Nëse po pyesni se çfarë janë rishikimet e Arduino UNO (R3, R4…) dhe si ndryshojnë ato, keni ardhur në vendin e duhur. Në vitet e fundit, Pllaka më ikonike Arduino Ka evoluar duke ruajtur frymën e thjeshtësisë, por duke shtuar përmirësime që hapin derën për projekte më ambicioze pa prishur përputhshmërinë me atë që ekziston tashmë.
Përveç analizimit të ndryshimeve midis R3 dhe R4, do të shfrytëzojmë rastin për të zgjidhur një pyetje shumë të zakonshme: çfarë është më mirë të blihet për një projekt specifik, për shembull, një monitor i cilësisë së ajrit që dërgon të dhëna përmes Bluetooth në celularin tuaj? Do të shihni se fuqia e papërpunuar nuk është gjithçka: zgjedhja varet nga lidhshmëria, ekosistemi dhe, pse jo, nga xhepi juaj.
Çfarë është një "rishikim" i Arduino UNO dhe pse ato ekzistojnë
Në botën e Arduino-s, një rishikim (R2, R3, R4…) është një përsëritje e të njëjtës pllakë që prezanton ndryshimet në harduer dhe/ose softuer Duke ruajtur, sa më shumë që të jetë e mundur, formatin dhe sjelljen e përgjithshme. Qëllimi është i qartë: përmirësimi i performancës, por pa i lënë pas ata që tashmë kanë projekte dhe mburoja.
Kështu, Arduino ka ruajtur në UNO R4 faktori klasik i formës, pinout dhe funksionimi 5V karakteristikë e familjes UNO. Kjo lehtëson ripërdorimin e mburojave, udhëzuesve dhe montimeve, duke zvogëluar fërkimet për studentët, edukatorët dhe krijuesit që tashmë vijnë nga ekosistemi R3.
Kjo strategji kuptohet më mirë nëse kujtojmë origjinën e projektit: ai lindi në Itali si një zgjidhje të arritshme për arsim kur alternativa si BASIC Stamp kushtonin rreth 100 dollarë. Që nga viti 2005, falë natyrës së hapur të harduerit të sistemit, janë shfaqur versione zyrtare dhe jozyrtare, duke e sjellë elektronikën për një audiencë shumë më të gjerë.
Arduino UNO R3: themeli mbi të cilin mësoi gjysma e botës
Versioni i rishikuar R3 ka qenë porta hyrëse për mijëra projekte shtëpiake dhe arsimore për më shumë se një dekadë. Zemra e tij është një ATmega328P 8-bit në 16 MHz, një arkitekturë AVR RISC që është jashtëzakonisht popullore për shkak të thjeshtësisë së saj dhe ortekut të madh të shembujve dhe bibliotekave në dispozicion.
Në kujtim, UNO R3 ofron 2 KB SRAM y Memorie flash prej 32 KB, shifra modeste sot, por të mjaftueshme për një mori prototipesh: nga një shkallë e lidhur te sistemet e aksesit me sensorë biometrikë apo edhe Robotë të tipit BB8 I frymëzuar nga Star Wars. Forca e tij qëndron në ekosistemin, dokumentacionin dhe numrin e mburojave të përputhshme.
Sa i përket pinout-it, R3 popullarizoi një paraqitje që është bërë standarde në mburoja dhe pllaka zgjerimi. Vlen të kujtohet se, megjithëse hartëzimi logjik i pin-eve është i njëjtë, "Harta e brendshme" e mikrokontrolluesit (regjistrat, portat) i përkasin universit AVR, diçka e rëndësishme nëse bëni manipulim të portave në nivel të ulët.
Arduino UNO R4 (Minima dhe WiFi): Ndryshimi i ligës me 32 bit
Versioni R4 përfaqëson një kërcim brezash. Ai kalon në një procesor 32-bitësh, Renesas RA4M1 (Korteksi i krahut-M4) në 48 MHz, gjë që rrit performancën krahasuar me ATmega-n e vjetër 8-bitëshe. Kjo arkitekturë më moderne hap derën për llogaritje më komplekse, kontroll të saktë dhe ndërfaqe të reja periferike.
Rritja e kujtesës është e dukshme: nga 2 KB në 32 KB SRAM (gjashtëmbëdhjetë herë më shumë) dhe nga 32 KB program në Memorie flash prej 256 KB, duke lejuar skica dhe librari shumë më të mëdha pa asnjë problem. Për shumë projekte që nuk kishin rezultate të mira në R3, ky është një lehtësim i mirëpritur.
Gjithashtu ka veçori të reja në lidhje dhe energji. UNO R4 përdor USB-C dhe mbështet furnizime me energji me tensione hyrëse më të gjera (është treguar një maksimum prej 24 V përmes portit), duke përmirësuar qëndrueshmërinë dhe duke u përshtatur me standardet aktuale pa braktisur funksionimin 5 V, kaq karakteristik për diapazonin.
Arduino ofron dy variante: UNO R4 Minima, i projektuar si një bazë ekonomike pa radio të integruar, dhe UNO R4 WiFi, e cila përfshin një Moduli pa tel Espressif S3 me Wi-Fi dhe Bluetooth Low Energy. Ky opsion i dytë lehtëson projektet IoT dhe aplikacionet mobile pa module të jashtme.
Për më tepër, R4 shton pajisje periferike që nuk ishin në R3: DAC 12-bit, CAN bus, amplifikator operativ i integruar dhe portë SWD për debugging. Gjithashtu mundëson Modaliteti USB HID nëpërmjet USB-së, shumë e dobishme për ndërtimin e ndërfaqeve që sillen si tastierë/maunë ose pajisje hyrëse të personalizuara me vetëm disa rreshta kodi.
Versioni WiFi, nga ana e tij, shton një Matricë LED 12×8 ideale për reagime të shpejta, një lidhës Qwiic për prototipizim agile nëpërmjet I2C dhe një mekanizëm mbrojtës që zbulon operacionet që mund të ekzekutimi i bllokut (p.sh., pjesëtimet me zero)Në këtë rast, pllaka "ndalohet" dhe dërgon një raport që ndihmon në diagnostikim.
Kur u njoftua, Arduino tregoi se publikimi do të ndodhte rreth fundi i majit dhe se çmimi do të ishte afërsisht ai i R3. Më vonë, në dyqanin zyrtar, u panë çmime shumë konkurruese: UNO R4 Minima për 18 € y UNO R4 WiFi për 25 €Sidoqoftë, R3 nuk do të zhduket nga katalogu; ai do të mbetet në shitje për ata që e preferojnë ose kanë nevojë për përputhshmëri të rreptë.
Përputhshmëria e harduerit dhe softuerit: vazhdimësia me nuancat
Një nga objektivat kryesore të R4 ka qenë ruajtja e faktori i formës, pinout dhe vlerësimi 5V në mënyrë që të mos prishet përputhshmëria me mburojat ekzistuese dhe projektet fizike. Nëse keni pllaka zgjerimi të projektuara për UNO, është normale që përshtatet edhe në R4.
Nga ana e softuerit, Arduino ka punuar për të siguruar që kodi dhe tutorialet ekzistuese mbeten të dobishmeMegjithatë, kalimi nga AVR në Arm Cortex-M4 do të thotë që disa biblioteka specifike për harduerin (ose truket e manipulimit të regjistrave) mund të kërkojnë përmirësime dhe optimizimeNëse skica juaj përdor funksione standarde Arduino, migrimi zakonisht është i thjeshtë.
Për ata që praktikojnë programim të nivelit të ulët, është e rëndësishme të rishikojnë shtresat HAL/LL të RA4M1 dhe të kuptojnë se koha dhe vonesa Ato ndryshojnë në krahasim me një AVR. Nuk është "më i mirë" ose "më i keq" në vetvete; është thjesht i ndryshëm dhe më i aftë, kështu që është një ide e mirë të mbështeteni në biblioteka të mirëmbajtura dhe shembuj zyrtarë.
Vendosja e pinout-it dhe hartëzimi i pin-eve: çfarë duhet të kërkoni kur migroni
Në materialet më të fundit do të shihni referenca për "Arduino UNO R4 Minima Pinout” dhe tek klasiku "Pinout i Arduino UNO R3”, Përveç "Harta e pinit të mikrokontrolluesit ATmega328" Për ata që janë të rinj në AVR. Këto udhëzues janë thelbësorë kur zhvendosni një projekt nga R3 në R4.
Fizika (pozicioni i kokës dhe numërimi i pin-it) ruhet në R4, por caktim i brendshëm për pajisjet periferike ndryshon sepse mikrokontrolluesi është i ndryshëm. Nëse në R3 keni përdorur qasje të drejtpërdrejtë në regjistrat PORTx/DDR/PIN, në R4 do t'ju duhet ta rimendoni ose t'i përmbaheni shtresa e abstraksionit nga Arduino për të shmangur surprizat.
Si rregull i përgjithshëm:
- Nëse projekti juaj përdor Shkrim dixhital/Lexim analog dhe bibliotekat e zakonshme, migrimi në R4 do të jetë i qetë.
- Nëse do të ishe duke u tallur ose duke kontrolluar orar shumë i ngushtë, test dhe profil, sepse frekuenca dhe kohëmatësit ndryshojnë.
- Nëse hiqni pajisje të reja periferike (p.sh., DAC ose CAN 12-bitësh), mbështeten në shembujt zyrtarë të R4.
R3 ose R4 për një monitor të cilësisë së ajrit me Bluetooth
Le të shqyrtojmë rastin real: ju doni të montoni vetë një matës të cilësisë së ajrit që dërgon të dhëna në telefonin tuaj celular nëpërmjet BluetoothKëtu zgjedhja me mençuri ju kursen kohë dhe aksesorë shtesë.
me Arduino UNO R3 Nuk keni radio të integruar. Për Bluetooth, duhet të shtoni një modul të jashtëm (p.sh., HM-10 për BLE ose HC-05/06 për Bluetooth klasik). Është e realizueshme dhe e lirë, por do t'ju duhet ta menaxhoni. instalime elektrike, furnizim me energji elektrike dhe biblioteka të modulit, plus RAM-i R3 (2 KB) mund të mos mjaftojë nëse kombinoni sensorë të shumtë me përpunimin.
me Arduino UNO R4 Minima nuk keni as radio të integruar. Avantazhi është se kalimi në 32 bit dhe 32 KB SRAM Ato ju japin hapësirë për llogaritje (mesataret lëvizëse, filtrat, zhvendosjet) dhe për të trajtuar më shumë sensorë "të zhurmshëm" pa asnjë problem, por prapëseprapë do t'ju duhet një modul i jashtëm BLE për të dërguar të dhëna në celular.
me Arduino UNO R4 WiFi gjëja është thjeshtuar: sill WiFi dhe Bluetooth me Energji të Ulët si standard falë modulit Espressif S3, kështu që mund të publikoni leximet nëpërmjet BLE ose t'i ngarkoni ato nëpërmjet WiFi pa pajisje shtesë. Plus, i vogli Matricë LED 12×8 Ju lejon të shfaqni një ikonë ose nivelin e CO₂/PM pa ekrane të jashtme.
Çfarë të rekomandoni? Nëse kërkesa juaj është po ose po Bluetooth i integruarOpsioni më i drejtpërdrejtë dhe i pastër është UNO R4 WiFi. Nëse i jepni përparësi buxhetit dhe mund t’ia dilni mbanë me një modul të jashtëm BLE, R4 Minima ofron fuqi llogaritëse për më pak para. R3 është ende një opsion i mirë, por do të keni më pak memorie dhe duhet të jeni më të rreptë me bibliotekat.
Në sensorët tipikë për cilësinë e ajrit (PM, VOC, temperaturë/lagështi/presion), kombinime të tilla si PMS7003/5003 për grimcat me BME280 ose SHT31 për sensorin e ambientit dhe një sensor të përbërjes së paqëndrueshme (p.sh., CCS811 ose SGP30) funksionojnë mirë. Në BLE, përshkruani transmetimet periodike me korniza kompakte për të shmangur ngopjen; dhe nëse përdorni WiFi, merrni në konsideratë MQTT ose HTTP të thjeshtë. R4 e bën të lehtë falë Flash dhe SRAM më të mëdha.
Përvoja e performancës, konsumit dhe zhvillimit
Kalimi nga 8 në 32 bit me një Cortex-M4 në 48 MHz përkthehet në më shumë udhëzime për cikël, operacione native 32-bit dhe përmirësim të trajtimit të ndërprerjeve dhe pajisjeve periferike DMA, gjë që zvogëlon ngarkesën e CPU-së në detyrat e hyrjes/daljes dhe përpunimit.
Në përvojën e zhvillimit, disponueshmëria e SWD për debugging Në R4 bën diferencën nëse doni të bëni një hap më lart në cilësi: pikat e ndërprerjes, inspektimi i memories, gjurmët... Këto janë mjete që më parë ishin më pak të arritshme në R3 pa pajisje shtesë.
Kur ka kuptim të vazhdoj me R3?
Nëse tashmë keni një themel të fortë AVR/ATmega328P, projektet tuaja funksionojnë pa probleme në 2KB RAM dhe nëse vareni nga biblioteka shumë specifike për atë ekosistem, R3 do të vazhdojë të jetë një kalë pune i besueshëm. Arduino e ka konfirmuar këtë. nuk do ta ndërpresë, kështu që ka ende shumë rrugë për të bërë.
Është gjithashtu i dobishëm në trajnim kur doni të shpjegoni arkitekturën 8-bitëshe dhe koncepte të nivelit të ulët i lidhur ngushtë me AVR. Dhe, sigurisht, nëse keni një arsenal mburojash dhe shabllonesh të projektuara rreptësisht për R3, nuk ka nxitim për të migruar.
Për gjithçka tjetër, R4 ofron një marrëdhënie karakteristikat/çmimi shumë e vështirë për t’u injoruar, veçanërisht në Minima, dhe një zgjidhje e vetme nëse zgjidhni WiFi me BLE të përfshirë.
Duke parë në tërësi, familja UNO ka ditur të modernizohet pa humbur thelbin e saj: me R3 Ju ende keni thjeshtësi dhe përputhshmëri të papërshkueshme nga bombat, dhe me R4 Ju fitoni fuqi, memorie dhe aftësi të reja si DAC, CAN, HID dhe lidhje opsionale, të gjitha duke ruajtur faktorin klasik të formës dhe ekosistemin mbrojtës. Nëse projekti juaj është një matës i cilësisë së ajrit me Bluetooth, rruga e drejtpërdrejtë është UNO R4 WiFi; nëse preferoni të kufizoni buxhetin tuaj, UNO R4 Minima plus një modul BLE do t'ju japë shumë hapësirë llogaritëse, dhe R3 është ende i vlefshëm nëse kontrolloni përdorimin e memories dhe pranoni të shtoni një radio të jashtme.
