Arduino UNO WiFi Rev2 — плата формата Uno для проектов с беспроводной связью. В основе — 8-битный микроконтроллер ATmega4809 (Microchip), рядом с ним — модуль u-blox NINA-W102 (Wi-Fi и Bluetooth), криптомикросхема ATECC608A и шестиосевой датчик движения LSM6DS3TR. Это не одноплатный компьютер: на плате нет операционной системы, она выполняет один скетч на ATmega4809. Производитель — Arduino.
Это плата формата Uno и с логикой 5 В: расположение разъёмов и выводов совпадает с Arduino Uno R3, поэтому по форм-фактору подходит большинство шилдов Uno. Однако полная совместимость не гарантируется: у платы другая микросхема, и некоторые шилды или библиотеки, рассчитанные на ATmega328P, требуют адаптации. В частности, I²C выведен на отдельные контакты D20/SDA и D21/SCL, а не на A4/A5. Основные отличия от Uno R3 — ATmega4809 вместо ATmega328P, больше Flash и SRAM, встроенные Wi-Fi и Bluetooth, IMU и защищённое хранилище ключей. Для связи с компьютером и загрузки скетчей используется отдельный контроллер ATmega32U4 — встроенный отладчик mEDBG с USB-интерфейсом.
По описанию Arduino, плата — «одно решение для многих базовых сценариев IoT»: сеть датчиков, подключённых к домашнему или офисному роутеру, или устройство Bluetooth Low Energy, передающее данные на телефон. Беспроводной модуль NINA-W102 работает как отдельный радиосопроцессор; основной скетч выполняется на ATmega4809.
- 1 Основные характеристики Arduino UNO WiFi Rev2
- 2 Технические характеристики
- 3 Интерфейсы и разъёмы
- 4 Программирование
- 5 Распиновка
- 6 Возможности и особенности
- 7 Для чего подходит Arduino UNO WiFi Rev2
- 8 Преимущества
- 9 Ограничения
- 10 Arduino UNO WiFi Rev2 и похожие платы
- 11 Заключение
- 12 Материалы
- 13 Читайте также
Основные характеристики Arduino UNO WiFi Rev2
- Микроконтроллер: Microchip ATmega4809 (AVR, 8 бит)
- Тактовая частота платы: 16 МГц; сам ATmega4809 рассчитан на работу на частоте до 20 МГц
- Flash-память: 48 КБ; SRAM: 6 КБ; EEPROM: 256 байт
- Контроллер USB и отладки: ATmega32U4 (mEDBG)
- Беспроводной модуль: u-blox NINA-W102 на базе ESP32: Wi-Fi 802.11 b/g/n 2,4 ГГц и Bluetooth 4.2, включая BLE; встроенная антенна
- Криптомикросхема: Microchip ATECC608A
- IMU: LSM6DS3TR (3-осевой акселерометр и 3-осевой гироскоп)
- Рабочее напряжение логики: 5 В; сигналы радиомодуля — 3,3 В через преобразователи уровней
- Входное напряжение: VIN 7–12 В по схеме выводов Arduino; в таблице характеристик магазина указан диапазон 6–20 В, поэтому для обычного использования ориентируйтесь на 7–12 В
- Цифровые выводы: 14 (D0–D13), из них 5 с ШИМ (D3, D5, D6, D9, D10)
- Аналоговые входы: 6 (A0–A5), АЦП 10 бит
- Ток GPIO: рекомендуемый — до 20 мА на вывод; pinout указывает 40 мА как максимальный предел, 200 мА суммарно для корпуса микроконтроллера и до 100 мА на группу портов
- Выход 3,3 В: до 50 мА для внешних устройств
- Интерфейсы: UART (D0/D1), I²C (D20/SDA и D21/SCL), SPI (D11–D13 и разъём ICSP)
- USB: USB Type-B; интерфейс USB реализован через mEDBG на ATmega32U4
- Форм-фактор: Uno
- Способ программирования: Arduino IDE (пакет Arduino megaAVR Boards), загрузка и отладка через USB
Технические характеристики
Микроконтроллер
ATmega4809 — микроконтроллер семейства megaAVR 0-series; та же серия, что у Arduino Nano Every. По документации Microchip: 48 КБ Flash, 6 КБ SRAM, 256 байт EEPROM, четыре USART, SPI, TWI (I²C), 16-битные таймеры, систему событий (Event System), настраиваемую логику (CCL) и аналоговый компаратор. В самом микроконтроллере максимальная тактовая частота достигает 20 МГц, но Arduino UNO WiFi Rev2 работает на 16 МГц.
Память
- Flash 48 КБ для скетча (часть занимает загрузчик), SRAM 6 КБ для переменных — больше, чем у ATmega328P на Uno R3 (32 КБ и 2 КБ).
- EEPROM 256 байт — в четыре раза меньше, чем 1 КБ у Uno R3: это важно при переносе скетчей, активно использующих
EEPROM.
Цифровые и аналоговые выводы (I/O)
Нумерация цифровых выводов повторяет Uno: D0–D13 и A0–A5 (D14–D19). Дополнительные контакты D20/SDA и D21/SCL расположены рядом с AREF. Важное отличие: на UNO WiFi Rev2 аппаратная шина I²C выведена именно на D20/D21; A4 и A5 остаются аналоговыми входами и не являются выводами этой шины. ШИМ поддерживают D3, D5, D6, D9 и D10 (на схеме выводов они отмечены символом «~»).
⚠ Токи выводов. Для GPIO рекомендуется ток не более 20 мА на вывод. Значение 40 мА на схеме выводов — максимальный предел, а не рекомендуемый рабочий ток. Там же указаны ограничения 200 мА для корпуса микроконтроллера и 100 мА для каждой группы портов. Выход 3,3 В рассчитан максимум на 50 мА. Двигатели, реле и мощные светодиоды подключайте через транзистор или драйвер.
⚠ Радиомодуль — 3,3 В. Модуль NINA-W102 работает от шины 3,3 В и связан с ATmega4809 через преобразователи уровней. Его внутренние сигнальные линии не выведены как обычные GPIO для внешних устройств. Не подключайте к ним внешние нагрузки.
Интерфейсы связи
- UART: D1 (TX) и D0 (RX) — аппаратный последовательный интерфейс ATmega4809. Для связи с компьютером используется отдельный USB-интерфейс mEDBG.
- I²C: D20 (SDA, PA2) и D21 (SCL, PA3). Контакты SDA/SCL находятся рядом с AREF. A4 и A5 — аналоговые входы; они не являются линиями I²C на этой плате. К шине I²C подключена криптомикросхема ATECC608A.
- SPI: D11 (COPI, MOSI), D12 (CIPO, MISO), D13 (SCK); сигналы также выведены на разъём ICSP.
- Встроенный IMU: LSM6DS3TR подключён к микроконтроллеру по SPI, а не к шине I²C, доступной на разъёмах пользователя.
USB
Разъём USB Type-B. USB-сигналы подключены к микроконтроллеру ATmega32U4, который работает как встроенный отладчик mEDBG. Он обеспечивает связь с компьютером, виртуальный COM-порт, загрузку программы в ATmega4809 и отладочные функции. Это не USB Host для флешек или клавиатур.
Беспроводная связь
Модуль NINA-W102 построен на ESP32 и обеспечивает Wi-Fi IEEE 802.11 b/g/n в диапазоне 2,4 ГГц, а также Bluetooth 4.2, включая Bluetooth Low Energy. Антенна встроена в модуль. Диапазона Wi-Fi 5 ГГц нет. Для работы с Wi-Fi и BLE используются библиотеки WiFiNINA и ArduinoBLE. RGB-светодиод на плате управляется радиомодулем NINA.
⚠ Прошивка радиомодуля. Модуль NINA-W102 имеет собственную прошивку, от которой зависят Wi-Fi, Bluetooth и сертификация радиоустройства. Не заменяйте её без необходимости: сторонняя прошивка может нарушить работу библиотек и привести к потере соответствия радиосертификации.
Безопасность и IMU
ATECC608A — криптосопроцессор Microchip для защищённого хранения ключей и сертификатов и выполнения криптографических операций, используемых в защищённых соединениях. LSM6DS3TR — 6-осевой датчик движения: 3D-акселерометр и 3D-гироскоп для определения ускорения, ориентации и вибрации.
Питание
Питание подаётся по USB Type-B или через разъём внешнего питания DC, а также на вывод VIN. По схеме выводов Arduino для VIN указан диапазон 7–12 В; в таблице характеристик магазина Arduino приведено 6–20 В. Чтобы не работать у предельных значений и учесть расхождение документации, для обычного применения разумно придерживаться диапазона 7–12 В. На плате установлен импульсный регулятор MPM3610. Выводы +5V и +3V3 предназначены для питания внешних устройств в пределах допустимого тока; для вывода +3V3 Arduino указывает максимум 50 мА. IOREF сообщает подключённым шилдам уровень логики 5 В.
Размеры и конструкция
Размеры платы — 68,6 × 53,4 мм, форм-фактор Uno; масса — около 25 г. Крепёжные отверстия и расположение разъёмов соответствуют стандартной плате Uno.
Интерфейсы и разъёмы
- USB Type-B; разъём питания (DC-джек);
- Цифровая и аналоговая гребёнки (в формате Uno), разъём ICSP;
- Кнопка Reset; светодиоды питания, TX, RX и RGB-светодиод, управляемый NINA;
- Контакты SDA и SCL рядом с AREF — I²C (D20/D21);
- Совместимость с шилдами Uno по форм-фактору и уровню логики 5 В, с проверкой разводки I²C и поддержки ATmega4809 конкретной библиотекой.
Программирование
Плата программируется в Arduino IDE (в том числе 2.x) и Arduino Cloud Editor на C/C++. Нужен пакет Arduino megaAVR Boards и плата Arduino UNO WiFi Rev2, выбранная в меню IDE. Загрузка и отладка выполняются через USB-интерфейс mEDBG. Библиотеки, обращающиеся напрямую к регистрам ATmega328P или предполагающие конкретную работу его таймеров и периферии, могут не работать без адаптации. Для Wi-Fi и Bluetooth используются библиотеки WiFiNINA и ArduinoBLE; для IMU LSM6DS3TR — соответствующая библиотека Arduino.
Распиновка
Таблица составлена по схеме выводов Arduino (ABX00021). Логика цифровых и аналоговых выводов — 5 В. Обратите внимание: I²C выведен на D20/SDA (PA2) и D21/SCL (PA3); A4 и A5 — отдельные аналоговые входы.
| Контакт | Обозначение | Порт AVR | Функции |
|---|---|---|---|
| D0 | RX | PC5 | UART RX |
| D1 | TX | PC4 | UART TX |
| D2 | D2 | PA0 | Цифровой вывод |
| D3 | D3 | PF5 | Цифровой вывод, ШИМ |
| D4 | D4 | PC6 | Цифровой вывод |
| D5 | D5 | PB2 | Цифровой вывод, ШИМ |
| D6 | D6 | PF4 | Цифровой вывод, ШИМ |
| D7 | D7 | PA1 | Цифровой вывод |
| D8 | D8 | PE3 | Цифровой вывод |
| D9 | D9 | PB0 | Цифровой вывод, ШИМ |
| D10 | D10 | PB1 | Цифровой вывод, ШИМ; SPI SS |
| D11 | D11 | PE0 | SPI COPI (MOSI) |
| D12 | D12 | PE1 | SPI CIPO (MISO) |
| D13 | D13 | PE2 | SPI SCK |
| A0–A5 | D14–D19 | PD0–PD5 | Аналоговые входы (10-битный АЦП) |
| SDA | D20 | PA2 | I²C SDA |
| SCL | D21 | PA3 | I²C SCL |
| AREF | — | PD7 | Опорное напряжение АЦП |
Возможности и особенности
- Совместимость по форм-фактору с Uno R3: можно использовать большинство шилдов Uno, но следует проверить распиновку I²C и поддержку ATmega4809 библиотекой.
- Wi-Fi и Bluetooth LE на плате, плюс крипточип и IMU.
- Больше памяти, чем у Uno R3: 48 КБ Flash и 6 КБ SRAM.
- Периферия megaAVR 0-series: система событий и настраиваемая логика.
- Arduino Cloud: интеграция с облачными сервисами Arduino.
Для чего подходит Arduino UNO WiFi Rev2
- Сеть IoT-датчиков, подключённых к домашнему или офисному роутеру;
- BLE-устройства, передающие данные на телефон;
- Прототипы с безопасным подключением к облаку (ATECC608A);
- Проекты на шилдах Uno с добавлением беспроводной связи — при условии совместимости библиотек и подключения I²C;
- Учебные проекты по IoT.
Преимущества
- Формат Uno с Wi-Fi, Bluetooth, IMU и криптосопроцессором.
- Логика 5 В, совместимая с большинством шилдов Uno.
- Больше Flash и RAM, чем у Uno R3.
- Поддержка Arduino Cloud.
Ограничения
- Радиомодуль и его служебные линии работают на 3,3 В; не подключайте к ним внешние 5-вольтовые сигналы.
- Выход 3,3 В ограничен током 50 мА.
- EEPROM всего 256 байт.
- Библиотеки для ATmega328P могут потребовать адаптации под ATmega4809.
- Wi-Fi работает только в диапазоне 2,4 ГГц; Bluetooth — версии 4.2.
- I²C находится на D20/D21, а не на A4/A5, как у Uno R3; некоторые шилды требуют проверки или изменения подключения.
Arduino UNO WiFi Rev2 и похожие платы
| Характеристика | UNO WiFi Rev2 | Uno R3 | Uno R4 WiFi |
|---|---|---|---|
| Микроконтроллер | ATmega4809 | ATmega328P | RA4M1 + ESP32-S3 |
| Архитектура | AVR, 8 бит | AVR, 8 бит | Cortex-M4, 48 МГц |
| Flash / SRAM | 48 КБ / 6 КБ | 32 КБ / 2 КБ | 256 КБ / 32 КБ |
| Логика | 5 В | 5 В | 5 В (радиомодуль 3,3 В) |
| Wi-Fi / Bluetooth | есть | нет | есть |
| Формат | Uno | Uno | Uno |
См. также Uno R3 и Uno R4 WiFi: последняя — более новая альтернатива с Wi-Fi и 32-битным процессором.
Заключение
Arduino UNO WiFi Rev2 — плата формата Uno с Wi-Fi, Bluetooth, IMU и крипточипом на ATmega4809. Она подходит для IoT-проектов на привычных шилдах, если учесть отличия I²C и программной поддержки от Uno R3.
Перед покупкой учтите, что у платы небольшой EEPROM, а часть библиотек для ATmega328P нужно проверять. Если нужен более мощный процессор, рассмотрите Uno R4 WiFi.
Материалы
- Документация Arduino — UNO WiFi Rev2 — страница платы и файлы САПР.
- Полная распиновка UNO WiFi Rev2 (PDF) — схема выводов с портами.
- Принципиальная схема UNO WiFi Rev2 (PDF) — состав и соединения платы.
- ATmega4809 на сайте Microchip — datasheet микроконтроллера.
- Модуль NINA-W10 на сайте u-blox — документация на радиомодуль.
- ArduinoCore-megaavr (GitHub) — конфигурация платы, частота и назначение выводов в ядре Arduino.
Иллюстрации (фотографии и схема выводов) взяты из документации Arduino к UNO WiFi Rev2 (SKU ABX00021); схема выводов распространяется под лицензией CC BY-SA 4.0. Фотографии платы взяты с сайта Arduino, права на них принадлежат Arduino.
