Arduino - jak wybrać i kupić?

Arduino to platforma przygotowana na zasadach open source, co oznacza, że jej dokumentacja jest publicznie dostępna. To zresztą jeden z powodów jej ogromnej popularności. Możliwość zweryfikowania rozmieszczenia elementów, wprowadzania własnych modyfikacji przez społeczność i powielania tego samego rozwiązania sprawiły, że Arduino zainteresowało bardzo wielu inżynierów.

Powstało też wiele klonów, które jednak w odróżnieniu od oryginalnych płytek nie zawsze produkowane są przy zachowaniu najwyższych standardów jakości. Bywa też, że rozwiązania alternatywne mają inne rozmieszczenie wyprowadzeń lub inaczej połączone piny, co sprawia, że podczas korzystania z materiałów edukacyjnych i przeglądania projektów przygotowanych przez społeczność można mieć problem z ich odtworzeniem. Poniżej przedstawiamy pięć najbardziej popularnych, oryginalnych modeli.

Arduino UNO

Fot. 1. Arduino UNO rev3

Nie ma wątpliwości, że najbardziej popularną płytką z omawianej rodziny jest Arduino UNO. Po włosku, a więc w języku ojczyzny Arduino, "uno" znaczy "jeden" i to właśnie ta nazwa została wybrana na potrzeby pierwszej płytki, jaka powstała wraz ze środowiskiem programistycznym Arduino Software IDE w wersji 1.0. Arduino UNO to projekt referencyjny, który na przestrzeni lat ewoluował do obecnej, trzeciej wersji. Stąd w sprzedaży dostępny jest Arduino UNO v. 3.

Platforma Arduino UNO to najlepsza płytka, by zacząć naukę elektroniki i programowania urządzeń. Jeśli użytkownikiem ma być osoba, która chce sprawdzić możliwości Arduino i nie ma jeszcze konkretnych pomysłów na projekt, powinna sięgnąć właśnie po ten model. Jest to zarazem najlepiej udokumentowana płytka, z której wykorzystaniem powstało najwięcej rozwiązań.

Arduino UNO bazuje na mikrokontrolerze ATmega328P. Ma 14 cyfrowych wyprowadzeń, które mogą pracować jako wejścia lub wyjścia, a 6 z nich może pracować jako generatory sygnału PWM. Ma też 6 analogowych wejść, 16-megahercowy rezonator kwarcowy, złącze USB i gniazdo zasilania oraz wyprowadzenia ICSP i przycisk resetowania.

Zawiera wszystko, co potrzebne do pracy mikrokontrolera. Wystarczy podłączyć płytkę do komputera przez kabel USB lub zasilić ją za pomocą oddzielnego zasilacza czy baterii. Prace z Arduino UNO można prowadzić bez obaw, gdyż w najgorszym wypadku wystarczy wyjąć procesor z podstawki zamontowanej na płytce i wymienić go na nowy, kosztujący około 10 złotych, po czym zacząć od nowa.

Arduino MEGA2560

Fot. 2. Arduino MEGA2560

Jeśli pierwsze kroki w elektronice ma się już za sobą, a tworzony projekt jest bardziej zaawansowany, warto sięgnąć po Arduino MEGA2560. Jest to nowy model, następca modelu Arduino MEGA. Bazuje na mikrokontrolerze ATmega2560, cechującym się znacznie większą pamięcią. Ma aż 54 cyfrowe wejścia i wyjścia, z czego 15 można użyć jako wyjść PWM.

Ma 16 wejść analogowych, 4 interfejsy UART, 16-megahercowy kwarc, złącze USB i gniazdo zasilania oraz wyprowadzenia ICSP i przycisk resetu. Jest polecany do projektów drukarek 3D i zastosowań w robotyce. Daje naprawdę duże możliwości.

Aby zacząć pracę z Arduino MEGA-2560, wystarczy - tak jak w przypadku Arduino UNO - podłączyć zasilanie. Warto dodać, że płytka jest kompatybilna z większością modułów rozszerzeń dla Arduino UNO.

Arduino Leonardo

Fot. 3. Arduino Leonardo

Płytka Leonardo jest nieco mniejsza niż Arduino UNO i MEGA2560. Bazuje na mikrokontrolerze ATmega32u4 i ma 20 wyprowadzeń cyfrowych, z czego 7 może być użytych w roli wyjść PWM, a 12 jako wejścia analogowe. Oprócz tego, tak jak dwa wcześniej wymienione modele, ma 16-megahercowy oscylator, złącze USB i zasilania, wyprowadzenia ICSP i przycisk resetu.

Podstawowa różnica leży w zastosowaniu układu ATmega32u4, który ma wbudowaną obsługę interfejsu USB. Dzięki temu nie ma potrzeby stosowania dodatkowego procesora, który w płytkach UNO i MEGA2560 jest wlutowany na PCB. W efekcie Leonardo, po podłączeniu do komputera, może być wykrywany jako klawiatura, myszka, albo wirtualny port szeregowy.

Arduino NANO

Fot. 4. Arduino NANO

Płytka NANO to już model zupełnie odmienny mechanicznie. Pod względem możliwości przypomina model UNO, gdyż zawiera taki sam mikrokontroler, ale w innej, mniejszej obudowie. Układ ATmega 328 jest wlutowany, a cała płytka ma mniejsze rozmiary oraz wyjątkowo małą masę. Nie ma osobnego gniazda zasilania, a ponadto wymaga kabla ze złączem Mini-B USB.

Liczne wyprowadzenia płytki zostały ustawione w taki sposób, by moduł mógł być wygodnie montowany na uniwersalnych płytkach prototypowych. Niemniej, dzięki mniejszym wymiarom łatwiej ją zmieścić w systemach wbudowanych o bardzo ograniczonej dostępnej przestrzeni.

Arduino MICRO

Fot. 5. Arduino MICRO

Płytka Arduino MICRO bazuje na mikrokontrolerze ATmega32u4, a więc na takim samym modelu, co płytka Leonardo. Oznacza to, że podobnie jak w Leonardo, nie potrzebuje dodatkowego kontrolera USB i może się zgłaszać systemowi jako myszka lub klawiatura. Została opracowana we współpracy z firmą Adafruit.

Pod względem wymiarów przypomina model NANO. Ma 20 cyfrowych wyjść/wejść, z czego 7 może podawać sygnały PWM, a 12 służyć jako analogowe wejścia. Na płytce znajduje się też 16-megahercowy kwarc, złącze micro USB, wyprowadzenia ICSP i przycisk resetu.

Budowa również została przystosowana do umieszczania modułu na uniwersalnej płytce prototypowej. Dzięki małym wymiarom, dobrze się mieści jako element urządzeń o małej dostępnej przestrzeni.

Oprogramowanie

Tabela 1. Porównanie parametrów poszczególnych wersji Arduino

Wszystkie płytki Arduino są kompatybilne ze środowiskiem Arduino IDE, które dostępne jest w wersji na systemy Windows (od XP wzwyż), Mac OS X (od 10.8 wzwyż) i Linux.

Można je pobrać ze strony: www.arduino.cc/en/Main/Software. Istnieje także wersja w postaci aplikacji dostępnej w sklepie Microsoft u, którą można bardzo łatwo zainstalować na komputerach z Windows 8.1 i Windows 10.

Od pewnego czasu płytki Arduino można programować również bez instalacji jakiegokolwiek oprogramowania. Wystarczy stworzyć sobie konto w serwisie https://create.arduino.cc i pisać programy w przeglądarce internetowej. Kod tworzy się w języku C lub C++ i zapisuje w postaci plików .ino.

Jak kupować?

Dobrym wyborem jest sięgnięcie po Arduino od rodzimego dystrybutora. Będzie on w stanie odpowiedzieć na ewentualne pytania i bardzo szybko, bez nadmiernych dodatkowych kosztów, dostarczyć produkt. Firmą, która ma w ofercie wszystkie omówione płytki i sprzedaje je wprost ze swoich krakowskich magazynów jest Micros.

Co ważne, jest to dystrybutor także innych komponentów elektroniki, a więc podczas zamówienia Arduino, można jednocześnie zamówić pozostałe podzespoły, potrzebne do wykonania projektu. Dodatkową zaletą jest fakt, że pracownicy Microsa to doświadczeni inżynierowie, którzy służą swoją wiedzą i poradami podczas przyjmowania zamówienia.

Micros sp. j. W. Kędra i J. Lic