Arduino Uno R4 : La Révolution pour les Makers

Arduino, la plateforme électronique open-source qui alimente depuis plus d’une décennie les projets de bricolage et de création, a récemment lancé sa dernière version de la gamme Uno : l’Arduino Uno R4. En capitalisant sur l’héritage remarquable de son prédécesseur, l’Arduino Uno R3 qui existe depuis 2010, cette nouvelle version est destinée à révolutionner le monde des makers.

Avec un SoC entièrement nouveau de Renesas, l’Arduino Uno R4 est un véritable game-changer avec des capacités qui transformeront la manière de gérer des projets complexes. Mais pourquoi ce nouveau microcontrôleur de la série RA4 est-il sur le point de tout changer ?

Des capacités de traitement accrues – Arduino uno R4

Si vous utilisez la plateforme Arduino depuis un certain temps, vous savez qu’il existe différents types de microcontrôleurs Arduino, avec des capacités et des connexions variables. Avec toutes les améliorations matérielles annoncées pour l’Uno R4, il est fort probable qu’il devienne la carte Arduino incontournable pour les makers.

Le processeur puissant Renesas RA4M1 (32 bits Arm Cortex-M4) fonctionne à une fréquence impressionnante de 48 MHz. Cela représente une augmentation significative de 3 à 16 fois de la puissance de traitement par rapport à l’Uno R3. Le Cortex M4 offre généralement des performances supérieures avec des vitesses d’horloge plus rapides et des jeux d’instructions plus avancés, permettant une exécution plus efficace et plus rapide du code par rapport à l’ancien MCU AVR 8 bits de l’Uno R3.

Par rapport aux plus petites cartes microcontrôleur comme le Raspberry Pi Pico avec un Cortex M0+, les performances du Cortex-M4 sont environ six fois meilleures.

Une mémoire améliorée

Avec une vitesse d’horloge plus rapide et une mémoire étendue, vous pourrez dire adieu aux moments de réflexion où vous vous demandez pourquoi votre code ne fonctionne pas, pour découvrir ensuite que c’est parce que vos déclarations Serial.print() sont trop verbeuses pour le MCU lent, ou que votre énorme tableau a consommé toute la mémoire disponible.

En plus, l’Arduino Uno R4 bénéficie d’une SRAM considérablement étendue (32 Ko contre 2 Ko sur l’Uno R3) et d’une mémoire flash plus grande (256 Ko contre 32 Ko), ce qui vous permettra de créer des projets plus riches en fonctionnalités.

Une refonte matérielle

La nouvelle carte fournit des améliorations matérielles très demandées dans un format compact similaire pour assurer la compatibilité avec les shields et composants existants. Le renforcement des composants embarqués vous permet de réaliser ce qui était auparavant uniquement possible avec des cartes personnalisées.

Connectivité USB-C et Vin

L’Arduino Uno R4 dispose d’un port USB-C pour l’alimentation et la programmation avec un ordinateur, ce qui représente une amélioration significative par rapport à l’ancien port USB-B. L’ajout du port USB-C a été motivé par la communauté des makers, conduisant à cette mise à niveau. De plus, l’Uno R4 prend en charge 24 volts sur Vin, ce qui le rend compatible avec une plus large gamme de sources d’alimentation.

Prise en charge du bus CAN :

Connu pour son utilisation dans les systèmes embarqués, le bus CAN (Controller Area Network) vous permet de réduire le câblage et d’exécuter plusieurs tâches en parallèle en connectant plusieurs shields. En plus d’un port SPI (Serial Peripheral Interface), cela permettra une communication plus efficace entre les différents composants d’un projet.

Un convertisseur numérique-analogique amélioré (DAC)

L’Arduino Uno R4 comprend un DAC analogique de 12 bits, offrant une précision et une précision améliorées pour les sorties analogiques. Vos projets qui nécessitent une précision sur les signaux analogiques, tels que l’interfaçage de capteurs et le contrôle de moteurs, sont maintenant améliorés.

Périphérique HID intégré

La plupart des cartes de développement contemporaines incluent une fonctionnalité HID (interface homme-machine), que l’Uno R4 possède intégrée, tandis que les modèles Uno plus anciens ne l’avaient pas.

Vous pouvez utiliser l’API clavier/souris intégrée dans le noyau pour convertir votre carte en périphérique HID. Vous pouvez consulter la documentation de cette API pour en savoir plus sur le fonctionnement de cette fonctionnalité.

Module Wi-Fi intégré

Vous pouvez choisir entre deux versions de la carte : l’Uno R4 WiFi et l’Uno R4 Minima. La version WiFi comprend un module Wi-Fi Espressif S3, idéal pour les projets IoT ou tout autre projet nécessitant une connectivité sans fil.

Par rapport au modèle Minima, la variante Uno R4 WiFi présente les caractéristiques supplémentaires suivantes :

• Connectivité via Wi-Fi et Bluetooth, prise en charge des projets IoT dans le cloud et contrôle à distance.
• Matrice LED 12×8 pour des idées innovantes impliquant des animations.
• Connecteur Qwiic pour prototypage rapide via I2C en utilisant des modules compatibles.
• Mécanisme intégré pour détecter et arrêter les erreurs telles que la division par zéro, tout en les expliquant sur l’affichage série.

D’un autre côté, le modèle Uno R4 Minima offre une option rentable pour ceux qui ont spécifiquement besoin de la puissance du nouveau microcontrôleur sans les fonctionnalités de connectivité supplémentaires.

Compatibilité logicielle et programme Early Adopter

Si les nouvelles améliorations matérielles sont impressionnantes, la compatibilité logicielle de l’Uno R4 est tout aussi importante. Arduino a lancé le programme Early Adopter pour résoudre d’éventuelles incompatibilités logicielles qui pourraient survenir en raison du passage à un processeur ARM 32 bits. Les bibliothèques et les exemples écrits exclusivement dans le langage Arduino devraient fonctionner parfaitement avec la nouvelle carte. Cependant, les bibliothèques optimisées pour un processeur ou une architecture spécifique pourraient nécessiter des adaptations.

Heureusement, Arduino propose des cartes Uno R4 gratuites aux développeurs qui souhaitent mettre à jour leurs bibliothèques pour la nouvelle carte. Ce soutien d’Arduino garantit que la vaste bibliothèque de shields, de tutoriels et de code développée pour l’Uno R3 sera disponible pour la nouvelle carte.

Animations de la Matrice LED

L’une des fonctionnalités les plus passionnantes de l’Arduino Uno R4 est sa matrice LED intégrée. Vous pouvez créer des animations personnalisées en utilisant une série d’images, puis les télécharger sur votre Arduino à l’aide du sketch d’exemple PlayAnimation. Voici comment procéder :

1. Créez une séquence d’images : Pour créer une animation, vous devez créer une séquence d’images qui représente chaque étape de l’animation. Chaque image est représentée par un tableau de valeurs hexadécimales qui contrôlent les pixels de la matrice LED. Chaque valeur hexadécimale représente un état spécifique des pixels.
2. Téléchargez l’animation : Une fois que vous avez créé votre séquence d’images, vous pouvez la télécharger sous forme de fichier d’en-tête (.h), comme illustré dans l’exemple ci-dessous. Assurez-vous de sauvegarder le fichier dans le dossier de votre projet.

Exemple d’animation de foudre :

const uint32_t animation[][4] = {
	{
		0x3006004,
		0x0,
		0x0,
		66
	},
	{
		0x700600c,
		0x800000,
		0x0,
		66
	},
	{
		0x700600c,
		0x1e00400,
		0x80000000,
		66
	},
	{
		0x700600c,
		0x1f00600,
		0xc0080100,
		66
	},
	{
		0x0,
		0x0,
		0x0,
		66
	},
	{
		0x700600c,
		0x1f00600,
		0xc0080100,
		66
	},
	{
		0x0,
		0x0,
		0x0,
		66
	},
	{
		0x700600c,
		0x1f00600,
		0xc0080100,
		66
	},
	{
		0x700600c,
		0x1f00600,
		0xc0080100,
		66
	},
	{
		0x700600c,
		0x1f00600,
		0xc0080100,
		66
	},
	{
		0x700600c,
		0x1f00600,
		0xc0080100,
		66
	},
	{
		0x700600c,
		0x1f00600,
		0xc0080100,
		66
	}
};

3. Utilisez le sketch PlayAnimation : Ouvrez le sketch PlayAnimation dans l’IDE Arduino et enregistrez-le sous un nouveau nom. Copiez le fichier d’animation (.h) téléchargé dans le dossier du sketch, en remplaçant le fichier d’animation d’origine.
4. Téléversez le sketch : Connectez votre Arduino Uno R4, sélectionnez la carte appropriée et le port dans l’IDE Arduino, puis téléversez le sketch PlayAnimation. Votre animation personnalisée sera maintenant chargée sur la matrice LED de l’ Arduino Uno R4, et vous pourrez voir votre création prendre vie !

Conclusion

L’Arduino Uno R4 est une mise à niveau majeure d’une gamme de cartes déjà impressionnante. Les nouvelles fonctionnalités et les performances accrues rendent l’Uno R4 plus puissant et polyvalent, tout en maintenant la compatibilité avec le matériel existant.

Avec son processeur plus puissant, une mémoire étendue, des améliorations matérielles et une connectivité Wi-Fi intégrée, l’Arduino Uno R4 est véritablement la nouvelle référence pour les makers et les amateurs de bricolage. Avec son support logiciel et son programme Early Adopter, Arduino montre une fois de plus son engagement envers la communauté des makers et assure une transition en douceur vers cette nouvelle plateforme révolutionnaire. Que vous soyez un débutant ou un maker expérimenté, l’Arduino Uno R4 ouvre un monde de possibilités créatives pour réaliser des projets encore plus ambitieux et passionnants.

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Twitter: Moussa Lhoussaine (@Moussasoft_com) / Twitter

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