Guía de modelos Arduino y sus características
Autor: Oscar Gonzalez
Tiempo de lectura: 57 minutos
Guía completa de características y documentación de los modelos de placas Arduino en un solo lugar
Guía de modelos Arduino y sus características
Arduino UNO R4 Wifi
Arduino UNO R4 Wifi
El Arduino UNO R4 Wifi es la evolución de su hermano modelo Arduino UNO R3, pero incluye además dos principales funcionalidades que lo hace brillar especialmente. Lo primero que debes saber es que en este modelo ha evolucionado desde el clásico microcontrolador de 8-bits a un potente procesador Renesas RA4M1 de 32-bits corriendo a 48MHz.
Y seguro que te has dado cuenta también, ya que sobre un lateral, puedes ver que también incluye en la misma placa un potente ESP32-S3 de Espressif que permite conectividad Wifi y Bluetooth.
Esto lo transforma automáticamente en la placa ideal para proyectos conectados que además necesiten de una capacidad de cálculo importante, porque además tiene una cantidad de memoria Flash y RAM ridículamente muy superior al modelo anterior.
¿Qué quiere decir eso?
Quiere decir que podrás crear proyectos más grandes, más complejos y sin miedo a que la placa se te quede corta. ¿Recuerdas cuando tenías que sacar código y librerías porque no cogían en la placa? Con el Arduino UNO R4 Wifi eso se terminó.
Es probablemente la placa Arduino UNO más completa que se ha creado hasta ahora
Ahora veremos más en detalle todas sus características y una de las partes más destacables es la presencia en este modelo de una matriz de LED de 12x8 píxeles completamente programable. Esto hace que puedas programar todo tipo de animaciones de una forma muy sencilla.
Arduino UNO R4 Wifi
Probablemente, el Arduino UNO R4 Wifi tenga tantas características nuevas e interesantes, que el problema no va a ser programarlo, sino encontrar un proyecto a su altura para poder sacarle todo su potencial.
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Características del Arduino UNO R4 Wifi
El Arduino UNO R4 WiFi se basa en el microcontrolador de la serie RA4M1 de 32 bits, R7FA4M1AB3CFM#AA0, de Renesas, que utiliza un microprocesador Arm® Cortex®-M4 de 48 MHz con una unidad de coma flotante (FPU).
El voltaje de funcionamiento del RA4M1 es de 5 V para que sea compatible con shield, accesorios y circuitos basados en placas Arduino UNO anteriores.
| Microcontrolador: | Renesas RA4M1 (Arm® Cortex®-M4) |
| Velocidad de reloj: | 48 MHz |
| Memoria flash: | 256 kB |
| Memoria RAM: | 32 kB |
| Conector de alimentación y programación: | USB-C |
| Pines I/O: | 14 |
| Pines analógicos: | 6 (DAC: 1 PWM: 6) |
| Puertos UART: | 4 |
| Bus I2C: | 1 |
| Bus SPI: | 1 |
| Bus CAN: | 1 |
| Voltaje de pines: | 5V |
| Entrada de alimentación: | 6 a 24V |
| Corriente por pin: | 8 mA |
| Dimensiones: | 68.85 x 53.34 mm |
Microcontrolador ESP32-S3 del Arduino UNO R4 Wifi
El Arduino UNO R4 Wifi tiene doble microcontrolador ESP32-S3 que funciona junto al RA4N1. Eso tiene muchas ventajas, ya que puedes aprovechar el bajo consumo del Cortex-M4, al mismo tiempo que puedes tener conectividad Wifi/Bluetooth y una mucha más capacidad de cálculo, así como memoria flash para proyectos más complejos.
El ESP32-S3 se comunica con el RA4N1 mediante un convertidor de voltaje a 3.3V.
Estas son sus características principales:
| Microcontrolador: | Xtensa® dual-core 32-bit LX7 microprocessor (ESP32-S3-MINI-1-N8) |
| Voltaje de operación: | 3.3V |
| Velocidad de reloj: | 40 MHz |
| Conectividad Wifi: | Wi-Fi® 802.11 b/g/n standard (Wi-Fi® 4) - 2.4 GHz (hasta 150 Mbps) |
| Conectividad Bluetooth: | Bluetooth® 5 |
| Memoria Flash: | 384 kB |
| Memoria RAM: | 512 kB |
Conector ESP
El Arduino UNO R4 Wifi tiene un conector de 6 pines para comunicarte directamente con el módulo ESP32. Se encuentra justo al lado del botón de RESET y expone los siguinetes pines:
- ESP_IO42: MTMS debugging (Pin 1)
- ESP_IO41: MTDI debugging (Pin 2)
- ESP_TXD0: Serial Transmit (UART) (Pin 3)
- ESP_DOWNLOAD: boot (Pin 4)
- ESP_RXD0: Serial Receive (UART) (Pin 5)
- GND: ground (Pin 6)
ESP Header para ESP del Arduino UNO R4 Wifi
Esquema de pines ESP32 / Arduino UNO R4 Wifi
Definición de pines de Arduino UNO R4 Wifi
Gracias a esta imagen, puedes ver de un tirón para qué vale cada uno de los pines del Arduino UNO R4 Wifi. Es un esquema-chuleta muy práctica que siempre está bien tener a mano. Esto es especialmente útil si estás montando un proyecto con la placa.
Más abajo tienes unos enlaces donde si quieres lo puedes descargar en formato PDF para poder imprimirlo
Pinout Arduino UNO R4 Wifi
Alimentación de Arduino UNO R4 Wifi
El Arduino UNO R4 Wifi tiene un nuevo sistema de alimentación y permite un grande muy amplio de voltajes de entrada. Por supuesto, lo puedes alimentar directamente por USB y funcionará a la perfección, pero también dispone de la clásica entrada VIN y un conector jack de entrada.
El rango de voltajes de entrada tanto de VIN como del jack de alimentación soporta voltajes de entre 6 y 24 Voltios. Eso es especialmente interesante, ya que 24V es el voltaje estándar en la industria, especialmente en entornos con controladores PLC y es una opción muy interesante.
Diagrama de bloques del Arduino UNO R4 Wifi
Aquí puedes ver las diferentes partes de la estructura de la placa y cómo están conectadas entre sí.
Diagrama de bloques del Arduino UNO R4 Wifi
Comunicación y programación USB del Arduino UNO R4 Wifi
El Arduino UNO R4 Wifi al tener dos microcontroladores, tiene una forma un poco diferente de funcionar, ya que por defecto, cuando conectas la placa por USB, el RA4N1 se programa a través del ESP32.
Esto ofrece varias ventajas, pero en caso de que quieras programar por USB directamente el RA4N1, puedes soldar un jumper y puentear el puerto USB directamente.
La selección de puerto USB es un proceso automático, levantando a nivel alto el pin P408 (D40).
La matriz de LED del Arduino UNO R4 Wifi
La placa tiene una matriz de luces LED organizadas en un array de 12x8. Son programables, por supuesto, y están conectadas utilizando un método llamado charlieplexing. Esa técnica permite controlar cada LED de forma individual utilizando muy pocos pines.
Estos son los pines utilizados por el RA4N1 para controlar los LEDS:
- P003
- P004
- P011
- P012
- P013
- P015
- P204
- P205
- P206
- P212
- P213
Conversor digital a Analógico (DAC)
El Arduino UNO R4 WiFi tiene un DAC con una resolución de hasta 12 bits conectado al pin analógico A0. Un DAC se utiliza para convertir una señal digital a una señal analógica.
El DAC se puede utilizar para la generación de señales, como por ejemplo en aplicaciones de audio, como generar y alterar ondas de diente de sierra.
Conector I2C STEMMA / QWIIC
Sobre un lateral de la placa dispone de un conector I2C muy práctico. No es casualidad de que este conector esté aquí, ya que existen en el mercado cientos de placas y sensores compatibles con este conector. Especialmente placas de Sparkfun y Adafruit que solo necesitan un pequeño cable para conectarlas y puede hacerse en cascada.
Esto permite conectar muchos sensores con un solo clic y sin necesidad de soldar nada.
Conector I2C STEMMA / QWIIC
Certificaciones Arduino UNO R4 Wifi
Esta placa cumplen con los requisitos esenciales de las siguientes Directivas de la UE y, por lo tanto, calificar para la libre circulación dentro de los mercados que comprenden la Unión Europea (UE) y Espacio Económico Europeo (EEE).
- CE
- EU RoHS
- REACH 211
- FCC
Las placas Arduino originales cumplen con la directiva RoHS 2 2011/65/EU del Parlamento Europeo y RoHS 3, Directiva 2015/863/UE del Consejo, de 4 de junio de 2015, sobre restricciones a la utilización de determinadas sustancias peligrosas en equipos eléctricos y electrónicos.
Solución de problemas con Arduino UNO R4 Wifi
El Arduino UNO R4 Wifi es una placa muy reciente y el software que lo acompaña está en continuo desarrollo.
Algunos usuarios han experimentado problemas al subir el sketch o que la no se reconoce la placa en Arduino IDE y algunos otros problemas con Arduino UNO R4 Wifi que impiden que puedas cargar tu programa correctamente.
La gran mayoría de las veces (por no decir todas), es un problema de software y no tiene nada que ver con la placa físicamente, ya que sus componentes siguen funcionando.
En todos estos casos, donde la placa no aparece como dispositivo USB, no quiere cargar programas o simplemente no hace caso, verás un procedimiento a continuación para poder solucionarlo.
Sigue estos paso en orden para actualizar el firmware de la placa:
- Desconecta el Arduino UNO R4 Wifi del PC
- Descarga la herramienta de actualización aquí (Si usar Linux es aquí y para Mac es aquí)
- Descomprime la herramienta y abre una consola (CMD) desde el directorio raíz
Mediante un cable DuPont, debes conectar los dos pines indicados en la imagen de abajo:
Actualización de Firmware / Arduino UNO R4 Wifi
Una vez que estés en ese punto, es importante que abras un terminal (Windows) desde el menú inicio / Ejercutar: CMD y desde el directorio raíz de la herramienta de actualización, ejecuta este comando:
binespflash write-bin -b 115200 0x0 firmwareUNOR4-WIFI-S3-0.2.0-rc1.binSi la versión del firmware es diferente, puede que tengas que cambiar el nombre del archivo .bin a cargar.
Una vez hecho, sigue estos pasos:
- Desconecta el Arduino UNO R3 Wifi del PC
- Quita el cable puente
- Conecta el Arduino UNO R4 Wifi al PC
A partir de aquí, la placa debe ser capaz de cargar un nuevo programa sin problema. Se recomienda carga el clásico sketch "Blink" para ver si carga y el LED integrado parpadea.
Arduino UNO R4 Wifi USB Bridge
Ten en cuenta que el Arduino UNO R4 Wifi utiliza un microcontrolador ESP32-S3 que tiene su propio programa para funcionar, llamado USB Bridge. Ese programa se actualiza con el tiempo y puede que las instrucciones indicadas aquí se vuelvan antiguas.
Comprueba siempre si existen actualizaciones más recientes desde el repositorio oficial aquí.
Arduino UNO R4 Wifi
Probablemente, el Arduino UNO R4 Wifi tenga tantas características nuevas e interesantes, que el problema no va a ser programarlo, sino encontrar un proyecto a su altura para poder sacarle todo su potencial.
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Documentación Arduino UNO R4 Wifi