Как начать работу с микроконтроллерами с минимальными затратами?
Не начинайте с Arduino - это не имеет с программированием микроконтроллеров ничего общего. По хорошему начать стоит с внутреннего устройства микроконтроллера. Лучший, но не очень дешевый вариант - микроконтроллер AVR (по сути та же Arduino, но без Arduino IDE) с отладчиком. Так Вы и остановить выполнение программы сможете и поглядеть где какие  данные в регистрах, и даже какие сигналы на портах ввода/вывода. По AVR очень много информации как на английском, так и на русском.
Если хочется совсем почти ничего не затратить - тогда STM8 с отладчиком ST-LINK. Информации по ним меньше, зато дешевле чем AVR.
Паяльник нужен будет лишь изредка. Для начала все можно собирать на беспаечной макетной плате.
Arduino это только бренд, название, по факту это железка на базе микроконтроллера AVR. Берите любую, хоть Arduino Nano. Намигаетесь светодиодом, почуствуете удобство :) kn0ckn0ck, не вводите людей в заблуждение, язык там не "С-подобный", а чистый Си++.
Просто если писать программу в Arduino IDE, то эта самая IDE добавляет ряд файлов при компиляции, при этом компиляция осуществляется родным компилятором от AVR Studio, программирование AVRDUDE. Кстати, ничто не мешает писать программу под ардуино в AVR Studio. Можете обзавестись эмуляторов JTAG, тогда сможете использовать всю мощь отладки на реальном железе. Кстати, туже ардуину можно программировать через ISP разъем прямо в Arduino IDE.
РЕЗЮМЕ: для старта достаточно купить Ardunio Uno или Ardunio Nano.