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Arduino起手式!認識Arduino的功用與各開發板的差異

2020/06/18

梅問題-Arduino起手式,認識Arduino的功用與版本
  維基百科是這樣介紹Arduino的:「Arduino是一家製作開源硬體和開源軟體的公司,同時兼有專案和用戶社群,該公司負責設計和製造單板微控制器和微控制器套件,用於構建數位裝置和互動式物件,以便在物理和數位世界中感知和控制物件。

  該專案的產品是按照GNU寬通用公共許可證(LGPL)或GNU通用公共許可證(GPL)許可的開源硬體和軟體分發的,Arduino允許任何人製造Arduino板和軟體分發。 Arduino板可以以預裝的形式商業銷售,也可以作為DIY套件購買。」


在Arduino 出現之前,若是想做個自動控制的設備,像是要控制一些感測器或是透過繼電器控制家電,大家想到的就是單晶片、8051,這時就必須深入了解單晶片的程設設計,除了程式難度較高,所需的設備成本也高出許多,同時還要忍受測試過程的挫折,這些都讓非科班出身的人敬遠之。
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但是Arduino不一樣,它用小小的體積,把控制晶片和燒錄功能整合在一塊小小的板子上,並且讓Pin腳更容易接線、配合麵包板,可以輕鬆的接上各類感測器或週邊設備,初學者只要會插杜邦線,就能開始進行開發工作,就算沒有任何相關背景的人也可以快速學習。 至於Arduino這個名字的由來,是因為Arduino創造者之一的Massimo Banzi喜歡去一家名叫di Re Arduino的酒吧,該酒吧是以1000年前意大利國王Arduin的名字命名的。為了紀念這個地方,他將這塊電路板命名為Arduino。

Arduino 的魅力

傑森認為Arduino最大的優點就是程式編寫容易,就算完全沒有接觸過程式的人都能輕易上手!
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網路上還能找到大量的函式庫,讓控制各種不同用途的感測器變得更簡單,創客們不用深入了解設備的技術細節,只要專注在他的專案上就可以了。 還有一點很重要,Arduino 的硬體本身是不主張專利的,在公共許可下,任何人都被允許生產印刷電路板的複製品,還能重新設計,甚至銷售原設計的複製品。你不需要付版稅,甚至不用取得Arduino團隊的許可。 

所以大量的百分百Copy的Arduino 開發板,或是進行不同程度修改的「相容板」,都可以輕易買到,也因為量大,所以非常便宜。

價格便宜,這點非常重要!Arduino 的開發板,就算是義大利原廠製的,一片也就600-800台幣,更別說中國製的各種版本了,150-200台幣就能買到。
因為取得成本低、使用容易,所以網路上每天都有人分享他們的作品,舉凡智慧車、機器人、自動澆水、家電控制,甚至有人已經運用在實際的工作上,像是無人菜圃、保全系統等等,真的是沒有做不到,只有想不到!

Arduino這幾年還被應用到輔助程式的學習,而且效果非常好!在以前我們學習程式,一開始就是在螢幕上印出「Hello Wolrd!」,那時的我們或許還有些新奇,但現在的小朋友從小就是手機養大的,對於那麼單調的結果基本上是一點興趣也沒有的。但是各國都有研究,學習程式對小朋友的腦力開發很有幫助,所以就要想個法子引導他們學習程式。
77-1 這時Arduino就上場了,接幾條線、幾顆燈,加個蜂鳴器,再打幾行程式,然後燈就開始閃爍,還發出聲音!別說小朋友了,連大人都會覺得有趣的。用愉快的心情學程式,自然事半功倍。

認識常見的幾款Arduino開發板

Arduino的開發板非常多,除了官方出的,還有不少副廠設計的,不過對於初學者來說,常用的開發板不外乎Arduino Uno、Arduino Nano還有Arduino Mega。

Arduino Uno
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最受歡迎的開發板,也是最建議初學者使用,因為大多數網路上找的的範例,幾乎都是用Arduino Uno做的,所以學習上最沒有阻礙。 Arduino Uno是基於Microchip ATmega328P微控制器的開源微控制器板,由Arduino.cc開發。該開發板具有14個數位I/O引腳(其中6個可用於PWM輸出),6個類比輸入引腳,可以連接到各種擴展板和其他電路,並且可以通過B型USB線(和列表機相同的方口USB線)與Arduino IDE進行程式編寫。

官方網址:https://store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3
購買網址:https://www.jmaker.com.tw/products/arduino-uno-italy
Arduino Nano
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Arduino Nano明顯比Uno板小很多,但其實功能上幾乎一樣,所以如果你的專題需要小尺寸的板子,Nano是蠻好的選擇。 Arduino Nano與Uno最大的不同是沒有電源插座,以及USB是Mini USB插座。Arduino Nano尺寸非常小,可以直接插在面包板上使用。其處理器核心是ATmega328(Nano3.0),同時具有14個數位I/O引腳(其中6個可作為PWM輸出),8個類比輸入引腳。

官方網址:https://store.arduino.cc/usa/arduino-nano
Arduino Mega
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Mega外觀上就比Uno大一截,多出了非常多的Pin腳,如果你必須接一大堆感測器,Uno已不夠用了,那就改用Mega吧,除了大塊一點,使用上沒差太多的。 Arduino Mega處理核心是ATmega2560,效能上優於Uno和Nano;而且它有54個數位數位I/O引腳(其中15個可用於PWM輸出)、16個類比輸入引腳,4 UART介面,足夠連接許多設備了。

官方網址:https://store.arduino.cc/usa/mega-2560-r3

官方版V.S.副廠版

Arduino真的是佛心公司,他們設計了這麼多的開發板,竟完全公開板子的設計,讓全世界的人都可以自行製造,完全免費! 所以大家在市面上看到的板子,9成以上都是副廠的,但因為設計完全和官方相同,所以基本上使用起來是沒什麼差異的,而且價格只要原廠的1/4,Uno不到2百元,Nano甚至只要一張百元鈔就有了,低價就能取得開發板,也是讓Arduino紅翻天的主要因素之一。
Arduino Uno副廠版(設計和晶片都和原廠相同)
uno-3
購買網址:https://www.jmaker.com.tw/products/arduino-uno
Keyes原廠Uno板(設計和晶片都和原廠相同)
keyes_uno-4
購買網址:https://www.jmaker.com.tw/products/keyes-uno
Arduino Nano相容版(使用CH340晶片,使用前要先安裝驅動程式)
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購買網址:https://www.jmaker.com.tw/products/arduino-nano
Arduino Mega相容版(設計和晶片都和原廠相同)
IMG_2490
購買網址:https://www.jmaker.com.tw/products/arduino-mega
現在大家對於Arduino應該有一定的認識了,下一篇就要教大家安裝Arduino IDE,順便寫支簡單的程式囉!