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[选型&资源] Arduino GIGA R1 WiFi:面向创客和创新者最强大的 Arduino

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在本文中,我们将深入研究Arduino GIGA R1 WiFi 开发板它被Arduino官方团队誉为有史以来最强大的开发板。

Arduino GIGA R1 WiFi:面向创客和创新者最强大的 Arduino图1


在一篇文章中很难涵盖 Arduino GIGA R1 WiFi 的所有功能,因此我们重点介绍它的一些独特属性。


尺寸

从尺寸开始,Arduino GIGA 的设计与Arduino Mega 2560和Arduino Due非常相似。引脚布局实际上是相同的——标准 GPIO、数字和模拟引脚。不过,GIGA增加了引脚数量,共有76个数字I/O引脚和12个模拟输入引脚,增强了其可扩展性。

Arduino GIGA R1 WiFi:面向创客和创新者最强大的 Arduino图2

图:Arduino GIGA、Arduino MEGA 和 Arduino DUE 的尺寸


处理器

如果您使用许多引脚,程序的大小自然会增加。为了解决潜在的内存问题,Giga 提供了多种存储选项。它配备了stm3287芯片,内置2MB闪存和1MB RAM。此外,它还配备了 16MB 外部闪存芯片和 8MB SDRAM 芯片,可满足存储传感器数据或其他文件等一般存储需求。

Arduino GIGA R1 WiFi:面向创客和创新者最强大的 Arduino图3

图:Arduino GIGA R1 WiFi 微控制器

说到微控制器,让我们深入探讨一下。

GIGA的微控制器源自Arduino Pro系列,采用Arduino Portenta的STM32H747XI处理器。这款 stm32 处理器是顶级的,有两个内核:Cortex-M7 和 Cortex-M4。您可以在两个内核上同时运行程序,例如,在一个内核上执行 C++ 代码以进行传感器处理和电机驱动,而另一个内核则处理 MicroPython 中的导航逻辑。

更令人印象深刻的是,该微控制器还集成了 2D 图形加速器,支持高达 1024x768 像素的触摸屏界面。是时候投资一些新屏幕了!


无线网络和蓝牙

Giga 板配备了用于 Wi-Fi 和蓝牙的天线连接器,并配有天线。核心 Wi-Fi 和蓝牙功能由 Murata 1DX 模块支持。Wi-Fi可实现高达65 Mbps的传输速度,并支持最新的蓝牙低功耗5.0。但请注意,基于当前版本的 Arduino IDE,仅支持蓝牙低功耗 4.0。

此外,Giga 支持一系列通信协议,例如 4 个 UART、3 个 I2C、2 个 SPI 和一个 CAN 总线(尽管需要额外的收发器进行连接)。为了增强安全性,Giga还集成了ATECC608A芯片,提供加密安全性。


专业别针

仔细检查电路板后,您会发现一个特殊的引脚标记为“关闭”!

Arduino GIGA R1 WiFi:面向创客和创新者最强大的 Arduino图4

图:Arduino GIGA R1 WiFi 引脚

以前,我们只能通过切断Arduino的电源来关闭Arduino。现在,通过将开关连接到 OFF 引脚,您可以轻松打开或关闭开发板。

与 OFF 引脚相邻的是 VRTC 引脚。Giga 包含一个实时时钟,确保精确计时。使用 VRTC 引脚,您可以独立为 RTC 供电,这对于低功耗项目尤其方便。


3.5mm 音频插孔和 USB 接口

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图:Arduino GIGA R1 WiFi 音频接口

看一下主板的正面,有一个 3.5mm 音频插孔。它可以用作麦克风输入或带有 2 个 DAC 通道的音频输出。此外,其 DAC 通道支持超过默认 8 位深度的配置,最高可达 12 位,确保卓越的音频质量。

该板具有两个 USB 端口:USB-C 用于供电、编程和通信,而 USB-A(令人惊喜)可以连接键盘和鼠标等 USB 设备。这种设置与屏幕相结合非常方便。


其他接口

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图:Arduino GIGA R1 WiFi 20针接口

底部有一个摄像头接口,是与Arducam兼容的20针接口。如果您不使用相机,这些额外的 IO 引脚可以重新用于其他功能。

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图:Arduino GIGA R1 WiFi 显示串行接口

该板的另一侧是一个使用显示串行接口 (DSI) 标准的接口。该 24 针连接器还可用作附加 IO 针。

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图:Arduino GIGA R1 WiFi接口图


Arduino GIGA R1 WiFi 板规格:

  • 微控制器 – STMicro STM32H747XI Cortex-M7 home.php?mod=space&uid=854811 480 MHz + M4 @ 200 MHz MCU,具有 2MB 双组闪存、1 MB RAM、Chrom-ART 图形硬件加速器
  • 系统内存 – 8MB SDRAM
  • 存储 – 16MB QSPI NOR 闪存
  • 连接性 – 2.4GHz WiFi 802.11b/g/n,高达 65 Mbps 和蓝牙 5.1 BR/EDR/LE(通过 Murata 1DX 模块)
  • 显示屏 – 20 针接头 (J5)
  • 摄像头 – 20 针 Arducam 摄像头接头 (J6)
  • USB
    1x USB Type-C 端口用于编程和 HID
    1x USB 2.0 主机 Type-A 端口
  • 音频 – 3.5 毫米音频插孔
  • 安全性 – Microchip ATECC608A 安全元件
  • 调试 – JTAG 连接器
  • 其他 – 重置按钮、BOOT0 按钮、RGB LED、电源 LED
  • 电源 – 通过 VIN 引脚提供 6 至 24V
  • 尺寸 – 101 x 53 毫米

输入/输出

  • Arduino MEGA 接头
    最多 76 个 I/O 引脚(包括摄像头/显示器接头)
    4x UART、3x I2C、2x SPI
    12x PWM
    最多 12x 模拟输入
    2x DAC
    CAN 总线(需要外部收发器)
    VRT(为 RTC 供电)和OFF(关闭电路板)引脚
  • 3.3V工作电压
  • 每个 I/O 引脚 8mA

应用场景

Giga 被誉为“专为创客、工程师和创作者设计的最强大的 Arduino 板”,适用于广泛的应用。

让我们看几个例子。


鉴于其强大的双核处理器、充足的 GPIO 引脚和快速的 Wi-Fi 连接,该板非常适合机器人应用。双核设置的优势在于其分离任务的能力。例如,一个核心可以管理传感器数据并提供实时反馈控制,而另一个核心则专注于导航和决策。与该板的机器视觉接口相结合,机器人可以利用它进行环境识别和避障。


升级 3D 打印机

考虑到 Arduino GIGA R1 WiFi 与 Arduino Mega 尺寸相同,它可以轻松替换旧板,为 3D 打印机引入更多功能和速度。GIGA 的 Wi-Fi 功能意味着打印机可以与云端无缝同步,方便远程监控打印进度或调整设置。


物联网应用

Giga 与 Arduino IoT Cloud 兼容,使其成为物联网项目的理想选择。

物联网项目通常需要设备与云服务器或其他设备快速、一致地通信。GIGA R1 WiFi 的高速 Wi-Fi 和蓝牙使其成为物联网项目的首选。设备之间的实时通信、远程监控、数据分析、决策都是可行的。


高保真音频处理

GIGA R1 WiFi 上的 16 位数模转换器专为音频处理和分析而设计。音乐爱好者和制作人可以使用该模块开发各种音效处理器、音频分析工具,甚至简单的数字合成器。


计算机视觉(CV)

微控制器在计算机视觉应用中的使用越来越普遍。GIGA R1 WiFi与Arducam相机的兼容性,加上其强大的处理能力,使得计算机视觉应用变得更加可行。从简单的物体检测到复杂的图像识别,该模块都可以处理。

对于创客和爱好者来说,GIGA R1 WiFi 可能是最合适的开发板之一。其形状和引脚布局与 Arduino Mega 相同,这意味着它与大多数旧版本的 Arduino 扩展板兼容。但需要注意的是,Giga 的工作电压为 3.3V,不支持 5V。因此,使用时应特别注意。


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