Warum der neue Arduino Uno R4 ein Game-Changer für Maker sein wird

Arduino, die Open-Source-Elektronikplattform, die Bastler und Hersteller seit über einem Jahrzehnt unterstützt, hat kürzlich ihre neueste Ergänzung der Uno-Reihe, den Arduino Uno R4, angekündigt. Dieses neue Board, das diesen Mai auf den Markt kommen soll, ist ein bedeutendes Upgrade des beliebten R3-Modells, das es seit 2010 gibt.

Mit einem völlig neuen SoC von Renesas ist der Uno R4 ein Game-Changer mit Fähigkeiten, um die Art und Weise, wie Sie komplexe Projekte handhaben, zu verändern. Aber warum ist diese neue 32-Bit-MCU der RA4-Serie dabei, die Dinge aufzurütteln?

Es hat einen leistungsfähigeren Prozessor

Wenn Sie die Arduino-Plattform schon seit einiger Zeit verwenden, wissen Sie, dass es viele davon gibt verschiedene Arten von Arduino-Mikrocontrollern, mit unterschiedlichen Funktionen und Konnektivität. Mit all den für das Uno R4 angekündigten Hardware-Upgrades könnte es das bevorzugte Arduino-Board für Hersteller werden.

Vor allem der leistungsstarke Renesas RA4M1 (32-Bit Arm Cortex-M4) Prozessor arbeitet mit beeindruckenden 48 MHz. Dies entspricht einer erheblichen 3- bis 16-fachen Steigerung der Rechenleistung im Vergleich zum Uno R3. Im Allgemeinen bietet der Cortex M4 eine höhere Leistung mit schnelleren Taktraten und fortgeschritteneren Anweisungen Sets, was eine effizientere und schnellere Ausführung von Code ermöglicht – im Gegensatz zur vorherigen 8-Bit-AVR-MCU auf dem Uno R3.

Im Vergleich zu kleineren Boards wie dem Raspberry Pi Pico mit Cortex M0+ ist die Leistung des Cortex-M4 etwa sechsmal besser. Vielleicht können Sie Ihre Lieblingsprojekte ausführen, bei denen Hochgeschwindigkeitsdaten von Sensoren erfasst und verarbeitet werden, z. B. Daten von analogen Hochfrequenzsignalen.

Verbesserter Speicher

Mit einer schnelleren Taktrate und erweitertem Speicher können Sie sich von den allzu häufigen Momenten des Kopfkratzens verabschieden, in denen Sie sich fragen, warum Ihr Code nicht funktioniert. Nur um festzustellen, dass dies daran liegt, dass Ihre Serial.print() -Anweisungen für die träge MCU zu ausführlich waren oder Ihr kolossales Array alle verfügbaren Daten aufgebraucht hat Speicher.

Arduino schrieb in seiner Ankündigung Blogeintrag dass der Uno R4 mit deutlich erweitertem SRAM und Flash-Speicher kommen wird.

„SRAM wurde von 2 kB auf 32 kB und Flash-Speicher von 32 kB auf 256 kB erhöht, um komplexere Projekte zu ermöglichen.“

Wenn man sich dies genauer ansieht, öffnet es die Tür für die Erstellung von Anwendungen mit mehr Funktionen, wie z. B. solchen mit Datenprotokollierung oder Datenverarbeitung in IoT-Projekten.

Hardware-Überholung

Das neue Board bietet viel nachgefragte Hardwareverbesserungen in einem ähnlich kompakten Formfaktor, um die Kompatibilität mit bestehenden Abschirmungen und Komponenten zu ermöglichen. Durch das Aufrüsten der Onboard-Komponenten können Sie tun, was zuvor nur mit benutzerdefinierten Boards möglich war.

USB-C- und Vin-Kompatibilität

Der Uno R4 wird mit einem USB-C-Anschluss für die Stromversorgung und Programmierung mit einem Computer geliefert, was eine erhebliche Verbesserung gegenüber dem vorherigen USB-B-Anschluss darstellt. Die Mode für USB-C-Ports auf Arduino-Boards wurde von der Maker-Community vorangetrieben, was zu diesem Upgrade führte. Darüber hinaus unterstützt der Uno R4 24 Volt auf Vin, wodurch er mit einer größeren Auswahl an Stromquellen kompatibel ist.

CAN-Bus

Der CAN-Bus (Controller Area Network), der für seine Verwendung in eingebetteten Systemen bekannt ist, ermöglicht es Ihnen, die Verkabelung zu minimieren und mehrere Aufgaben parallel auszuführen, indem mehrere Abschirmungen verbunden werden. Zusammen mit einem SPI-Anschluss (Serial Peripheral Interface) soll dies eine effizientere Kommunikation zwischen verschiedenen Komponenten eines Projekts ermöglichen.

Verbesserter Digital-Analog-Wandler (DAC)

Der Uno R4 wird einen analogen 12-Bit-DAC enthalten, der eine verbesserte Genauigkeit und Präzision für die analoge Ausgabe bietet. Ihre Projekte, die Präzision gegenüber analogen Signalen erfordern, wie z. B. Sensorschnittstellen und Motorsteuerung, werden hochskaliert.

Integriertes Wi-Fi-Modul

Sie können zwischen zwei Versionen des Boards wählen: dem Uno R4 WiFi und dem Uno R4 Minima. Die WiFi-Version wird mit einem Espressif S3 Wi-Fi-Modul ausgestattet, das sich ideal für IoT-Projekte oder andere Projekte eignet, die eine drahtlose Verbindung erfordern.

Andererseits bietet der Uno R4 Minima eine kostengünstige Option für diejenigen, die speziell die Leistung des neuen Mikrocontrollers ohne zusätzliche Konnektivitätsfunktionen benötigen.

Softwarekompatibilität und Early-Adopter-Programm

Während die neuen Hardware-Upgrades beeindruckend sind, ist die Software-Kompatibilität des Uno R4 ebenso wichtig. Arduino hat eine angekündigt Early-Adopter-Programm um alle Software-Inkompatibilitäten zu beheben, die aufgrund der Umstellung auf einen Arm-basierten 32-Bit-Prozessor auftreten können. Bibliotheken und Beispiele, die ausschließlich in der Arduino-Sprache geschrieben sind, sollten nahtlos mit dem neuen Board funktionieren. Bibliotheken, die für einen bestimmten Prozessor oder eine bestimmte Architektur optimiert sind, müssen jedoch möglicherweise portiert werden.

Glücklicherweise bietet Arduino Entwicklern, die ihre Bibliotheken für das neue Board aktualisieren möchten, kostenlose Uno R4-Boards an. Diese Unterstützung von Arduino stellt sicher, dass die umfangreiche Bibliothek mit Shields, Tutorials und Code, die für das Uno R3 entwickelt wurden, auch weiterhin für das neue Board verfügbar ist.

Das Board der nächsten Generation für Maker

Das Arduino Uno R4 ist ein bedeutendes Upgrade einer bereits beeindruckenden Reihe von Boards. Die neuen Hardwarefunktionen machen den Uno R4 leistungsstärker und vielseitiger, während die Kompatibilität mit vorhandener Hardware erhalten bleibt.