L'écosystème Arduino comprend diverses cartes de développement, modules et extensions. Parmi celles-ci, les cartes UNO R3 et R4 sont les cartes de développement Arduino d'entrée de gamme les plus adaptées, offrant des fonctionnalités complètes et une utilisation optimale.
Arduino UNO R3
L'Arduino Uno R3 sert de carte mère pour la plupart des appareils Arduino ou de carte mère principale connectée à ceux-ci. Il est basé sur le microcontrôleur ATmega328P et dispose de 14 broches d'entrée/sortie numériques, dont 6 peuvent être utilisées pour la sortie à modulation de largeur d'impulsion (PWM). Ces broches peuvent fournir une puissance variable, similaire à une sortie analogique, ce qui les rend utiles pour contrôler la luminosité des LED.
Il est également équipé de 6 entrées analogiques, d'un oscillateur à quartz de 16 MHz, d'un port USB, d'une prise d'alimentation, de connecteurs ICSP et d'un bouton de réinitialisation. La connexion de l'Arduino Uno à l'IDE via un câble de données USB vous permet d'alimenter la carte de développement, d'écrire des programmes et de communiquer des données.
Brochage Arduino UNO R3
Zone portuaire numérique
Cette zone est intitulée « DIGITAL » et comprend un total de 14 broches d'entrée/sortie numériques de 0 à 13. Parmi celles-ci, les broches 3, 5, 6, 9, 10 et 11 sont des ports PWM (modulation de largeur d'impulsion), et la broche 13 est connectée au voyant LED intégré.
Dans le secteur industriel, les signaux PWM sont utilisés pour réguler la vitesse des moteurs, ajuster les variateurs de fréquence et piloter les contrôleurs de moteurs BLDC, entre autres applications. Dans l'éclairage LED, la PWM peut être utilisée pour contrôler la luminosité des lumières LED. Les signaux PWM peuvent également contrôler des buzzers passifs pour produire des sons simples et réaliser des économies d'énergie dans les relais de puissance.
Zone du port analogique
Cette zone est intitulée « ANALOG IN » (entrée analogique) et comprend 6 broches, A0 à A5. Ces broches peuvent être utilisées à la fois comme entrées analogiques et numériques. Elles peuvent lire des tensions analogiques et les convertir en bits compréhensibles par le microcontrôleur.
Zone du port d'alimentation
Cette zone est marquée par le mot « POWER ». Elle se trouve principalement au milieu, sous la carte mère UNO, mais il y a également deux ports d'alimentation à gauche de la broche numérique 13.
- VIN : entrée de tension pour l'alimentation électrique de la carte de développement.
- GND : interface de référence de masse, borne négative de l'alimentation électrique de la carte de développement. Les trois interfaces GND de la carte de développement sont interconnectées et peuvent être utilisées à des fins de mise à la masse.
- 5V : interface de sortie pour une tension de 5 V après régulation de tension.
- 3,3 V : interface de sortie pour la tension 3,3 V après régulation de tension.
- AREF : Entrée de tension de référence pour les signaux d'entrée analogiques.
- IOREF : sortie de la tension de fonctionnement de la carte de développement pour référence par les shields d'extension, distinguant les cartes Arduino 5 V et 3,3 V. Dans Uno, cette interface est connectée à l'interface 5 V.
- RESET : Entrée du signal de réinitialisation ; Arduino est réinitialisé lorsqu'un signal de niveau bas est appliqué.
Indicateurs LED
- ON : Indicateur d'alimentation. Cette LED s'allume lorsque l'Arduino est sous tension.
- TX : Indicateur de transmission série. Lorsque l'Arduino est connecté à un ordinateur via USB et qu'il transmet des données à l'ordinateur, la LED TX s'allume.
- RX : Indicateur de réception série. Lorsque l'Arduino est connecté à un ordinateur via USB et qu'il reçoit des données de l'ordinateur, la LED RX s'allume.
- L13 : Indicateur de contrôle programmable. Il peut être utilisé pour tester la connexion entre la carte principale UNO et l'ordinateur en téléchargeant un programme depuis l'IDE Arduino vers la carte principale UNO.
Autres composants
- Interface d'alimentation CC : interface à courant continu (CC) pour l'alimentation électrique, nécessitant généralement une source d'alimentation de 6 à 12 V pour garantir le bon fonctionnement de la carte mère.
- Interface USB carrée : utilisée pour le transfert direct de données entre la carte mère et le PC, elle sert également de source d'alimentation pour la carte mère UNO.
Arduino UNO R4
Arduino UNO R4 est une version améliorée de UNO R3, disponible en deux variantes : UNO R4 Minima et UNO R4 Wi-Fi. Les deux sont basées sur le processeur Renesas RA4M1 (Arm Cortex-M4) et offrent une vitesse plus rapide et plus de mémoire que UNO R3. De plus, la carte UNO R4 fournit un bus CAN, permettant aux utilisateurs de minimiser le câblage et d'effectuer diverses tâches en connectant plusieurs cartes d'extension.
Faisant partie de l'écosystème Arduino, UNO R4 est un ajout fiable qui convient aussi bien aux débutants qu'aux passionnés d'électronique expérimentés.
Caractéristiques communes de l'Arduino UNO R4
Voici les caractéristiques communes à l'UNO R4 Minima et à l'UNO R4 WiFi :
1. Excellente compatibilité matérielle : l'UNO R4 conserve les mêmes dimensions, la même disposition des broches et la même tension de fonctionnement de 5 V que l'Arduino UNO R3. Cela signifie que les cartes d'extension et les projets existants peuvent facilement être migrés vers la nouvelle carte.
2. Prise en charge HID : la prise en charge HID intégrée permet à l'UNO R4 de simuler une souris ou un clavier lorsqu'il est connecté à un ordinateur via USB, ce qui facilite l'envoi de frappes et de mouvements de souris.
3. Périphériques intégrés supplémentaires : l'UNO R4 introduit une gamme de périphériques intégrés, notamment un DAC 12 bits, un bus CAN et un amplificateur opérationnel. Ces composants supplémentaires offrent flexibilité et extensibilité à vos conceptions.
4. Plus de mémoire et une horloge plus rapide : par rapport à l'UNO R3, l'UNO R4 offre 16 fois plus de SRAM et une vitesse d'horloge trois fois supérieure, ce qui permet des calculs plus précis et la gestion de projets complexes.
5. Interaction homme-machine via USB-C : l'UNO R4 peut simuler une souris ou un clavier lorsqu'il est connecté à son port USB-C, ce qui permet aux créateurs de créer facilement des interfaces rapides et attrayantes.
6. Prise en charge de tensions étendues : la carte UNO R4 prend en charge des alimentations électriques allant jusqu'à 24 V, ce qui permet une intégration transparente avec des moteurs, des bandes LED et d'autres actionneurs utilisant une seule source d'alimentation. Plusieurs mesures de protection, telles que la protection contre les surintensités, sont intégrées dans la conception du circuit de la carte UNO R4 afin de réduire le risque de dommages.
7. Prise en charge du toucher capacitif : le microcontrôleur RA4M1 utilisé sur la carte UNO R4 prend en charge le toucher capacitif.
8. Broches de débogage SWD : le port SWD offre aux fabricants un moyen simple et fiable de connecter des sondes de débogage tierces. Cette fonctionnalité garantit la fiabilité du projet et permet un débogage efficace de tout problème potentiel.
Arduino UNO R4 Minima (ABX00080)
L'UNO R4 Minima offre un choix économique pour ceux qui recherchent un nouveau microcontrôleur sans fonctionnalités supplémentaires. Il offre une puissance de traitement supérieure, une mémoire étendue et des périphériques supplémentaires.
Spécification
| Microcontroller | Renesas RA4M1 (Arm® Cortex®-M4) |
|---|---|
| USB | USB-C® |
| Pins | |
| Digital I/O Pins | 14 |
| Analog Input Pins | 6 |
| DAC | 1 |
| PWM Pins | 6 |
| Communication | |
| UART | 1x |
| I2C | 1x |
| SPI | 1x |
| CAN | 1 CAN Bus |
| Power | |
| Circuit Operating Voltage | 5 V |
| Input Voltage (VIN) | 6-24 V |
| DC Current per I/O Pin | 8 mA |
| Clock Speed | |
| Main Core | 48 MHz |
| ESP32-S3 | None |
| Memory | |
| RA4M1 | 256 kB Flash, 32 kB RAM |
| ESP32-S3 | None |
| Dimensions (W*L) | 68.85 mm * 53.34 mm |
Arduino UNO R4 WiFi (ABX00087)
Arduino UNO R4 WiFi combine la puissance de traitement du microcontrôleur RA4M1 de Renesas avec les capacités de connectivité sans fil de l'ESP32-S3 d'Espressif. De plus, l'UNO R4 WiFi dispose d'une matrice LED 12×8, d'un connecteur Qwiic, d'un VRTC et de broches OFF, répondant ainsi à davantage de besoins des développeurs dans leurs projets. Grâce aux fonctionnalités Wi-Fi et Bluetooth intégrées, vous pouvez facilement mettre à niveau vos projets et étendre la couverture de votre configuration actuelle.
Spécification
| Microcontroller | Renesas RA4M1 (Arm® Cortex®-M4) |
|---|---|
| USB | USB-C® |
| Pins | |
| Digital I/O Pins | 14 |
| Analog Input Pins | 6 |
| DAC | 1 |
| PWM Pins | 6 |
| Communication | |
| UART | 1x |
| I2C | 1x |
| SPI | 1x |
| CAN | 1 CAN Bus |
| Power | |
| Circuit Operating Voltage | 5 V |
| Input Voltage (VIN) | 6-24 V |
| DC Current per I/O Pin | 8 mA |
| Clock Speed | |
| Main Core | 48 MHz |
| ESP32-S3 | up to 240 MHz |
| Memory | |
| RA4M1 | 256 kB Flash, 32 kB RAM |
| ESP32-S3 | 384 kB ROM, 512 kB SRAM |
| Dimensions (W*L) | 68.85 mm * 53.34 mm |
Caractéristiques uniques
- Wi-Fi® et Bluetooth® : UNO R4 WiFi est équipé du module ESP32-S3, qui permet aux créateurs d'ajouter une connectivité sans fil à leurs projets. Associé à Arduino IoT Cloud, il permet aux créateurs de surveiller et de contrôler leurs projets à distance.
- Connecteur Qwiic : UNO R4 WiFi comprend un connecteur Qwiic I2C, ce qui facilite la connexion aux nœuds du vaste écosystème Qwiic. Les câbles adaptateurs sont également compatibles avec les capteurs et les actionneurs basés sur d'autres connecteurs.
- Prise en charge RTC alimentée par batterie : UNO R4 WiFi comprend des broches supplémentaires, notamment une broche « OFF » pour mettre la carte hors tension et une broche « VRTC » pour maintenir l'alimentation de l'horloge temps réel interne.
- Matrice LED : UNO R4 WiFi intègre une matrice LED rouge 12×8 haute luminosité, parfaite pour les projets créatifs avec des animations ou l'affichage de données de capteurs sans avoir besoin de matériel supplémentaire.
- Diagnostic des erreurs d'exécution : UNO R4 WiFi comprend un mécanisme de capture des erreurs qui peut détecter les plantages d'exécution et fournir des explications détaillées et des indices sur les lignes de code qui ont causé le plantage.
