Arduino 技術文件

Arduino 技術文件與教學

24 3 月

Arduino IDE 的下載與安裝

步驟1：在瀏覽器輸入網址：https://www.arduino.cc/en/Main/Software

如圖所示，根據自己的使用環境選擇相應的軟體進行下載。

步驟2：這里下載的是1.8.5版本。所以需要點擊【軟體的老版本】跳轉如下圖所示的界面。滑鼠往下滑即可看到如下圖所示的版本選擇界面

步驟3：選擇下載Windows版本

步驟4：點擊下載，待其下載完成後，會獲得一個壓縮包或是.exe文件

步驟5：如果是一個壓縮包需要將壓縮包進行解壓

步驟6：解壓之後，將獲得一個文件夾，如下圖所示：

雙擊文件夾中的arduino.exe就可以打開Arduino IDE編程軟體了。

步驟7：如果得到的是一個.exe文件，則需要雙擊該.exe文件進行安裝，雙擊之後可以看到如下圖所示的界面，點擊（I Agree）

步驟8：點擊【Next】

步驟9：選擇默認路徑無需修改，點擊【Install】開始安裝

步驟10：待進度條滾動完成，進度條完成之後，點擊【Close】即可

步驟11：最後，就可以看電腦桌面上看到Arduino IDE的快捷方式，點擊這個快捷方式就可以打開Arduino IDE 編程界面了

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Raspberry Pi 5 Model B 開發板
06 3 月

Arduino 與 Raspberry pi 的區別 該怎麼選擇？

Arduino 開發板和 Raspberry Pi 開發板是兩種非常受歡迎的開發平台，廣泛應用於電子和嵌入式系統領域。雖然它們有許多共同之處，如開放源碼和廣泛的社群支持，但它們之間在功能、用途和硬體結構上有著顯著的區別。

1. 硬體架構

Arduino：

  • Arduino 是基於微控制器（如 ATmega328）的開發板。微控制器是一個單一的處理單元，具備處理基本運算和控制輸入輸出的能力。
  • 它的處理能力相對較弱，適用於簡單的任務，如控制LED燈、感測器數據收集、電機驅動等。
  • 記憶體較小，通常只有幾KB的 RAM 和 Flash 存儲空間。

Raspberry Pi：

  • Raspberry Pi 是一個基於 ARM 處理器的單板電腦，具有更強的處理能力。
  • 它具備完整的作業系統支援（通常是 Raspbian 系統），並且能夠運行複雜的應用程式和網頁服務。
  • 記憶體一般為 1GB 或更多，存儲空間為 microSD 卡，這使得它能夠支持較為複雜的處理和多任務處理。

2. 運行環境與操作系統

Arduino：

  • Arduino 不運行完整的作業系統。開發者通常寫 C/C++ 程式碼，並將其直接燒錄到微控制器上。
  • 適合單一任務或簡單控制系統，不會處理複雜的多任務和多線程操作。

Raspberry Pi：

  • Raspberry Pi 運行完整的 Linux 作業系統（如 Raspbian），支持多線程和多任務運行。
  • 可以像普通電腦一樣運行應用程式、瀏覽網頁、播放多媒體、連接網絡等，並且能夠進行更高級的開發。

3. 輸入輸出接口

Arduino：

  • Arduino 擁有多個數字和類比輸入/輸出接口，適合處理感測器、馬達等低級別硬體交互。
  • 它的輸出端口適合簡單的硬體控制，如點亮LED、控制小型馬達等。

Raspberry Pi：

  • Raspberry Pi 提供較多的通訊接口（如 USB、HDMI、網路端口、GPIO 等），並且可以連接更多外部設備。
  • Raspberry Pi 的 GPIO 接口也支持數位和類比輸入輸出，但需要額外的模組來支持類比信號。

4. 用途

Arduino：

  • 由於其簡單的硬體架構和開發環境，Arduino 更適合用於小型、低功耗的嵌入式應用，尤其是在機器人、感測器數據收集和控制等領域。
  • 適合初學者進行簡單的硬體編程。

Raspberry Pi：

  • 由於其強大的處理能力和作業系統支持，Raspberry Pi 更適合用於需要大量計算或處理複雜任務的應用，如物聯網、媒體中心、個人伺服器或教育用途。
  • 也適合進行較為複雜的軟體開發、網頁伺服器搭建、桌面應用開發等。

5. 學習曲線

  • Arduino：
    由於硬體架構較為簡單，Arduino 的學習曲線相對較淺，適合入門者和初學者。開發過程中可以專注於基礎的電子學和編程知識。
  • Raspberry Pi：
    Raspberry Pi 提供更多功能和選項，學習曲線相對較陡。開發者需要學習如何使用 Linux 作業系統、編寫較為複雜的程式，以及如何處理硬體和軟體的交互。

6. 能效與成本

Arduino：

  • Arduino 消耗的電力非常低，適合長時間運行的嵌入式應用。
  • 價格相對較便宜，是一些簡單專案和 DIY 愛好者的首選。

Raspberry Pi：

  • Raspberry Pi 雖然比 Arduino 消耗更多的電力，但仍相對節能，並且提供更多功能。
  • 相比之下，Raspberry Pi 的價格較高，但對於那些需要高性能計算和更多外部接口的應用來說，性價比仍然很高。

總而言之，Arduino 適合於簡單的硬體控制和嵌入式應用，特別是在對低功耗、低成本的需求下；而 Raspberry Pi 則適合需要高處理能力和完整作業系統支援的應用，特別是在需要進行較為複雜的軟體開發和多任務處理的場合。選擇哪一個開發板，取決於您的專案需求和對開發環境的熟悉程度。

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05 3 月

ESP32 與 Arduino 定義和主要區別

隨著物聯網（IoT）和嵌入式技術的進步，各種型號、各種功能的微控制器應運而生。微控制器從簡單的功能設備發展成為集成多種功能的覆雜系統，滿足各種應用場景的需求。其中， ESP32 和Arduino晶片無疑是最著名、最受歡迎的微控制器之一，廣泛應用於物聯網、教育、創客項目、嵌入式開發等。

Arduino的特點

Arduino 是一個開源電子原型平台，它促進了基於硬件（微控制器）和軟件（Arduino IDE）的項目開發。Arduino 微控制器板基於 ATmega 系列晶片，適合從初學者到專業開發人員的用戶。Arduino 起源於 2005 年，旨在為意大利伊夫雷亞交互設計學院的學生提供物理計算設備。後來它發展成為一個價格合理且易於使用的平台。 Arduino的特點： （1）易於使用和學習：Arduino IDE提供了基於C/C++的簡單編程環境，適合初學者。 （1）高度模塊化和可擴展性：允許用戶輕松修改和擴展功能。 （1）豐富的社區支持：全球有大量的教程、項目和論壇，為用戶提供學習和分享的平台。 Arduino 系列開發板基於幾種不同的芯片。因此，當我們說“Arduino”時，通常指的是由 Arduino 設計和制造的開發板。Arduino 微控制器包括 Arduino Uno、Arduino Mega、Arduino Nano 等。其中，Arduino Uno 是最受歡迎的型號，本文將重點比較 Arduino Uno 和 ESP1 的參數。

ESP32 是樂鑫科技開發的一款低成本、低功耗、高集成度的 WiFi 和藍牙雙模微控制器晶片。樂鑫科技是微控制器開發領域的另一家全球領導者。該公司總部位於中國上海，自 8266 年以來一直在全球範圍內推廣其 Esp32 和 Esp2008 系列晶片、模組和開發板。

ESP32 的特點

雙核處理器：配備兩個高性能Tensilica Xtensa LX6微處理器核心。
內置無線功能：支持 Wi-Fi（802.11 b/g/n）和藍牙（BLE 和經典藍牙）。
支持多種編程語言：支持C/C++/Python編程。
低功耗模式：支持各種睡眠模式以降低功耗，適用於電池供電的設備。

Arduino Uno 與 ESP32 參數對比

Arduino UNO

  • 處理器 8位ATmega328P Tensilica Xtensa LX6 雙核處理器
  • 內存 2KB 內存 520KB 內存
  • I / O端口 14 個數字 I/O 引腳和 6 個模擬輸入引腳 36個GPIO引腳，支持模擬信號、SPI、I2C、UART等。
  • 藍牙 沒有 BLE 和傳統藍牙
  • WiFi 沒有 2.4G WiFi
  • 工作電壓 5V 3.3V
  • 程式語言 C / C ++ C/C++/MicroPython

ESP32 主要技術參數

  • 處理器：雙核 Tensilica Xtensa LX6，最高主頻 240 MHz
  • 內存：520 KB SRAM
  • 閃存：4 MB（視模組而定）
  • 無線通信：內建 2.4 GHz Wi-Fi（802.11 b/g/n）和藍牙 4.2（含 BLE）
  • GPIO 引腳：最多 34 個，可配置為多種功能，包括數位 I/O、PWM、ADC、DAC 等
  • ADC：12 位元 SAR ADC，最多支持 18 個通道
  • DAC：2 個 8 位元 DAC 通道
  • 通信接口：多個 UART、SPI、I2C、I2S 接口
  • 其他功能：內建霍爾感測器、觸控感測器、溫度感測器等
  • 工作電壓：3.3V
  • 功耗：支持多種低功耗模式，深度睡眠模式下功耗可低至數微安

在為項目選擇微控制器時，必須全面考慮項目的要求。ESP32 開發板適用於需要更高處理能力和連接能力的高級項目，例如智能家居應用、工業自動化和物聯網設備。Arduino 開發板 的簡單性使其適合用於教育目的、業余愛好者項目和藝術裝置。雖然 ESP32 開發板提供非常先進的功能和強大的處理能力，使其適合覆雜的應用，但 Arduino 開發板及其易於使用的方法將供初學者和教育使用。
值得注意的是：Arduino公司最新推出的 UNO R4 WiFi 以及 Nano esp32 有採用 ESP32-S3 晶片。

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Arduino UNO R4 WiFi 開發板
03 3 月

關於 Arduino uno r3 開發板的介紹 最新版本 uno r4 已上市

Arduino是一家義大利開源硬體和軟體公司、專案和使用者社群。 他們設計和製造用於建造數位裝置的單板微控制器和微控制器套件。 Arduino 的硬體產品獲得 CC BY-SA 許可，而軟體根據 GNU 寬通用公共授權 (LGPL) 或 GNU 通用公共授權 (GPL) 獲得許可，這意味著任何人都可以建立 Arduino 板並分賣軟體。 Arduino板可以從官方網站或授權經銷商購買。
Arduino uno r3 開發板是使用各種微處理器和控制器設計的。 這些板配備了一組數位和類比輸入/輸出 (I/O) 引腳，可連接到各種擴展板或麵包板和其他電路。 該板具有串行通訊介面，包括USB，也用於安裝程式。 微控制器可以使用 C 和 C++ 程式語言以及標準 API（原文： Arduino Programming Language）進行編程，其靈感來自於處理語言，並與處理 IDE 的修改版本一起使用。 除了使用傳統的編譯工具鏈外，Arduino專案還提供了整合開發環境（IDE）和用Go語言開發的命令列工具。
Arduino 計畫始於 2005 年，作為義大利伊夫雷亞互動設計學院學生的工具，旨在為新手和專業人士提供一種低成本且簡單的方法來建立使用感測器和執行器進行互動的裝置。 對於初學者和愛好者來說，此類裝置的常見範例包括簡單的機器人、恆溫器和運動偵測器。

關於Arduino uno r3 的介紹

Arduino 系列電路板的設計大多使用 Atmel AVR 單片機。這些電路板配有一組數字和類比I/O引腳，可以連接各種擴展板或麵包板（Shields 擴充版)和其他電路。這些電路板具有串列埠，包括某些型號上的通用串列匯流排（USB），也用於從個人電腦載入程式。
軟體編程方面，通常使用C/C++程式語言，官方提供了一個開發用的Arduino 整合開發環境(IDE)。除了使用傳統的編譯工具鏈之外，Arduino 項目還提供了一個基於 Processing 語言專案的整合開發環境。另外，一些少兒編程教育軟體提供了對 Arduino 的可視化編程。
Arduino 的設計使幾乎任何人都能輕鬆創作，即使不懂編程的人也能利用它來響應感測器、閃爍燈光或控制馬達。隨後，班齊、奎提耶斯和梅利斯將設計圖上傳至網路，並秉持開放原始碼的理念，決定採用創用CC許可（Creative Commons License）。這種許可旨在保護開放著作權行為，類似於 GPL，但更適用於硬體。根據創用CC許可，任何人都可以生產印刷電路板的複製品，重新設計，甚至銷售原設計的複製品，而無需支付版稅或獲得 Arduino 團隊的許可。

Arduino uno r3 特色

  • 基於創用CC開源的電路圖設計。
  • 免費下載，也可依需求自己修改，但需遵照姓名標示，按照作者或授權人所指定的方式，表彰其姓名。
  • 依相同方式分享，若改變或轉變著作，當散布該衍生著作時，需採用與本著作相同或類似的授權條款。
  • Arduino 可使用 ICSP 線上燒入器，將 Bootloader 燒入新的IC晶片。
  • 可依據 Arduino 官方網站，取得硬體的設計檔，加以調整電路板及元件，以符合自己實際設計的需求。
  • 可簡單地與感測器及各式各樣的電子元件連接，如紅外線、超音波、熱敏電阻、光敏電阻、伺服馬達等。
  • 支援多樣的互動程式，如Adobe Flash、Max/MSP、VVVV、Pure Data、C及Processing等。
  • 使用低價格的微處理控制器（Atmel AVR）（ATmega8、168、328等）。
  • USB 介面，不需外接電源。另外有提供直流（DC）電源輸入。

注意：最新版本Arduino uno r4 已經上市了

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03 9 月

如何安裝CH340晶片程式

有些作業系統第一次將CH340晶片連接到電腦的USB端口時，可能需要安裝驅動程序。

CH340已經過測試：

  • Windows 7/10
  • Mac OSX
    • v10.10.5
    • v10.11.6
    • v10.13.0
    • v10.14.5
  • Linux
    • Raspberry Pi的Raspbian Stretch（11-13-2018發布）
    • Raspberry Pi的Raspbian Buster（2019-07-10發布）
    • Ubuntu v18.04.2,64位

若作業系統已經預裝了驅動程式，您不需要安裝任何額外的軟體。但若有遇到驅動程序，您可以從下面鏈接下載安裝驅動程式：

CH340由WCH製造。您可以在這裡找到最新版本的驅動程序

更新驅動程序

如果安裝了較舊的CH340驅動程序，則可能需要更新它們。以下是在每個測試的作業系統上執行此操作的說明。

Windows 7/10: 下載 並執行

Mac OSX: 下載並解壓縮文件夾。

如果您使用的是Mac OS X v10.12 +（即High Sierra，Mojave），只要將CH340插入電腦，計算機就可能會重新啟動，我們建議您先移除舊驅動程式。如果您發現此問題，則需要從USB端口拔下CH340，重啟電腦並重新安裝最新的驅動程式。

Linux:

Raspbian：標準CH340
補丁：下載修補驅動程式

出處：How to Install CH340 Drivers

 

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