Arduino технические подробности

Ардуино придумали в Италии, поэтому в начале рассмотрим оригинальные платы, выпускаемые самой компанией Arduino:

Ardino – стандартная плата (самая распространенная), 20 входов-выходов, полная совместимость со всеми шилдами.

ArduinoUnoFront240

ArdinoMega – больше по размерам чем просто ардуина из-за чего совместима не со всеми шильдами, 70 входов-выходов.

ArduinoMega

ArdinoNano – размер значительно меньше чем просто ардуина из-за чего совместима не со всеми шьльдами, 22 входов-выходов.

ArduinoNano3-240

ArdinoMini  — самая маленькая из официальных плат, отсутствует usb разъем, не совместима с шильдами вообще, 20 входов-выходов.

ArduinoMini04-240

Arduino Lilypad – не похожа на остальные платы, предполагается что ее будут использовать для умной одежды, 20 входов-выходов

LilyPad_3

Полный список официальных плат доступен по ссылке https://www.arduino.cc/en/Main/Boards

 

Теперь поговорим более подробней о каждой версии платы.

Arduino

Стандартная и самая распространённая плата. Когда говорят «ардуина обычно ее и имеют в виду. Самые первые платы были в этом этом форм-факторе, соответственно именно он пережил больше всего изменений. Все эти платы имеют одинаковое количество входов-выходов, собранных на одинаковые разъёмы (для подключения перефирии и шилдов), программируются по USB, и имеют микроконтроллер ATMega на борту. На ранних версиях стоял ATMega8, потом стали ставить ATMega168, потом ATMega328.

На Atmega8 всего 3 ШИМ выхода, 8Кб под скетч 1Кб оперативки, что в принципе достаточно для не больших проектов. У ATMega168 уже 6 ШИМ каналов и 16Кб под нашу программу, а у 328-й 32Кб под программы и уже 2Кб оперативки. Не стоит забывать, что нам доступна не вся память, часть памяти занимает бутлоудер который используется для загрузки нашей программы в микроконтроллер.

На всех платах до arduino UNO стоял чип-преобразователь USB-UART FT232, позволяющий втыкать плату прямо в USB и программировать без программатора. При подключении к компьютеру в системе появлялся виртуальный COM-порт, который и используется средой разработки Ардуино для программирования.

Arduino UNO

На UNO решили заменить преобразователь FT232, на микроконтроллер Atmega8U2 а в дальнейшем на 16U2в который изначально залита прошивка которая реализует Usb-Uart мост за место FT232. Это было сделано в первую очередь для уменьшения времени прошивки, теперь процесс в среднем занимает 2-3 секунды и появилась возможность залить в этот контроллер свою прошивку и заставить ардуино выглядеть для компьютера как мышка или клавиатура. Только для реализации этой функции придется попотеть, так как производитель не рассчитывал что так будут делать. Так же из-за замены ft232 на atmega потерялась возможность использовать плату как программатор для других чипов.

Как мне кажется стоит покупать Arduino UNO так как она более новее и все шильды выпускаются для нее. В принципе их можно поставить и на более старые версии, но возможно придется отогнуть лишние контакты на шильде.

Arduino Leonardo

Из-за использования Atmega32u4 производитель полностью отказался от использования Usb-Uart преобразователя, эта функция реализуется на одном кристале. Так же у Atmega 32u4 на 0,5кБ больше оперативной памяти, количество ШИМ-выходов стало 7 (что на 1 больше), аналоговых входов стало в два раза больше и теперь их 12. И из-за аппаратного usb стало намного легче переделать Arduino в мышку или клавиатуру.

Правда появились специфические нюансы — бутлоадер теперь занимает 4кб памяти для прошивки и из-за того что во все программы добавляется поддержка USB каждая программа в среднем будет весить на 3774 байт больше чем для прошлой версии.

Фактически ардуино леонардо имеет те же входы-выходы что и UNO по этому полностью совместим со старыми шилдами.

ArdinoMega

Серия прокачанных по характеристикам плат из-за чего имеет больший размер. Представлена целой серией моделей: Mega, Mega2560 и Arduino ADK. Платы совместимы практически со всеми шильдами, но из-за разного по сравнению с обычными платами расположения выводов SPI-интерфейса, шилды использующие его будут не работоспособны. На новом SPI интерфейс расположен на колодке ISP.

На платах куча выводов: 54 цифровых, с поддержкой ШИМ 15,16 аналоговых вход-выходов,: 128 или256кб — флэш памяти, 8кб оперативки, 4кб еепрома и 4 хардварных UART. «Мега» построена на ATmega1280, а «2560» и «ADK» на ATmega2560, поэтому различаются платы объёмом памяти, к тому же у старой редакции плат 2560 и ADK USB-часть выполнена на ATmega8U2 а на более новых платах 2560 — на ATmega16U2, точно так же как на платах серии УНО.

А плат ADK так же есть поддержка USB-host что позволяет подключать к ней телефоны на android и другие устройства.

ArdinoNano

Маленькая платка с mini-USB портом. Шильды для нее официально не продаются, этот недостаток легко решается тем что ее саму можно установить на макетную плату.На последних платах используется ATmega328. В качестве USB-UART преобразователя стоят FT232.

ArdinoMini

Ещё меньшая плата. Пережила несколько версий — имеющих незначительные отличия в назначении некоторых выводов. С шилдами не совместима, но удобна для реализации законченных устройств. На ней нет USB — программируется она с помощью переходника USB-Serial.

Есть варианты платы, работающие на 3,3В и 8МГц, в качестве основы используют Atmega328.

 

В качестве заключения

На этом мы закончили рассмотрение официальных плат. Так как проект Arduino является полностью открытым его многие копируют, внося или не внося своих изменений. В Китае легко купить полную копию ардуино за смешные 90-150 рублей при этом она не будет уступать по качеству оригинальной. Единственная особенность то что китайцы любят заменять чип ft232 на более дешевый,  что от вас потребует установить драйвер в ручную.

Метки: , , , , , . Закладка Постоянная ссылка.

Добавить комментарий