معرفی برد Arduino UNO R4 Minima

برد آردوینو یک پلتفرم متن‌باز و قابل برنامه‌ریزی است که برای توسعه و ساخت انواع پروژه‌های الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این برد از میکروکنترلرهای AVR یا ARM برخوردار بوده و با اتصال به کامپیوتر یا سایر دستگاه‌ها از طریق پورت USB یا سریال، امکان برنامه‌ریزی و اجرای کدهای نوشته شده با زبان برنامه‌نویسی C/C++ را فراهم می‌کند. برد آردوینو به دلیل سادگی کار با آن، جامعه فعال برنامه‌نویسی و پشتیبانی وسیع از توسعه‌دهندگان، به یکی از محبوب‌ترین ابزارها در زمینه‌های هوش مصنوعی، اینترنت اشیا، رباتیک، و سایر حوزه‌های الکترونیکی تبدیل شده است.

این برد از قطعات اضافی و شیلدهای مختلفی که توسط جامعه طراحی شده‌اند، به عنوان افزونه‌ها مورد حمایت قرار گرفته و این امکان را فراهم می‌سازد که انواع پروژه‌ها با تنوع بالا و به سرعت اجرا شوند. شرکت آردوینو در June 2023 از برد آردوینو UNO R4 مدل Minima رونمایی کرد. تغییر از نسل 3 به نسل 4 با ظاهری جدید که خیلی سریع جایگاه ویژه‌ای به دست آورد. در این بلاگ به معرفی برد آردوینو UNO R4 و مقایسه با آردوینو UNO R3 خواهیم پرداخت.

آردوینو UNO R4 Minima: نسل جدید آردوینو از ایتالیا به ایران

برد آردوینو یکی از محبوبترین مدل‌ها از اعضای خانواده آردوینو است. پس از سالها، مدل جدید آن به اسم Uno R4 معرفی شد. در ادامه برخی از ویژگی‌های برد آردوینو uno r4 را بررسی می‌کنیم. برد آردوینو UNO R4 Minima یک برد توسعه جدید از شرکت آردوینو است که از یک میکروکنترلر 32 بیتی RA4M1 استفاده می‌کند.این میکروکنترلر نسبت به میکروکنترلرهای 8 بیتی که در بردهای آردوینو نسل قبلی استفاده می‌شدند، مزایای زیادی دارد.

• سرعت پردازش بالاتر:میکروکنترلر RA4M1 با سرعت 48 مگاهرتز کار می‌کند، در حالی که سرعت پردازش میکروکنترلرهای 8 بیتی معمولاً بین 16 تا 20 مگاهرتز است.
• حافظه بیشتر:میکروکنترلر RA4M1 دارای 256 کیلوبایت حافظه فلش و 32 کیلوبایت حافظه SRAM است، در حالی که میکروکنترلرهای 8 بیتی معمولاً دارای 32 کیلوبایت حافظه فلش و 2 کیلوبایت حافظه SRAM هستند
• توانایی پردازش محاسبات پیچیده‌تر: میکروکنترلر RA4M1 دارای یک واحد پردازشی مبنایی (FPU) است که به آن امکان می‌دهد محاسبات پیچیده‌تر را با دقت بیشتری انجام دهد.
• پشتیبانی از CAN Bus:برد آردوینو UNO R4 Minima از CAN Bus پشتیبانی می‌کند که یک پروتکل ارتباطی سریع و کارآمد است.
• پشتیبانی از SWD: برد آردوینو UNO R4 Minima از SWD پشتیبانی می‌کند که یک پروتکل ارتباطی برای بارگذاری کد و عیب‌یابی میکروکنترلر است.
• پشتیبانی از HID داخلی: برد آردوینو UNO R4 Minima از HID داخلی پشتیبانی می‌کند که به آن امکان می‌دهد به‌عنوان یک دستگاه ورودی/خروجی انسانی (HID) مانند ماوس یا صفحه‌کلید عمل کند.

ویژگی‌های کلی برد آردوینو UNO R4 Minima

همانند اصول کلی بردهای آردوینو این مدل هم از طریق درگاه USB به کامپیوتر متصل می‌شود. سپس میتوانید هر برنامه‌ای که میخواهید را برای برد بنویسید. برد آردوینو UNO R4 Minima یک برد توسعه جدید از شرکت آردوینو است که از یک میکروکنترلر 32 بیتی RA4M1 استفاده می‌کند. این برد دارای ویژگی‌های زیر است:

• قابلیت برنامه‌ریزی با استفاده از نرم‌افزار Arduino IDE
• پشتیبانی از شیلدهای Arduino
• تغذیه با ولتاژ 5 ولت
• ولتاژ ورودی توصیه‌شده 6 تا 24 ولت
• میکروکنترلر: RA4M1
• سرعت پردازش:48 مگاهرتز
• حافظه فلش:256 کیلوبایت
• حافظه: SRAM 32 کیلوبایت
• واحد پردازشی مبنایی (FPU):دارد
• پشتیبانی از CAN Bus: دارد
• پشتیبانی از SWD: دارد
• پشتیبانی از HID داخلی: دارد
• تعداد پین‌های دیجیتال: 14
• تعداد پین‌های ورودی آنالوگ: 6
• تعداد پین‌های PWM: شش
• تعداد پین‌های وقفه:2
• تعداد پورت‌های سریال:1
• تعداد پورت‌های I2C : یک
• تعداد پورت‌های SPI: یک

مقایسه برد آردوینو UNO R4 Minima با UNO R3 

بردهای آردوینو UNO R3 از محبوب‌ترین بردهای توسعه‌ است. مدل جدید آن یعنی  UNO R4 Minima هم به زودی به جمع بردهای محبوب می‌پیوندند. این بردها برای ساخت پروژه‌های مختلف الکترونیکی و رباتیک مورد استفاده قرار می‌گیرند. این دو برد از نظر ظاهری و عملکرد شباهت‌های زیادی با یکدیگر دارند، اما تفاوت‌های مهمی نیز بین آنها وجود دارد که در ادامه به بررسی آنها خواهیم پرداخت.

تفاوت‌های کلیدی

هر دو برد از خانواده Uno هستند. ابعادشان یکی است ولی به روزرسانی‌های بسیار مهمی روی برد uno r4 صورت گرفته است. در ادامه سه مورد مهم که تفاوت کلیدی با یکدیگر دارند را بررسی می‌کنیم.

• میکروکنترلر: UNO R4 Minima از میکروکنترلر 32 بیتی Renesas RA4M1 استفاده می‌کند که نسبت به میکروکنترلر 8 بیتی ATmega328P در UNO R3، قدرت پردازشی و حافظه بیشتری دارد.
• فرکانس کلاک: UNO R4 Minima با فرکانس کلاک 48 مگاهرتز کار می‌کند که نسبت به فرکانس کلاک 16 مگاهرتز در UNO R3، دو برابر سریع‌تر است.
• حافظه: UNO R4 Minima از حافظه فلش 256 کیلوبایت، حافظه SRAM 32 کیلوبایت و حافظه EEPROM 8 کیلوبایت استفاده می‌کند که نسبت به حافظه فلش 32 کیلوبایت، حافظه SRAM 2 کیلوبایت و حافظه EEPROM 1 کیلوبایت در UNO R3، ظرفیت بیشتری دارد.

کدام برد مناسب شماست؟

انتخاب برد مناسب به نیازها و بودجه شما بستگی دارد. اگر به دنبال یک برد با قدرت پردازشی و حافظه بیشتر هستید و از هزینه بالاتر آن نیز نمی‌ترسید، UNO R4 Minima گزینه مناسبی برای شما است. اما اگر به دنبال یک برد ارزان‌تر هستید که با اکثر شیلدهای UNO R3 سازگار باشد، UNO R3 گزینه بهتری برای شما است. برد آردوینو Uno به عنوان یک پلتفرم الکترونیکی باز و قابل برنامه‌ریزی، برای انجام مجموعه‌ای وسیع از پروژه‌های الکترونیکی مناسب است. برخی از کاربردهای معمول برد آردوینو Uno عبارتند از:

1- آموزش برنامه‌نویسی: آردوینو Uno برای آموزش برنامه‌نویسی به ویژه برای مبتدیان بسیار مناسب است. ساختار ساده و زبان برنامه‌نویسی C/C++ آن، افراد را با مفاهیم برنامه‌نویسی و الکترونیک آشنا می‌کند.

2- پروژه‌های الکترونیکی هواپیما و رباتیک: برد آردوینو Uno برای ایجاد پروژه‌های رباتیک، هواپیماهای کنترلی، و وسایل حرکتی الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

3- سنسورها و ابزار اندازه‌گیری: از آردوینو Uno می‌توان برای خواندن اطلاعات از سنسورها مانند سنسورهای دما، رطوبت، فشار، و سایر ابزارهای اندازه‌گیری الکترونیکی استفاده کرد.

4- پروژه‌های اینترنت اشیا (IoT): به کمک ماژول‌های اتصال به اینترنت، آردوینو Uno می‌تواند در پروژه‌های اینترنت اشیا مثل مانیتورینگ سنسورها یا کنترل دستگاه‌ها از راه دور مورد استفاده قرار گیرد.

5- پروژه‌های هوش مصنوعی: آردوینو Uno را می‌توان در پروژه‌های کوچک هوش مصنوعی مانند الگوریتم‌های ساده یادگیری ماشین، تصمیم‌گیری هوشمندانه و سایر کاربردهای مرتبط استفاده کرد.

6- پروژه‌های هنری و نمایشی: برد آردوینو Uno می‌تواند در پروژه‌های هنری نمایشی مانند نمایش نوری، نمایشگرهای LED، و سایر اثرات ویژه مورد استفاده قرار گیرد.

با توجه به وسعت کاربردهای آردوینو Uno و استقبال گسترده از جمعیت توسعه‌دهنده، این برد به‌عنوان یک ابزار چندمنظوره در دنیای الکترونیک شناخته می‌شود.

UNO R4 Minima

کاربردهای مناسب:

  پروژه‌های پیچیده‌تر که به قدرت پردازشی و حافظه بیشتری نیاز دارند.

  پروژه‌هایی که نیاز به پردازش سریع‌تر دارند.

  پروژه‌هایی که نیاز به استفاده از شیلدهای جدیدتری دارند که برای UNO R3 در دسترس نیستند.

UNO R3

 کاربردهای مناسب:

     پروژه‌های ساده‌تر که به قدرت پردازشی و حافظه کمتری نیاز دارند.

     پروژه‌هایی که نیاز به پردازش کندتر دارند.

     پروژه‌هایی که از شیلدهای UNO R3 استفاده می‌کنند.

جمع بندی

در کل برد آردوینو uno r4 روزهای اولیه خودش را شروع کرده است. تا زمانی که جامعه کاربری روی آن پروژه اجرا کنند و ایده‌های متنوع را براساس این برد پیاده سازی کنند، کمی زمان میبرد. اما با توجه به ویژگی‌هایی که دارد میتواند یکی از گزینه‌های مهم برای پروژه‌های متنوع باشد. در ادامه برتری و معایب و کاربردهای برد آردوینو Uno r3 و Uno R4 را بررسی خواهیم کرد.

برد uno R4

برتری: قدرت پردازشی و حافظه بیشتر، فرکانس کلاک سریع‌تر، سازگاری با شیلدهای UNO R3

معایب: قیمت بالاتر، در دسترس نبودن برخی از شیلدهای UNO R3

کاربرد: پروژه‌های پیچیده‌تر، پردازش سریع‌تر، شیلدهای جدید

برد uno R3

برتری: قیمت پایین‌تر، در دسترس بودن بیشتر شیلدها

معایب: قدرت پردازشی و حافظه کمتر، فرکانس کلاک کندتر

کاربرد: پروژه‌های ساده‌تر، پردازش کندتر، شیلدهای UNO R3

UNO R4 Minima برای پروژه‌های پیچیده‌تر و نیاز به پردازش سریع‌تر مناسب است. UNO R3 برای پروژه‌های ساده‌تر و نیاز به پردازش کندتر مناسب است.