The Arduino Family: definiremo in questo modo l’insieme delle diverse schede di microcontrollori che afferiscomo al progetto Arduino.

In un precedente articolo avevo spiegato le differenze sostanziali tra Raspberry PI e Arduino, ovvero tra un microprocessore ed un microcontrollore, e avevamo mostrato gli usi specifici per ciascuno di essi.

Successivamente, il nostro Simone aveva nuovamente parlato di Arduino (cos’è, come funziona), raccontando in modo approfondito e completo in che modo sfruttare più a fondo le sue caratteristiche.

Ma “Arduino” è più di una scheda. Arduino è una filosofia, un concetto. Lo dimostra il fatto che di “Arduini” ne esistono svariati modelli, ciascuno con le proprie caratteristiche salienti.

Questo articolo vuole offrire una istantanea della Famiglia che, lungi dall’essere completa, possa in qualche modo mettere in risalto le diverse opzioni di utilizzo di ciascun elemento.

Arduino UNO Rev.3

Arduino UNO rappresenta la scheda migliore per apprendere elettronica e programmazione. Se siete alle prime armi su questa piattaforma, UNO è la scheda più robusta con cui iniziare a divertirvi. Arduino UNO è la scheda più utilizzata, e con la maggiore documentzione della Arduino family.

Arduino Uno è una scheda a microcontrollore basata su ATmega328P (datasheet). Dispopne di 14 pin per input/output digitale (di cui 6 utilizzabili come PWM output), 6 input analogici, un quarzo a 16 MHz, una connessione USB, un power jack, un header ICSP ed un tasto di reset. Il sistema è talmente robusto da lasciare campo libero agli sperimentatori in erba. Nel peggiore dei casi è possibile rimpiazzare il chip con il microcontrollore a pochi euro, ed iniziare di nuovo a sperimentare.

Link: Arduino Uno Rev.3

Arduino Leonardo

Simile ad Arduino UNO, viene riconosciuto dai computer come un mouse o una tastiera.

Arduino Leonardo è una scheda a microcontrollore basata su ATmega32u4 (datasheet). Dispone di 20 pin per input/output digitale (di cui 7 utilizzabili come PWM output e 12 come input analogici), un oscillatore a cristallo da 16 MHz, una connessione micro USB, un power jack, un header ICSP ed un tasto di reset.

Link: Arduino Leonardo

Arduino MEGA 2560

Il MEGA 2560 è stato progettato per progetti più complessi. Con 54 pin per I/O digitale, 16 input analogici ed uno spazio più ampio per gli scketch, è la scheda raccomandata per stampanti 3D e progetti di robotica.

Arduino Mega 2560 è una scheda a microcontrollore basata su ATmega2560. DIspone di 54 pin per input/output digitale (dei quali 15 utilizzabili per output PWM), 16 input analogici, 4 UART (porte seriali hardware), un oscillatore al quarzo da 16 MHz, una connessione USB, un power jack, un header ICSP ed un pulsante di reset. La scheda Mega 2560 è compatibile con la maggior parte degli  shield progettati per la Uno o per le schede precedenti, Duemilanove o Diecimila.

Link: Arduino MEGA 2560

Arduino DUE

Arduino Due è la prima scheda Arduino basata su un microcontrollore con core a 32-bit ARM. È la scheda ideale per progetti Arduino ad alte prestazioni. Arduino Due è una scheda a microcontrollore basata sulla CPU  Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3. DIspone di 54 pin per l’I/O digitale (dei quali 12 utilizzabili come output PWM), 12 input analogici inputs, 4 UART (porte seriali hardware), un clock a 84 MHz, una connessione USB OTG capable, 2 DAC (digital to analog), 2 TWI, un power jack, un header SPI, un header JTAG, un pulsante di reset ed uno di cancellazione.

Link: Arduino DUE

Arduino Nano

Arduino Nano è un Arduino UNO di dimensioni estremamente ridotte. È infatti una scheda piccola, completa e breadboard-friendly basata su ATmega328 (Arduino Nano 3.x). A causa delle ridotte dimensioni, non dispone di un power jack per l’alimentazione in corrente continua, e funziona con un cavo USB Mini-B anziché uno standard.

Link: Arduino NANO

Arduino MKRZero/WiFi/FOX/WAN/GSM/NB

La nuova serie Arduino MKR definisce uno standard riguardo al fattore di forma ed alle performances per le schede Arduino. Queste nuove schede vengono distribuite in forma compatta, dotate di un potente microcontroller a 32 bit Cortex-M0 Atmel SAM D21 e la funzione di ricarica per accumulatori LiPo. Inoltre Arduino offre per questa serie MKR diversi tipi di tecnologia wireless pert IoT. Oltre al modello di base, Arduino MKR Zero sono stati resi disponibili altri tipi di supporto con WiFi, WAN o GSM.

Link utili:

• Arduino MKR Zero
• Arduino MKR Wifi 1010
• Arduino FOX 1200
• Arduino WAN 1300
• Arduino GSM 1400
• Arduino NB 1500

Arduino Micro

Arduino Micro è la più piccola scheda della famiglia, facile da integrare negli oggetti di tutti i giorni per renderli interattivi. Il Micro è basato sul microcontrollore ATmega32U4 (datsheet) con una USB built-in che rende il Micro riconoscibile come mouse o tastiera. La scheda del Micro è simile a quella di Arduino Leonardo con built-in USB communication, eliminando così la necessità di un processore secondario. Ciò consente al Micro di apparire come un mouse o una tastiera ad un computer collegato, oltre ad una porta virtuale (CDC) serial / COM.

Link: Arduino MICRO

Shields

Uno shield è una scheda che può essere inserita superiormente ad un circuito stampato Arduino, estendendone le capacità. Shield differenti seguono la medesima filosofia del toolkit originale: sono semplici da montare ed economici da produrre. In genere una scheda shield viene riconosciuta automaticamente da Arduino. Occorre tuttavia controllare sempre le tensioni di utilizzo: alcune schede Arduino infatti supportano solo una tensione di 3,3V. Una Una lista piuttosto completa di shield ufficiali e non ufficiali per Arduino si trova su shieldlist.org.

Bundles

Per coloro che vorrebbero prendere confidenza con il mondo Arduino, ma non sanno da dove iniziare, sono disponibili gli “starter kit“: si tratta di offerte in cui è possibile trovare una scheda Arduino UNO, una serie di connettori, una breadboard per montare  i primi circuiti senza l’uso di saldatore a stagno o di circuito stampato, un manuale che introduce al sistema di sviluppo con numerosi progetti da testare, componenti elettronici per i progetti e link per ottenere maggiori informazioni.

Esistono anche confezioni “Bundle“, come il MKR IoT indicato più sotto, che offrono il necessario per completare progetti tematici, o come i kit di costruzine e programmazione di robot.

Link utili:

• Arduino Starter Kit
• Arduino MKR IoT Bundle

Considerazioni finali

Come detto in apertura, la lista è tutt’altro che completa: il mercato dei microcontrollori intelligenti è in fermento (nonostante il marcato disinteresse dei media), e nuovi modelli, più potenti ed economici, vengono presentati mese dopo mese al pubblico di makers ed appassionati. A questo link è disponibile una pagina comparativa delle specifiche di ciascuna board.

Nell’articolo ci siamo limitati ai discendenti originali della Famiglia Arduino: come sette lustri or sono nel caso dei Personal Computer, anche in questo settore è infatti possibile trovare cloni, più o meno ufficiali, dalle medesime interfacce elettriche, ma con caratteristiche o ammennicoli differenti. Arduino è nato come progetto open source Hardware, il circuito elettrico ed i cablaggi del microprocessore, le sue interfacce di ingresso e uscita sono ben note e definite, ed è stata solo una mera questione di tempo prima che produttori dai quattro angoli della Terra iniziassero a sfornare schede compatibili. Alcuni di essi con una qualità migliore di altri, tanto da meritarsi il riconoscimento da parte degli sviluppatori di “prodotto 100% Arduino compatibile”: parliamo di aziende come Elegoo, SparkFun, SeeedStudio, che condividono un mercato che per il 2021 è previsto attestarsi sui 6 trilioni di dollari USA.