρμογές σας. Επιπλέον, το Arduino προσφέρει τον ευκολότερο τρόπο αλληλεπίδρασης με εξωτερικά περιφερειακά.
Η πλατφόρμα Arduino σχεδιάστηκε αρχικά για να παρέχει έναν απλό τρόπο σύνδεσης διαφόρων αισθητήρων και ενεργοποιητών στον μικροελεγκτή χωρίς πρόσθετα εξωτερικά κυκλώματα, ώστε να μην χρειάζεστε βαθιά γνώση στα ηλεκτρονικά για την ανάπτυξη απλών εφαρμογών και συσκευών. Εάν δεν έχετε χρησιμοποιήσει ένα Arduino στο παρελθόν, αξίζει να πάρετε ένα και να το δοκιμάσετε. Αυτή θα είναι μια πραγματικά εξαιρετική εμπειρία που θα σας φανεί χρήσιμη όταν δημιουργείτε σοβαρά και πολύπλοκα έργα.
Για συμπαγείς συσκευές, προτείνουμε την πλατφόρμα Arduino.Και τα τρία μοντέλα πλακέτας ανάπτυξης που δοκιμάστηκαν είναι μικρού μεγέθους. Το μόνο αρνητικό σημείο είναι εγγενές στο Raspberry Pi - η κάρτα μνήμης SD που είναι εγκατεστημένη στην υποδοχή κάνει την πλακέτα μεγαλύτερη από τους υπόλοιπους συμμετέχοντες στη δοκιμή (Εικόνα 8).
Όπως σημειώσαμε παραπάνω, υπάρχουν πολλές παραλλαγές των πλακών Arduino (Εικόνα 5), αλλά όλες έχουν δύο κοινά πράγματα: χρησιμοποιούν έναν συγκεκριμένο μικροελεγκτή Atmel και έναν bootloader Arduino που υλοποιεί τις βασικές λειτουργίες της πλακέτας. Για συμπαγείς συσκευές (ίσως δεν απαιτούν PCB) μπορείτε να αγοράσετε αυτόν τον φτηνό μικροελεγκτή και να προγραμματίσετε τον φορτωτή εκκίνησης σε αυτόν χρησιμοποιώντας οποιονδήποτε προγραμματιστή μικροελεγκτή AVR.
Για την ανάπτυξη εφαρμογών που απαιτούν σύνδεση στο Διαδίκτυο, προτείνουμε το BeagleBone ή το Raspberry Pi.Και οι δύο συσκευές τρέχουν Linux και διαθέτουν θύρες Ethernet και USB (Εικόνα 6). Χρησιμοποιώντας USB, μπορείτε να συνδέσετε μονάδες ασύρματης μετάδοσης δεδομένων και, έτσι, να πραγματοποιήσετε τις λειτουργίες της ασύρματης μετάδοσης δεδομένων και της σύνδεσης στο Διαδίκτυο (Εικόνα 7). Επιπλέον, το λειτουργικό σύστημα Linux έχει πολλά ενσωματωμένα στοιχεία λογισμικού που παρέχουν προηγμένες δυνατότητες δικτύωσης.
Είναι επίσης δυνατή η υλοποίηση εφαρμογών με δυνατότητα Ethernet στην πλατφόρμα Arduino χρησιμοποιώντας πλακέτες επέκτασης που ονομάζονται Shields, αλλά η λειτουργικότητα δικτύου τέτοιων εφαρμογών θα είναι πολύ περιορισμένη. Η αγορά ξεχωριστών καρτών επέκτασης θα απαιτήσει επίσης πρόσθετο οικονομικό κόστος.
Για εφαρμογές και συστήματα που αλληλεπιδρούν με εξωτερικούς αισθητήρες και ενεργοποιητές, συνιστούμε το Arduino ή το BeagleBoard. Οποιαδήποτε έκδοση της πλατφόρμας υλικού Arduino συνεπάγεται απλή σύνδεση εξωτερικών αισθητήρων και αλληλεπίδραση μαζί τους. Για τους ραδιοερασιτέχνες, διατίθενται πολλές επιλογές για πλακέτες με τάση τροφοδοσίας 3,3 V και 5 V, γεγονός που απλοποιεί τη σύνδεση εξωτερικών περιφερειακών. Η πλακέτα BeagleBone τροφοδοτείται στα 3,3 V, επομένως εάν συνδέσετε ορισμένους τύπους εξωτερικών συσκευών, πρέπει να χρησιμοποιήσετε πρόσθετες αντιστάσεις ή κυκλώματα αντιστοίχισης λογικού επιπέδου. Τόσο το Arduino όσο και το BeagleBone διαθέτουν διεπαφή μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό (η ανάλυση του ADC που είναι ενσωματωμένος στον μικροελεγκτή στην πλακέτα BeagleBoard είναι ελαφρώς υψηλότερη), γεγονός που υποδεικνύει τη δυνατότητα σύνδεσης διαφόρων αναλογικών αισθητήρων.
Με αυτά τα παραπάνω, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι πολλοί σύγχρονοι αισθητήρες είναι εξοπλισμένοι με ψηφιακές διεπαφές I 2 C ή SPI. Και οι τρεις πλακέτες υποστηρίζουν αυτόν τον τύπο σειριακής διεπαφής και είναι αρκετά εύκολο να υλοποιηθεί η αλληλεπίδραση με αυτό.
Για συσκευές με μπαταρία, συνιστούμε το Arduino.Αυτή η απόφαση οφείλεται στο γεγονός ότι το Arduino έχει τη χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας, ωστόσο, όσον αφορά την αναλογία υπολογιστικής ισχύος ανά watt, το BeagleBoard είναι ξεκάθαρο ηγέτης. Ωστόσο, το πλεονέκτημα του Arduino είναι ότι λειτουργεί σε ένα ευρύ φάσμα τάσεων τροφοδοσίας. Έτσι, διάφοροι τύποι μπαταριών μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πηγή ενέργειας για την πλακέτα, ο μικροελεγκτής παραμένει λειτουργικός ακόμα και όταν οι μπαταρίες έχουν εξαντλήσει τον πόρο τους.
Για εφαρμογές GUI, συνιστάται το Raspberry Pi.Ο υπολογιστής με μία πλακέτα Raspberry Pi εμπίπτει πραγματικά σε μια δική του κατηγορία, καθώς η πλακέτα έχει έξοδο HDMI (Εικόνα 8). Αυτό σημαίνει ότι μπορείτε να συνδέσετε ένα ποντίκι και ένα πληκτρολόγιο στην πλακέτα και να συνδέσετε την πλακέτα απευθείας στην τηλεόρασή σας. Έτσι, αποκτάτε έναν πλήρως λειτουργικό υπολογιστή, ο οποίος είναι ιδανικός για χρήση σε τερματικά POS και περίπτερα. Για διασκέδαση, κατά τη διάρκεια των δοκιμών, εγκαταστήσαμε τα εργαλεία λογισμικού ανάπτυξης Arduino στο Raspberry Pi, γράψαμε ένα μικρό πρόγραμμα και προγραμματίσαμε την πλακέτα Arduino μέσω της διεπαφής Raspberry Pi.
συμπέρασμα
Το Arduino είναι μια αρκετά λειτουργική και ευέλικτη πλατφόρμα για την ανάπτυξη ενσωματωμένων εφαρμογών με μεγάλες ευκαιρίες για αλληλεπίδραση με τον έξω κόσμο. Είναι εξαιρετικό για την εκμάθηση μικροελεγκτών και μπορεί να χρησιμεύσει ως βάση για μικρά έργα. Το Raspberry Pi είναι η καλύτερη επιλογή για εφαρμογές που απαιτούν οθόνη, γραφικό περιβάλλον χρήστη και σύνδεση στο Διαδίκτυο.
Η πλατφόρμα BeagleBone συνδυάζει τέλεια την ευελιξία του Arduino, την απόδοση του επεξεργαστή της πλακέτας Rapberry Pi και του Linux OS (και μάλιστα, η απόδοση είναι υψηλότερη από αυτή του Raspberry Pi). Με άφθονο I/O, το BeagleBone παρέχει εύκολη συνδεσιμότητα δικτύου και σας επιτρέπει να υλοποιήσετε έναν διακομιστή web.
Το Arduino είναι η πιο δημοφιλής πλατφόρμα χόμπι και εκπαιδευτικής ρομποτικής. Ποια πλακέτα ή κιτ Arduino πρέπει να αγοράσει ένας αρχάριος; Πώς να αγοράσετε φθηνά Arduino; Σε τι διαφέρουν τα ανάλογα Arduino από την αρχική πλακέτα; Οι απαντήσεις βρίσκονται στην κριτική μας.
arduino ή οτιδήποτε άλλο-duino
Μέσα από το άνοιγμα Arduino, Ο σχεδιασμός του είναι γνωστός και μπορεί να τροποποιηθεί ελεύθερα. Επομένως, οποιοσδήποτε κατασκευαστής σανίδων μπορεί να παράγει αναλογική πλακέτα Arduino, κάντε αλλαγές στον ίδιο τον πίνακα, για να μην αναφέρουμε τη δωρεάν διαμόρφωση των κιτ.
Δεδομένου ότι το Arduino είναι η επωνυμία ενός κατασκευαστή, τα ανάλογα έχουν άλλα ονόματα, αλλά συνήθως σύμφωνα με το Arduino - Freduino, Freeduino, DCcduino, Xdruino, Funduino, robotaleκαι πολλοί άλλοι. Επιπλέον, η μάρκα μπορεί να μην αναφέρεται καθόλου, αλλά θα υπάρχει μια επιγραφή όπως για το Arduino. Τα αυθεντικά Arduinos κατασκευάζονται στην Ιταλία, τα περισσότερα ανάλογα κατασκευάζονται στην Κίνα. Υπάρχουν και ρωσικές εξελίξεις.
Οπτικά, οι περισσότερες από αυτές τις πλακέτες φαίνονται ίδιες (το Arduino έχει λογότυπο εταιρείας) και μάλιστα έχουν το ίδιο μπλε χρώμα (υπάρχουν εξαιρέσεις, αλλά όχι πολλές, το Funduino, για παράδειγμα, είναι κόκκινο). Επίσης, οι αναλογικές πλακέτες Arduino έχουν συνήθως τα ίδια προθέματα στο όνομά τους με το ίδιο το Arduino, για παράδειγμα, το DCcduino UNO αντιστοιχεί στο Arduino UNO (τι είναι το UNO - παρακάτω).
Ανώνυμο ανάλογο του Arduino UNO
Τα ανάλογα συνήθως δεν είναι κατώτερα σε ποιότητα, αλλά ωφελούνται πολύ στην τιμή (περισσότερα για αυτό παρακάτω).
Όλες οι οδηγίες, όλες οι μεθοδολογικές εξελίξεις, τα μαθήματα κ.λπ., εστιασμένα στο Arduino, είναι πλήρως κατάλληλες για αναλογικά. Επομένως, εάν η εικόνα δεν είναι τίποτα για εσάς, τότε μη διστάσετε να πάρετε άλλα δίδυμα!
Κιτ εκκίνησης Arduino
Ο κατασκευαστής συνιστά να αρχίσετε να μαθαίνετε Arduino με ένα σετ Κιτ εκκίνησης Arduino. Αυτό το κιτ περιέχει την πλακέτα και άλλα ηλεκτρονικά εξαρτήματα που χρειάζονται για να ξεκινήσετε με το Arduino: LED, αντιστάσεις, σερβομηχανή, κινητήρα, κουμπί, LCD, πιεζοηλεκτρικό, αισθητήρες και πολλά άλλα.
Για να αγοράσετε ένα Arduino Starter Kit από επίσημο κατασκευαστή, θα πρέπει να πληρώσετε περίπου 80 ευρώ.
Τα ανάλογα κερδίζουν σημαντικά στην τιμή με παρόμοια διαμόρφωση. Οι χαμηλότερες τιμές για αυτά στα κινεζικά ηλεκτρονικά καταστήματα. Συγκρίνοντας τις τιμές για σετ, φυσικά, πρέπει να λάβετε υπόψη τη σύνθεσή τους. Ετσι, Κιτ εκκίνησης για Arduino με πλακέτα DCcduinoστον ιστότοπο AliExpress κοστίζει λίγο λιγότερο από 34 $ - ο εξοπλισμός είναι παρόμοιος με τον αρχικό. Ελαφρώς μικρότερος εξοπλισμός Κιτ εκκίνησης για Arduino με πλακέτα Robotaleστον ιστότοπο της DealExtreme κοστίζει 28 $. Η αποστολή στη Ρωσία είναι δωρεάν και στους δύο ιστότοπους.
Σχεδόν οποιοδήποτε από αυτά τα κιτ περιέχει το απαραίτητο ελάχιστο για αρχάριους και είναι κατάλληλο για να κυριαρχήσει το δικό μας (τα μικρά κιτ συχνά δεν έχουν φωτοαντίσταση).
Κιτ εκκίνησης για Arduino
Ο ίδιος έχω μια ενδιαφέρουσα ιστορία. Παρήγγειλα ένα τέτοιο κιτ από την DX - όπως μπορείτε να δείτε στη φωτογραφία, υπάρχει ένα μη γνήσιο Arduino, αλλά ήρθε ένα εντελώς ιταλικό Arduino! Μικρό, αλλά ωραίο.
Αγορά ενός έτοιμου ρομπότ Arduino ως αρχή μάθησης
Έχουμε ήδη μιλήσει για την αγορά έτοιμων ρομπότ ως έναν τρόπο να γνωριστούμε για πρώτη φορά με το Arduino. Υπάρχουν πολλά τέτοια κιτ που βασίζονται σε Arduino στην αγορά. Για τα μικρότερα παιδιά, αυτός ο τρόπος να γνωρίσουν το Arduino είναι προτιμότερος, καθώς είναι ένα έτοιμο παιχνίδι με το οποίο μπορείτε να παίξετε και στη συνέχεια να αποσυναρμολογήσετε και να χρησιμοποιήσετε την πλακέτα Arduino και άλλα εξαρτήματα στην προπόνηση.
Φυσικά, το έτοιμο ρομπότ μπορεί να μην περιέχει όλα τα εξαρτήματα που απαιτούνται, αλλά ό,τι λείπει μπορεί να αγοραστεί ξεχωριστά. Απλά εξαρτήματα DIY, όπως LED και αντιστάσεις, μπορούν να αγοραστούν σε οποιοδήποτε κατάστημα ανταλλακτικών ραδιοφώνου.
Στη φωτογραφία, το δημοφιλές ρομπότ Arduino, κοστίζει λιγότερο από 100 δολάρια.
Ελεγχόμενο αυτοκίνητο με bluetooth
Επιλογή τροποποίησης Arduino για αρχάριους
Η επίσημη ιστοσελίδα του κατασκευαστή Arduino παρουσιάζει 20 τροποποιήσεις της πλακέτας Arduino. Ανάμεσά τους είναι τα Arduino Uno, Arduino Due, Arduino Leonardo και άλλα.
Arduino UNO και ανάλογα
Είναι το πιο δημοφιλές, που συνήθως περιλαμβάνεται στα κιτ που περιγράφονται παραπάνω και, ίσως, μπορεί να ονομαστεί τυπική πλακέτα Arduino. Αυτή είναι μια από τις φθηνότερες πλακέτες Arduino.
Στην επίσημη ιστοσελίδα του Arduino UNO μπορεί να αγοραστεί με 20 ευρώ + μεταφορικά. Σε μεγάλα ρωσικά ηλεκτρονικά καταστήματα, συμπεριλαμβανομένων των επίσημων διανομέων, πωλείται για 1150-1300 ρούβλια. Συνήθως στη Μόσχα και την Αγία Πετρούπολη μπορείτε να το παραλάβετε με αυτο-παράδοση (προτείνουμε ηλεκτρονικά καταστήματα και DESSY), αλλά σε άλλες περιοχές θα πρέπει επίσης να πληρώσετε για την παράδοση. Αποδεικνύεται ότι είναι ακριβό. Αν και μερικές φορές μπορείτε να βρείτε καταστήματα με χαμηλές τιμές στη Ρωσία. Το ηλεκτρονικό κατάστημα ROBstore προσφέρει χαμηλές τιμές και γρήγορη παράδοση. Η τιμή θα είναι ακόμα υψηλότερη από ό,τι στην Κίνα, αλλά θα περιμένει πολύ λιγότερο το δέμα.
Το αρχικό Arduino UNO μπορεί επίσης να αγοραστεί σε κινεζικά καταστήματα, αλλά πρέπει να κοιτάξετε προσεκτικά τις περιγραφές και τη φωτογραφία (αυτό δεν είναι πάντα ορατό στα κείμενα περιγραφής). Ωστόσο, οι περιγραφές είναι μερικές φορές λανθασμένες (όπως έγραψα παραπάνω). Η τιμή, φυσικά, είναι χαμηλότερη από ό, τι στα ρωσικά καταστήματα.
Όπως και στην περίπτωση των κιτ κιτ, μπορείτε να αγοράσετε ανάλογα Arduino πολύ φθηνά. Για παράδειγμα, ένα σχεδόν πανομοιότυπο ανάλογο του DCcduino UNO στο dx.com κοστίζει λιγότερο από 10 $ και στο aliexpress γενικά 5,50 $!
DCcduino στο AliExpress για 5,5 $
Άλλες τροποποιήσεις της πλακέτας Arduino
Ας δούμε ποιες από τις πλακέτες είναι βολικές για έναν αρχάριο να εξοικειωθεί με τα βασικά των ηλεκτρονικών.
Ας πάμε με τη μέθοδο εξάλειψης.
Αρνούμαστε αμέσως 4 τροποποιήσεις του πίνακα Lilly Pad- προορίζονται για "ηλεκτρονικά υφάσματα" - ράψιμο LED σε ρούχα κ.λπ. Αργότερα θα γράψουμε για αυτά.
Arduino LillyPad
Εάν δεν σκοπεύετε να φτιάξετε έτοιμα ρομπότ, δηλαδή, συχνά θα ανεβάζετε προγράμματα στην πλακέτα, είναι πολύ πιο σκόπιμο να χρησιμοποιείτε πλακέτες με θύρα USB - είναι πιο βολικό να τις συνδέσετε σε υπολογιστή.
Οι θύρες USB ΔΕΝ έχουν πλακέτα: Arduino Mini, Pro, Pro Mini.
Αν θέλετε να γνωρίσετε τα βασικά των ηλεκτρονικών, οι «φανταχτερές» πλακέτες δεν είναι πολύ κατάλληλες για εσάς: Esplora, BT, Ethernet, Tre, Yun, Robot.
Παραμένει UNO, Leonardo, Due, Micro, Mega ADK, Mega 2560, Nano, Fio.
Εάν εισαγάγετε τα Shields για να επεκτείνετε την πλακέτα (στη μορφή τους, εκτελούνται προγράμματα οδήγησης κινητήρα, πλακέτες με πρόσθετους συνδέσμους κ.λπ.), πρέπει να λάβετε υπόψη ότι έχουν μια τυπική μορφή που δεν έχουν τα Micro και Fio.
Πρέπει να πω ότι το Arduino Nano έχει επίσης μη τυποποιημένο μέγεθος, αλλά είναι εύκολο να το τοποθετήσετε στο Breadboard - τα πόδια του βρίσκονται στην κάτω πλευρά της πλακέτας.
Ας συγκρίνουμε τις τιμές των υπόλοιπων πλακών στο Arduino Store:
- UNO - 20 ευρώ,
- Leonardo - 18 ευρώ,
- Οφειλές - 36 ευρώ,
- Mega 2560 - 29 ευρώ,
- Mega ADK - 44 ευρώ,
- Nano - 33 ευρώ.
Στα κινεζικά καταστήματα που αναφέρθηκαν παραπάνω, μπορείτε να βρείτε ανάλογα σε σημαντικά χαμηλότερη τιμή.
Το Arduino αναφέρεται συχνά ως υπολογιστής μίας πλακέτας. Και είναι με την επιλογή ενός υπολογιστή που ένας αρχάριος συγκρίνεται καλύτερα με την επιλογή μιας πλακέτας Arduino.
Τα τέλη είναι διαφορετικά:
- μικροελεγκτή και τη συχνότητα των εργασιών του(ATmega328 - 16 MHz, ATmega32u4 - 16 MHz, ATmega2560 - 16 MHz και άλλα),
- τάση εισόδου και εξόδου στην πλακέτα,
- τον αριθμό των αναλογικών εισόδων και εξόδων,
- τον αριθμό των ψηφιακών θυρών, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που υποστηρίζουν PWM,
- ποσότητα μνήμης flash.
Ο αριθμός των θυρών στην πλακέτα καθορίζει τον μέγιστο αριθμό συσκευών που συνδέονται σε αυτήν (αισθητήρες, κινητήρες κ.λπ.) και η ποσότητα της μνήμης flash περιορίζει τη διάρκεια του προγράμματος που έχει φορτωθεί σε αυτήν.
Αναλογικό Arduino Leonardo
Σύντομα χαρακτηριστικά ορισμένων σανίδων:
: μικροελεγκτής ATmega328, 14 ψηφιακές θύρες, συμπ. 6 με PWM, 6 αναλογικές εισόδους, μνήμη Flash 32 KB, θύρα USB τύπου Β.
Arduino Λόγω:μικροελεγκτής AT91SAM3X8E, 54 ψηφιακές θύρες, συμπ. 12 με PWM, 12 αναλογικές εισόδους και 2 αναλογικές εξόδους, μνήμη Flash 512 KB, 2 θύρες microUSB.
Arduino Leonardo:μικροελεγκτής ATmega32u4, 20 ψηφιακές θύρες, συμπ. 7 με PWM, 12 αναλογικές εισόδους, μνήμη Flash 32 KB, θύρα MicroUSB.
Όλες οι τιμές είναι από την ημερομηνία δημοσίευσης.
Υπάρχουν πολλές ποικιλίες σανίδων Arudino: Nano, Mini, Uno, Leonardo, Mega, Lilypad ... Είναι δύσκολο για έναν αρχάριο να κατανοήσει την ποικιλομορφία τους. Σε αυτό το άρθρο θα μιλήσω για τους τύπους πλακών Arduino. Στο τέλος του άρθρου υπάρχουν σύνδεσμοι προς πωλητές που έχω επαληθεύσει όπου μπορείτε να αγοράσετε μια πλακέτα Arduino. Κάντε κλικ για να μεταβείτε γρήγορα στον πίνακα με συνδέσμους.
Οι κύριες διαφορές μεταξύ των πλακών Arduino:
Το Arduino διαφέρει μεταξύ τους:
- Μέγεθος
- αριθμός καρφιτσών
- μέγεθος μνήμης
Μέγεθος σανίδας, επηρεάζει κυρίως την ευκολία της εργασίας με αυτό. Η πιο κοινή πλακέτα - το Arduino Uno (και η ενημερωμένη έκδοση του Arduino Leonardo) έχουν μέγεθος περίπου 6 × 5 εκ. Αυτό σας επιτρέπει να κάνετε χωρίς μεγεθυντικό φακό όταν δημιουργείτε ένα πρωτότυπο σε έναν πίνακα ψωμιού και να έχετε αρκετά συμπαγείς συσκευές εργασίας. Το Arduino Nano είναι πολύ συμπαγές. Το μέγεθός του είναι μόνο 4,4 × 1,9 cm, ενώ η λειτουργικότητά του δεν διαφέρει από τις μεγάλες σανίδες. Το Arduino Nano προσαρμόζεται επίσης καλά στο breadboard χάρη στις αρσενικές ακίδες. Σε μια προσπάθεια να γίνουν οι πλακέτες ακόμη μικρότερες, οι εκδόσεις του Arduino Micro (κλώνος Arduino Uno που κυκλοφόρησε σε μια πλακέτα 4,8x1,77 cm) και του Arduino Mini (η ελάχιστη διαμόρφωση λείπει - δεν υπάρχει υποδοχή USB για την τροφοδοσία και τη μεταφόρτωση του Το υλικολογισμικό, το υλικολογισμικό μεταφορτώνεται μέσω ενός ειδικού προσαρμογέα. Διασκεδαστικό γεγονός: το arduino mini είναι πολύ μικρότερο από το micro, ενώ το micro έχει σχεδόν το ίδιο μέγεθος με το nano. Επομένως, το όνομα των μοντέλων πλακέτας είναι μόνο τα ονόματα των μοντέλων πλακέτας και όχι αντανακλούν το πραγματικό μέγεθος. Υπάρχει επίσης ένα τεράστιο, 10,2 * 5,3 εκατοστών Arduino Mega Έλαβε ένα τέτοιο μέγεθος για κάποιο λόγο. Υπάρχουν έως και 70 καρφίτσες στον πίνακα.
Αριθμός ακίδωνκαθορίζει τον αριθμό των εξωτερικών περιφερειακών που μπορείτε να συνδέσετε στην πλακέτα: LED, σερβομηχανισμούς, διάφορους αισθητήρες, μονάδες, κουμπιά και πολλά άλλα. Οι πλακέτες έχουν ψηφιακές και αναλογικές εξόδους. Οι ψηφιακές έξοδοι μπορούν να λάβουν μόνο 2 τιμές: HIGH και LOW. Το HIGH αντιστοιχεί στην παρουσία ρεύματος στην έξοδο, το LOW στην απουσία. Ήθελαν να ανάψουν το LED - μετέφεραν την έξοδο στην κατάσταση HIGH. Εμφανίστηκε μια τάση στην έξοδο και το LED άναψε. Εκδόθηκε LOW και το LED έσβησε. Οι ψηφιακές έξοδοι μπορούν επίσης να διαβάσουν τιμές, ομοίως, μόνο 2 καταστάσεις. Εάν η έξοδος από το εξωτερικό (για παράδειγμα, από ένα κουμπί) τροφοδοτείται με τάση ~ + 5V, τότε ο ελεγκτής θεωρεί την τιμή ΥΨΗΛΗ. Η τάση μικρότερη από 5 βολτ θα ανιχνευθεί ως LOW.
Οι αναλογικές έξοδοι σάς επιτρέπουν να διαβάζετε την τιμή της εφαρμοζόμενης τάσης στην περιοχή από 0 έως 1024. Όπου το 0 είναι 0 βολτ, το 1024 είναι 5 βολτ. Το εύρος μέτρησης μπορεί να αλλάξει εφαρμόζοντας μια τάση αναφοράς στον ειδικό ακροδέκτη AREF. Σε αυτήν την περίπτωση, οποιαδήποτε αναλογική έξοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ψηφιακή. Αλλά το ψηφιακό δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αναλογικό.
Οι ψηφιακές έξοδοι μπορούν επίσης να υποστηρίξουν: έναν ειδικό τρόπο λειτουργίας για τον έλεγχο της φωτεινότητας του LED ή της ταχύτητας του κινητήρα. Ωστόσο, όλα είναι απλά εδώ: τα nano, mini και uno έχουν έξι εξόδους με υποστήριξη PWM. Τα Leonardo και micro είναι εξοπλισμένα με επτά ακίδες PWM και μόνο το γιγάντιο Arduino Mega 2560 παίρνει το προβάδισμα με δεκατέσσερις ακίδες PWM.
Μνήμη, εκ πρώτης όψεως, μια πολύ σημαντική παράμετρος. Ωστόσο, μην αντιμετωπίζετε την πλακέτα σαν υπολογιστή. Δεν χρειάζεται πολλή λειτουργική και ακόμη πιο μόνιμη μνήμη. Δεν θα μπω σε λεπτομέρειες για αυτό. Επειδή το πιο «φτωχό» Arduino Nano από αυτή την άποψη έχει μόνο 32 kilobyte μόνιμη μνήμη και 2 kilobyte μνήμη RAM, αλλά από τη στιγμή που το πρόγραμμα που γράψατε για τον μικροελεγκτή δεν χωράει πλέον σε αυτά τα 32 kilobyte μόνιμης μνήμης, θα είστε ήδη καλά έμπειροι σε όλα μόνοι σας και δεν θα χρειαστείτε αυτό το άρθρο. Σοβαρά: 32 kilobyte είναι απλώς μια τεράστια μνήμη για ένα πρόγραμμα μικροελεγκτή.
Η ποσότητα της μη πτητικής μνήμης, μια πιο ενδιαφέρουσα παράμετρος. Η μη πτητική μνήμη, όπως υποδηλώνει το όνομά της, αποθηκεύει δεδομένα ανεξάρτητα από την παρουσία ισχύος. Σε αυτήν την περίπτωση, οι τιμές των μεταβλητών στο πρόγραμμά σας αποθηκεύονται στη μνήμη RAM, η οποία διαγράφεται κατά την επανεκκίνηση του ελεγκτή. Εκτός από τη μη πτητική μνήμη για την αποθήκευση του ίδιου του προγράμματος, εκχωρείται μια ξεχωριστή περιοχή μνήμης (γνωστή και ως EEPROM), η οποία σας επιτρέπει να αποθηκεύσετε τις τιμές των μεταβλητών απευθείας από το πρόγραμμα ελεγκτή σε ένα ειδικό κελί. Στη συνέχεια, μετά την επανεκκίνηση, η συσκευή θα μπορεί να επαναφέρει την κατάσταση στην οποία βρισκόταν πριν από την απενεργοποίηση του ρεύματος. Οι περισσότεροι ελεγκτές σάς επιτρέπουν να αποθηκεύσετε μόνο 1 kilobyte δεδομένων. Εκτός από τον μικρό όγκο, υπάρχει και όριο στον αριθμό των λειτουργιών εγγραφής. Συνολικά 10.000 φορές μπορείτε να γράψετε δεδομένα σε ένα κελί (μπορείτε να διαβάσετε δεδομένα πολλές φορές). 10.000 - με την πρώτη ματιά, όχι και τόσο λίγα. Η εγγραφή πραγματοποιείται σε κελιά 1 byte. Συνολικά έχουμε 1.000 κύτταρα. Για παράδειγμα, εάν μετρήσετε έναν συγκεκριμένο αισθητήρα μόνο μία φορά το λεπτό και αποθηκεύσετε την τιμή του στη μνήμη και κάθε φορά σε ένα νέο κελί, η συσκευή θα λειτουργήσει (((100.000 * 1.000) / 60) / 24) / 365 = 190 χρόνια. Ωστόσο, τις περισσότερες φορές πρέπει να γράψετε δεδομένα σε ένα κελί (για παράδειγμα, τον αριθμό των δευτερολέπτων). Και τότε ο πόρος έχει ήδη μειωθεί σε 2,5 μήνες συνεχούς λειτουργίας, και αυτό είναι για εγγραφή μία φορά το λεπτό. Εάν προκύψει η εργασία να ενημερώσετε την τιμή μία φορά το δευτερόλεπτο, τότε σε μόλις 27 ώρες το EEPROM θα καταστραφεί. Επομένως, η μη πτητική μνήμη χρησιμοποιείται για την αποθήκευση ρυθμίσεων και άλλων σπάνια ενημερωμένων τιμών. Και είναι πιο βολικό να γράφετε μετρήσεις αισθητήρα ή ένα αρχείο καταγραφής λειτουργίας συσκευής σε μια κάρτα SD (παρεμπιπτόντως, έχω να συνδέσω μια κάρτα SD στο Arduino).
Επιλέξτε έναν πίνακα
Η πιο δημοφιλής πλακέτα είναι η Arduino Uno. Είναι λογικό να συγκρίνουμε όλους τους άλλους πίνακες με αυτό. Αυτός είναι ένας μικρός πίνακας. Υπάρχουν 14 ψηφιακές και 6 αναλογικές είσοδοι/έξοδοι κατά μήκος των άκρων της πλακέτας.
Η πλακέτα 6,9 x 5,3 cm είναι η πιο κατάλληλη για γρήγορη δημιουργία πρωτοτύπων. Όχι πολύ μεγάλοι και βολικοί σύνδεσμοι για τη σύνδεση καλωδίων από το breadboard το καθιστούν πολύ βολικό για αρχάριους. Οι λεγόμενες ασπίδες (Shield) - στο 99% των περιπτώσεων, δημιουργήθηκαν ειδικά για εγκατάσταση στην πλακέτα Arduino Uno. Τώρα ένα άλλο ταμπλό, το Arduino Leonardo, που αποτελεί ιδεολογική συνέχεια του UNO, κερδίζει διανομή. Έχει μικρές διαφορές στην εκχώρηση ορισμένων ειδικών ακίδων και συνδέεται στον υπολογιστή με ένα πολύ πιο συμπαγές καλώδιο micro USB. Οι περισσότερες ασπίδες UNO ταιριάζουν και στο Leonardo, αλλά μπορεί να υπάρξουν κάποιες δυσάρεστες εκπλήξεις λόγω της ασυνέπειας ορισμένων από τις ακίδες.
Αυτή είναι πραγματικά η καλύτερη επιλογή για την πλακέτα Arduino. Εάν αγοράζετε μια σανίδα για πρώτη φορά και θέλετε απλώς να δοκιμάσετε τις δυνάμεις σας, η επιλογή σας είναι Arduino Uno ή Leonardo. Τα περισσότερα από τα έτοιμα κιτ, παρεμπιπτόντως, για αυτόν τον λόγο, είναι εξοπλισμένα με την πλακέτα UNO. Θα σας πω περισσότερα για την επιλογή ενός έτοιμου σετ στο τέλος του άρθρου.
Μια αρκετά ενδιαφέρουσα παραλλαγή είναι το Arduino Nano. Αυτή η πλακέτα έχει διαστάσεις μόλις 4,4 cm x 1,9 cm και είναι πλήρως συμβατή με το Leonardo όσον αφορά τη λειτουργικότητα. Ακόμη και ειδικοί προσαρμογείς πωλούνται για τη σύνδεση ασπίδων από το UNO στο Nano. Οι πλακέτες είναι πανομοιότυπες ως προς τον αριθμό των ακίδων, την ποσότητα της μνήμης και την ταχύτητα. Το Nano, χάρη στο μικροσκοπικό του μέγεθος, είναι βολικό στη χρήση σε μια ολοκληρωμένη συσκευή για εξοικονόμηση χώρου σε μια στενή θήκη. Το Arduino Nano είναι εξοπλισμένο με ακίδες αντί για οπές για τη σύνδεση των καλωδίων σύνδεσης. Αυτό προσθέτει στην ταλαιπωρία της δημιουργίας πρωτοτύπων (η πλακέτα πρέπει να εγκατασταθεί σε ένα breadboard και καταλαμβάνει χώρο, αλλά βοηθάει κατά τη μεταφορά του πρωτοτύπου σε μια πραγματική συσκευή. Μπορείτε απλά να κολλήσετε καλώδια στις ακίδες του ελεγκτή.
Το Arduino Mega είναι η μεγαλύτερη πλακέτα στην οικογένεια Arduino. Περισσότερη μνήμη, τεράστιος αριθμός pin (70!). Αυτή η πλακέτα έχει σχεδιαστεί για πολύπλοκες συσκευές στις οποίες σκοπεύετε να συνδέσετε μια ποικιλία περιφερειακών. Στην πραγματικότητα, το σωστό όνομα για την πλακέτα είναι Arduino Mega 2560. Αλλά επειδή το Arduino Mega (χωρίς τους αριθμούς στο όνομα) θεωρείται πλέον ξεπερασμένο, είναι πρακτικά αδύνατο να το αγοράσετε και εν συντομία, η πλακέτα ονομάζεται απλά Arduino Mega . Αλλά στην πραγματικότητα, ο πίνακας αποδεικνύεται άχρηστος όπως όταν δημιουργείται ένα πρωτότυπο. καθώς και στην τελική συσκευή. Στο πρωτότυπο, το τεράστιο μέγεθός του παρεμβαίνει περισσότερο από όλα και για την τελική συσκευή μπορεί να είναι χρήσιμο, ίσως, μόνο ο αριθμός των ακίδων, αλλά μπορείτε εύκολα να λάβετε επιπλέον καρφίτσες σε οποιαδήποτε άλλη πλακέτα χρησιμοποιώντας ή, εάν δεν υπάρχουν αρκετά PWM καρφίτσες, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε. Το μόνο πραγματικό πλεονέκτημα του Mega σε σχέση με άλλες πλακέτες είναι η ποσότητα μνήμης για τη φόρτωση του προγράμματος. Μόλις χρειάστηκε να εμφανίσω μεγάλο όγκο πληροφοριών γραφικών στη γραμμή που τρέχει και το πρόγραμμα πήρε σχεδόν 100 Kb. Το έργο συνεχιζόταν για μερικές μέρες και δεν ήθελα να ξαναγράψω τον αλγόριθμο για την αποθήκευση πληροφοριών σε μια κάρτα SD. Εδώ με έσωσε το Mega.
Πού να αγοράσετε μια πλακέτα Arduino
Το Arduino αναπτύχθηκε αρχικά από Ιταλούς μηχανικούς. Ο συγγραφέας της ιδέας είναι ο Massimo Banzi. Ήταν η πλακέτα που κατασκευάστηκε στην Ιταλία που θεωρήθηκε το αρχικό Arduino. Αργότερα, προέκυψε διάσπαση στην ομάδα ανάπτυξης και οι αρχικές πλακέτες παράγονται τόσο στην Ιταλία όσο και στις ΗΠΑ. Ωστόσο, αρχικά τα σχέδια του Arduino άρχισαν να διανέμονται με δωρεάν άδεια. Αυτό σημαίνει ότι ο καθένας μπορεί να παράγει σανίδες που επαναλαμβάνουν ακριβώς το σχέδιο του αρχικού. Τα πνευματικά δικαιώματα καλύπτουν μόνο το ίδιο το όνομα Arduino. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός τροποποιήσεων και εναλλακτικών εκδόσεων της πλακέτας από τρίτους κατασκευαστές. Φυσικά, η Κίνα, ως πραγματικό κέντρο παραγωγής ηλεκτρονικών, προσφέρει αυτή τη στιγμή πολλές πλακέτες συμβατές με arduino. Προσωπικά, συνιστώ να μην πληρώσετε υπερβολικά χιλιάδες ρούβλια για το πρωτότυπο, αλλά να δώσετε προσοχή σε ένα αντίγραφο του πίνακα σε προσιτή τιμή. Σοβαρά, η φθηνότερη πλακέτα Arduino Mini, η αυθεντική από το εργοστάσιο στην Ιταλία, κοστίζει 1400 ρούβλια στη Ρωσία, ενώ ο κινέζικος κλώνος μπορεί να παραγγελθεί για 2 $ με δωρεάν αποστολή. Είναι πιο βολικό να αγοράζετε πίνακες στη δημοφιλή διαδικτυακή πλατφόρμα Aliexpress. Στο τέλος του άρθρου, έχω συλλέξει για εσάς συνδέσμους για παραγγελία πλακέτες και διάφορους αισθητήρες που παρήγγειλα εγώ ο ίδιος και βεβαιώθηκα για την ποιότητά τους. Επίσης εκεί θα βρείτε συνδέσμους για να παραγγείλετε έτοιμα κιτ για να ξεκινήσετε την εξερεύνηση του κόσμου του Arduino. Εάν για κάποιο λόγο σκοπεύετε να αγοράσετε μια πρωτότυπη πλακέτα, τότε μεταβείτε στον ιστότοπο της Amperka. Υπάρχουν σίγουρα πρωτότυπες σανίδες.
Αποτέλεσμα
Εάν είστε αρχάριοι, τότε αγοράστε το Arduino Leonardo χωρίς δισταγμό.
Εάν έχετε ήδη μερικά πρωτότυπα και σκοπεύετε να τα μετατρέψετε σε ολοκληρωμένες συσκευές, ρίξτε μια ματιά στο Arduino Nano.
Εάν ξύνετε το κεφάλι σας, αλλά δεν έχετε ακόμα καταλάβει πώς να στριμώξετε όλο το γέμισμα της συσκευής σε μια στενή θήκη, χρησιμοποιήστε το εξαιρετικά συμπαγές Arduino Mini.
Ένας μικρός συγκριτικός πίνακας με τα κύρια χαρακτηριστικά:
| Πληρωμή | Μέγεθος, cm | Αριθμός ακίδων (ψηφιακά/αναλογικά) | Η ποσότητα της μόνιμης μνήμης, KB | Η ποσότητα της μνήμης RAM, KB | Η ποσότητα της μη πτητικής μνήμης για την αποθήκευση μεταβλητών τιμών, KB | Συχνότητα ρολογιού, MHz |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 4,4×1,9 | 14 / 8 | 30 | 2 | 1 | 16 | |
| Arduino Mini | 1,8×3,3 | 14 / 8 | 16 | 1 | 0,5 | 16 |
| 6,9×5,3 | 14 / 6 | 32 | 2 | 1 | 16 | |
| 6,6×5,2 | 20 / 12 | 32 | 2,5 | 1 | 16 | |
| 11×5,2 | 54 / 16 | 128 | 8 | 4 | 16 |
Πλακέτες Arduino
| Ονομα | Κατάσταση |
|---|
Όλοι όσοι χρησιμοποιούν μικροελεγκτές Arduino είναι εξοικειωμένοι με το θέμα της αποθήκευσης από πρώτο χέρι. Ωστόσο, η αγορά κινεζικών πλακών από άγνωστους κατασκευαστές με την ελπίδα ότι τουλάχιστον μερικές από αυτές θα λειτουργήσουν όπως διαφημίζονται δεν είναι η καλύτερη στρατηγική. Αλλά ανάμεσα στα πολλά άχρηστα κομμάτια σιδήρου, μπορείς να βρεις και ένα άξιο φθηνό αντικαταστάτη του arduino stm32, που έχει ήδη γίνει διάσημο στους κύκλους του.
Ας δούμε αν αυτή η πλακέτα αξίζει έως και 10 $ με την παράδοση της δημοτικότητάς της και τι μπορεί να προσφέρει στον χρήστη, σε σύγκριση με τη συνηθισμένη έκδοση Arduino PRO. Για να γίνει αυτό, θα αναλύσουμε και τους δύο μικροελεγκτές και θα φτιάξουμε μια λίστα με όλα τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους, ώστε να απαντήσετε μόνοι σας αν αξίζει να ξοδέψετε χρήματα για το arduino stm32 ide.
Ας συγκρίνουμε τις δύο σανίδες με τις τεχνικές τους παραμέτρους:
| Προδιαγραφές | STM32F103C8T6 | Arduino Nano |
| Συχνότητα ελεγκτή, MHz | 72 | 16 |
| Μνήμη προγράμματος, KB | 64 | 32 |
| Φαγητό, V | 3.3 | 5 |
| RAM, KB | 20 | 2 |
| USB 2.0 | Ναί | Οχι |
| DMA | Ναί | Οχι |
| ΜΠΟΡΩ | Ναί | Οχι |
| RTC | Ναί | Οχι |
| UART | 3 | 1 |
| Υλικολογισμικό μέσω USB | Οχι | Ναί |
| Τιμή, $ | 2.1 | 1.8 |
Όπως μπορούμε να δούμε, από πολλές απόψεις, το arduino χάνει από το stm32. Παρακάτω θα προσπαθήσουμε να συγκρίνουμε σανίδες από διαφορετικές οπτικές γωνίες.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των μικροελεγκτών Arduino και STM32
Ας ξεκινήσουμε με τα πλεονεκτήματα ενός πρόωρου αγαπημένου - του ίδιου του arduino. Και το πιο σημαντικό από αυτά είναι γνωστό σε όλους όσους εργάστηκαν με αυτό το τσιπ και τα αντίστοιχα του - το δικό του οικοσύστημα. Μπορείτε να βρείτε απαντήσεις σε όλες τις ερωτήσεις σας στο Διαδίκτυο, επειδή η βάση γνώσεων και ο αριθμός των χρηστών μικροελεγκτών, ακόμη και στο τμήμα CIS, είναι καταπληκτικοί. Και αυτό σημαίνει ότι δεν χρειάζεται να αναζητήσετε οδηγίες στα αγγλικά, κάτι που δεν μπορεί να ειπωθεί για το stm32f103c8t6 arduino. Ένας μεγάλος αριθμός χρηστών συνεπάγεται επίσης μια ευρεία λειτουργικότητα λογισμικού, μόνο ένα κομμάτι της οποίας παρέχεται από τους ίδιους τους κατασκευαστές.
Η βάση θαυμαστών δημιουργεί δεκάδες βιβλιοθήκες καθημερινά, ώστε να μπορείτε να ζωντανέψετε οποιαδήποτε ιδέα σας. Ορισμένες λύσεις κυκλωμάτων με τον μικροελεγκτή stm8s001j3 ενδέχεται να μην ευχαριστούν τους αρχάριους σε αυτό το θέμα, ενώ το arduino προσπαθεί να ευχαριστήσει τον νέο χρήστη όσο το δυνατόν περισσότερο και δεν παρουσιάζει δυσκολίες.
Από εδώ προκύπτουν προσιτές ασπίδες, ευκολία στη χρήση, για την οποία δεν μπορούν να καυχηθούν οι μικροελεγκτές stm, και απλός προγραμματισμός υπό την Atmel, χωρίς να χρειάζεται να μάθουμε όλες τις λεπτότητες της γλώσσας στην πράξη. Λοιπόν, οι πιο προηγμένοι θα εκτιμήσουν την EEPROM που συνοδεύει το κουτί, για την οποία δεν μπορεί να καυχηθεί ο μικροελεγκτής stm32.
Ωστόσο, όπως και αλλού, έχει τα μειονεκτήματά του:
- Το χαμηλό όριο εισόδου συνεπάγεται μεγάλο αριθμό καμπυλών και κακώς συντονισμένες βιβλιοθήκες, που λειτουργούν σχεδόν στα τελευταία τους σκέλη. Έχοντας πέσει πάνω σε τέτοιο λογισμικό μερικές φορές και διορθώνοντάς το για μερικές ημέρες, αποφασίζετε ότι είναι πιο εύκολο να γράψετε το δικό σας.
- Το επόμενο πλεονέκτημα του stm32 arduino δεν παρέχει κανονικό εντοπισμό σφαλμάτων, γι' αυτό και η αναζήτηση σφαλμάτων στις ίδιες στραβά βιβλιοθήκες απαιτεί πολύ χρόνο.
- Η κανονική απόδοση στο Atmega είναι μύθος και στην πραγματικότητα θα χρειαστεί να αποφύγετε και να αρνηθείτε πολλά χαρακτηριστικά προϊόντος για να λειτουργήσει χωρίς καθυστερήσεις. Κανονικοί χρονοπρογραμματιστές επίσης δεν βρίσκονται και αυτοί που μπορούν να συνδεθούν καταναλώνουν πάρα πολλούς πόρους. Εξαιτίας αυτού, οι χειροτεχνίες Arduino φημίζονται για τη στραβή και καθυστερημένη διεπαφή τους με μεγάλο χρόνο απόκρισης, αν μιλάμε για κάτι πιο περίπλοκο από ένα ηλεκτρονικό διάολο ή ένα σχέδιο από μικροελεγκτή και αισθητήρα κίνησης.
- Πολλά στραβά και ειλικρινά άχρηστα προϊόντα σε αυτές τις σανίδες, ειδικά από τους Κινέζους, μόνο χειροτερεύουν την εικόνα του Arduino.
- Φυσικά, δεν μπορείτε να βρείτε κανονικά βιβλία σε μικροελεγκτές stm32, αλλά το arduino δεν παρέχει πολλές επαγγελματικές πληροφορίες, εκτός από φόρουμ όπου οι ίδιοι οι χρήστες ασχολούνται με τον εντοπισμό σφαλμάτων.
- Και το περιβάλλον ανάπτυξης λογισμικού για αυτό απαιτεί απλά απίστευτη απόδοση, ασύγκριτη με οτιδήποτε στην αγορά. Επιπλέον, το πού πηγαίνουν όλοι οι πόροι που καταναλώνονται δεν είναι απολύτως σαφές. Και κατά συνέπεια, ο ένοχος είναι η τρομακτική βελτιστοποίηση.
Από την άλλη πλευρά, ο χρήστης παίρνει το arduino stm32f103 και το arduino stm8 έναν ελεγκτή υψηλής απόδοσης που απλοποιεί τη μετάβαση από τον μικροελεγκτή stm32 στον μικροελεγκτή milandr και πολλά περιφερειακά επιπλέον.
Η σχεδίαση της σανίδας διευκολύνεται πολύ από την ελεύθερη κίνηση των ποδιών, το περιβάλλον ανάπτυξης αποθεμάτων είναι ένα πολύ ισχυρό εργαλείο και ο εντοπισμός σφαλμάτων είναι κατασκευασμένος από την αρχή για να λειτουργεί άψογα ακόμη και σε ξένα περιβάλλοντα. Σας παρέχονται πολύχρωμα γραφήματα και τελείες, για να μην αναφέρουμε πληροφορίες κειμένου. Εύκολη μεταφορά κώδικα, δυνατότητα εκτέλεσης μεμονωμένων ελεγκτών στα 41 Mbps και θύρες USB σχεδόν παντού. Όλα αυτά μπορούν εύκολα να δελεάσουν πιο προχωρημένους προγραμματιστές, αλλά θα πρέπει επίσης να εξοικειωθούν με μια σειρά από μειονεκτήματα:
- Υψηλό κατώφλι εισόδου, απαιτείται καλή βάση για κανονική χρήση.
- Υπάρχουν επίσης βιβλιοθήκες, αλλά οι περισσότερες από αυτές είναι ξεπερασμένες ή φτιαγμένες από τον καθένα προσωπικά για τον εαυτό τους. Είναι πιο εύκολο να δημιουργήσετε το δικό σας. Αλλά αν θυμάστε τα προβλήματα του Arduino, τότε είναι πιθανό να γνωρίζετε ήδη πώς να το κάνετε αυτό.
- Χαμηλότεροι χώροι και γενικά άσχημη σημασιολογία σε σύγκριση με τις απλές λειτουργίες του ανταγωνιστή.
- Το C99 απέχει ακόμα από την C++ και θα νιώσετε αμέσως όλες τις δυσκολίες της μετάβασης. Ωστόσο, πολλοί υποστηρίζουν ότι μετά από λίγο - αντίθετα, είναι ευχαριστημένοι με μια τέτοια απόχρωση.
- Γενικά, η φθηνότητα των πλακών σε σύγκριση με το Arduino.
Ευκαιρίες βελτίωσης της «χρηστικότητας» του STM32 σε επίπεδο Arduino
Ωστόσο, δεν είναι όλα τόσο άσχημα όσο φαίνεται. Αρχικά, οι πλακέτες STM32 μπορούν να προγραμματιστούν στο περιβάλλον ανάπτυξης Arduino, αν και αυτή δεν είναι η καλύτερη λύση. Θα πρέπει να θυμάστε ότι με αυτόν τον τρόπο μειώνετε τη λειτουργικότητα, χρησιμοποιείτε πολλές πατερίτσες και πυροβολείτε τον εαυτό σας στο γόνατο.
Ωστόσο, κατά τη διάρκεια της μετάβασης, αυτή είναι μια μάλλον χρήσιμη απόχρωση που σας επιτρέπει να κυριαρχήσετε πιο ομαλά όλες τις γοητείες. Η σημασιολογία του C99 μπορεί να μην είναι της αρεσκείας σας τις πρώτες εβδομάδες, επομένως είναι καλύτερο να βρείτε έναν μεταφραστή, γιατί το περιβάλλον Arduino καταστρέφει εντελώς το νόημα της αγοράς άλλου μικροελεγκτή.
Εντοπισμός σφαλμάτων μικροελεγκτή STM32
Όπως αναφέρθηκε ήδη, ο εντοπισμός σφαλμάτων με μικροελεγκτή αξίζει μεμονωμένους σπασίματα και ενθουσιώδεις αποκρίσεις. Ακριβώς έξω από το κουτί, λαμβάνετε μια συσκευή που μπορεί να εντοπιστεί ελεύθερα σε οποιοδήποτε περιβάλλον, οι μεταβλητές εμφανίζονται στην κονσόλα και τα κατάλληλα γραφήματα πληροφοριών σάς επιτρέπουν να εντοπίσετε οπτικά ένα σφάλμα. Αυτό είναι ιδιαίτερα βολικό όταν η ποσότητα του κώδικα απλά δεν σας επιτρέπει να τον περιηγηθείτε βήμα προς βήμα.
Μετά τη μετάβαση στο STM32, τελικά θα ξεχάσετε εντελώς την έξοδο δεδομένων μέσω της κονσόλας, γιατί θα έρθουν πολύ πιο λογικές και πρακτικές λύσεις για να αντικαταστήσουν αυτά τα πρότυπα.
Στο παρακάτω υλικό, θα δούμε βήμα προς βήμα πώς να χρησιμοποιήσετε το Arduino IDE για την πλακέτα STM32.
Έχουν ήδη κυκλοφορήσει αρκετά άρθρα στο θεματικό ιστολόγιο σχετικά με την επιλογή του πρώτου μικροελεγκτή και την έναρξη της εργασίας με αυτόν. Δεν ήταν λιγότερο ενδιαφέροντα τα σχόλια σε τέτοια άρθρα. Μία από τις σκέψεις που έχει αναφερθεί εκεί αρκετές φορές είναι ότι δεν προέρχονται όλοι όσοι ενδιαφέρονται για τα MCU από τρανζίστορ. Κάποιοι (Θεός φυλάξοι, περισσότεροι) τους έρχονται από την πλευρά του (εφαρμοσμένου) προγραμματισμού. Δεν είναι λογικό να προτείνουμε σε τέτοιους ανθρώπους να σηκώσουν ένα κολλητήρι, έχουν ήδη πράγματα που μπορούν να «κολλήσουν». Φτάνουμε λοιπόν στη λέξη «Arduino», που πολλοί έχουν ήδη ακούσει. Μεταξύ των έμπειρων με κολλητήρια υπάρχει - το Arduino είναι ένα φουλάρι στο AVR για τους τεμπέληδες. Είναι έτσι? Αυτό το άρθρο είναι μια προσπάθεια να δείξει ξεκάθαρα ότι το Arduino δεν έχει να κάνει με AVR και όχι με τεμπελιά, το Arduino είναι μια ανεξάρτητη από αρχιτεκτονική ηλεκτρονική-μηχανική πλατφόρμα συμβατών εξαρτημάτων, από άποψη (σχετικής) σημασίας όχι λιγότερο σημαντικής από (κάποτε) της IBM S / 360, IBM PC ή USB.
Το AVR είναι πιο ζωντανό από όλα τα ζωντανά
Έχοντας φτάσει στο δεύτερο μέρος της αναθεώρησης, ο αναγνώστης θα δει ότι οι συμβατές με Arduino πλακέτες σε σύγχρονους ισχυρούς ελεγκτές 32-bit δεν κοστίζουν πολύ περισσότερο και μερικές φορές ακόμη λιγότερο από την αρχική αρχιτεκτονική AVR. Και όμως πρώτο AVR. Γιατί; Γιατί οι κύριοι λένε ότι αργά ή γρήγορα θα θελήσετε να συναρμολογήσετε τη συσκευή σας. Και τους πιστεύω. Πιστεύω ότι μια μέρα θα πάρω ένα ATtiny 8 ποδιών σε συσκευασία DIP, θα το κολλήσω σε ένα χαρτόκουτο και θα ανάψω το κολλητήρι. Και θα ξέρω τι να κάνω στη συνέχεια - στο κάτω κάτω, έχω ήδη πρωτοτυπήσει τα πάντα στο Arduino AVR.Arduino Duemilanove
Αυτή είναι η προτελευταία έκδοση του επίσημου Arduino και οι περισσότερες από τις συμβατές πλακέτες που κυκλοφορούν αυτή τη στιγμή στην αγορά βασίζονται σε κυκλώματα Duemilanove. Περιλαμβάνει τον μικροελεγκτή ATmega 328 (την περασμένη δεκαετία (διαβάστε: πριν από το 2010) είχε εγκατασταθεί και το ATmega 168) και τον μετατροπέα FTDI FT232RL USB-to-Serial. $25
Arduino Uno
Η τρέχουσα έκδοση του επίσημου Arduino. Ενώ υπάρχουν λίγες εναλλακτικές εφαρμογές στην αγορά, αλλά αρχίζουν να εμφανίζονται, μία περιλαμβάνεται σε αυτήν την ανασκόπηση. Η κύρια διαφορά από το Duemilanove είναι η αντικατάσταση του δημοφιλούς, άρα και όχι ακριβού, τσιπ FT232RL με ... ATmega8U2. Ναι, ναι, υπάρχουν στην πραγματικότητα δύο μικροελεγκτές AVR στο Uno και ένας με USB υλικού. Γιατί δύο, γιατί να μην βάλω ένα; Ζήτημα συμβατότητας, φιλικότητας για αρχάριους και για δικές τους εξελίξεις. Προφανώς, οι μικροελεγκτές με USB υλικού είναι διαθέσιμοι μόνο σε θήκες SMD, επομένως δεν θα είναι εύκολο να χρησιμοποιήσετε έναν στις εξελίξεις σας ή να αντικαταστήσετε έναν αποτυχημένο στην πλακέτα. Επομένως, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε το παλιό καλό ATmega328 σε μια υποδοχή DIP και να αφήσετε το ATmega8U2 για το μέλλον. Αν κρίνουμε από το πόσο αυτοπεποίθηση κερδίζει έδαφος το Uno - για το εγγύς μέλλον. $30Iteaduino
Υπάρχουν πολλοί κλώνοι του Arduino Duemilanove που στην πραγματικότητα το αντιγράφουν ένα προς ένα. Αλλά περιμένουμε πρόοδο και βελτίωση από τον ανταγωνισμό, και όχι ένα απλό "rip-off" που επιτρέπεται από μια ανοιχτή άδεια. Το Iteaduino είναι ένα καλό παράδειγμα προγραμματιστών που έχουν «κάνει την εργασία τους». Πολλά ηλεκτρονικά εξαρτήματα απαιτούν τροφοδοσία 3,3 V, η οποία απαιτεί πρόσθετη σύζευξη επιπέδου όταν εργάζεστε με ένα κλασικό Arduino. Το Iteaduino, από την άλλη πλευρά, σας επιτρέπει να τροφοδοτήσετε την πλακέτα με 3,3v ή 5v για να διαλέξετε (με διακόπτη στην πλακέτα). Το «αλάτι» της χρήσης του Arduino είναι φυσικά η σύνδεση εξωτερικών συσκευών I/O και για απλές συσκευές έχει αναπτυχθεί de facto το πρότυπο διασύνδεσης GVS (Ground-Voltage-Signal). Για μια ευχάριστη (χωρίς πλέγμα καλωδίων) σύνδεση τέτοιων συσκευών με το κλασικό Arduino, θα πρέπει να αγοράσετε μια ασπίδα και στο Iteaduino υπάρχουν αντίστοιχοι σύνδεσμοι ακριβώς πάνω στην πλακέτα. Επιπλέον, η εργονομία έχει βελτιωθεί - στο αρχικό Arduino, όταν η θωράκιση είναι ενεργοποιημένη, δεν μπορείτε να φτάσετε στο κουμπί Reset (γι' αυτό πολλές ασπίδες το αντιγράφουν) και το LED είναι δύσκολο να το δει κανείς, ενώ στο Iteaduino τοποθετούνται στην άκρη του πίνακα με προσβασιμότητα. $25
Seeeduino Stalker v2
Χάρη στο πρότυπο Arduino, μπορείτε να δημιουργήσετε όχι μόνο πλακέτες γενικής χρήσης, αλλά και εξειδικευμένες πλακέτες που μπορούν ακόμα να επεκταθούν εύκολα με τα υπάρχοντα εξαρτήματα. Μία από τις ιδανικές εφαρμογές για το Arduino είναι η ανάπτυξη αυτόνομων κόμβων ασύρματων πρακτόρων για ένα κατανεμημένο σύστημα ελέγχου και διαχείρισης. Οι πίνακες Seeeduino Stalker έχουν σχεδιαστεί για αυτήν την εφαρμογή. Στην έκδοση 2, η πλακέτα διαθέτει ελεγκτή φόρτισης μπαταρίας λιθίου με δυνατότητα σύνδεσης ηλιακού πάνελ, ρολόι πραγματικού χρόνου (RTC) που τροφοδοτείται από υπερ-πυκνωτή, υποδοχή microSD, υποδοχή *Bee (στο αρχικό XBee για το πρωτόκολλο ZigBee, αλλά υπάρχει ήδη ένα BTBee με τον ίδιο παράγοντα μορφής) και συνδέσεις I2C. $39Ruggeduino
Είστε αρχάριος που του αρέσει να αναποδογυρίζει την ισχύ και να αρπάζει γυμνά GPIO με ηλεκτρισμένα χέρια; Ή συνδέετε τους αισθητήρες με καλώδια 20 μέτρων και μερικές φορές χτυπάει κεραυνός τριγύρω; Ή χρησιμοποιείτε το Arduino για λόγους παραγωγής, όπου οι απαιτήσεις για προστασία και αξιοπιστία είναι υψηλότερες; Το Ruggeduino θα σας βοηθήσει, μια ματιά σε αυτό θα είναι αρκετή για να σας εμποτίσει με σεβασμό και να καταλάβετε ότι πρόκειται για ένα πραγματικό βιομηχανικό Arduino. $40
RoMeo All-in-one
Πλακέτα για ρομποτική, περιέχει στην πλακέτα πολλές υποδοχές διασύνδεσης, πρόγραμμα οδήγησης κινητήρα, κουμπιά. $36CraftDuino
Η ρωσική έκδοση του Arduino με βελτιωμένη εργονομία (πρόσβαση σε LED και Επαναφορά) και χαρακτηριστικά: η πλακέτα διαθέτει υποδοχή για όλες τις ακίδες του τσιπ FT232, που του επιτρέπει να χρησιμοποιείται για εφαρμογές bitbang (προγραμματιστής διαφόρων MK, JTAG κ.λπ. ), και τη δυνατότητα συγκόλλησης πρόσθετων ακίδων για την εγκατάσταση του CraftDuino σε ένα breadboard χωρίς συγκόλληση. $30
Πιο γρήγορα, πιο ψηλά, πιο δυνατά
Έτσι, μεγαλώσαμε από το AVR, αλλά όλες μας οι ασπίδες, οι αισθητήρες, οι σερβομηχανισμοί είναι μαζί μας. Και δεν θα τα εξαφανίσουμε, γιατί είναι για το Arduino, όχι για το AVR. Θα συνεχίσουμε επίσης να μην υποκύπτουμε στα στερεότυπα ότι υπάρχει μόνο κάποιο είδος ΟΠΛΑΣ και κάποιο είδος φλοιού. Όλα είναι πολύ πιο ενδιαφέροντα!ChipKIT Uno32
Κάθε μαθητής ότι το AVR είναι καλό και το PIC είναι κακό. Ωστόσο, αυτό δεν πρέπει να επεκταθεί σε όλες τις οικογένειες MK. Ο PIC32 είναι ένας αρκετά κανονικός επεξεργαστής με αρχιτεκτονική MIPS. Και το MIPS είναι μια από τις κορυφαίες αρχιτεκτονικές RISC. Σε σύγκριση με το ARM, έχει ένα πλεονέκτημα - δεν είναι τόσο δημοφιλές στα μέσα ενημέρωσης, επομένως τα δικαιώματα για το MIPS είναι χαμηλότερα και οι επεξεργαστές είναι φθηνότεροι κατά μέσο όρο και προηγούνται σε τμήματα της αγοράς ξενοδοχείων, όπως οι δρομολογητές. Για παράδειγμα, μια μη συμβατή συσκευασμένη πλακέτα Arduino με Ethernet, WiFi και USB host κοστίζει λιγότερο από 50 $ ακόμη και σε αυτή τη χώρα, η ARM δεν θα ονειρευόταν ποτέ κάτι τέτοιο. Αλλά τώρα εξετάζουμε το Arduino συμβατό και το ChipKIT δεν θα σας κάνει βαριέται στα 80MHz.20EUR
netduino
Το Cortex θα περιμένει ξανά. Στη σκηνή - το κλασικό ARM, ο πυρήνας ARM7, που αντιπροσωπεύεται από ένα τσιπ από τον αγαπημένο σας πωλητή AT91SAM7X512-AU. Στα 48 MHz του, κάνει κλικ ακόμη και στο .NET Micro Framework! $35
