Thay thế nhỏ hơn và rẻ hơn cho Arduino Uno cho các dự án vĩnh viễn

Tôi đã chơi một chút xung quanh với một Arduino Uno đi kèm trong một bộ với bánh mì và các thành phần. Tôi sẽ sớm làm một số thứ lâu dài hơn.

Tôi thích một đơn vị nhỏ hơn và rẻ hơn Arduino Uno nhưng điều đó gần như dễ sử dụng như Arduino Uno, và rất giống với việc sử dụng.

Arduino Pro Mini 328 - 5V / 16MHz có phải là bước tiếp theo hợp lý không? Với 1/6 kích thước của Arduino Uno, nó rất nhỏ. Ở mức 10 đô la một mảnh giá cũng tốt.

Tôi hiểu rằng tôi phải hàn để làm cho nó hoạt động. Đó không phải là một vấn đề.

Tôi cũng sẽ cần một bảng nối tiếp USB để lập trình đơn vị chứ?

Tôi nghĩ rằng sự lựa chọn tốt nhất đầu tiên là loại bỏ chip ATMega328p-pu khỏi Arduino UNO của bạn và kết hợp nó vào mạch cuối cùng của bạn. Các chip chỉ khoảng $ 1,50.

Bằng cách đó, bạn chỉ có thể sử dụng UNO của mình như một lập trình viên thay vì thiết bị cuối cùng mà bạn triển khai.

Tôi không chắc tại sao không có thêm tài liệu về cách thích hợp để loại bỏ chip ATMega328p-pu và sử dụng nó trên bảng mạch của bạn sau khi hoàn thành chương trình của bạn.

Tôi giải thích chính xác làm thế nào để làm điều này trên blog của mình: http://raddev.us/arduino/post/2018/07/03/arduino-uno-USE-your-atmega328p-u-as-stand-alone

Nhưng, đây là những điều cơ bản. Đầu tiên bạn gỡ chip. Nó sẽ trông giống như sau khi bạn làm như vậy. (Lưu ý: Tôi đang sử dụng bản sao Elegoo của UNO).

Tiếp theo, bạn cấp nguồn cho chân 7 và kết nối chân 8 với GND.

Cần một tinh thể 16 MHz

Nhưng, con chip dường như sẽ không chạy bản phác thảo của bạn vào thời điểm này. Đó là bởi vì bạn thực sự cần một tinh thể để chạy ở 16 MHz.

Hội đồng UNO đã cài đặt chip đó và đó là lý do tại sao nó hoạt động. Bạn có thể thấy nó ở đây:

Cuối cùng, bạn thêm tinh thể 16 MHz và một vài mũ 22pF và chip của bạn sẽ chạy độc lập (không có UNO).

Bạn thêm tinh thể vào chân 9 & 10. Bạn có thể xem tất cả các chi tiết bằng cách đọc mục blog của tôi hoặc đọc biểu dữ liệu atmega328 .

Cuối cùng, chỉ cần dây mọi thứ khác

Sau đó, chỉ cần nối phần còn lại của mạch với các chân thích hợp và bạn có thể chạy độc lập ATMega328p-pu của mình.

Đó thực sự là một kinh nghiệm học tập tốt đẹp quá.
Chỉ cần mua chip thay thế atmega328p-pu cho UNO của bạn và bạn có thể tạo tất cả các dự án bạn muốn với giá rất rẻ.

Kiểm tra bảng phát triển STM32F103C8T6, giá khoảng 1,5 đô la, và nhanh hơn / có nhiều bộ nhớ hơn Arduino Uno và nhỏ hơn nhiều.

Nó có thể hoạt động với Arduino IDE, nhưng không phải tất cả các thư viện đều được hỗ trợ, vì vậy hãy kiểm tra trước khi bạn muốn sử dụng nó nếu các thư viện đã sử dụng của bạn được hỗ trợ hoặc nếu có các thư viện khác bạn có thể sử dụng thay thế.

Cập nhật

Sự khác biệt:

                       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

Lưu ý: như được viết trước đó, mặc dù thông số kỹ thuật tốt hơn, không phải tất cả các thư viện đều được hỗ trợ. Ngoài ra một lập trình viên cần phải được mua (chỉ một lần, chi phí khoảng 5 đô la).

Đối với sản phẩm của tôi, tôi đã đi từ một Arduino Uno :

với Arduino Pro Mini :

Có, bạn sẽ cần cáp FTDI để lập trình và nối tiếp cho PC, nhưng với điều kiện bạn không cần coms mọi lúc, bạn sẽ chỉ cần một cáp để tải chương trình lên từng thiết bị. Họ có thể được tìm thấy khá rẻ quá.

Tuy nhiên tôi nhận thấy rằng Arduino Pro Mini đã ngừng hoạt động, vì vậy nó có thể khó tìm nguồn hơn một chút (nó vẫn có sẵn trên AliExpress ). Vì vậy, vì lý do này, tôi khuyên bạn nên thử Arduino Nano :

có lợi thế bổ sung của USB trên bo mạch, có nghĩa là bạn không còn cần cáp FTDI để lập trình hoặc coms.

ATMega328P là bộ xử lý của 3 bo mạch này không có USB gốc, điều đó có nghĩa là bo mạch cũng cần bao gồm IC FTDI FT 232RL được sử dụng trong cáp FTDI. Có IC này có thể thêm chi phí bổ sung cho dòng dưới cùng của bạn.

Đối với một vài đô la rẻ hơn cho mỗi thiết bị, bạn có thể sử dụng một bộ vi điều khiển (chẳng hạn như ATMega32U4) có coms USB gốc (và do đó bạn tiết kiệm được IC FTDI). Một sản phẩm như vậy là Arduino Micro :

Tất cả các bảng được đề cập đều có nguồn gốc trong Hệ sinh thái Arduino và (ngoài Pro Mini đã nghỉ hưu) nên dễ dàng tìm nguồn trực tuyến hoặc tại cửa hàng điện tử địa phương của bạn. Chương trình Arduino Uno của bạn sẽ hoạt động cho tất cả các lựa chọn thay thế này - bạn chỉ cần thay đổi bảng trong Arduino IDE:

Có một bảng nữa mà tôi muốn đề cập - DigiSpark :

Nó chỉ phù hợp với các chương trình nhỏ hơn, bị hạn chế trong một số tính năng của nó và không phải là một bo mạch Arduino chính thức. Phải nói rằng, có rất nhiều hỗ trợ Arduino - và giá rẻ của nó!

Nếu bạn muốn gắn bó với việc sử dụng Arduino và đó là toolchain, bạn có thể đặt mua một ATmega 328p (bộ vi điều khiển ở trung tâm của Arduino Uno) và sử dụng nó!

Chúng có chi phí khá thấp (khoảng $ 1,50- $ 3,00) và thân thiện với bánh mì. Đối với một giải pháp lâu dài hơn, bạn có thể hàn chúng vào một bảng proto (perfboard), hoặc thậm chí một bảng mạch được thiết kế tùy chỉnh một khi thiết kế của bạn đạt đến mức đó.

Đây là một hướng dẫn tuyệt vời từ những người yêu thích Arduino về việc thiết lập Arduino trên bảng mạch, chỉ sử dụng các thành phần thô như ATmega 328p. Thiết kế này sử dụng một tinh thể đồng hồ 16 MHz bên ngoài, giống như Arduino Uno.

Nếu bạn ổn với việc sử dụng đồng hồ 8 MHz bên trong trên 328p, bạn có thể loại bỏ hầu hết các thành phần bổ sung và chỉ chạy chip thô như trong hướng dẫn này (sử dụng Bộ tải khởi động Arduino Lilypad thay vì bộ tải khởi động Arduino mặc định). Điều này sẽ tiết kiệm nhiều tiền hơn!

Dù bằng cách nào, bạn sẽ cần một đơn vị Lập trình AVR, vì không có cổng USB được tích hợp trong 328p. Đây sẽ là phần đắt nhất của thiết lập này, nhưng tin tốt là bạn chỉ cần một cái, và nó có thể lập trình bất kỳ 328p nào bạn cần. Chúng cũng có thể được sử dụng để lập trình các chip không chuẩn có khả năng được lập trình qua các chân Tx / Rx nối ​​tiếp, chẳng hạn như các chip ESP (bạn chỉ cần nối dây chúng). Rất hữu ích để có một trong số này nếu bạn nghiêm túc về các loại vi điều khiển này.

Chip vi điều khiển ATmega 328p

Dán pin ATMega

Vách ngăn

Lập trình viên AVR

Tôi thích Nano và Pro Mini. Tôi thích làm việc với nó trên một bảng mạch với các mô-đun khác. Nếu có nhiều mạch liên quan tôi thấy nó thuận tiện hơn nhiều so với sử dụng Uno. Có bộ xử lý nhanh hơn nhưng đối với rất nhiều dự án, 16Mhz 328 là quá đủ. Và giống như Uno, hai bộ phận này là các bộ phận hỗ trợ 5 volt. Đôi khi những gì bạn cần kết nối không hoạt động tốt với bộ xử lý 3,3 volt.

Pro Mini và Nano dễ dàng được hàn thành "Veroboard" cách nhau 0,1 "(hoặc tương đương) Nếu bạn không ngại mua các bộ phận nhân bản, chi phí của Nano và Pro Mini chỉ là một vài đô la. hoặc thậm chí Ebay, có thể giúp bạn tiết kiệm rất nhiều, miễn là bạn kiên nhẫn khi giao hàng.

Mô-đun mà tôi hiện đang sử dụng thường xuyên nhất là ESP8266. Nó là một nền tảng WiFi mạnh mẽ, chỉ tốn một vài đô la và có một khung Arduino khá trưởng thành. Thường thì tôi sử dụng nó như là bộ xử lý duy nhất trong thiết kế. Tôi thậm chí đã sử dụng nó làm cơ sở cho một bộ ghi dữ liệu và hoàn toàn bỏ qua khả năng WiFi. LCD 20x4 ký tự, chip đo dòng điện / điện áp (INA219) và thẻ nhớ SD, được cung cấp bởi pin lithium 18650.

Có rất nhiều lựa chọn tốt không tốn kém.

Bản sao Arduino Pro Micro có giá siêu rẻ và tất cả những gì bạn cần để lập trình chúng là cáp micro USB bình thường. Bạn có thể sẽ phải hàn các tiêu đề để làm bất cứ điều gì hữu ích. Chúng có sẵn trong phiên bản 3,3V / 8 MHz và 5V / 16Mhz.