ардуино чем можно заменить
iОнлайн
Не ардуино единым. Обзор альтернативных микроконтроллеров и плат для разработки
Всем доброго времени суток, дорогие друзья. Практически каждый радиолюбитель знает что такое Ардуино и с чем его едят. На сегодняшний день платформа Arduino стала таким же нарицательным именем, как в свое время стал копировальный аппарат от фирмы Ксерокс (Xerox). Все мы помним эти времена, когда нужно было что-то отксерить. Так и Arduino как учебная платформа по конструированию и обучению программированию стала именем нарицательным. Однако, стоит отметить, что не смотря на то что на платформе ардуино разработано много полезных устройств (а сколько таких еще будет…) возможности этой платформы ограничены и увы не полетом фантазии. Стоит признать, что сетевые коммуникационные возможности микроконтроллеров Atmega оставляют желать лучшего, а низкая производительность, 8ми битная платформа и малый объем памяти сильно ограничивают применение ардуино. Но конкуренты не дремлют. В этой статье я хочу предложить вашему вниманию несколько альтернативных микроконтроллеров, которые дружат с Arduino IDE и при этом обладают большими возможностями по сравнению с Arduino на базе микроконтроллеров Atmega.
STM32 (STM32F103C8T6)
Данная отладочная плата известна также под названием проект “Blue pill”. Опенсорсное решение на базе ARM процессора. Плата призвана заменить собой платформу Arduino Nano и имеет следующие характеристики:
По сравнению с основным конкурентом — Arduino Nano, характеристики более чем впечатляющие. Да и зона применения этого микроконтроллера гораздо шире. Однако без нюансов не обходится. Стоит учитывать, что напряжение питания у микроконтроллера на этой плате составляет в среднем 3,3 вольта, соответственно и логика работы микроконтроллера трехвольтовая. У Arduino Nano напряжение питания 5 Вольт и логика соответствующая.
Для тех кто не в теме. Если микроконтроллер использует 5ти вольтовую логику, то при выдаче на цифровой пин логической 1 напряжение на выводе составляет 5 вольт. У микроконтроллера с 3,3-вольтовой логикой напряжение логической 1 равно 3,3 вольта, что в определенных случаях может доставить определенные сложности. Также не стоит забывать, что далеко не все устройства с логикой 3,3В толерантны (совместимы) с логикой 5В. Напряжение в 5В, поданное на цифровой вход устройства с логикой 3,3В, может привести к поломке.
Однако, не все так печально. Разработчики предусмотрели такой вариант и ряд выходов платы сделали толерантными к 5ти вольтовой логике. Данная информация представлена на изображении ниже:
При этом, если вам необходимо больше выводов, толерантных к 5ти вольтовой логике, чем может предложить данный модуль, существуют преобразователи логических уровней, которые позволяют решить данную проблему.
На китайских торговых площадках мне встречались преобразователи на 4 и 8 каналов, стоят копейки, но позволяют избавиться от головной боли :). Вот ссылка на 4х канальный преобразователь:
Устройства на базе STM32 в последние годы все больше и больше набирают популярность. На них строят как примитивные устройства, так и квадрокоптеры. А с выходом marlin 2.0 количество 3Д принтеров на подобной платформе значительно увеличится.
Свои модули STM32 (STM32F103C8T6) я заказывал вот тут:
Ну а теперь поговорим о модулях на микроконтроллерах с WIFI.
Так или иначе рано или поздно любому радиолюбителю или инженеру становится скучно и не интересно разрабатывать автономные устройства, либо обстоятельства вынуждают разрабатывать устройства взаимодействующие друг с другом или через интернет. У Адруино есть шилды, которые позволяют подружить микроконтроллер с сетью, но прогресс не стоит на месте и был разработан новый микроконтроллер уже имеющий у себя на борту интерфейс wifi. Представляю Вашему вниманию микроконтроллер ESP8266.
Основные характеристики ESP8266 следующие:
Имеются следующие интерфейсы:
Вот основные особенности данного микроконтроллера. Как видим, есть свои достоинства и недостатки. К достоинствам можно отнести:
К недостаткам можно отнести следующее:
Однако, недостатки не такие уж и критичные и для ряда проектов просто несущественные.
За счет своей функциональности микроконтроллер ESP8266 приобрел широкую популярность в среде разработчиков устройств и модулей для умного дома и интернета вещей. О чем свидетельствует популярность модулей Sonoff, обзоры которых я делал ранее. (Обзоры модулей Sonoff). Также данные микроконтроллеры используются во всяких устройствах с Wifi на борту, таких как кондиционеры, роботы-пылесосы и т.д.
Модули на базе ESP8266
На базе данного микроконтроллера разработан ряд модулей с маркировками от ESP-01 до ESP-13. В большинстве модули похожи друг на друга. Я же коснусь в своем рассказе только тех модулей, с которыми имел дело 🙂
Итак, самый младший представитель линейки – ESP-01.
Этот модуль знаком тем, кто пытался прикрутить к своему проекту на Arduino Wifi. Забавно, что зачастую проект мог бы и без ардуино обойтись 🙂
Итак, в данном модуле пользователю/разработчику доступно только 4 GPIO вывода. Не много, но для метеостанции или какого-нибудь датчика вполне сгодится.
Приобрести такой модуль можно по ссылкам ниже:
И там и там модули хорошего качества.
Ну а мы пойдем дальше. На очереди довольно интересный и необычный модуль ESP-07
Модуль представляет собой миниатюрную плату с возможностью установки на большую плату под пайку.Обратите внимание, шаг контактов 2 мм, не 2,54, а именно 2. В обычную макетку этот модуль впихнуть проблематично.
На первый взгляд отличительной особенностью данного модуля является наличие керамической антенны, а также разъема для подключения внешней антенны. На плате доступны все GPIO выводы за исключением выводов, отвечающих на SPI шину.
Модуль считается не первой свежести, но в большинстве проектов не теряет своей актуальности.
Приобрести данный модуль на Али можно по ссылке ниже:
Стоит признать, что некоторые считают, модуль ESP-07 несколько устаревшим, так как ему на смену пришли модули ESP-12
Плата модуля рассчитана под пайку, либо установку на гребенку с шагом контактов 2 мм, однако из существенных отличий – наличие выводов шины SPI.
Широкое распространение получили модули ESP-12E и ESP-12F, отличающиеся друг от друга объемом FLASH памяти.
В отличие от модуля ESP-07, Модули на базе ESP-12 не имеют возможности подключения внешней антенны и используют посредственную встроенную антенну, которая представляет собой дорожку на плате.
Распиновка у модулей ESP-12 одинакова.
Приобрести данные модули можно по ссылке ниже:
Подробную информацию по подключению и прошивке данных модулей вы можете получить на ресурсе посвященном микроконтроллерам ESP8266.ru
Учтите, что для прошивки и заливки скетчей в модули ESP-01 … ESP-12 необходим программатор. Подробнее о программаторах вы можете почитать в статье “Программаторы для Arduino, 3Д принтеров и не только”
Все эти модули хороши, однако кроме ESP-01 в готовом виде их применять не получится, т.к. нужна обвязка. Поэтому мы плавно переходим к готовым модулям, родоначальником которых стала плата ESP-12
Готовые модули на базе платы ESP-12
И так, как я уже говорил ранее, выход в свет модуля ESP-12 породил целую серию различных ARDUINO совместимых плат яркими представителями среди которых стали платы Wemos и платы Nocemcu (Lolin).
Первые известны под названием Wemos D1 и по форм фактору являются совместимыми с платами на базе Arduino UNO. Однако в виду того, что такой форм-фактор мне был мало интересен за счет своих больших габаритов, меня заинтересовала разновидность Wemos D1 Mini.
Это упрощенная миниатюрная версия модуля, построенная на базе сборки ESP-01 или ESP-12. В зависимости от производителя поставляется в двух вариантах:
Как правило, в обоих вариантах на борту имеется DC-DC преобразователь, понижающий напряжение до 3,3 вольт. Имеется возможность питания как напряжением 5 В так и напряжением 3,3 вольта.
Выглядят модули следующим образом. Ху из ху отличить проблемы не составит.
Wemos D1 Mini Robotdyn
Еще, модули могут отличаться объемом памяти и моделью микросхемы USB-TTL преобразователя.
На рисунке выше представлена распиновка модуля. Как видно, все сделано по упрощенной схеме. Также стоит отметить, что у данного модуля SPI порты не разведены. Учитывайте это.
Но для ряда проектов этого вполне достаточно 🙂
В качестве примера могу представить Вашему вниманию метеостанцию собранную на указанном модуле.
Итак, данные модули в интернете вы можете приобрести по ссылкам, указанным ниже. Как и всегда, я указываю ссылки на товары и магазины, где сам закупаюсь.
Как я уже упоминал выше, кроме Wemos D1 mini существуют модули NodeMCU или как их еще называют Lolin. Насколько я понимаю, изначально они разрабатывались для написания прошивок на Lua скриптах, однако, они прекрасно прошиваются и с помощью Arduino IDE, причем без лишних телодвижений. Т.е. хочешь пиши прошивку на LUA и заливай в микроконтроллер, хочешь на Arduino IDE. На сегодняшний день в продаже имеются модули под маркировкой NodeMCU v3. Выглядят платы следующим образом:
Как и Wemos D1 mini модули отличаются схемотехникой, объемом памяти, а также моделью микросхемы USB-TTL преобразователя. Однако, от модулей D1 NODEMCU имеют полный набор GPIO выводов с разведенной SPI шиной и как следствие – плата у NodMCU значительно больше (этак раза в два).
В остальном, по функционалу модули ни чем не отличаются.
Выводы делайте сами 🙂
Ну а купить такие платы можно по следующим ссылкам:
Ну и как Вишенка на торте, пара слов о гораздо более мощном 32х битном двухъядерном микроконтроллере, который называется ESP-32.
Ну а теперь давайте поговорим о характеристиках данных модулей.
Таким образом, пользователю доступно до 34 GPIO портов различного назначения. В купе с кучей плюшек и специфических портов, а также наличием большого набора различных интерфейсов, модуль обладает большим потенциалом для практического применения.
Уже сейчас на базе ESP-32 китайцы предлагают огромный набор готовых модулей различных компоновок. Тут и модули с возможностью подключения различных аккумуляторов, модулей с экранами, модулей с LORA, да и много еще с чем. Перечисленные модули я видел в продаже. Вообщем, кому интересно, можете посмотреть вот тут.
Базовые модули можно приобрести вот тут:
Модули ESP-32 без обвязки:
Готовые платы с модулем ESP-32
Вот такие вот современные замены ардуино существуют в мире. Возможно, есть и другие варианты на других микроконтроллерах. Я описал те, о которых знал и которые покупал сам. Ссылки опубликованы на проверенных продавцов. Буду рад, если статья оказалась вам интересной. Инженерных и творческих успехов 🙂
Достойные аналоги Ардуино: Teensy, Netduino и другие
Платформа Arduino сегодня как никогда популярна во всем мире, но многие компании стали разрабатывать аналоги, которые мы рассмотрим.
Удобство этой платформы кроется в том, что используемый язык программирования универсален и прост в освоении, а у программного кода открытая архитектура. Собираемые устройства на базе Arduino получают информацию обо всех внешних процессах с помощью датчиков, а управление реализуется с помощью разных исполнительных устройств.
Проблема заключается в высокой себестоимости комплектов для сбора и программирования, которые реализуются компанией-разработчиком. Но благодаря всемирной популярности Arduino, речь сегодня уже может идти об аналогах. Но не подумайте, что это частично упрощенная и ограниченная в функциональном плане адаптация. Аналоги ничем не уступают оригиналу и даже могут работать в объединенном комплекте. Перейдем к основным аналогам.
Netduino
В исходной плате устанавливаются «камни» с рабочей частотой до 168 МГц. Среди причин, по которым стоит отдать предпочтение именно этому аналогу, наиболее очевидным видится совместимая компоновка пинов, как в случае с Arduino UNO.
На сегодняшний день представлено достаточное количество модификаций таких плат, но определенная трудность в том, что Netduino – это не самый доступный вариант, если вы рассматриваете бюджетные аналоги.
Ti MSP430 LaunchPad
В ценовой категории 10$ также можно подобрать очень достойные варианты аналогов Arduino. Ti MSP430 LaunchPad – это достойный внимания аналог, который стоит отнести к малобюджетной серии устройств. При этом заметьте, что это не китайская копия, а вполне себе самостоятельное решение.
Ti MSP430 LaunchPad
MSP430 LaunchPad можно адаптировать к использованию совместно с тремя версиями Ti, которые поддерживают IDEs – это Code Composer Studio, версия CCS Cloud и вариант Energia IDE.
В случае с версией Energia, стоит заметить, что она похожа визуально на Arduino IDE и предоставляется в продажу в комплекте с большим набором программ. Среди доступного ПО стоит отметить 2 следующих варианта: The MSP430 is Very Easy и Getting Started with Energia.
Платформа LaunchPad, по аналогии с программной начинкой Arduino, имеет возможность использования различных шилдов, которые рассчитаны на расширение функциональной базы LaunchPad.
Teensy
С английского языка «Teensy» переводится, как «крошечный», а отсюда и вывод, что платы этой серии имеют достаточно небольшие размеры. Они основаны на микропроцессоре серии Freescale ARM Cortex-M4.
Подобные платы комплектуются «камнем» с рабочей тактовой частотой до 75 МГц. Но при всех своих небольших размерах такая плата имеет ничуть не урезанный функционал.
Teensy построен на базе Arduino IDE, что удобно в первую очередь следующим – большинство ваших программных кодов можно адаптировать здесь без лишних изменений. Доступны для установки add-on платы, если вы планируете их использовать.
Particle Photon
Данный аналог Arduino изначально был известен на рынке под именем Kickstarter, но позже стал использовать только одно обозначение Particle Photon. Фирменные платы имеют встроенный модуль Wi-Fi, что особо актуально в наши дни.
Используемое ядро – ARM Cortex M3 при допустимой максимальной рабочей частоте 120 Mhz. Программирование выполняет при помощи облачного IDE. За счет этого можно функционально обогатить персональные IOT проекты.
Собственная линейка Photon расширяется за счет использования дополнительных шилдов. Доступен также и 3G вариант основной платы – версия «The Electron».
На современном рынке представлены и другие аналоги Arduino, но в этой статье мы рассмотрели самые актуальные варианты из них. Будьте осторожны при знакомстве с другими версиями аналогов, так как у каждого из них есть свои индивидуальные особенности.
Arduino и его лучшие аналоги
Ардуино или его аналоги — это то, что сможет вдохнуть «жизнь» в любую вашу задумку. Это не конструктор с определенным набором деталей — это «сердце», к которому вы можете подключать различные системы. Поэтому возможности Arduino ограничиваются только лишь полетом вашей фантазии.
Arduino Uno и его аналоги
Лучшие аналоги Ардуино Уно
Raspberry Pi Zero
Raspberry Pi Zero — это небольшая плата, которая своими размерами не превышает размеров банковской карточки. По цене она дешевле Ардуино — ее цена обычно не переваливает за 10$. Производительности этой микросхемы хватит, чтобы запустить некоторые дистрибутивы Linux. Имеет процессор с частотой 1 ГГц и «оперативк у » 512 Мб. Для многих экспериментов этого вполне достаточно.
Данный микрокомпьютер не даром стоит первым в списке «Аналоги Ардуино Уно», так как он является самым мощным из всех перечисленных ниже. Это позволяет использовать данный микрокомпьютер для более сложных задач, с которыми может не справит ь ся даже A rd uino Uno.
Nodemcu
Дополняет наш список «Аналоги Ардуино Уно» необычный микрокомпьютер Nodemcu. «Необычность» его заключается в том, что он более серьезно «укомплектован», чем остальные. Например:
он использует 32-битный процессор, а Ардуино Уно — 8-битный;
он имеет 4 Мб встроенной памяти;
к нему можно подключить до 10 устройств;
низкая цена — в сети можно найти ценник в 3$.
ESP8266
Teensy
Это один из часто используемых аналогов Ардуино. У него есть много мелких преимуществ, таки х как:
встроенный загрузчик, который позволяет «скидывать» программу в микрокомпьютер прямо с «флешки»;
к нему можно подключить любое устройство по USB;
ARM-процессор с частотой 180 МГц и 256 Кб «оперативки».
Кстати, для программирования этого микроконтроллера также можно применять Arduino IDE.
Beaglebone
Данный микроконтроллер использует ARM-процессор с частотой 700 МГц и 256 Мб «оперативки». Поддерживает несколько языков программирования:
«Принимает» USB-флешки до 4 ГБ. Есть порт для интернет-кабеля.
MSP 430
Это качественная реплика оригинального Arduino Uno. Главное ее отличие от оригинала — более низкое энергопотребление.
Заключение
Мы будем очень благодарны
если под понравившемся материалом Вы нажмёте одну из кнопок социальных сетей и поделитесь с друзьями.
Аналоги Ардуино Уно / Нано из Китая и России
Бюджетные аналоги Ардуино от российских и китайских производителей по своим характеристикам и качеству изготовления сегодня практически ничем не отличаются от оригинальных плат Arduino UNO. Рассмотрим в этом обзоре с помощью каких совместимых микроконтроллеров можно без проблем заменить довольно дорогие оригинальные платы Arduino, чтобы использовать их в своих проектах.
Совместимые аналоги Arduino
ESP8266
ESP8266 производит китайская компания Espressif. Плату можно использовать в качестве шилда к Arduino Nano для связи по Wi-Fi, но также можно использовать и как отдельный микроконтроллер, который имеет собственные GPIO-порты и UART, SPI-интерфейсы. В качестве питания ESP8266 используется ток 3,3 В. Для прошивки можно использовать Arduino IDE, но необходимо сделать дополнительные настройки.
TEENSY
Teensy 3.5 — компактная плата совместимая с Arduino IDE на русском, но имеющая больше возможностей из-за мощного процессора. Используется в технических проектах со сложными программами, например, обработка звука, распознавание образов и т.д. Плата Teensy построена на базе 32-разрядного микроконтроллера Atmel с ядром ARM Cortex® M4 с частотой 180 МГц и Flash-памятью для программ 512 КБ.
NODEMCU
NodeMCU — это плата на основе модуля ESP8266 с микропроцессором с тактовой частотой 80 МГц и Flash-памятью 4 МБ. Плата используется для проектов, где требуется управление на расстоянии посредством Wi-Fi. Плата имеет 11 портов ввода/вывода GPIO, которые можно использовать в качестве UART, I2C и SPI интерфейса. Прошивается NodeMCU через Arduino IDE с предварительной установкой драйвера.
Плата ESP8266 и Teensy 3.5 — совместимые с Ардуино платы
Несовместимые аналоги Arduino
RASPBERRY PI
Raspberry Pi — это одноплатный компьютер, который работает на операционной системе Linux, возможна установка лицензионной Windows 10 IOT. Выпускается Raspberry в нескольких вариантах: «A», «B», «Zero», «Zero W» и другие с частотой 700 МГц и ОЗУ на 256 МБ или 512 МБ. Raspberry Pi имеет порты ввода/вывода GPIO, благодаря этому плату можно использовать в проектах для управления устройствами.
PARTICLE PHOTON
Particle Photon — плата для разработки проектов IOT (интернета вещей) на базе микроконтроллера ARM Cortex с Wi-Fi. В отличие от Arduino, родным напряжением платы Photon является 3,3 Вольт. GPIO порты выдают 3,3 Вольта, а в режиме входа принимают до 3,3 Вольт. Программируется Particle Photon с помощью смартфона/планшета через приложение Particle или через ПК через Web-приложение.
BEAGLEBONE
BeagleBone отлично подойдет для создания проекта в области домашней автоматизации, т.к. устанавливает коммуникацию между веб-браузером и GPIO-контактами на плате с напряжением 3,3 В. Для программирования микроконтроллера BeagleBone используется среда Cloud9 IDE. Работает плата на частоте 720 МГц и имеет ОЗУ 256 МБ. На BeagleBone установлен разъем для microSD, с которой грузится Linux.
Российские аналоги Arduino
CRAFTDUINO
CraftDuino — это российская уникальная плата, созданная на открытой платформе Arduino. Микроконтроллер совместим со средой программирования Arduino IDE и Arduino шилдами, но производители внесли в схему несколько улучшений для удобства использования. CraftDuino построен на ATmega168/328 с частотой процессора 16 МГц. Распиновка портов GPIO и питание платы не отличается от Arduino UNO.
ISKRA JS
Iskra JS тоже плата российского производства со встроенным интерпретатором JavaScript. Программируется на языке JavaScript в среде Espruino IDE (расширение для браузера Google Chrome). При этом Iskra JS полностью совместима с шилдами для Arduino. Микроконтроллер ARM Cortex-M4 работает на частоте 168 МГц — этого вполне достаточно для управления сложной автоматикой, системой умного дома и т.д.
ROBOTDYN
RobotDyn — это не просто плата, а целая линейка оригинальных плат на базе Arduino, но имеющая свои преимущества. Во первых более удобный порт USB-mini для подключения к компьютеру. Для программирования в среде Arduino IDE потребуется установить дополнительно драйвер для чипа CH340G. Кроме того, на плате RobotDyn UNO и NANO увеличено количество аналоговых входов, установлены порты A6 и A7.
Сайт про изобретения своими руками
МозгоЧины
Сайт про изобретения своими руками
Альтернатива Ардуино или взгляд на профессиональную лигу
Альтернатива Ардуино или взгляд на профессиональную лигу
Сегодня мы поговорим о том, чем можно заменить плату Ардуино и стоит ли вообще это делать.
Платформа Arduino покорила сердца и умы радиолюбителей. Она сделала процесс прототипирования более простым, а благодаря огромной поддержки мирового сообщества процесс поиска того либо иного вопроса стал значительно быстрее и эффективнее.
Но рано или поздно разработчик обнаруживает, что возможностей плат Arduino становится недостаточно. И тогда возникает вопрос поиска более функционального аналога… После небольшого поиска в интернете, пришёл к выводу, что STM32 идеально подойдёт для этой цели.
Шаг 1: Разница между STM32 и Arduino Nano
Сравнение двух плат можно разделить на два направления – аппаратная часть и программное обеспечение.
По аппаратной части плата STM32 полностью затмевает Arduino Nano. STM32 имеет почти идентичный форм-фактор (размеры) в сравнении с Nano. Кроме этого STM32 имеет некоторые отличные от Nano функции.
На плате находится модуль RTC (часы реального времени). Можно подключить аккумулятор к выводу Vbat, чтобы сохранить данные RTC.
Также на плате находится контроллер DMA (контроллер прямого доступа к памяти). Все выводы STM32 устойчивы к нагрузке, поэтому не нужны никакие преобразователи уровней. Кроме этого можно программировать плату STM32 с помощью «любимой всеми» программной среды Arduino IDE.
Больше информации о возможностях STM32 можно найти в datasheet.
Шаг 2: Начало работы с STM32
Скачиваем файлы. Устанавливаем драйвер адаптера FTDI и последнюю версию Arduino IDE с официального сайта «arduino.cc».
en.flash er-stm32
generic_boot20_pc13
en.stsw-stm32102
Шаг 3: Конфигурация
Разархивируем zip-файл Arduino_STM32 в папку каталога arduino. Затем откроем Arduino IDE, перейдём в диспетчер плат и установим плату Arduino SAM.
Затем подключим адаптер FTDI следующим образом:
Убедитесь, что переставили перемычку на адаптере FTDI с 5В на 3,3В. Теперь установим Flash Tool.
Шаг 4: Загрузчик STM32
Также, как и в случае с платой Arduino зашиваем загрузчик (Bootloader) в плату STM32. Загрузчик позволит напрямую программировать плату без какого-либо USB-адаптера.
Откроем Flash Tool, выберем «Correct COM PORT» и нажмём «Далее». Выберем «STM32 medium Density 64KB», а затем нажмём «Далее».
Шаг 5: Загружаем первую программу
Подключим плату STM32 к компьютеру с помощью USB-кабеля и откроем Arduino IDE. Установим параметры, показанные на фото.
После загрузки кода вы увидите, что светодиодный индикатор мерцаем. Можете «поиграть» с задержкой для достижения разных временных интервалов.
Шаг 6: Финал
На этом всё. Надеюсь, что изложенный материал был полезен. Всем добра!)