¡La placa de desarrollo Arduino UNO R4 con ESP32-S3 finalmente está a la venta! (con diagrama esquemático)

Lanzado hace unos meses Arduino UNO R4 Minimay Arduino UNO R4 WiFiahora lanzado oficialmente. Ayer se puso oficialmente a la venta en Arduino Store. La nueva versión tiene muchas más posibilidades para nuestro mundo DIY. Se ha pasado del anterior MCU de 8 bits al Arm Cortex-M4 de 32 bits, se ha aumentado la memoria. por 16 veces, y otras actuaciones son aún mejores. Hay muchas mejoras. "Los precios son 20 dólares (18 euros) y 27,50 dólares (25 euros) respectivamente".

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Arduino ha lanzado previamente la placa Portenta C33, que está equipada con un microcontrolador ARM Cortex-M33 de Renesas Electronics: RA6M5. Las dos nuevas placas de desarrollo cuentan con el chip RA4M1 de Renesas Electronics, un ARM Cortex-M4 de 32 bits que funciona a 48 MHz con 32 KB de RAM y 256 KB de memoria flash. Parece que hay cada vez más soluciones basadas en Renesas Electronics MCU.

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Hay un punto muy diferente: "La mayoría de los MCU de tipo ARM convencionales funcionan con 3,3 V, pero el RA4M1 puede funcionar con una fuente de alimentación de hasta 5 V" , lo que lo hace más compatible y reemplazable al hacer bricolaje, ¡lo cual es muy bueno!

Acerca de los periféricos

La hoja de datos de ATmega328 tiene menos de páginas 300, mientras que RA4M1 tiene una hoja de datos de más de páginas 1400. La complejidad del diseño de UNO R4 Minima es similar a la de R3, pero el UNO R4 WiFi es muy denso, principalmente debido a la Además de una matriz LED de 8x12 y un módulo WiFi ESP 32-S3-MINI, "también es digno de elogio que finalmente haya cambiado a una interfaz USB TYPE-C".

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Interface de comunicación

"El RA4M1 integra dos interfaces SPI, dos interfaces I²C y cuatro interfaces de comunicación serial (SCI)." El SCI puede ser un UART, un maestro I2C o un puerto SPI simple (es decir, hasta 6 puertos I2C o SPI) , o incluso Puede ser una interfaz de tarjeta inteligente. Sin embargo, del esquema de Minima, parece que solo un puerto I²C está conectado. Los pines A4, A5, D4 y D5 exponen un segundo puerto SPI, aunque la especificación de la placa solo menciona uno. También está disponible un segundo puerto serial (Serial1), pero comparte sus pines con el puerto SPI. También se unió al soporte de bus CAN.

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UNO R4 WiFi tiene Qwiic I2Cconectores que se pueden conectar fácilmente a una amplia gama Qwiic 生态系统de nodos. Los cables adaptadores también son compatibles con sensores y actuadores basados ​​en otros conectores.

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interfaz analógica

El UNO R4 tiene 12 位数模转换器 (DAC), para generar una verdadera señal analógica, no un sustituto basado en PWM. También hay un amplificador operacional y un comparador y un DAC interno de 8 bits, el convertidor ADC de analógico a digital tiene 14 bits de ancho en lugar de los 10 bits del UNO R3. Se ha agregado la biblioteca AnalogWave para facilitar aún más el uso del DAC. “Generar una onda sinusoidal, de diente de sierra o cuadrada es tan fácil como llamar a una función de biblioteca.” Por supuesto, podemos hacer mucho más con ella. Entonces, en términos analógicos, el UNO R4 ofrece mucho más que el UNO R3.

software

Para Arduino IDE, cambiar a un modelo más nuevo también significa agregar soporte de software. El nuevo software tiende a presentar problemas, por lo que la experiencia de UNO R4 puede tardar un tiempo en volverse tan fluida como la experiencia de UNO R3. En una nota mejor, el UNO R4 Minima facilita la resolución de problemas "porque tiene una interfaz SWD para una depuración seria (en serie)".

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Wifi

Veamos en qué se diferencia Arduino UNO R4 WiFi de UNO R4 Minima. El primero, por supuesto Wi-Fi 和蓝牙 LE 模块, es el ESP32-S3 de Espressif. Se comunica con MCU en modo de comando AT a través del puerto serie (Serial2). Los otros pines del módulo Wi-Fi están expuestos como pequeñas almohadillas. El módulo se puede reprogramar para acceder a los pines requeridos en el encabezado de 2 x 3 (y en la parte inferior de la PCB). La nueva biblioteca Arduino WiFiS3 proporciona soporte de software avanzado para este módulo.

La función de conectividad en la nube en el UNO R4 Wi-Fi significa que puede cargar datos y también sincronizar ciertas variables y datos entre diferentes Arduinos. Por ejemplo, "Puede tener un Arduino con un botón, otro Arduino conectado de forma inalámbrica a un LED, presione el botón y encienda el LED, sin ninguna línea de código adicional para manejar la comunicación. Todo se manejará entre bastidores. ”

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matriz LED

"Una matriz de LED rojos de 96 píxeles (8 x 12) permite a los usuarios trazar datos, crear animaciones y proporcionar comentarios más complejos y sofisticados dentro de los proyectos" . Simultáneamente, también se ha lanzado una herramienta web para el diseño de animaciones.

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La matriz utiliza Charlieplexing para conectar 96 LED a solo 11 puertos GPIO (D28 a D38 en notación Arduino). Esto significa que solo unos pocos LED pueden estar activos a la vez, ya que el píxel consta de dos LED conectados en antiparalelo y los píxeles comparten puertos. Sin embargo, debido a la lenta velocidad del ojo humano, la multiplexación de tiempo rápido puede engañar al cerebro para que vea la imagen completa.

fuente de alimentación

Cuando no se alimenta a través del puerto USB, la fuente de alimentación del Arduino UNO R3 es un regulador de voltaje lineal básico. En placas UNO R4 se ha DCDCsustituido. Admite un rango de voltaje de entrada más amplio de 6 V a 24 V. Este regulador, también de Renesas Electronics, puede suministrar hasta altas 1.2Acorrientes con una eficiencia cercana al 90%. El UNO R4 WiFi también tiene un conector para alimentar el Reloj en Tiempo Real (RTC).

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Resumir

Las dos placas Arduino UNO R4, Minima y WiFi, parecen sólidas sucesoras de la UNO R3. Tienen el mismo factor de forma, conectores de expansión y E/S completa de 5 V. "UNO R4 WiFi es un poco como UNO R4 Minima con placa de expansión incorporada. Con su módulo Wi-Fi, matriz LED y conector Qwiic, es fácil crear aplicaciones IoT. UNO R4 es más potente que UNO R3, desde la memoria a los periféricos y la velocidad de ejecución, todo es más rico".

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https://store-usa.arduino.cc/products/uno-r4-wifi?selectedStore=ch

Por último, muy interesante es el conector de depuración en Minima y la función de depuración CMSIS-DAP en WiFi para el módulo ESP32-S3, una característica que muchos desarrolladores estaban esperando desde que nació Arduino, por lo que Arduino UNO R4 puede ser considerado como un poderoso paso adelante.

“Gracias a la comunidad de Arduino y a los primeros desarrolladores que nos han apoyado durante los últimos meses contribuyendo a la nueva biblioteca portada”.

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