Γιατί το νέο Arduino Uno R4 θα αλλάξει το παιχνίδι για τους κατασκευαστές

Το Arduino, η πλατφόρμα ηλεκτρονικών ανοιχτού κώδικα που ενδυναμώνει τους χομπίστες και τους κατασκευαστές για πάνω από μια δεκαετία, ανακοίνωσε πρόσφατα την τελευταία προσθήκη στη σειρά Uno, το Arduino Uno R4. Αυτή η νέα πλακέτα, η οποία θα κυκλοφορήσει τον Μάιο, είναι μια σημαντική αναβάθμιση στο δημοφιλές μοντέλο R3 — το οποίο κυκλοφορεί από το 2010.

Με ένα εντελώς νέο SoC από τη Renesas, το Uno R4 αλλάζει το παιχνίδι με δυνατότητες να μεταμορφώνει τον τρόπο με τον οποίο θα χειρίζεστε πολύπλοκα έργα. Αλλά γιατί αυτό το νέο MCU της σειράς 32-bit RA4 πρόκειται να ταρακουνήσει τα πράγματα;

Διαθέτει πιο ισχυρό επεξεργαστή

Εάν χρησιμοποιείτε την πλατφόρμα Arduino εδώ και αρκετό καιρό, θα ξέρετε ότι υπάρχουν πολλές διαφορετικοί τύποι μικροελεγκτών Arduino, με ποικίλες δυνατότητες και συνδεσιμότητα. Με όλες τις αναβαθμίσεις υλικού που ανακοινώθηκαν για το Uno R4, θα μπορούσε να γίνει η καλύτερη πλακέτα Arduino για τους κατασκευαστές.

Πιο συγκεκριμένα, ο ισχυρός επεξεργαστής Renesas RA4M1 (32-bit Arm Cortex-M4) λειτουργεί στα εντυπωσιακά 48MHz. Αυτό αντιπροσωπεύει μια σημαντική αύξηση 3x έως 16x στην επεξεργαστική ισχύ σε σύγκριση με το Uno R3. Γενικά, το Cortex M4 παρέχει υψηλότερη απόδοση με μεγαλύτερες ταχύτητες ρολογιού και πιο προηγμένες οδηγίες σετ, επιτρέποντας πιο αποτελεσματική και ταχύτερη εκτέλεση κώδικα—σε αντίθεση με την προηγούμενη MCU AVR 8-bit στο Uno R3.

Σε σύγκριση με μικρότερες σανίδες όπως το Raspberry Pi Pico που διαθέτει Cortex M0+, η απόδοση του Cortex-M4 είναι περίπου έξι φορές καλύτερη. Ίσως μπορείτε απλώς να εκτελέσετε τα αγαπημένα σας έργα που περιλαμβάνουν τη λήψη και την επεξεργασία δεδομένων υψηλής ταχύτητας από αισθητήρες, όπως δεδομένα από αναλογικά σήματα υψηλής συχνότητας.

Αναβαθμισμένος χώρος αποθήκευσης

Με μεγαλύτερη ταχύτητα ρολογιού και διευρυμένη μνήμη, μπορείτε να αποχαιρετήσετε τις πολύ συνηθισμένες στιγμές που σας προκαλούν το κεφάλι να αναρωτιέστε γιατί ο κώδικάς σας δεν λειτουργεί, μόνο για να ανακαλύψετε ότι αυτό οφείλεται στο ότι οι δηλώσεις σας Serial.print() ήταν πολύ περιεκτικές για την υποτονική MCU ή ότι η κολοσσιαία συστοιχία σας μάσησε όλα τα διαθέσιμα μνήμη.

Το Arduino έγραψε στην ανακοίνωσή του ανάρτηση ότι το Uno R4 θα διαθέτει σημαντικά διευρυμένη SRAM και μνήμη flash.

"Η SRAM πήγε από 2kB σε 32kB και η μνήμη flash από 32kB σε 256kB για να φιλοξενήσει πιο σύνθετα έργα."

Εξετάζοντας περαιτέρω αυτό, ανοίγει την πόρτα για τη δημιουργία πιο πλούσιων σε χαρακτηριστικά εφαρμογών, όπως αυτές που περιλαμβάνουν την καταγραφή δεδομένων ή την επεξεργασία δεδομένων σε έργα IoT.

Επισκευή υλικού

Η νέα πλακέτα παρέχει πολύ απαιτούμενες βελτιώσεις υλικού σε παρόμοια συμπαγή μορφή, ώστε να είναι δυνατή η συμβατότητα με τις υπάρχουσες ασπίδες και εξαρτήματα. Η ενίσχυση των ενσωματωμένων εξαρτημάτων σάς δίνει τη δυνατότητα να κάνετε ό, τι ήταν δυνατό μόνο με προσαρμοσμένες πλακέτες πριν.

Συμβατότητα USB-C και Vin

Το Uno R4 θα διαθέτει θύρα USB-C για τροφοδοσία και προγραμματισμό με υπολογιστή, κάτι που αποτελεί σημαντική αναβάθμιση σε σχέση με την προηγούμενη θύρα USB-B. Η μόδα για να υπάρχουν θύρες USB-C σε πλακέτες Arduino καθοδηγήθηκε από την κοινότητα των κατασκευαστών, οδηγώντας σε αυτήν την αναβάθμιση. Επιπλέον, το Uno R4 υποστηρίζει 24 βολτ σε Vin, καθιστώντας το συμβατό με ένα ευρύτερο φάσμα πηγών ενέργειας.

Λεωφορείο CAN

Γνωστός για τη χρήση του σε ενσωματωμένα συστήματα, ο δίαυλος CAN (Controller Area Network) θα σας επιτρέψει να ελαχιστοποιήσετε την καλωδίωση και να εκτελέσετε πολλές εργασίες παράλληλα συνδέοντας πολλαπλές ασπίδες. Μαζί με μια θύρα SPI (Serial Peripheral Interface), αυτό θα πρέπει να επιτρέπει πιο αποτελεσματική επικοινωνία μεταξύ διαφορετικών στοιχείων ενός έργου.

Βελτιωμένος μετατροπέας ψηφιακού σε αναλογικό (DAC)

Το Uno R4 θα περιλαμβάνει αναλογικό DAC 12-bit, παρέχοντας βελτιωμένη ακρίβεια και ακρίβεια για την αναλογική έξοδο. Τα έργα σας που απαιτούν ακρίβεια σε σχέση με τα αναλογικά σήματα, όπως η διεπαφή αισθητήρα και ο έλεγχος κινητήρα, θα αναβαθμιστούν.

Ενσωματωμένη μονάδα Wi-Fi

Θα μπορείτε να επιλέξετε από δύο εκδόσεις της πλακέτας: το Uno R4 WiFi και το Uno R4 Minima. Η έκδοση WiFi θα είναι εξοπλισμένη με μονάδα Wi-Fi Espressif S3, ιδανική για έργα IoT ή οποιαδήποτε άλλα που απαιτούν ασύρματη συνδεσιμότητα.

Από την άλλη πλευρά, το Uno R4 Minima προσφέρει μια οικονομικά αποδοτική επιλογή για όσους χρειάζονται ειδικά την ισχύ του νέου μικροελεγκτή χωρίς πρόσθετες δυνατότητες συνδεσιμότητας.

Πρόγραμμα συμβατότητας λογισμικού και έγκαιρης υιοθέτησης

Ενώ οι νέες αναβαθμίσεις υλικού είναι εντυπωσιακές, η συμβατότητα λογισμικού του Uno R4 είναι εξίσου σημαντική. Η Arduino ανακοίνωσε ένα Πρόγραμμα Early Adopter για την αντιμετώπιση τυχόν ασυμβατοτήτων λογισμικού που μπορεί να προκύψουν λόγω της μετάβασης σε επεξεργαστή 32-bit που βασίζεται σε Arm. Οι βιβλιοθήκες και τα παραδείγματα γραμμένα αποκλειστικά στη γλώσσα Arduino θα πρέπει να λειτουργούν απρόσκοπτα με τη νέα πλακέτα. Ωστόσο, οι βιβλιοθήκες που έχουν βελτιστοποιηθεί για έναν συγκεκριμένο επεξεργαστή ή αρχιτεκτονική ενδέχεται να χρειάζονται μεταφορά.

Ευτυχώς, το Arduino προσφέρει δωρεάν πλακέτες Uno R4 σε προγραμματιστές που θέλουν να ενημερώσουν τις βιβλιοθήκες τους για τη νέα πλακέτα. Αυτή η υποστήριξη από το Arduino διασφαλίζει ότι η τεράστια βιβλιοθήκη με ασπίδες, σεμινάρια και κώδικα που αναπτύχθηκε για το Uno R3 θα συνεχίσει να είναι διαθέσιμη για τη νέα πλακέτα.

The Next-Gen Board for Makers

Το Arduino Uno R4 είναι μια σημαντική αναβάθμιση σε μια ήδη εντυπωσιακή σειρά πλακών. Οι νέες δυνατότητες υλικού κάνουν το Uno R4 πιο ισχυρό και ευέλικτο, διατηρώντας παράλληλα τη συμβατότητα με το υπάρχον υλικό.