Dlaczego nowy Arduino Uno R4 zmieni sposób gry dla twórców

Arduino, platforma elektroniczna typu open source, która od ponad dekady wspiera hobbystów i twórców, niedawno ogłosiła swój najnowszy dodatek do linii Uno, Arduino Uno R4. Ta nowa płyta, której premiera zaplanowana jest na maj, jest znaczącym ulepszeniem popularnego modelu R3, który istnieje od 2010 roku.

Dzięki całkowicie nowemu układowi SoC firmy Renesas, Uno R4 zmienia reguły gry, oferując możliwości zmiany sposobu obsługi złożonych projektów. Ale dlaczego ten nowy 32-bitowy MCU z serii RA4 ma wstrząsnąć światem?

Ma mocniejszy procesor

Jeśli korzystasz z platformy Arduino od jakiegoś czasu, wiesz, że jest ich wiele różne typy mikrokontrolerów Arduino, oferując różne możliwości i łączność. Dzięki wszystkim ulepszeniom sprzętowym ogłoszonym dla Uno R4 może stać się płytą Arduino dla twórców.

Przede wszystkim potężny procesor Renesas RA4M1 (32-bitowy Arm Cortex-M4) działa z imponującą częstotliwością 48 MHz. Oznacza to znaczny wzrost mocy obliczeniowej od 3 do 16 razy w porównaniu z Uno R3. Ogólnie rzecz biorąc, Cortex M4 zapewnia wyższą wydajność przy wyższych prędkościach zegara i bardziej zaawansowanych instrukcjach zestawów, pozwalających na wydajniejsze i szybsze wykonywanie kodu — w przeciwieństwie do poprzedniego 8-bitowego MCU AVR na Uno R3.

W porównaniu z mniejszymi płytami, takimi jak Raspberry Pi Pico z Cortex M0+, wydajność Cortex-M4 jest około sześć razy lepsza. Możesz po prostu być w stanie uruchomić swoje ulubione projekty, które obejmują przechwytywanie i przetwarzanie szybkich danych z czujników, takich jak dane z sygnałów analogowych o wysokiej częstotliwości.

Ulepszona pamięć masowa

Dzięki szybszemu zegarowi i rozszerzonej pamięci możesz pożegnać się z zbyt częstymi łamiącymi głowę momentami zastanawiania się, dlaczego Twój kod nie działa, tylko po to, by odkryć, że to dlatego, że twoje instrukcje Serial.print() były zbyt gadatliwe dla powolnego MCU lub twoja kolosalna tablica przeżuwała wszystkie dostępne pamięć.

Arduino napisał w swoim ogłoszeniu post na blogu że Uno R4 będzie wyposażony w znacznie rozszerzoną pamięć SRAM i flash.

„SRAM zwiększył się z 2kB do 32kB, a pamięć flash z 32kB do 256kB, aby pomieścić bardziej złożone projekty”.

Patrząc głębiej, otwiera to drzwi do tworzenia bogatszych w funkcje aplikacji, takich jak rejestrowanie danych lub przetwarzanie danych w projektach IoT.

Przegląd sprzętu

Nowa płyta zapewnia bardzo pożądane ulepszenia sprzętowe w podobnej kompaktowej obudowie, aby zapewnić kompatybilność z istniejącymi osłonami i komponentami. Wzmocnienie komponentów pokładowych umożliwia robienie tego, co wcześniej było możliwe tylko z niestandardowymi płytami.

Zgodność z USB-C i Vin

Uno R4 będzie wyposażony w port USB-C do zasilania i programowania z komputerem, co stanowi znaczące ulepszenie w stosunku do poprzedniego portu USB-B. Moda na posiadanie portów USB-C na płytach Arduino była napędzana przez społeczność twórców, co doprowadziło do tej aktualizacji. Ponadto Uno R4 obsługuje 24 wolty na Vin, dzięki czemu jest kompatybilny z szerszą gamą źródeł zasilania.

Magistrala CAN

Magistrala CAN (Controller Area Network), znana z zastosowania w systemach wbudowanych, pozwoli zminimalizować okablowanie i wykonywać wiele zadań równolegle, łącząc wiele ekranów. Wraz z portem SPI (Serial Peripheral Interface) powinno to umożliwić wydajniejszą komunikację między różnymi komponentami projektu.

Ulepszony przetwornik cyfrowo-analogowy (DAC)

Uno R4 będzie zawierał 12-bitowy analogowy przetwornik cyfrowo-analogowy, zapewniający zwiększoną dokładność i precyzję wyjścia analogowego. Twoje projekty, które wymagają precyzji w stosunku do sygnałów analogowych, takie jak interfejsy czujników i sterowanie silnikiem, zostaną przeskalowane.

Wbudowany moduł Wi-Fi

Będziesz mógł wybrać jedną z dwóch wersji płyty: Uno R4 WiFi i Uno R4 Minima. Wersja WiFi będzie wyposażona w moduł Wi-Fi Espressif S3, idealny do projektów IoT lub wszelkich innych wymagających łączności bezprzewodowej.

Z drugiej strony Uno R4 Minima oferuje opłacalną opcję dla tych, którzy szczególnie potrzebują mocy nowego mikrokontrolera bez dodatkowych funkcji łączności.

Kompatybilność oprogramowania i Program Early Adopter

Chociaż nowe aktualizacje sprzętu są imponujące, kompatybilność oprogramowania Uno R4 jest równie ważna. Arduino ogłosiło Program Early Adopter w celu rozwiązania wszelkich niezgodności oprogramowania, które mogą powstać w związku z przejściem na 32-bitowy procesor oparty na architekturze ARM. Biblioteki i przykłady napisane wyłącznie w języku Arduino powinny bezproblemowo współpracować z nową płytką. Jednak biblioteki zoptymalizowane pod kątem określonego procesora lub architektury mogą wymagać przeniesienia.

Na szczęście Arduino oferuje bezpłatne płytki Uno R4 programistom, którzy chcą zaktualizować swoje biblioteki dla nowej płyty. To wsparcie ze strony Arduino gwarantuje, że obszerna biblioteka nakładek, samouczków i kodu opracowanego dla Uno R3 będzie nadal dostępna dla nowej płyty.

Tablica nowej generacji dla twórców

Arduino Uno R4 to główne ulepszenie już imponującej linii płytek. Nowe funkcje sprzętowe sprawiają, że Uno R4 jest bardziej wydajny i wszechstronny, przy jednoczesnym zachowaniu zgodności z istniejącym sprzętem.