Arduino

È un sistema composto da una famiglia di schede elettroniche di piccole dimensioni e un ambiente software per lo sviluppo di applicazioni: gli schemi circuitali e il software di supporto sono open source, questo ha reso possibile lo sviluppo di numerose schede alternative con caratteristiche simili.

Una comunità mondiale di maker, studenti, hobbisti e programmatori ha utilizzato questa piattaforma per lo sviluppo di numerosi progetti, da oggetti di uso quotidiano a complessi strumenti scientifici, i loro contributi si sono aggiunti ad una incredibile quantità di conoscenza accessibile a tutti che può essere di grande aiuto sia per i principianti che per gli esperti. Dalla prima comparsa, questo progetto ha ottenuto un enorme successo ed è in continua evoluzione per adattarsi a nuove esigenze, differenziando la sua offerta da semplici schede a 8 bit a prodotti per applicazioni IoT, indossabili, stampa 3D e ambienti embedded.

Le schede sono dotate di un microcontrollore programmabile e circuiti di interfaccia (connettori di input e output per segnali analogici e digitali, interfaccia seriale, ecc.), questo le rende adatte per interagire con il mondo esterno. Le schede possono essere ampliate tramite unità di espansione dette shield (scudo). Sul sito originale arduino.cc si può trovare una rassegna delle varie schede prodotte a questo link, altre informazioni sulla pagina Arduino di Wikipedia.

Le principali schede sono Arduino UNO, Arduino Mega 2560, Arduino Nano, basate sui microcontrollori Atmel 8-bit AVR della serie ATmega.

Date le limitate caratteristiche dei microcontrollori ATmega, è in atto una transizione verso microcontrollori a 32 bit della serie ARM Cortex-M.

Le schede Arduino Nano 33 BLE e Arduino Nano 33 IoT, ad esempio, sono un'evoluzione del tradizionale Arduino Nano che mantengono le stesse dimensioni (45x18mm), ma con caratteristiche innovative.
Arduino Nano 33 BLE è basata sul microcontrollore ARM Cortex-M4, è dotato di interfaccia Bluetooth LE e sensore inerziale a 9 assi.
Arduino Nano 33 IoT è basata sul microcontrollore ARM Cortex-M0, è dotato di connettività WiFi e Bluetooth e di un sensore inerziale a 6 assi.

Si può trovare un elenco delle schede Arduino più utilizzate anche all'indirizzo store.arduino.cc.

Arduino e dintorni

Arduino non è solo un insieme di schede e software ma un "modo di pensare" che ha dato vita a numerose iniziative che si si ispirano a questo progetto.

Alcune aziende, in particolare, non solo hanno realizzato schede con caratteristiche più evolute rispetto a quelle di base, ma hanno anche prodotto diversi accessori (sensori, schede di interfaccia, ecc.) e dato anche un importante contributo allo sviluppo del software.

Adafruit
È una delle aziende maggiormente impegnate nello sviluppo del "mondo" Arduino mettendo a disposizione non solo un'ampia gamma di prodotti, ma anche sensori e librerie di supporto.
I principali gruppi di schede sono: Metro, Circuit Playground (Express, Bluefruit), Feather una linea completa di schede di sviluppo di ridotte dimensioni (51mm x 23mm) con la possibilità di alimentazione tramite batterie LiPo.

Per facilitare il collegamento tra le diverse schede, Adafruit ha realizzato un sistema plug-n-play detto STEMMA, con tre tipi di connettori tipo JST: STEMMA 4 Pin JST PH per I2C, 3 Pin JST PH per PWM/Analog/Digital e STEMMA QT ('cutie') 4 Pin JST SH per I2C ma di dimensioni ridotte. Per potere utilizzare anche componenti di altre case produttrici, Adafruit ha realizzato una serie di cavi di interconnessione tra i diversi tipi di connettori.

Per quanto riguarda il software, Adafruit ha contribuito alla realizzazione di CircuitPython, un adattamento del linguaggio Python 3 per la programmazione di schede a microcontrollore derivato da MicroPython. Nella pagina di download di CircuitPython sono indicate le schede sulle quali può essere implemento questo software.

Sui sito di Adafruit sono disponibili molte guide per l'uso dei loro prodotti e diverso materiale didattico (ad es. Learn Arduino).

SparkFun
Per orientarsi nella vasta scelta, i prodotti sono stati divisi in quattro categorie:

Per interfacciare rapidamente le schede di sviluppo con sensori, LCD, relè, ecc. tramite interfaccia I2C, SparkFun utilizza un sistema detto Qwiic Connect con connettori JST a 4 pin.

Dfrobot

Ha diverse linee di prodotto: Bluno, Gravity, Romeo, HuskyLens.

Le schede della serie Bluno integrano un dispositivo Bluetooth LE e possono essere programmati in modalità wireless. I microcontrollori possono essere controllati da dispositivi mobili tramite l'app open source PlayBluno disponibile sia per Android sia per IOS.

La serie Gravity è si compone di vari moduli funzionali, ben documentati; ogni modulo è dotato di un'interfaccia standard che consente una semplice connessione senza il rischio di collegamenti errati. I moduli sono compatibili anche con micro:bit.
Disponibile un'ampia scelta di sensori.

I prodotti della serie Romeo sono progettati soprattutto per applicazioni robotiche. Integrano driver per motori CC a 2 vie, prese wireless e modalità di controllo PWM. Utilizzano le stesse mappature dei pin delle schede Arduino ufficiali e sono compatibili con gli shield Arduino. La serie Romeo è dotata dell'interfaccia Gravity a 3 pin ed è quindi compatibile con i sensori e gli attuatori della serie "Gravity".

Boson e HuskyLens sono orientate alla didattica STEM.

Per facilitare il collegamento tra le diverse schede, con la serie Gravity è stato realizzato un sistema di connettori plug-n-play a 3 pin per le connessioni digitali e analogiche e 4 pin per I2C/UART.

Seeedstudio
Ha un'ampia gamma di schede Arduino compatibili, shield, sensori e periferiche.
Produce anche una serie originale di schede software-compatibili con l'IDE di Arduino dal marchio Seeeduino.
Interessante la nuova serie Seeeduino XIAO di dimensioni particolarmente ridotte (20×17.5 mm), basata sul microcontrollore SAMD21G18 (ARM Cortex-M0), ulteriori informazioni a questi link [1] [2]. Può essere programmato in CircuitPython.

SeeedStudio è stata la prima azienda a realizzare un sistema plug-n-play, detto Grove, per facilitare il collegamento tra le diverse schede con un connettore a 4 pin per connessioni digitali, analogiche e I2C.