Alternativa menor e mais barata ao Arduino Uno para projetos permanentes

Eu brinquei um pouco com um Arduino Uno que veio em um kit com uma placa de ensaio e componentes. Em breve, gostaria de fazer algumas coisas mais permanentes.

Eu preferiria uma unidade menor e mais barata que o Arduino Uno, mas isso é quase tão fácil de usar quanto o Arduino Uno, e muito semelhante ao uso.

O Arduino Pro Mini 328 - 5V / 16MHz é o próximo passo lógico? Com 1/6 do tamanho do Arduino Uno, é bastante pequeno. Por US $ 10 por peça, o preço também é bom.

Entendo que preciso soldar para que funcione. Isso não deve ser um problema.

Também precisarei de uma placa serial USB para programar a unidade?

Acho que a primeira melhor opção é remover o chip ATMega328p-pu do seu Arduino UNO e incorporá-lo ao seu circuito final. Os chips custam apenas US $ 1,50.

Dessa forma, você pode apenas usar o UNO como programador em vez do dispositivo final implantado.

Não sei por que não há mais documentação sobre a maneira correta de remover o chip ATMega328p-pu e usá-lo na sua placa de ensaio, após concluir a programação.

Eu explico exatamente como fazer isso no meu blog: http://raddev.us/arduino/post/2018/07/03/arduino-uno-using-your-atmega328p-u-as-stand-alone

Mas, aqui estão os princípios. Primeiro você remove o chip. Será semelhante ao seguinte depois de fazer isso. (Nota: estou usando o clone Elegoo de uma ONU).

Em seguida, aplique energia ao pino 7 e conecte o pino 8 ao GND.

Precisa de um cristal de 16MHz

Mas, o chip não parece executar o seu esboço neste momento. Isso porque você realmente precisa de um cristal para rodar em 16MHz.

A placa da ONU tem esse chip instalado e é por isso que funciona. Você pode vê-lo aqui:

Finalmente, você adiciona o cristal de 16MHz e um par de tampas de 22pF e seu chip funciona de forma independente (sem UNO).

Você adiciona o cristal aos pinos 9 e 10. Você pode ver todos os detalhes lendo a entrada do meu blog ou a folha de dados do atmega328 .

Finalmente, apenas conecte tudo o resto

Depois disso, basta conectar o restante do seu circuito aos pinos adequados e você poderá executar o seu ATMega328p-pu independente.

Na verdade, também é uma boa experiência de aprendizado.
Basta comprar chips de substituição atmega328p-pu para o seu UNO e você pode criar todos os projetos que deseja por muito mais barato.

Verifique a placa de desenvolvimento STM32F103C8T6, custa cerca de US $ 1,5 e é mais rápida / possui mais memória que o Arduino Uno e é muito menor.

Ele pode funcionar com o Arduino IDE, mas nem todas as bibliotecas são suportadas; portanto, verifique antes de usá-lo se suas bibliotecas usadas são suportadas ou se existem bibliotecas diferentes que você pode usar.

Atualizar

Diferenças:

                       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

Nota: conforme escrito anteriormente, apesar das especificações melhores, nem todas as bibliotecas são suportadas. Também é necessário comprar um programador (apenas uma vez, custa cerca de US $ 5).

Para o meu produto, fui de um Arduino Uno :

para o Arduino Pro Mini :

Sim, você precisará de um cabo FTDI para programação e comunicações seriais no PC, mas, desde que não precise de comunicações o tempo todo, precisará apenas de um cabo para fazer o upload do programa em cada dispositivo. Eles podem ser encontrados muito baratos também.

No entanto, percebo que o Arduino Pro Mini está aposentado agora, por isso pode ser um pouco mais difícil de obter ( ainda está disponível no AliExpress ). Portanto, por esse motivo, sugiro que você experimente o Arduino Nano :

que possui a vantagem adicional de USB integrado, o que significa que você não precisa mais do cabo FTDI para programação ou comunicação.

O ATMega328P que é o processador dessas 3 placas não possui USB nativo, o que significa que a placa também precisa incluir o IC FTDI FT232RL que é usado no cabo FTDI. Ter esse IC pode adicionar custos adicionais aos seus resultados financeiros.

Por alguns dólares mais baratos por dispositivo, você pode usar um microcontrolador (como o ATMega32U4) que possui coms USB nativos (e, portanto, economiza no IC do FTDI). Um desses produtos é o Arduino Micro :

Todas essas placas mencionadas são nativas no ecossistema do Arduino e (além do Pro Mini aposentado) devem ser fáceis de obter on-line ou na loja de eletrônicos local. Seu programa Arduino Uno funcionará para todas essas alternativas - basta mudar o quadro no IDE do Arduino:

Há mais uma placa que eu gostaria de mencionar - o DigiSpark :

É adequado apenas para programas menores, é limitado em alguns de seus recursos e não é uma placa oficial do Arduino. Dito isto, há muito suporte para o Arduino - e é barato!

Se você deseja continuar usando o Arduino e sua cadeia de ferramentas, pode pedir apenas um ATmega 328p (o microcontrolador no coração do Arduino Uno) e usá-lo sozinho!

Eles têm um custo bastante baixo (faixa de US $ 1,50 a US $ 3,00) e são compatíveis com a tábua de pão. Para uma solução mais permanente, você pode soldá-los em uma placa de proto (perfboard) ou mesmo em uma placa de circuito projetada quando o design chegar a esse nível.

Aqui está um excelente guia do pessoal do Arduino sobre como configurar um Arduino em uma placa de ensaio, usando apenas componentes brutos, como o ATmega 328p. Esse design usa um relógio externo de 16MHz, como um Arduino Uno.

Se você não usar o relógio interno de 8 MHz a bordo do 328p, poderá acabar com a maioria dos componentes extras e executar o chip bruto, como em neste guia (usando o Arduino Lilypad Bootloader em vez do carregador de inicialização padrão do Arduino). Isso economizará ainda mais dinheiro!

De qualquer forma, você precisará de uma unidade de programador AVR, já que não há porta USB embutida no 328p. Essa será a parte mais cara dessa configuração, mas a boa notícia é que você só precisa de uma e pode programar os 328p necessários. Eles também podem ser usados ​​para programar chips não-padrão que podem ser programados através de pinos Serx Tx / Rx, como os chips ESP (você apenas os conecta manualmente). Muito útil ter um desses, se você for sério sobre esses tipos de microcontroladores.

Microplaqueta do microcontrolador de ATmega 328p

Autocolantes Pin ATMega

Perfboard

Programador AVR

Eu gosto do Nano e do Pro Mini. Eu gosto de trabalhar com ele em uma placa de ensaio com outros módulos. Se houver mais circuitos envolvidos, achei muito mais conveniente do que usar um Uno. Existem processadores mais rápidos, mas para muitos projetos o 16Mhz 328 é mais que suficiente. E, como o Uno, esses dois são peças de 5 volts. Às vezes, o que você precisa conectar não funciona bem com processadores de 3,3 volts.

O Pro Mini e o Nano podem ser facilmente soldados em 0,1 "espaçados" Veroboard "(ou equivalente) Se você não se importa em comprar peças clonadas, o custo de um Nano e Pro Mini é de apenas alguns dólares. , ou até o Ebay, podem economizar muito, desde que você seja paciente no que diz respeito à entrega.

O módulo que agora uso com mais frequência é o ESP8266. É uma poderosa plataforma WiFi que custa apenas alguns dólares e tem uma estrutura Arduino bastante madura. Muitas vezes eu uso isso como o único processador no design. Até o usei como base para um registrador de dados e ignorei completamente o recurso WiFi. LCD de 20x4 caracteres, chip de medição de corrente / tensão (INA219) e um cartão de memória SD, alimentado por uma bateria de lítio 18650.

Existem muitas boas opções baratas.

Os clones do Arduino Pro Micro são super baratos e tudo o que você precisa para programá-los é um cabo micro USB normal. Você provavelmente precisará soldar os cabeçalhos para fazer qualquer coisa útil. Eles estão disponíveis nas versões 3.3V / 8MHz e 5V / 16Mhz.