Opetuskäytössä yhä useammat elektroniikan projektit perustuvat Arduino kehitysalustojen ympärille niiden helppokäyttöisyyden takia. Työn tarkoituksena olikin selvittää, miten eri Arduino kehitysalustat eroavat toisistaan laitteistotasolla ja selvittää mitä hyötyjä tai haittoja kyseisten alustojen soveltaminen tuo. Samalla haluttiin selvittää, mikä valituista Arduinoista olisi soveltuvin elektroniikan opetukseen riippumatta käyttäjän lähtötasosta.
Suuria eroja ohjelmointikorttien välillä ei ole ja erot esiintyvät ohjelmointikorttien liitäntöjen ja muistin määrässä, koossa ja hinnassa. Arduino Uno perustuu ATmega328 mikroproses-soriin, Nano perustuu ATmega328P mikroprosessoriin ja Mega perustuu ATmega2560 mik-roprosessoriin. Vaikka ohjelmointikortit perustuvat saman valmistajan eri mikroprosessorei-hin, niiden kellotaajuudet ovat samoja. Kooltaan suurin ohjelmointikortti Mega sisältää 54 digitaalista ja 16 analogista tulo- ja lähtöpinniä, kun taas pienin ohjelmointikortti Nano si-sältää vain 14 digitaalista ja kahdeksan analogista tulo- ja lähtöpinniä. Pankkikortin kokoi-nen Uno sisältää saman verran digitaalisia tulo- ja lähtöpinnejä kuin Nano mutta analogisia tuloja ja lähtöjä sillä on kuusi. Muistiltaan Uno ja Nano ovat samanlaisia ja sisältävät yhtä paljon SRAM-muistia ja Flash-muistia, joiden suuruudet ovat 2 kB ja 32 kB. Mega sisältää neljä kertaa enemmän SRAMia ja jopa kahdeksan kertaa enemmän Flash-muistia kuin Uno ja Nano. Unon ja Nanon hinnat vaihtelevat 5 € - 20 € välillä ja usein Nano on näistä kahdesta se halvin. Megan hinta on usein suurempi sen kokonsa, liitäntöjen ja muistin määrän ansi-osta, ja sen hinta vaihtelee 20 € - 50 € välillä riippuen mistä se ostetaan.
Kirjallisuuskatsauksessa esitellyistä Arduinoista elektroniikasta kiinnostuneelle opiskelijalle tai harrastajalle Arduino Uno on selkeästi paras kehitysalusta. Valintaan vaikutti ohjelmoin-tikortin helppokäyttöisyys ja käyttäjäystävälliset ominaisuudet. Valintaa päädyttiin pääosin sen takia, koska Unossa kytkennät voidaan tehdä ilman juottamista ja vikatilanteissa mikro-kontrolleri on helposti vaihdettavissa. Unossa on myös aloittelijalle sopiva määrä liitäntöjä ja muistia toteuttaakseen pienimuotoisia projekteja. Sen hyvä puoli on myös se, että se on
eniten myyty Arduino alusta, joten sille löytyy enemmän materiaaleja, joiden avulla voi tehdä projekteja itsenäisesti.
Arduinojen käytössä on myös haittapuolensa, koska se perustuu avoimeen lähdekoodiin.
Monella opiskelijalla onkin houkutus kopioida valmis koodi ja käyttää sellaisenaan omassa työssään. Tällainen tapa ei tue opiskelijan tietotaidon kasvattamista. Kuitenkin haittojen vai-kutus ei ole niin suuri, ettei Arduinoja kannattaisi käyttää opetuksen apuna. Arduinojen käyt-tämisellä voidaan tukea teoriaa, jolloin opiskelijat itse pääsevät tutkimaan, miten eri kom-ponentit käyttäytyvät.
LÄHTEET
Arduino.cc 2021. Arduino Libraries. Julkaistu verkossa. https://www.ar-duino.cc/en/main/libraries. Viitattu 30.3.2021
Arduino.cc. 2021. Arduino Mega2560 Rev3. Julkaistu verkossa. https://store.arduino.cc/ar-duino-mega-2560-rev3. Viitattu 22.2.2021
Arduino.cc. 2021. Arduino Nano. Julkaistu verkossa. https://store.arduino.cc/arduino-nano.
Viitattu 22.2.2021
Arduino.cc. 2021. Arduino Uno Rev3. Julkaistu verkossa. https://store.arduino.cc/arduino-uno-rev3. Viitattu 22.2.2021
Ball, P.E. Stuart R. 2002. Embedded Microprocessor Systems: Real World Design. 3.painos.
Amsterdam, Newnes. Viitattu 20.1.2021
Barr, Michael. 2001. Memory types. Embedded system design. 14 (5), 103-. Viitattu 14.4.2021
Barr, Michael. 2001. Pulse width modulation. Embedded systems desgin. 14 (10), 103-. Vii-tattu 17.1.2021
Cameron, Neil. 2019. Arduino Applied Comprehensive Projects for Everyday Electronics.
1. painos. Berkley, CA: Apress Viitattu 10.4.2021
CircuitsToday. 2020. Basics of microcontrollers. Julkaistu verkossa. https://www.circuitsto-day.com/basics-of-microcontrollers. Viitattu 21.1.2021
Dunbar, N. 2020. Arduino Software Internals A Complete Guide to How Your Arduino Lan-guage and Hardware Work Together. 1. painos 2020. Berkeley
Eronen, Mauri. 2011. Tietoa: Mitä DA-muunnin tekee? Hifimaailma. 7/2011. Viitattu 12.3.2021
Fezari, Mohamed. & Dahoud, Al, Ali. 2018. Integrated Development Environment “IDE”
For Arduino. ResearchGate, 1-12. Viitattu 15.3.2001
Gadre, Dhananjay. 2000. Programming and customizing the AVR microcontroller.
McGraw-Hill Education. Viitattu 21.1.2021
Jamieson, Peter. 2011. Arduino for Teaching Embedded Systems. Are Computer Scientists and Engineering Educators Missing the Boat? in Proc. FECS, 2010, 289-294. Viitattu 14.4.2021
Kothari, D. P. Vasudevan, Shriram K. R. M. D., Sundaram N., Murali. (2015). Embedded Systems. 2.painos. Lontoo: New Academic Science. Viitattu 12.1.2021
Kuisma, Mikko. & Leinonen, Satu. Sähköisiä signaaleita. Julkaistu verkossa.
http://www.kuisma.eu/elper/2signal/1index.html. Viitattu 12.3.2021
Peddapelli, Satish Kumar. 2016. Pulse Width Modulation: Analysis and Performance in Multilevel Inverters. Berliini: De Gruyter Oldenbourg. Viitattu 17.1.2021
Marwedel, P. 2011. Embedded System Design: Embedded Systems Foundations of Cyber-Physical Systems. 1. Aufl. Springer Science + Business Media. Viitattu 23.3.2021
Montironi, M.A., Qian, B. & Cheng, H.H. 2017. Development and application of the ChAr-duino toolkit for teaching how to program ArChAr-duino boards through the C/C++ interpreter Ch. Julkaistu verkossa. doi/full/10.1002/cae.21854. Viitattu 16.12.2020
Muller, L. ym. 2015. Using the Arduino Uno to teach digital control of power electronics, Julkaistu verkossa. 10.1109/COMPEL.2015.7236487. Viitattu 19.4.2021
Premeaux, E. & Evans, B. (2011) Arduino Projects to Save the World. 1. Painos. Berkeley, CA: Apress L. P. Viitattu 6.4.2021
Rohm. 2021. What are A/D and D/A converters? Julkaistu verkossa.
https://www.rohm.com/electronics-basics/ad-da-converters/what-are-ad-da-converters. Vii-tattu 12.3.2021.
Salo, J. 2017. Sulautettujen järjestelmien hyödyntäminen toisen asteen ammatillisessa ope-tuksessa. Pro Gradu. Jyväskylän yliopisto. Jyväskylä. Viitattu 23.3.2021
Shiriff, Ken. 2009. Secrets of Arduino PWM. Julkaistu verkossa.
http://www.righto.com/2009/07/secrets-of-arduino-pwm.html. Viitattu 21.2.2021.
SparkFun Electronics. 2021. What is an Arduino? Julkaistu verkossa. https://learn.spark-fun.com/tutorials/what-is-an-arduino. Viitattu 11.2.2021.
SparkFun Electronics. 2021. What is a Shield? Julkaistu verkossa. https://learn.spark-fun.com/tutorials/arduino-shields. Viitattu 12.3.2021.
Pan, T. & Zhu, Y. 2018. Designing Embedded Systems with Arduino A Fundamental Tech-nology for Makers. Singapore. Viitattu 4.4.2021