恒久的なプロジェクト向けのArduino Unoの小型で安価な代替品

ブレッドボードとコンポーネントが入ったキットで提供されたArduino Unoを少し試しました。すぐにもっと恒久的なものを作りたいと思います。

私はArduino Unoよりも小さくて安価なユニットを好むでしょうが、それはArduino Unoとほぼ同じくらい使いやすく、非常に使いやすいです。

Arduino Pro Mini 328-5V / 16MHzは論理的な次のステップですか？Arduino Unoのサイズの1/6では、かなり小さいです。1個10ドルで、価格も良いです。

私はそれを機能させるためにはんだ付けする必要があることを理解しています。それは問題ではないはずです。

ユニットをプログラムするにはUSBシリアルボードも必要ですか？

最初の最良の選択は、Arduino UNOからATMega328p-puチップを取り外し、最終回路に組み込むことだと思います。チップは約$ 1.50です。

そうすれば、展開する最終的なデバイスの代わりにUNOをプログラマーとして使用できます。

プログラミングを完了した後、ATMega328p-puチップを取り外してブレッドボードで使用する適切な方法に関するドキュメントがこれ以上ないのはなぜかわかりません。

ブログでこれを行う方法を正確に説明します：http : //raddev.us/arduino/post/2018/07/03/arduino-uno-using-your-atmega328p-u-as-stand-alone

しかし、ここに基本があります。まず、チップを取り外します。そうすると、次のようになります。（注：私はUNOのElegooクローンを使用しています）。

次に、ピン7に電力を供給し、ピン8をGNDに接続します。

16MHzの水晶が必要

ただし、この時点では、チップはスケッチを実行していないようです。これは、実際に16MHzで動作する水晶が必要だからです。

UNOボードにはそのチップがインストールされており、それが動作する理由です。ここで見ることができます：

最後に、16MHzクリスタルといくつかの22pFキャップを追加すると、チップはスタンドアロンで実行されます（UNOなし）。

水晶をピン9と10に追加します。すべての詳細を見るには、ブログエントリまたはatmega328データシートを参照してください。

最後に、他のすべてを配線するだけ

その後、回路の残りの部分を適切なピンに配線するだけで、ATMega328p-puをスタンドアロンで実行できます。

それは実際に素晴らしい学習体験でもあります。
交換用のatmega328p-puチップをUNO用に購入するだけで、必要なすべてのプロジェクトを非常に安価に作成できます。

STM32F103C8T6開発ボードを確認してください。価格は約$ 1.5で、Arduino Unoよりも高速/大容量で、はるかに小さくなっています。

Arduino IDEで動作しますが、すべてのライブラリがサポートされているわけではないため、使用するライブラリがサポートされているか、代わりに使用できる別のライブラリがあるかどうかを使用する前に確認してください。

更新

違い：

                       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

注：前に書いたように、ほとんどの仕様が優れていますが、すべてのライブラリがサポートされているわけではありません。また、プログラマーを購入する必要があります（1回だけ、約5ドルの費用がかかります）。

私の製品では、Arduino Unoから行きました：

Arduinoのプロミニ：

はい、プログラミングとPCへのシリアル通信にはFTDIケーブルが必要ですが、 通信を常に必要としないのであれば、各デバイスにプログラムをアップロードするのに必要なケーブルは1本だけです。彼らもかなり安く見つけることができます。

しかし、私はArduino Pro Miniが現在は廃止されていることに気付いたので、調達するのが少し難しいかもしれません（AliExpressでまだ利用可能です）。そのため、代わりにArduino Nanoを試すことをお勧めします。

オンボードUSBの追加の利点があります。つまり、プログラミングや通信にFTDIケーブルが不要になります。

これら3つのボードのプロセッサであるATMega328PにはネイティブUSBがありません。つまり、ボードにはFTDIケーブルで使用されるFTDI FT232RL ICも含める必要があります。このICを使用すると、収益に追加コストが追加される可能性があります。

デバイスあたり数ドル安く、ネイティブUSB通信を備えたマイクロコントローラー（ATMega32U4など）を使用できます（したがって、FTDI ICを節約できます）。そのような製品の1つがArduino Microです。

言及されたこれらのボードはすべて、Arduino Ecosystemに固有のものであり、（廃止されたPro Miniを除き）オンラインまたは地元の電器店で簡単に調達できるはずです。Arduino Unoプログラムは、これらすべての選択肢で機能します。ArduinoIDEでボードを変更するだけです。

私が言及したいもう1つのボードがあります-DigiSpark：

小規模なプログラムにのみ適しており、機能の一部が制限されており、公式のArduinoボードではありません。とはいえ、Arduinoのサポートは豊富にあり、しかも安価です！

Arduinoとそのツールチェーンの使用に固執したい場合は、裸のATmega 328p（Arduino Unoの中心にあるマイクロコントローラ）を注文して、それを単独で使用できます！

彼らはかなり低コスト（1.50ドルから3.00ドルの範囲）であり、ブレッドボードに優しいです。より恒久的なソリューションとして、設計がそのレベルに達したら、それらをプロトボード（perfboard）、またはカスタムデザインの回路基板にはんだ付けすることができます。

ここだ優秀なガイドなどATMEGAの328Pとして、ブレッドボード上のArduinoを設定するだけで、生のコンポーネントの使用についてのArduinoの人々から。この設計では、Arduino Unoと同様に、外部16MHzクロッククリスタルを使用しています。

328pの内部8MHzクロックを使用しても問題ない場合は、ほとんどの追加コンポーネントを廃止して、このガイドのようにrawチップを実行できます（デフォルトのArduinoブートローダーの代わりにArduino Lilypadブートローダーを使用）。これはさらにお金を節約します！

いずれにしても、328pにはUSBポートが組み込まれていないため、AVR Programmerユニットが必要です。これはこのセットアップの最も高価な部分になりますが、良いニュースは必要なのは1つだけであり、必要な328pをプログラムできることです。また、ESPチップなどのシリアルTx / Rxピンを介してプログラムできる非標準チップをプログラムするために使用することもできます（手作業で配線するだけです）。これらのタイプのマイクロコントローラーに真剣に取り組んでいる場合、これらのいずれかを持つことは非常に便利です。

ATmega 328pマイクロコントローラーチップ

ATMegaピンステッカー

Perfboard

AVRプログラマー

NanoとPro Miniが好きです。他のモジュールと一緒にブレッドボードで作業するのが好きです。より多くの回路が含まれている場合、Unoを使用するよりもはるかに便利であることがわかりました。より高速なプロセッサがありますが、多くのプロジェクトでは16Mhz 328で十分です。そしてUnoと同様に、これら2つは5ボルトの電源部品です。接続する必要のあるものが3.3ボルトプロセッサではうまく動作しない場合があります。

Pro MiniとNanoは、0.1インチの「Veroboard」（または同等品）に簡単にはんだ付けできます。クローン部品を購入してもかまいませんが、NanoとPro Miniの価格はわずか数ドルです。 、またはEbayでさえ、あなたが配達に関して忍耐強い限り、あなたを大いに救うことができます。

私が現在最も頻繁に使用しているモジュールはESP8266です。それは数ドルしかかからず、非常に成熟したArduinoフレームワークを備えた強力なWiFiプラットフォームです。多くの場合、これをデザイン内の唯一のプロセッサとして使用します。私はそれをデータロガーの基礎としても使用し、WiFi機能を完全に無視しました。20x4キャラクターLCD、電流/電圧測定チップ（INA219）、および18650リチウム電池で駆動するSDメモリカード。

たくさんの良い安価なオプションがあります。

Arduino Pro Microクローンは非常に安価で、プログラムに必要なのは通常のマイクロUSBケーブルだけです。有用なことを行うには、おそらくヘッダーをはんだ付けする必要があります。3.3V / 8MHzおよび5V / 16Mhzバージョンで利用可能です。