Сейчас мы рассмотрим три платформы для разработки встраиваемых приложений: Arduino Uno, RaspberryPi, сравним их и дадим рекомендации по выбору подходящей для вашего следующего проекта (Рисунок 1). В общем случае, для профессионалов можно порекомендовать все три.

Эти три модели были выбраны для сравнения не случайно: все они реально доступны, выполнены в комактном форм-факторе и могут использоваться для создания различных цифровых устройств. Прежде чем мы перейдем к сравнению, представим краткое описание каждой из них.

Плату Arduino Uno с некоторых пор можно считать основным компонентом в сообществе радиолюбителей (Рисунок 2). Сейчас платы Arduino доступны в различных форм-факторах, с различным набором периферии. Большая их часть выполненыа на 8-разрядном микроконтроллере компании Atmel. А не так давно была анонсирована плата Arduino Due на мощном ARM микроконтроллере с ядром Cortex-M3. Для нашего обзора была выбрана Arduino Uno в качестве представителя платформы Arduino. Для нее доступны простая среда разработки и большая база знаний и наработок, что говорит о возможности создания достаточно функциональных приложений.

Плата Raspberry Pi является новичком в «игре» - это одноплатный компьютер, позиционирующийся на рынке как дешевое решение для начинающих разработчиков встраиваемых систем (Рисунок 3). Несмотря на скромный вид и низкую стоимость (около 35$), вы получаете реальный компьютер, который может стать основой для множества проектов.

BeagleBone является, пожалуй, наименее известной из всех трех платформ, но ее возможности заслуживают внимания создателей встраиваемых приложений. Это мощный Linux-компьютер компактных размеров, который поддерживает работу с ОС Android и Ubuntu (Рисунок 4).

Сравнение трех платформ для разработки.

Все три платы имеют определенный функционал и набор периферии, которые делают их ценными для разработчиков и проектировщиков микроконтроллерных систем. Ниже мы постарались сравнить их по некоторым важным параметрам (Таблица 1). Можно заметить, что именно отличия плат делают каждую из них идеальной для разработки определенного типа приложений.

Таблица 1. Сравнение характеристик плат Arduino Uno, BeagleBone, RaspberryPi.

Arduino и Raspberry Pi - недорогие платы стоимостью до 40$. BeagleBone предлагается по цене почти трех Arduino Uno. Однако Arduino в 40 раз медленнее и имеет в 128,000 раз меньше оперативной памяти, чем два оставшихся участника. Уже на данном этапе вы можете видеть важные отличия. Arduino и Raspberry Pi - дешевые платы, а Raspberry Pi и BeagleBone - гораздо более мощные.

Кажется, что Raspberry Pi выглядит на данный момент оптимальным решением, но это не совсем так: для работы вам потребуется отдельно приобрести карту памяти SD, а это еще 5 - 10$ к стоимости самой платы. Также, несмотря на одинаковую тактовую частоту, по тестам BeagleBone работает вдвое быстрее Raspberry Pi. И как бы парадоксально это не звучало, Arduino является оптимальным выбором, по крайней мере, для новичков. Основной причиной этому является операционная система Linux, под управлением которой работают платы Raspberry Pi и BeagleBone. Это «причудливое» ПО превращает платы в крошечные компьютеры, которые способны выполнять несколько программ одновременно и могут программироваться на различных языках. Разработка же приложений на Arduino очень проста из-за отсутствия многозадачности и программирования на языке низкого уровня Си++.

Заметим интересную особенность Raspberry Pi и BeagleBone: возможность запускать программные приложения с карты памяти (SD-карта для Raspberry Pi, microSD - для BeagleBone). Это означает, что вы можете иметь различные конфигурации ОС, приложения, сборки и образы ОС на разных картах памяти, и выбор того или иного проекта осуществляется просто заменой карты памяти. Таким же образом можно сменить операционную систему.

Выбор платформы для разработки

Для новичков, мы рекомендуем Arduino. На сегодняшний день сообщество Arduino - это множество пользователей, огромное количество учебных материалов, готовых решений и проектов, которые можно использовать в своих приложениях. Кроме того, Arduino предлагает самый простой способ взаимодействия с внешней периферией.

Изначально платформа Arduino разрабатывалась с целью обеспечения простого подключения различных датчиков и исполнительных механизмов к микроконтроллеру без дополнительных внешних схем, поэтому для разработки простых приложений и устройств не потребуется глубоких познаний в электронике. Если вы прежде не использовали Arduino, то стоит приобрести и попробовать. Это будет действительно большой опыт, который пригодится при создании серьезных и сложных проектов.

Для компактных устройств мы рекомендуем платформу Arduino. Все три тестируемые модели плат для разработки являются малогабаритными. Единственный отрицательный момент присущ Raspberry Pi - установленная в слот карта памяти SD делает плату больше остальных участников теста (Рисунок 8).

Как мы заметили выше, существует очень много вариаций плат Arduino (Рисунок 5), но у всех есть две общие черты: используется определенный микроконтроллер компании Atmel и программный загрузчик (bootloader) Arduino, который реализует базовые функции платы. Для компактных устройств (возможно, не требующих применения печатной платы) вы можете приобрести этот дешевый микроконтроллер и запрограммировать в него загрузчик с помощью любого программатора AVR микроконтроллеров.

Для разработки приложений, требующих подключения к сети Интернет, мы рекомендуем BeagleBone или Raspberry Pi. Оба устройства работают под управлением ОС Linux, имеют порты Ethernet и USB (Рисунок 6). Посредством USB можно подключать модули беспроводной передачи данных и, таким образом, реализовать функции беспроводной передачи данных и подключение к сети Интернет (Рисунок 7). К тому же, ОС Linux имеет множество встроенных программных компонентов, предоставляющих расширенные сетевые функции.

На платформе Arduino тоже можно реализовать приложения с поддержкой обмена данными по Ethernet с помощью плат расширения, именуемых Shield, однако сетевая функциональность таких приложений будет очень ограничена. Приобретение отдельных плат расширения также потребует дополнительных финансовых затрат.

Для приложений и систем взаимодействующих с внешними датчиками и исполнительными механизмами мы рекомендуем Arduino или BeagleBoard. Любой вариант аппаратной платформы Arduino подразумевает простое подключения внешних сенсоров и взаимодействие с ними. Для радиолюбителей доступно нескольких вариантов плат с напряжением питания 3.3 В и 5 В, что упрощает подключение внешней периферии. Напряжение питания платы BeagleBone составляет 3.3 В, поэтому в случае подключения некоторых типов внешних устройств необходимо использовать дополнительные резисторы или схемы согласования логических уровней. И Arduino, и BeagleBone имеют интерфейс аналого-цифрового преобразователя (разрешение АЦП, встроенного в микроконтроллер на плате BeagleBoard, несколько выше), что говорит о возможности подключения различных аналоговых датчиков.

С учетом сказанного, важно отметить, что многие современные датчики снабжены цифровыми интерфейсами I 2 C или SPI. Все три платы поддерживают этот тип последовательного интерфейса и реализовать взаимодействие с ним можно довольно легко.

Для устройств с батарейным питанием мы рекомендуем Arduino. Такое решение связано с тем, что Arduino имеет наименьшее энергопотребление, однако с точки зрения соотношения вычислительной мощности на Ватт BeagleBoard является явным лидером. Тем не менее, преимущество Arduino в том, что ее работоспособность сохраняется в широком диапазоне питающего напряжения. Таким образом, в качестве источника питания платы можно использовать различные типы элементов питания, работосопособность микроконтроллера сохраняется даже в случае, когда элементы питания израсходовали свой ресурс.

Для приложений с графическим пользовательским интерфейсом рекомендуется использовать Raspberry Pi. Одноплатный компьютер Raspberry Pi действительно можно выделить в отдельную категорию, поскольку плата снабжена выходом HDMI (Рисунок 8). Это означает, что вы можете подключить к плате мышь и клавиатуру, а саму плату подключить непосредственно к телевизору. Таким образом, вы получаете полнофункциональный компьютер, который идеально подходит для применения в торговых терминалах и киосках. Мы ради интереса в ходе тестирования установили на Raspberry Pi программные инструменты разработки для Arduino, написали небольшую программу и запрограммировали плату Arduino через интерфейс Raspberry Pi.

Заключение

Arduino - это достаточно функциональная и гибкая платформа разработки встраиваемых приложений с огромными возможностями для взаимодействия с внешним миром. Она прекрасно подойдет для изучения микроконтроллеров и может служить основой для небольших проектов. Raspberry Pi будет оптимальным выбором для приложений, требующих наличия дисплея, графического пользовательского интерфейса и подключения к Интернет.

В платформе BeagleBone идеально совмещена гибкость Arduino, производительность процессора платы Rapberry Pi и ОС Linux (и на самом деле, производительность выше, чем у Raspberry Pi). Имея достаточное количество входов/выходов, BeagleBone обеспечивает простое подключение к сети и позволяет реализовать web-сервер.

На первый взгляд, Arduino vs Raspberry Pi выглядят очень похожими. Оба компьютера помещаются на маленькой плате, с несколькими чипами и разъемами, но на самом деле это совсем разные устройства.

Вы ищете маленький компьютер для реализации своего проекта, например, камеры видео наблюдения, датчика качества воздуха или других небольших проектов? Слышали много хорошего о Raspberry и Arduino, но не можете решить что вам из этого подходит лучше всего? В этой статье мы попытаемся решить этот вопрос. Мы выполним сравнение Arduino vs Raspberry и выясним чем отличаются эти устройства.

Что такое Arduino и Raspberry Pi?

Raspberry Pi - это полноценный компьютер со всеми необходимыми возможностями, SoC или System on Chip. Это устройство работает на операционной системе Linux специально для него адаптированной - Raspbian. Raspbian - это официальная операционная система для этого микрокомпьютера. Также вы можете установить Android, FirefoxOS, RISCOS, Ubuntu и другие, в том числе Windows 10.

Компьютер имеет процессор, память, порты USB, аудио выход и графический выход HDMI. Здесь можно запустить большинство Linux приложений.

Arduino - это микроконтроллер, который не настолько мощный, как Raspberry Pi. Если Raspberry - это полноценный компьютер, то Arduino - его подмножество. Обычно он используется для различных проектов электроники, здесь нет необходимости в каком-либо программном обеспечении. Для использования будет достаточно нескольких строк кода. Есть много плат на Arduino, например, Arduino UNO, Arduino PRO, Arduino MEGA, Arduino DUE и т д.

Сравнение Arduino vs Raspberry Pi

Оба устройства были изобретены в европейских странах. Rasbperry Pi разработан Эбеном Аптоном в Великобритании, а Arduino Масимо Банзи в Италии. Оба они предназначались для обучения студентов. Raspberry впервые стал доступен в 2012 году, тогда как Arduino в 2005. Чтобы выполнить сравнение Arduino vs Rasbperry Pi, давайте рассмотрим преимущества и недостатки обоих платформ. Сначала поговорим о преимуществах Arduino.

Преимущества Arduino

1. Простота Arduino

С помощью Arduino очень просто взаимодействовать с аналоговыми датчиками, двигателями и другими электронными компонентами. Для управления ими достаточно нескольких строк кода. В то время как для Raspberry придется установить множество библиотек и выполнять различные настройки для того, чтобы управлять теми же датчиками. Программирование Arduino проще, а в Rasbperry нужны знания Linux.

2. Надежность Arduino

Rasbperry работает на операционной системе, поэтому его нужно правильно выключать. В противном случае приложения могут быть повреждены. Arduino достаточно просто подключить к сети. Его можно включать и отключать в любой момент.

3. Потребление энергии

Raspberry Pi - это мощное аппаратное обеспечение, оно нуждается в постоянном питании от блока с напряжением 5 вольт. Компьютер трудно заставить работать от обычной батареи. Arduino потребляет намного меньше энергии и может питаться от блока питания.

4. Цена

Очевидно, что Arduino дешевле за Raspberry Pi. Arduino можно купить за $10-20 в зависимости от версии. В то время как цена на Raspberry составляет около $ 35-40.

Преимущества Raspberry Pi

Дальше рассмотрим преимущества Raspberry Pi над Arduino. Учитывая все преимущества Arduino, можно подумать, что это действительно лучшее решение. Но это полностью зависит от вашего проекта. Особенности Raspberry Pi - это его мощность и возможности. Дальше рассмотрим основные преимущества Raspberry vs Arduino.

1. Производительность

Производительность - это главное преимущество Raspberry Pi, он способен выполнять несколько задач одновременно, как обычный компьютер. Если вам нужно построить сложный проект, например, робот или проект, где вы хотите управлять всем через веб-интерфейс, то лучшим выбором для вас будет Raspberry. Вы можете сделать из него веб-сервер, сервер VPN, сервер баз данных, сервер печати. Arduino хорош, если вы хотите мигать светодиодом, но если у вас сотни светодиодов, и ими нужно управлять через веб-интерфейс, то лучше использовать Raspberry.

Raspberry Pi в 40 раз быстрее чем Arduino. С помощью него вы можете просматривать почту, слушать музыку, смотреть видео и даже работать в интернет.

2. Сеть

Raspberry Pi имеет встроенный порт Ethernet и беспроводный адаптер Wifi, через которые вы можете подключить устройство к интернету или создать беспроводную точку доступа. Учитывая, что сетевые возможности поддерживаются операционной системой, то настроить сеть очень просто. Подключить Arduino к сети будет очень сложно. Все аппаратные средства нужно правильно подключить и написать специальный код для управления ими.

3. Не надо глубоких знаний в электронике

Для работы с Arduino необходимо хорошо разбираться в электронике и знать встроенные низкоуровневые языки программирования. Но для работы с Raspberry Pi необходимы только базовые знания основных компонентов. Поскольку здесь для работы того или иного механизма достаточно подключить провода, а для управления можно использовать множество уже готовых программ.

4. Переносимость

Операционная система Raspberry Pi и все файлы находится на SD карте, а поэтому вы можете ее очень просто извлечь и перенести все на другое устройство. Так что в этом плане raspberry vs arduino первый будет лучше.

Выводы

Мы сделали сравнение Arduino или Raspberry Pi. Как видите, оба эти устройства очень сильно отличаются. Многие говорят, что для новичков лучше подойдет Arduino, но это неправда, новичок может использовать любое из устройств в зависимости от своего проекта. Вам стоит выбрать Arduino если:

• Ваш проект более касается электроники или вы новичок и хотите в ней лучше разобраться;
• Ваш проект очень прост и ему не нужна сеть;
• Вашему проекту не нужно много программного кода;
• Вам не очень интересно программирование и Linux.

Вы выберите Raspberry Pi если:

• Ваш проект очень сложен и ему необходима сеть;
• Ваш проект похож на приложение, например, веб-сервер или VPN сервер;
• У вас нет хороших знаний в области электроники;
• Вы хорошо разбираетесь в Linux.

Кроме того, вам необязательно выбирать что-то одно. Вы можете получить лучшее из обоих миров, Raspberry Pi можно использовать вместе с Arduino. Проект AlaMode позволяет подключить Arduino к Pi и предоставляет мгновенный доступ к его функциям. Или же вы можете соединить устройства по USB и обмениваться сообщениями между ними.

Ардуино – одна из удобнейших систем микроконтроллеров, позволяющих инженеру реализовать любую свою задумку, без лишних проблем в программной части. Всё, что необходимо, уже присутствует в бесплатных библиотеках, которые можно скачать на нашем сайте.

А благодаря модульности появляется возможность сконструировать любую систему, в зависимости от необходимости. Начиная с простого смарт-прибора для контроля освещённости и температуры в помещении, и заканчивая умными аграрными системами. Давайте же разберёмся, что такое Ардуино модули и какие их виды существуют.

Для начала стоит понять, зачем вообще подобная модульность необходима. Ведь, казалось бы, Ардуино – это всего лишь микроконтроллер, к которому можно приспособить любой сторонний датчик. Но на деле всё не так просто, как раз из-за программной части и других особенностей системы, поэтому, для расширения функционала, и присутствуют специальные Аrduino модули, позволяющие приспособить МК к любым потребностям человека, который его использует. Это основная функция, объясняющая необходимость модульности, помимо неё, присутствуют и другие причины такого решения:

1. Стандартизированный набор датчиков с одинаковыми характеристиками позволяет писать универсальные решения для различных ситуаций. Таким образом, захотев воплотить в жизнь какой-то проект, вам не нужно самостоятельно изучать язык программирования и создавать уникальную электросхему. В большинстве случаев, уже готовая система или какие-то её части присутствуют в свободном доступе, инженеру лишь остается их правильно скомпоновать, что значительно экономит время при реализации задумок.
2. Простота работы с Ардуино . Уже описанная выше стандартизация, позволяет быть уверенным, что купленный вами датчик или специальный модуль, не нужно будет подключать с помощью дополнительных шлейфов или переходников. Хоть иногда и появляется необходимость самостоятельно паять платформу под Ардуино, но, в большинстве случаев, вы можете приобрести уже готовую, под конкретные модули и потребности. Более того, существуют универсальные платы, полностью раскрывающие возможности модульной системы.

Виды

Условно, модули для Ардуино можно разделить на два гигантских лагеря, у которых уже присутствуют свои ответвления:

1. Датчики . Разнообразные системы или контроллеры, позволяющие считывать, отправлять и обрабатывать информацию. Хотя последние иногда относят ко второму классу модулей, но из-за тесной связи с устройствами ввода-вывода их лучше причислить именно к датчикам, тем более, зачастую они выполняют сразу две функции. Все эти устройства направленны на расширение аппаратного функционала системы, например, чтобы дать возможность Ардуино считывать расстояние до объекта или влажность воздуха, что просто необходимо для многих систем.
2. Модули , расширяющие вычислительные мощности проекта. Это различные карты памяти, дополнительные буферы для проведения операций и вспомогательные многопоточные процессоры. К ним же можно отнести вариации самого микроконтроллера, характеристики которого варьируются от версии к версии. Они направлены именно на улучшение возможностей программной части системы, например, дополнительные карты памяти позволяют хранить больше информации в различных кодеках, чтобы воспроизводить какие-то аудиодорожки. Особенно необходимы при проектировании сложных систем с нейросетями или в робототехнике, в которой также используется Ардуино.

Сами же датчики отдельно делятся на:

1. Устройства ввода или получения информации. Это различные сканеры, которые позволяют получить данные об окружающей среде, будь то уровень освещённости или влажности воздуха. С их помощью возможно ввести различные переменные, в зависимости от которых система будет определять свои дальнейшие действия. Являются базой для большинства систем, и без них невозможно реализовать любой смарт-девайс. Простейшим примером будет всё тот же датчик расстояния, хотя и их существует несколько видов.
2. Устройства обработки информации. Зачастую уже встроены в предыдущий тип, из-за чего считаются комбинированными, но нередко такие модули устанавливаются и отдельно. Имеют небольшой объем памяти или вовсе продаются без него, и способны выполнять лишь простые промежуточные операции. Подобным модулем можно считать даже МК Ардуино различных версий, но не стоит их путать с устройствами, расширяющими вычислительные возможности главного контроллера, ведь они именно выполняют операции.
3. Устройства вывода информации. У большинства ассоциируются с простейшим ЖК-экраном, хотя это далеко не единственная разновидность данных девайсов. Необходимы для того, чтобы выводить результаты вычислений, для получения фидбека от системы и проверки различного функционала. Бывают звуковыми, визуальными и тактильными, соответствуя каждому из органов чувств человека. Также могут комбинироваться с первыми двумя видами, становясь гибридным дополнением к микроконтроллеру.

Существуют и разновидности дополнений, без строгой типизации, так как их сложно отнести к какой-то конкретной группе устройств. Это происходит или из-за узкой направленности их функционала, или из-за изначальной гибридности модулей.

К ним можно отнести различные девайсы, для передачи информации по сети или другим протоколам, так как, с одной стороны, они расширяют программный функционал продукта, используя протоколы, которые невозможно реализовать через стандартные аппаратные возможности, а с другой – как раз дополняют последние.

Технические характеристики, свойства и функции

Технические характеристики и функционал напрямую зависят от докупаемого пользователем модуля, поэтому невозможно выделить конкретные свойства продуктов. Единственная их общая черта – специальная распиновка, для подключения к платформам Ардуино, без которых было бы невозможно или крайне тяжело выполнять связь между микроконтроллером и устройством. В остальном, все характеристики крайне вариативны и зависят от девайса к девайсу.

Примеры популярных Ардуино модулей

Ультразвуковой дальномер HC-SR04

Самый популярный ультразвуковой датчик, которые работает по следующему принципу: отправляет ультразвуковую волну, считает время, за которое она возвратится. Мы знаем скорость звука и время, за которое волна вернулась, а далее мы рассчитываем расстояние до объекта. Данный модуль стоит довольно дешево, диапазон измерений от 2 см до 4 метров.

Инфракрасный дальномер Sharp

Также довольно широко используются дальномеры Sharp с рабочим диапазоном от 20 см до 1,5 метров. Цена таких модулей выше, чем звуковых дальномеров.

Модуль температуры и влажности DHT11

Этот Ардуино модуль измеряет температуру в диапазоне от 0 до +50 °C и влажность от 20 до 90%. Часто используется для измерений данных в комнате или теплице. Также оченб популярен при создании систем по управлению климатом или умных домов.

Барометр BMP085 или BMP180

С помощью модуля Барометр можно определить атмосферное давление от 30 до 110 кПа. Используется при создании на базе Ардуино аналогов метеостанциё.

Модуль-датчик влажности почвы FC-28

Модуль измеряет влажности почвы или среды в которую его втыкают. Состоит из двух частей. Его используют для автоматизированного полива растений.

Bluetooth HC06

Помогает организовать беспроводную связь Ардуино с компьютером, телефоном или другими устройствами.

Как подсоединить

Подсоединяются модули с помощью всё той же распиновки, но не напрямую к МК. Зачастую для этого используют специальные платформы с дорожками, которые делаются самими инженерами или заказываются отдельно.

В первом случае чаще всего применяют химический способ изготовления плат с помощью сильных щелочей. Дорожки заранее прочерчиваются, и на них наклеивают стойкий материал, беря за основу, например, медную плату. Затем, вследствие химической реакции, окисляется всё, кроме защищенных участков, служащих в качестве проводников тока.

Стоимость

Стоимость дополнительных датчиков и других девайсов также крайне вариативна, может начинаться от 50 центов и заканчиваться десятками долларов. Всё напрямую зависит от того, где вы их заказываете, конкретной разновидности и множества других факторов, поэтому выдать какое-то среднее арифметическое по их цене – невозможно.

Arduino — самая популярная платформа любительской и образовательной робототехники. Какую плату или набор Arduino купить начинающему? Как купить Arduino дешево? Чем аналоги Arduino отличается от оригинальной платы? Ответы в нашем обзоре.

Arduino или чтототам-duino

Благодаря открытости Arduino , ее устройство известно и допускает свободную модификацию. Поэтому любой производитель плат может выпускать аналог платы Arduino , вносить изменения в саму плату, не говоря уже о свободной комплектации наборов (kits).

Поскольку Arduino — это бренд производителя, аналоги имеют другие, но обычно созвучные с Arduino названия — Freduino, Freeduino, DCcduino, Xdruino, Funduino , Robotale и множество других. Более того, бренд вообще может быть не указан, а будет присутствовать надпись типа for Arduino . Оригинальные Arduino производятся в Италии, большинство аналогов — в Китае. Есть и российские разработки.

Визуально большинство этих плат выглядит одинаково (на Arduino присутствует фирменный логотип) и даже имеют одинаковый синий цвет (исключения есть, но немного, Funduino, например, красного цвета). Также платы-аналоги Arduino обычно в своем названии имеют такие же приставки, как и сама Arduino, например, DCcduino UNO соответствует Arduino UNO (что такое UNO — ниже).

Безымянный аналог Arduino UNO

Аналоги обычно не уступают по качеству, зато сильно выигрывают в цене (об этом ниже).

Все инструкции, все методические разработки, уроки и т.п., ориентированные на Arduino, в полной мере подходят и для аналогов. Поэтому, если имидж для вас ничто, то смело берите другие -duinы!

Arduino Starter Kit

Производитель рекомендует начинать изучение Arduino с набораArduino Starter Kit . Этот комплект содержит плату и другие электронные компоненты, необходимые для начального изучения Arduino: светодиоды, резисторы, сервопривод, мотор, кнопку, жидкокристаллический экран, пьезоэлемент, датчики и прочее.

Чтобы купить Arduino Starter Kit у официального производителя , придется заплатить около 80 евро.

Аналоги значительно выигрывают в цене при схожей комплектации. Самые низкие цены на них в китайских интернет-магазинах. Сравнивая цены на наборы, конечно нужно учитывать и их состав. Так, Starter Kit for Arduino с платой DCcduino на сайте AliExpress стоит чуть менее $34 — комплектация похожа на оригинальную. Несколько меньшая комплектация у Starter Kit for Arduino с платой Robotale на сайте DealExtreme cтоит $28. Доставка в Россию бесплатная на обоих сайтах.

Практически любой из таких наборов содержит необходимый минимум для начинающих и подходит для освоения наших (в небольших наборах часто нет фоторезистора).

Starter Kit for Arduino

У меня самого случилась интересная история. Я заказывал в DX такой набор — как видно на фото там идет неоригинальная Arduino, а пришел вполне итальянский Arduino! Мелочь, а приятно.

Покупка готового Arduino-робота как начало обучения

О покупке готовых роботов как способе первоначального знакомства с Arduino мы уже . В продаже имеется огромное множество таких наборов на основе Arduino. Детям младшего возраста, такой способ знакомства с Arduino предпочтительней, так как это готовая игрушка, в которую можно поиграть, а затем разобрать и использовать плату Arduino и другие компоненты в обучении.

Конечно в составе готового робота может не оказаться всех деталей, требуемых в , но все недостающее можно купить отдельно. Простые DIY-компоненты, такие как светодиоды и резисторы, можно купить в любом магазине радиодеталей.

На фото популярный Arduino-робот — , стоимостью менее 100$.

Машинка, управляемая по Blutooth

Выбор модификации Arduino для начинающего

На официальном сайте производителя Arduino представлены 20 модификаций Arduino платы. Среди них Arduino Uno, Arduino Due, Arduino Leonardo и другие.

Arduino UNO и аналоги

Имеет наибольшую популярность, обычно входит в состав вышеописанных наборов (kits) и, пожалуй, ее можно назвать стандартной Arduino-платой. Это одна из самых дешевых Arduino-плат.

На официальном сайте Arduino UNO можно купить за 20 евро + доставка. В крупных российских интернет-магазинах, в том числе и у официальных дистрибьюторов, она продается по 1150-1300 рублей. Обычно в Москве и Санкт-Петербурге вы можете забрать самовывозом (рекомендуем интернет-магазины и DESSY), а в другие регионы придется платить еще и за доставку. Выходит дороговато. Хотя иногда можно встретить магазины с низкими ценами и в России. Низкие цены и быструю доставку предлагает интернет-магазин ROBstore . Цена будет все равно повыше чем в Китае, но ждать посылку намного меньше.

Оригинальную Arduino UNO также можно купить в китайских магазинах, но надо внимательно смотреть на описания и фотографию (в текстах описаний не всегда это явно видно). Впрочем, описания иногда бывают ошибочны (как я уже написал выше). Цена, конечно, получается ниже, чем в российских магазинах.

Как и в случае с kitовыми наборами, очень дешево можно купить аналоги Arduino. Например, практически идентичный аналог DCcduino UNO на dx.com стоит менее $10, а на aliexpress вообще $5,50!

DCcduino на AliExpress за $5,5

Другие модификации Arduino плат

Давайте рассмотрим, какие из плат удобны начинающему для знакомства с основами электроники.

Пойдем методом исключения.

Сразу отказываемся от 4 модификаций платы Lilly Pad — они предназначены для «электронного текстиля» — вшивание светодиодов в одежду и т. д. Позже мы напишем о них.

Arduino Lilly Pad

Если вы не планируете делать готовых роботов, то есть будете часто закачивать программы на плату, гораздо целесообразней использовать платы с USB-портом — их удобнее подключать к компьютеру.

USB-порта НЕ имеют платы: Arduino Mini, Pro, Pro Mini.

Если вы хотите познакомиться с основами электроники, вам не очень подойдут «навороченные» платы: Esplora, BT, Ethernet, Tre, Yun, Robot .

Остаются UNO, Leonardo, Due, Micro, Mega ADK, Mega 2560, Nano, Fio.

Если для расширения платы вы будете вставлять Shield’ы (в их виде выполняются драйвера моторов, платы с дополнительными разъемами и т. д.) — надо учесть, что они имеют стандартный формат, которым не обладают Micro и Fio.

Надо сказать, что нестандартным размером обладает и Arduino Nano, но зато ее легко вставить в Breadboard — ее ножки находятся на нижней стороне платы.

Сравним цены оставшихся плат на Arduino Store:

• UNO — 20 евро,
• Leonardo — 18 евро,
• Due — 36 евро,
• Mega 2560 — 29 евро,
• Mega ADK — 44 евро,
• Nano — 33 евро.

В упомянутых китайских магазинах можно найти аналоги по значительно низкой цене.

Arduino часто называют одноплатным компьютером. И именно с выбором компьютера начинающему лучше всего сравнить выбор платы Arduino.

Платы отличаются:

• микроконтроллером и частотой его работы (ATmega328 — 16 мГц, ATmega32u4 — 16 мГц, ATmega2560 — 16 мГц и другие),
• входным и выходным напряжением на плату,
• количеством аналоговых входов и выходов,
• количеством цифровых портов, в том числе поддерживающих ШИМ,
• объемом флэш-памяти.

Количество портов на плате определяет максимальное количество, подключаемых к ней устройств (датчики, моторы и т.п.), а объем флэш-памяти ограничивает длину загружаемой в нее программы.

Аналог Arduino Leonardo

Краткие характеристики некоторых плат:

: микроконтроллер ATmega328, 14 цифровых портов, в т.ч. 6 с ШИМ, 6 аналоговых входов, 32 KB Flash-память, USB-порт типа B.

Arduino Due: микроконтроллер AT91SAM3X8E, 54 цифровых порта, в т.ч. 12 с ШИМ, 12 аналоговых входов и 2 аналоговых выхода, 512 KB Flash-память, 2 MicroUSB порта.

Arduino Leonardo: микроконтроллер ATmega32u4, 20 цифровых портов, в т.ч. 7 с ШИМ, 12 аналоговых входов, 32 KB Flash-память, MicroUSB порт.

Все цены приведены на дату публикации поста.

Существует множество разновидностей плат Арудино: Nano, Mini, Uno, Leonardo, Mega, Lilypad… Новичку сложно разобраться в их многообразии. В этой статье я расскажу о разновидностях плат ардуино. В конце статьи есть ссылки на проверенных мной продавцов, у которых можно купить плату Arduino. Нажмите на для быстрого перехода к таблице со ссылками.

Основные различия плат Arduino:

Ардуино отличаются между собой:

• размером
• количеством выводов
• объёмом памяти

Размер платы , прежде всего влияет на удобство работы с ней. Самая распространённая плата – Arduino Uno (и её обновлённая версия Arduino Leonardo) имеют размер примерно 6×5 см. Это позволяет обходиться без лупы при создании прототипа на макетной плате и получать достаточно компактные рабочие устройства. Arduino Nano - очень компактна. Её размер всего 4,4×1.9 см, при этом её функционал ничем не отличается от больших плат. Также Arduino Nano отлично крепится на макетной плате за счет выводов типа «папа». В попытке сделать платы еще меньше были выпущены версии Arduino Micro (клон Arduino Uno, выпущенный на плате размером 4.8х1.77 см) и Arduino Mini (минимальная комплектация — отсутствует разъем USB для питания и заливки прошивки, прошивка заливается через специальный переходник. Забавный факт: arduino mini гораздо меньше, чем micro, при этом micro почти одинакового размера с nano. Так что название моделей плат — это просто названия моделей плат и реальный размер оно не отражает. Существует ещё огромная, 10,2 * 5,3 сантиметров Arduino Mega. Такой размер она получила не просто так. На плате расположено целых 70 выводов.

Количество выводов определяет количество внешней периферии, которое вы сможете подключить к плате: светодиоды, сервоприводы, разнообразные датчики, модули,кнопки и многое другое. На платах есть цифровые и аналоговые выводы. Цифровые выводы могут принимать только 2 значения: HIGH и LOW. HIGH соответствует наличию тока на выводе, LOW – отсутствию. Захотели зажечь светодиод - перевели вывод в состояние HIGH. На выводе появилось напряжение и светодиод загорелся. Выдали LOW и светодиод погас. Цифровые выводы могут также и считывать значения, аналогично, только 2 состояния. Если на вывод извне (например, с кнопки) подаётся напряжение ~+5В, то контроллер считает значение HIGH. Напряжение меньше 5 вольт будет определено, как LOW.
Аналоговые выводы позволяют считывать значение прилагаемого напряжения в диапазоне от 0 до 1024. Где 0 — 0 вольт, 1024 — 5 вольт. Диапазон измерений может быть изменён путём подачи опорного напряжения на специальный вывод AREF. При этом, любой аналоговый вывод можно использовать как цифровой. Но цифровой не может быть использован как аналоговый.

Цифровые выводы могут ещё поддерживать : специальный режим работы для управления яркостью свечения светодиода или скоростью вращения моторчика. Однако, здесь всё просто: nano, mini и uno располагают шестью выводами с поддержкой ШИМ. Leonardo и micro оборудованы семью ШИМ выводами, и только гигантская Arduino Mega 2560 вырывается вперёд с четырнадцатью ШИМ выводами.

Объём памяти , на первый взгляд, очень важный параметр. Однако, не относитесь к плате, как к компьютеру. Здесь не нужно много оперативной и уж тем более постоянной памяти. Я не буду подробно останавливаться на этом. Потому, что самая «бедная» в этом плане Arduino Nano имеет всего 32 килобайта постоянной и 2 килобайта оперативной памяти, но к тому моменту, как написанная вами программа для микроконтроллера перестанет влезать в эти 32 килобайта постоянной памяти, вы уже будете прекрасно разбираться во всём самостоятельно, и эта статья вам не понадобится. Серъёзно: 32 килобайта — просто огромная память для программы микроконтроллера.

Объём энергонезависимой памяти , более интересный параметр. Энергонезависимая память, как ясно из её названия, сохраняет в себе данные независимо от наличия питания. При этом значения переменных в вашей программе сохраняются в оперативную память, которая стирается при перезагрузке контроллера. Помимо энергонезависимой памяти для хранения самой программы, отдельно выделена область памяти (она же EEPROM), которая позволяет прямо из программы контроллера сохранить значения переменных в специальную ячейку. Тогда после перезагрузки устройство сможет восстановить состояние, в котором оно находилось перед отключением питания. Большинство контроллеров позволяют сохранить лишь 1 килобайт данных. Кроме малого объёма существует ещё и лимит на количество операций записи. Всего 10 000 раз можно записать данные в одну ячейку (считывать данные можно любое количество раз). 10 000 — на первый взгляд не так уж и мало. Запись осуществляется в ячейки по 1 байту. Итого, у нас есть 1 000 ячеек. Например, если опрашивать некий датчик всего один раз в минуту и сохранять его значение в память и при том каждый раз в новую ячейку, устройство проработает (((100 000 * 1 000)/60)/24)/365 = 190 лет. Однако, чаще всего приходится записывать данные в одну ячейку (например, количество секунд). И тогда ресурс снижается уже до 2,5 месяцев непрерывной работы, и это для записи раз в минуту. Если же возникнет задача обновлять значение раз в секунду, то и вовсе всего через 27 часов EEPROM будет повреждена. Поэтому, энергонезависимую память используют для сохранения настроек и других редко обновляемых значений. А показания датчиков или журнал работы устройства удобнее писать на SD карту (кстати, у меня есть о подключении SD карты к Arduino).

Выбираем плату

Самая популярная плата - Arduino Uno. Все остальные платы имеет смысл сравнивать именно с ней. Это плата небольшого размера. По краям платы расположены 14 цифровых и 6 аналоговых входов/выходов.

Плата размером 6,9 × 5 ,3 см наиболее удобна для создания быстрых прототипов. Не слишком большой размер и удобные разъёмы для подключения проводов от макетной платы делают её весьма удобной для новичков. Так называемые шилды (Shield) - в 99% случаев созданы именно для установки на плату Arduino Uno. Сейчас получает распространение другая плата, Arduino Leonardo, которая является идеологическим продолжением UNO. Она имеет незначительные различия в назначении некоторых специальных выводов и подключается к компьютеру гораздо более компактным кабелем micro USB. Большинство шилдов для UNO подходят и к Leonardo, но возможны неприятные сюрпризы из-за несоответствия некоторых выводов.

Это действительно наиболее оптимальный вариант платы Arduino. Если вы приобретаете плату первый раз и просто хотите попробовать свои силы, ваш выбор — Arduino Uno или Leonardo. Большинство готовых наборов, кстати именно поэтому и комплектуются именно платой UNO. Подробнее о подборе готового набора я расскажу в конце статьи.

Довольно интересная разновидность - Arduino Nano. Это плата размером всего 4,4см x 1.9см, при этом она полностью совместима с Leonardo по функционалу. Продаются даже специальные переходники для подключения шилдов от UNO к Nano. Платы идентичны по количеству выводов, объёму памяти, быстродействию. Nano, благодаря миниатюрным размерам, удобно использовать в готовом устройстве, чтобы сэкономить место в тесном корпусе. Ардуино Нано вместо отверстий для подключения соединительных проводов оборудована штырьками. Это добавляет хлопот при прототипировании (плату приходится устанавливать на макетную плату и занимать место, однако помогает при переносе прототипа в реальное устройство. К выводам контроллера можно просто припаять провода.

Arduino Mega - самая большая плата семейства Arduino. Больше памяти, огромное количество выводов (70!). Эта плата предназначена для сложных устройств, к которым планируется подключение множества разнообразной периферии. На самом деле правильное название для платы - Arduino Mega 2560. Но поскольку Arduino Mega (без цифр в названии) в данный момент считается устаревшей, купить её фактически невозможно и для краткости плату называют просто Arduino Mega. Но в реальности плата оказывается бесполезной как при создании прототипа. так и в готовом устройстве. В прототипе больше всего мешает её огромный размер, а для готового устройства может быть полезным, разве что, количество выводов, но получить дополнительные выводы легко можно на любой другой плате с помощью или, если не хватает выводов с ШИМ, можно воспользоваться . Единственное серъёзное преимущество Mega перед другими платами- объём памяти для загрузки программы. Однажды мне понадобилось вывести на бегущую строку большое количество графической информации и программа занимала почти 100Кб. Проект собирался на пару дней и переписывать алгоритм под хранение информации на SD карте не хотелось. Тут мне на помощь и пришла Mega.

Где покупать плату Arduino

Изначально Arduino была разработана итальянскими инженерами. Автором идеи считается Массимо Банци (Massimo Banzi). Именно плата, произведённая в Италии считалась оригинальной Ардуино. Позже в команде разработчиков случился раскол и оригинальные платы производятся как в Италии, так и в США. Однако, изначально чертежи Arduino стали распространяться под свободной лицензией. Это значит, что кто угодно может производить платы в точности повторяющие конструкцию оригинала. Авторские права распространяются лишь на само название Arduino. Именно поэтому существует огромное количество модификаций и альтернативных версий платы от сторонних производителей. Разумеется, Китай, как настоящий центр производства электроники в настоящее время предлагает массу ардуино совместимых плат. Лично я рекомендую не переплачивать тысячи рублей за оригинал, а обратить внимание на копию платы по приемлемой цене. Серъёзно, самая дешёвая плата Arduino Mini, оригинал с завода в Италии, в России стоит 1400 рублей, тогда как Китайский клон можно заказать за 2$ c бесплатной доставкой. Покупать платы удобнее всего на популярной интернет-площадке Aliexpress. В конце статьи я собрал для вас ссылки для заказа плат и различных датчиков, которые я сам заказал и убедился в их качестве. Так же там вы найдёте ссылки для заказа готовых наборов для начала изучения мира Arduino. Если же вы по каким-то причинам намерены приобрести оригинальную плату, то отправляйтесь на сайт «Амперка» . Там точно оригинальные платы.

Итог

Если вы новичок, то без раздумий покупайте Arduino Leonardo.
Если у вас уже есть несколько прототипов, и вы планируете превратить их в готовые устройства, присмотритесь к Arduino Nano.
Если же вы сломали голову, но так и не придумали, как впихнуть всю начинку устройства в тесный корпус, воспользуйтесь сверхкомпактной Arduino Mini.

Небольшая сравнительная таблица основных характеристик:

Платы Arduino