本文旨在为刚对Arduino产生兴趣,准备进入微控圈的朋友提供一些入门的指导和建议。针对性的问题可以在评论区发帖求助。

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Arduino官方有很多规格的控制板,我应该选择哪种?

简单的来说,Arduino的每一块入门级别(Entry Level)的板对于初学者来说都是可以直接上手使用的,但是根据每一个项目的不同,选择板的时候也可以有一些多样的选择,下面来介绍一下本人最喜欢的几块板:
在这里可以看到Arduino官方出的几种板子的规格,下面介绍的板子都是属于 Entry Level的入门板:https://www.arduino.cc/en/Main/Products

Arduino Uno R3

arduino-uno-1

让我们首先来介绍一下 Arduino Uno R3吧。 UNO 是一块只有银行卡尺寸的微控制板 (Microcontroller),基于 ATmega328P-PU 微控芯片,当然也有一些UNO是基于 ATmega328P-AU 的小芯片(NANO和Pro mini的标配),使用起来都是一样的,下面是一些技术参数(官方参数:https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno#techspecs):

  • 微控制器:ATmega328P
  • 工作电压:5V
  • 输入电压(推荐):7-12V
  • 输入电压 (极限):6-20V
  • 闪存:32KB
  • 数字IO:14个(6个提供PWM输出)
  • 模拟IO:6个
  • 长:68.6 mm
  • 宽:53.4 mm
  • 重量:25 g

Uno最大的优点就是使用的广泛性,一般入门级别的项目教程使用的都是Uno作为控制器,因此很多 shield (带有独立功能的附加板/扩充板,可以直接插在UNO上使用以增加功能,常见如以太网扩充板)都是提供了对UNO的支持,另外用于开发时跳线可以非常方便的进行插拔,但是Uno的缺点就是尺寸过大,仅适合功能性的测试,在真正进行 prototype 开发的时候很多项目对于微孔板的要求是越小越好,不过基本上除了那些机器人小车之外,基本上也很少有玩家会直接使用UNO当做控制板来用。所以对于入门玩家来说,在你的桌上堆满各种其他板子之前,UNO绝对是你应该拥有的第一块板!

入门套件 Arduno Starter Kit ( 基于UNO R3)

官方链接:https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoStarterKit

starter-kit

Uno可能是大多数爱好者的第一块板,本人也不例外,我当时买的是 Arduino 官方的 Starter Kit with Uno R3,价格差不多是120加币左右,折算成人民币大约500多一点。有些人会说这不是傻吗,淘宝上那么多便宜的板子,就一个Uno就花了500多。但是我花了这些钱购买这个 Starter Kit 一点也不觉得后悔。第一我因为人在加拿大,所以一般不是在ebay上买中国的仿板的话一般就只能购买官方的板子啦。而且官方的 Starter Kit 提供了一本非常好的初学入门教程(精华所在!),还有一些其他的小部件可以配套教程使用,真正从零开始带领你进入 Arduino 的世界,感觉是非常地有意思。在我当时刚刚对 Arduino 产生兴趣的时候,虽然感觉兴趣很强烈但是有一种无从下手的感觉,如果不是通过这一本教程,而是直接购买一块板子然后自己找教程,我觉得花费的精力会多得多。另外购买官方的板子也是对开发团队的一种支持,毕竟如果不是 Arduino 团队开发出这么好用的板子和IDE,而且全部开源,就不会有现在那么好的个人开发的环境,其实想想这也是一种良性循环。而且官方的 Uno 板子制作非常精良,日后当你买了很多很多仿板之后,想起你的第一块正品的 Uno,你还是会感觉很有味道。

所以,如果你从来没有接触过 Arduino,你又没有很明确的开发目标,同时又想尽快感受一下 Arduino 的魅力,又懒得去了解太多东西,然后一个个去吧需要的部件都买齐,那么官方的 Starter Kit 绝对是你不二的选择,当然市面上还有许许多多其他的 Starter Kit 和入门教程,但是我并没购买使用过,所以不做评价。

Arduino Pro Mini

官方链接:https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardProMini

Arduino Pro Mini
  • 微控芯片:ATmega328P-AU
  • 电压:3.3V 或 5V(根据型号不同)
  • 输入电压:3.3V-12V 或 5V-12V
  • 电流:40 mA
  • 数字IO:14个(6个提供PWM输出)
  • 模拟IO:6个
  • 闪存:32KB

Pro Mini 有两个型号,购买的时候需要注意,一种是 5V(16 MHz),另一种是3.3V(8 MHz)。Pro Mini 基本与UNO的开发功能相当,它的优点就非常明显了,小!在真的开发项目中,如果不是自行设计PCB板子的话,那么 Pro Mini 的应用是非常好的,Pro Mini 是一块非常薄的板子,上面没有USB借口,因此省去了很多空间,但这个恰恰也是它的缺点所在,在购买 Pro Mini 的同时,你将会需要购买一个USB转TTL(Serial)的转换器才能对 Pro Mini 进行编程。

Arudino Nano

https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardNano
正面:
ArduinoNanoFront_3_sm.jpg
反面:
ArduinoNanoBack_3_sm.jpg
(↑USB to TTL 芯片)
讲完了上面两种板子,相信大家都看到了两种板子的优缺点,下面就是目前本人使用最多的板子啦:Arduino Nano。Nano 使用和 Pro Mini 相同的 ATmega328P-AU 芯片,但是 Nano 的底面自带有 USB to TTL 的芯片(官方的是FTDI,一般仿板使用CH340G比较多),而且有一个 USB Mini-B 的插口,因此可以直接插电脑进行编程。另外 Nano 又与 UNO 类似,自带一个 Voltage Regulator,因此输入6V - 12V的电压,你可以获得 5V 以及 3.3V 的两种输出电压,加上比 Pro Mini 更多的IO,价格也与 Pro Mini 相差无几。 相比于UNO,NANO 唯一的缺点就是需要将 male header pins(中文排针?)焊接到板子上以避免接触不良的问题。

总的来说,Nano 兼具了 UNO 和 Pro Mini 各自的优点,又摈弃了这两块板子的缺点,因此绝对绝对推荐各位都拥有一块!

当然官方也还有一些其他的入门板子,开发者也发明了许多许多开发板,但是对于入门学习来说,这三块板子,尤其是NANO就可以满足你基本所有的需求了。下面来介绍一下除了板子以外,你还需要准备哪些其他的东西来开始你的 Arduino 开发之旅。

软件:

  • 必备:Arduino IDEhttps://www.arduino.cc/en/Main/Software?setlang=cn)Arduino IDE 适用于任何 Arduino 开发板,支持 Windows/Mac/Linux 系统,也有很多其他的板子也可以使用 Arduino IDE 进行开发,有一些需要下载一些库,提供中文版,必备!
  • **进阶:**Processing、ESPlorer等...

硬件:

  • **数据线:**比如UNO,Nano,FTDI 都需要USB数据线,而且它们使用的USB数据线版本是不一样的,记得在购买时了解每块板子需要的数据线。
  • **USB转TTL转换器:**比较常用的有FTDI,CH340G,CP2102等,一般需要配合 female 跳线使用。
  • 跳线:(导线)用于连接部件。
  • **面包板:**方便产品原型的开发,可以直接插跳线使用。
  • **可选部件(根据每个项目所需不同):**LED灯珠、电容、电阻、三极管、电位器(变阻器)、光耦、二极管、按钮、显示屏、继电器、直流电机、伺服电机、干电池、手柄等。
  • **基本传感器:**温度传感器、湿度传感器、倾斜传感器、超声波距离传感器、烟雾气体传感器、水位传感器。
  • **其他模块:**Wifi模块(如ESP8266)、陀螺仪(gyroscope)、加速度传感器(accelerometer)、磁场感应器(magnetometer)、气压感应器(barometer)等等。

上述基础部件一般都可以在 Starter Kit 中找到,如果选择自行购买的同学建议可以先购置除了上述其他模块以外的所有部件,这样可以先熟悉一下 Arduino 的原理,再有一定的了解之后,你自然会知道自己的下一个Project需要哪些部件了!