L’ecosistema Arduino comprende varie schede di sviluppo, moduli e shield di espansione. Tra questi, UNO R3 e R4 sono le schede di sviluppo Arduino di livello base più adatte con funzionalità complete e il più alto utilizzo.
Arduino UNO R3
L’Arduino Uno R3 funge da scheda di circuito principale per la maggior parte dei dispositivi Arduino o come scheda di circuito principale collegata ad essi. Si basa sul microcontrollore ATmega328P e dispone di 14 pin di input/output digitali, di cui 6 possono essere utilizzati per l’output a modulazione di larghezza di impulso (PWM). Questi pin possono emettere una potenza variabile, simile all’output analogico, rendendoli utili per controllare la luminosità dei LED.
È inoltre dotato di 6 ingressi analogici, un oscillatore a cristallo da 16 MHz, una porta USB, una presa di alimentazione, intestazioni ICSP e un pulsante di reset. Collegare l’Arduino Uno all’IDE tramite un cavo dati USB consente di alimentare la scheda di sviluppo, scrivere programmi e comunicare dati.
Disposizione dei pin Arduino UNO R3
Area della porta digitale
Quest’area è etichettata come “DIGITAL” e include un totale di 14 pin di input/output digitali da 0 a 13. Tra questi, i pin 3, 5, 6, 9, 10 e 11 sono porte PWM (Pulse Width Modulation) e il pin 13 è collegato all’indicatore LED integrato.
Nel settore industriale, i segnali PWM vengono utilizzati per regolare la velocità del motore, regolare i driver a frequenza variabile e pilotare i controller dei motori BLDC, tra le altre applicazioni. Nell’illuminazione a LED, il PWM può essere utilizzato per controllare la luminosità delle luci a LED. I segnali PWM possono anche controllare i cicalini passivi per produrre suoni semplici e ottenere risparmi energetici nei relè di potenza.
Area della porta analogica
Quest’area è etichettata come “ANALOG IN” e include 6 pin, da A0 a A5. Questi pin possono essere utilizzati sia come ingressi analogici che digitali. Possono leggere tensioni analogiche e convertirle in bit comprensibili dal microcontrollore.
Area della porta di alimentazione
Quest’area è contrassegnata dalla parola “POWER”. Si trova principalmente nell’area centrale sotto la scheda principale UNO, ma ci sono anche 2 porte di alimentazione a sinistra del pin digitale 13.
- VIN: Ingresso di tensione per l’alimentazione della scheda di sviluppo.
- GND: Interfaccia di riferimento a terra, il terminale negativo dell’alimentazione della scheda di sviluppo. Le tre interfacce GND sulla scheda di sviluppo sono interconnesse e possono essere utilizzate per scopi di messa a terra.
- 5V: Interfaccia di uscita per la tensione di 5V dopo la regolazione della tensione.
- 3.3V: Interfaccia di uscita per la tensione di 3.3V dopo la regolazione della tensione.
- AREF: Ingresso di tensione di riferimento per i segnali di ingresso analogici.
- IOREF: Uscita della tensione di funzionamento della scheda di sviluppo per riferimento degli shield di espansione, distinguendo tra schede Arduino da 5V e 3.3V. In Uno, questa interfaccia è collegata all’interfaccia 5V.
- RESET: Ingresso del segnale di reset; Arduino viene ripristinato quando viene applicato un segnale di basso livello.
Indicatori LED
- ON: Indicatore di alimentazione. Questo LED si accende quando Arduino è alimentato.
- TX: Indicatore di trasmissione seriale. Quando è collegato a un computer tramite USB e Arduino sta trasmettendo dati al computer, il LED TX si accende.
- RX: Indicatore di ricezione seriale. Quando è collegato a un computer tramite USB e Arduino sta ricevendo dati dal computer, il LED RX si accende.
- L13: Indicatore di controllo programmabile. Può essere utilizzato per testare la connessione tra la scheda principale UNO e il computer scaricando un programma dall’IDE Arduino sulla scheda principale UNO.
Altri componenti
- Interfaccia di alimentazione CC: interfaccia di corrente continua (CC) per l’alimentazione, che in genere richiede un’alimentazione da 6-12 V per garantire il corretto funzionamento della scheda principale.
- Interfaccia USB quadrata: utilizzata per il trasferimento diretto dei dati tra la scheda principale e il PC e funge anche da fonte di alimentazione per la scheda principale UNO.
Arduino UNO R4
Arduino UNO R4 è una versione aggiornata di UNO R3, disponibile in due varianti: UNO R4 Minima e UNO R4 Wi-Fi. Entrambi sono basati sul processore Renesas RA4M1 (Arm Cortex-M4) e offrono maggiore velocità e più memoria rispetto a UNO R3. Inoltre, la scheda UNO R4 fornisce un bus CAN, consentendo agli utenti di ridurre al minimo il cablaggio ed eseguire varie attività collegando più schede di espansione.
Come parte dell’ecosistema Arduino, UNO R4 è un’aggiunta affidabile adatta sia ai principianti che agli appassionati di elettronica esperti.
Caratteristiche comuni di Arduino UNO R4
Di seguito sono riportate le caratteristiche comuni di UNO R4 Minima e UNO R4 WiFi:
1. Eccellente compatibilità hardware: UNO R4 mantiene le stesse dimensioni, layout dei pin e tensione di funzionamento di 5 V di Arduino UNO R3. Ciò significa che le schede di espansione e i progetti esistenti possono essere facilmente migrati alla nuova scheda.
2. Supporto HID: il supporto HID integrato consente a UNO R4 di simulare un mouse o una tastiera quando è collegato a un computer tramite USB, semplificando l’invio di sequenze di tasti e movimenti del mouse.
3. Periferiche di bordo aggiuntive: UNO R4 introduce una gamma di periferiche di bordo, tra cui un DAC a 12 bit, un bus CAN e un amplificatore operazionale. Questi componenti aggiuntivi offrono flessibilità ed espandibilità per i tuoi progetti.
4. Più memoria e clock più veloce: rispetto a UNO R3, UNO R4 offre 16 volte la SRAM e tre volte la velocità di clock, consentendo calcoli più precisi e la gestione di progetti complessi.
5. Interazione uomo-macchina tramite USB-C: UNO R4 può simulare un mouse o una tastiera quando è collegato alla sua porta USB-C, consentendo ai creatori di creare facilmente interfacce veloci e fantastiche.
6. Supporto di tensione esteso: la scheda UNO R4 supporta alimentatori fino a 24 V, semplificando l’integrazione con motori, strisce LED e altri attuatori utilizzando un’unica fonte di alimentazione. Sono state incorporate nella progettazione del circuito della scheda UNO R4 più misure di protezione come la protezione da sovracorrente per ridurre il rischio di danni.
7. Supporto touch capacitivo: il microcontrollore RA4M1 utilizzato sulla scheda UNO R4 supporta il touch capacitivo.
8. Pin di debug SWD: la porta SWD fornisce un modo semplice e affidabile per i produttori di collegare sonde di debug di terze parti. Questa funzione garantisce l’affidabilità del progetto e consente un debug efficiente di eventuali problemi.
Arduino UNO R4 Minima (ABX00080)
UNO R4 Minima offre una scelta economica per coloro che cercano un nuovo microcontrollore senza funzionalità aggiuntive. Fornisce maggiore potenza di elaborazione, memoria espansa e periferiche extra.
Specifiche
| 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 combina la potenza di elaborazione del microcontrollore Renesas RA4M1 con le capacità di connettività wireless di Espressif ESP32-S3. Inoltre, UNO R4 WiFi è dotato di una matrice LED 12×8, connettore Qwiic, VRTC e pin OFF, soddisfacendo le esigenze di sviluppo più ampie nei progetti. Con funzionalità Wi-Fi e Bluetooth integrate, puoi facilmente aggiornare i tuoi progetti ed estendere la copertura della tua configurazione attuale.
Specifiche
| 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 |
Caratteristiche uniche
- Wi-Fi® e Bluetooth®: UNO R4 WiFi è dotato del modulo ESP32-S3, che consente ai creatori di aggiungere connettività wireless ai loro progetti. Combinato con Arduino IoT Cloud, i creatori possono monitorare e controllare i loro progetti da remoto.
- Connettore Qwiic: UNO R4 WiFi include un connettore Qwiic I2C, che semplifica la connessione ai nodi nell’ampio ecosistema Qwiic. Sono compatibili anche i cavi adattatore per sensori e attuatori basati su altri connettori.
- Supporto RTC alimentato a batteria: UNO R4 WiFi include pin aggiuntivi, tra cui un pin “OFF” per spegnere la scheda e un pin “VRTC” per mantenere l’alimentazione all’orologio in tempo reale interno.
- Matrice LED: UNO R4 WiFi integra una matrice LED rossa 12×8 ad alta luminosità, perfetta per progetti creativi con animazioni o per visualizzare i dati dei sensori senza la necessità di hardware aggiuntivo.
- Diagnosi degli errori di runtime: UNO R4 WiFi include un meccanismo di acquisizione degli errori in grado di rilevare arresti anomali di runtime e fornire spiegazioni e suggerimenti dettagliati sulle linee di codice che hanno causato l’arresto anomalo.
