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Arduino Uno Rev3与R4 WiFi:这些电脑之间有什么区别?

Marinel Sigue 2024-06-06 06:00:00

您的项目需要一个简单的微控制器板吗?那么,Arduino董事会可能就是你想要的.

这个开源硬件平台有多种版本,从经典的Uno到迷你的Nano再到功能强大的Giga,因此从其中一个选择中挑选一个可能是一项相当艰巨的任务.

然而,有两个突出的选择你应该考虑,特别是如果你正在寻找一个初学者友好的主板:Uno Rev3和Uno R4 WiFi.

是的,它们可能会相当混淆,因为它们都来自Uno家族,因此看起来是一样的.

但Rev3和R4 WiFi并不容易互换:它们配备了不同的组件和功能,它们的应用也不同.

如果你想知道哪一款更适合你的需求,为了清楚起见,我们列出了这两款主板之间的主要区别.

Arduino Uno Rev3是经典的Arduino Uno主板的第三版.

与其早期版本相比,它包括升级的组件和新功能,如ATmega16U2而不是ATmega8U2微控制器,用于重置电路板的更强大的电路,以及额外的SDA和SCL引脚.

自从原始和Rev2主板停产以来,Rev3已经成为Uno家族和Arduino品牌的代言人.

事实上,它被认为是Uno主板中最受欢迎的,也是Arduino产品中记录最多的.

使用Uno Rev3与使用任何其他Arduino主板类似.

它可以使用Arduino IDE桌面和Web编辑器以及Arduino CLI进行编程.

它还可以与大多数流行的库一起使用,如Wire、SPI和Servo.

Uno Rev3的售价为27.

60美元,与R4 Minima一起于2023年10月推出,Uno R4 WiFi是加入Uno家族的最新版本.

由于其现代化的功能和组件,它比前几代产品有了巨大的进步,最显著的改进是从典型的8位AVR微控制器转变为更强大的32位ARM微控制器.

然而,由于R4 WiFi仍然采用与Uno Rev3相同的外形规格,因此它仍然与最初为Rev3设计的现有硬件(例如盾牌、传感器)兼容.

如果你想升级,这可以平稳地从Rev3过渡到R4 WiFi.

在软件方面,R4 WiFi也可以与传统的桌面IDE、网页编辑器和Arduino CLI一起工作.

它也可以与在线Arduino云平台一起使用.

然而,当你将Rev3的草图移植到R4 WiFi上时,你可能会遇到一些问题,因为并不是所有的Rev3库都能与这种现代的主板一起工作.

令人惊讶的是,即使R4 WiFi进行了升级和拥挤的功能,它仍然比R3略便宜,只有27.5美元.经典的Rev3和Uno的最新版本R4 WiFi最显著的区别之一是微控制器.

这个组件是董事会的大脑,也是UNO计算能力的来源.

对于Rev3,微控制器是ATmega328P.

它是一款8位AVR微控制器,以16 MHz的时钟速度运行,拥有32KB的闪存、2KB的SRAM和1KB的EEPROM.

尽管规格不高,但Rev3可以处理广泛的任务,从初学者项目(如Arduino供电的自动植物浇水系统)到更复杂的应用(如自平衡移动机器人).

另一方面,R4 WiFi配备了32位ARM微控制器Renesas RA4M1.

它的运行速度是Rev3(48 MHz)的三倍,并提供了大规模的内存升级,具有256 KB的闪存、32 KB的SRAM和8 KB的EEPROM.

这意味着该主板非常适合具有更多代码的更高级、要求更高的项目--考虑基于网络的家庭自动化系统或QO-100卫星终端的地面站监控.

除了技术规格上的差异,Rev3和R4 WiFi的微控制器之间的区别还在于它们连接到各自的主板的方式.

在Rev3上,芯片位于双列直插式封装(DIP)插座中,因此很容易更换.

在R4 WiFi上,芯片是焊接在电路板上的,所以如果它损坏了,你需要手动拆开它.

开箱即用的Rev3有三种板载通信方式:串行、I2C和SPI.

这些都是有线连接,这意味着它们需要物理电缆才能与外部组件通信.

不过,Rev3确实支持Wi-Fi和蓝牙等无线通信协议.

然而,R4 WiFi还需要额外的组件--Wi-Fi屏蔽和蓝牙模块.

由于机载ESP32-S3模块,R4 WiFi已经配备了Wi-Fi通信,而Rev3缺乏这一模块.

R4 WiFi的Wi-Fi功能提供高达150 Mbps的速度,无需外部天线即可工作.

除了Wi-Fi,ESP32-S3还为主板提供了蓝牙功能,允许您将主板用于蓝牙LE和蓝牙5应用程序.

虽然主板本身确实包括这两个无线功能,但您不能同时使用它们,因为它们共享同一天线.

同时,在Rev3上,你可以自由使用附加Wi-Fi屏蔽和蓝牙模块,因为它们连接到不同的引脚(Wi-Fi屏蔽连接到SPI总线,蓝牙模块连接到TX和RX引脚).

Rev3和R4 WiFi之间的另一个区别是它们的串口和I2C总线的数量.

Rev3有一个单一的串行连接,由USB端口和RX/TX引脚共享.

Rev3上也只有一条I2C总线.

相比之下,R4 WiFi包括两个串口和两条I2C总线.

一个串口可从USB端口访问,另一个串口连接到RX/TX引脚.

另一方面,I2C总线位于A4和A5引脚以及Qwiic连接器上.

Rev3和R4 WiFi上的许多引脚具有类似的功能,以确保与现有硬件兼容.

然而,R4 WiFi引入了新的引脚和特殊的引脚功能,你在Rev3上看不到.

让我们从新引脚开始.

在R4 WiFi的桶形插孔后面是一组三个插头,分别标有Off、GND和VRTC.

OFF引脚设计用于在通过桶形插孔或VIN引脚供电时关闭电路板.

接地引脚,你已经知道,是用来接地你的电路的.

VRTC引脚是R4 WiFi的板载实时时钟(RTC)的电源引脚.

虽然主电源可以为RTC供电,但您可能需要为该设备使用单独的电源,以确保即使在Arduino关闭或断开主电源的情况下,它也能按预期运行.

VRTC引脚支持1.6V到3.3V之间的任何电压,所以使用两个AA电池将是很好的.

现在,在现有的引脚上增加额外的特殊功能.

在R4 WiFi中,A0(最初用作模拟输入)兼任模拟输出的数模转换器(DAC)引脚.

D10和D13(通常为数字I/O引脚)也可以是CAN总线,主要用于与车辆内的设备进行通信.

A1、A2和A3(也是模拟输入引脚)现在具有OPAMP引脚的特殊功能,能够输出相同的电压或增加连接到它的电压.

R4 WiFi配备了你在Rev3上找不到的额外(升级后的)板载功能,例如C型USB端口而不是B型2.0.这使得电路板不那么笨重(B型2.

0相当大),并且不需要购买USB电缆,因为你的家周围可能已经有一根C型电缆.

R4 WiFi拥有的另一个功能是其12x8红色LED矩阵,可以使用Arduino_LED_Matrix库轻松进行编程.

这一功能可以在各种Arduino项目中派上用场,在这些项目中,您需要显示基本的文本、图形或动画,但不想购买额外的硬件.

此外,Rev3和R4 WiFi之间也有轻微的输入电压差异.

Rev3仅有6至20 V的限制(尽管建议的电源额定值在7至12 V之间).

同时,R4 WiFi能够处理高达24V的电压.

这种扩展的电压范围可以使您的整个项目更容易使用一个电源,特别是如果您使用24V组件,如继电器、电机和螺线管.

Arduino还将R4 WiFi的模拟升级为-数字转换器(ADC),负责从模拟输入读取数据.

在Rev3上,ADC支持高达10位的分辨率,值从0到1023.

但在R4 WiFi上,这一数字增加到了14位.

这允许主板读取更多数据(值从0到16383).

虽然Rev3和R4WiFi采用相同的外形尺寸和引脚,但它们用于不同的目的,并且决定购买哪个主板完全取决于您的项目要求.

如果您刚刚开始使用Arduino,并且还没有想到一个项目,Uno Rev3是您想要的.

不仅有无数的教程和文档与此完全相同的主板,而且它也包括在市场上的大多数Arduino初学者工具包(大多数初学者使用初学者工具包,以方便).

此外,Rev3对于新手来说非常容易使用.

它与Arduino项目中使用的许多传感器、防护罩和其他电子部件兼容,还支持Arduino IDE中的示例草图,无需修改.

然而,如果您是更高级的开发人员或业余爱好者,并希望创建物联网项目,那么R4 WiFi是为您准备的.

它具有开箱即用的Wi-Fi和蓝牙连接功能,因此您不需要购买和使用单独的模块.

对于可能需要更高处理能力和内存的更复杂的多传感器项目,R4 WiFi也是更明智的选择.

虽然R4 WiFi主要是为高级用户销售的,但你仍然可以将其作为初学者使用,因为它仍然具有Rev3的基本功能.

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