Arduino UNO Q – hybrydowa płytka z Qualcomm QRB2210 i STM32U585

Opis

Platforma rozwojowa Arduino UNO Q integruje czterordzeniowy mikroprocesor aplikacyjny Qualcomm® QRB2210 oraz mikrokontroler STM32U585 o niskim poborze mocy, zapewniając jednoczesne uruchamianie aplikacji w środowisku Linux oraz sterowanie urządzeniami w czasie rzeczywistym. Dzięki połączeniu technologii mikroprocesorowej i mikrokontrolerowej płytka umożliwia budowę zaawansowanych systemów w dziedzinach takich jak robotyka mobilna, przetwarzanie obrazu, analiza dźwięku, systemy IoT oraz wbudowane aplikacje AI.

Qualcomm QRB2210 oparty na architekturze ARM Cortex®-A53 (4× 2.0 GHz) wspierany jest przez jednostkę graficzną Adreno™ oraz akcelerator AI, co umożliwia realizację złożonych zadań obliczeniowych i multimedialnych. Mikrokontroler STM32U585 oparty na rdzeniu Cortex®-M33 pracuje pod kontrolą systemu Zephyr OS i zapewnia deterministyczne sterowanie peryferiami sprzętowymi. Oba układy komunikują się za pośrednictwem dedykowanego interfejsu IPC, umożliwiając wymianę danych w czasie rzeczywistym.

Na pokładzie znajdują się 2 GB pamięci RAM LPDDR4 oraz 16 GB pamięci eMMC, a także interfejsy komunikacyjne, w tym I²C/I3C, SPI, UART, CAN, GPIO, ADC i PWM. Płytka oferuje również złącze MIPI DSI do podłączenia wyświetlacza, wyjście audio i wejście mikrofonowe. Moduły komunikacji bezprzewodowej Wi-Fi 5 i Bluetooth 5.1 zapewniają łączność w nowoczesnych aplikacjach sieciowych.

Zintegrowane środowisko Arduino App Lab umożliwia tworzenie aplikacji z wykorzystaniem szkiców Arduino, skryptów Python oraz modeli AI uruchamianych w kontenerach Docker. System Debian z preinstalowanym App Lab pozwala na rozpoczęcie pracy bez konieczności dodatkowej konfiguracji. Płytka obsługuje format shieldów Arduino UNO oraz posiada złącze Qwiic, co ułatwia rozbudowę systemu o dodatkowe moduły bez konieczności lutowania.

Dodatkowe elementy, takie jak matryca LED 8×13, cztery diody RGB, przycisk użytkownika oraz port USB-C z obsługą przesyłu obrazu i funkcją host/device, umożliwiają prototypowanie interfejsów użytkownika oraz prezentację danych bezpośrednio na wyświetlaczu. UNO Q znajduje zastosowanie w systemach integrujących klasyczne sterowanie mikrokontrolerowe z przetwarzaniem danych w systemie Linux, w tym w urządzeniach brzegowych, autonomicznych platformach mobilnych, interaktywnych urządzeniach multimedialnych oraz systemach wbudowanych z elementami AI.

Zgodność z projektami Arduino UNO

UNO Q zachowuje fizyczny format Arduino UNO oraz zgodność logiczną 5 V, co pozwala na wykorzystanie istniejących shieldów i projektów bez konieczności modyfikacji sprzętowej. Obsługa klasycznego Arduino IDE, Arduino CLI oraz środowiska App Lab zapewnia pełną kompatybilność programistyczną. 

Wydajność i możliwości obliczeniowe

Czterordzeniowy procesor Cortex-A53 o taktowaniu 2.0 GHz zapewnia wydajność potrzebną do realizacji zadań takich jak analiza obrazu, rozpoznawanie dźwięku, lokalne przetwarzanie modeli AI i obsługa złożonych interfejsów użytkownika. Mikrokontroler STM32U585 pełni funkcję sterownika niskopoziomowego, obsługując precyzyjne operacje w czasie rzeczywistym.

Zintegrowana obsługa konteneryzacji i aplikacji wielojęzycznych

Obsługa Docker i Docker Compose pozwala na uruchamianie aplikacji w izolowanych środowiskach, co ułatwia testowanie i wdrażanie wieloskładnikowych systemów. App Lab integruje szkice Arduino, kod Python i modele AI, upraszczając proces projektowania hybrydowych aplikacji. 

Rozszerzalność i prototypowanie bez lutowania

Złącze Qwiic umożliwia szybkie podłączanie gotowych modułów rozszerzeń od SparkFun, Adafruit czy Pimoroni bez konieczności lutowania. Format UNO oraz złącza I2C, SPI, UART, CAN, GPIO i ADC pozwalają na integrację z szerokim zakresem czujników, aktuatorów i urządzeń peryferyjnych.

Nowoczesna komunikacja i interfejsy multimedialne

Port USB-C umożliwia przesył danych, zasilanie oraz przesył obrazu (video out), co pozwala na tworzenie interaktywnych interfejsów użytkownika z wykorzystaniem zewnętrznych wyświetlaczy. Dostępne są również interfejsy audio — wejście mikrofonowe oraz wyjścia liniowe i słuchawkowe.

Właściwości

• Procesor: Qualcomm® Dragonwing™ QRB2210, 4× Cortex®-A53 2.0 GHz
• Mikrokontroler: STM32U585, Cortex®-M33 do 160 MHz
• RAM: 2 GB LPDDR4
• Pamięć: 16 GB eMMC
• Zasilanie: USB-C 5 VDC do 3 A, VIN: 5 VDC
• Łączność: Wi-Fi® 5 (2.4/5 GHz), Bluetooth® 5.1
• Porty: 1× USB-C z funkcją host/device, obsługa wideo
• Interfejsy: I2C/I3C, SPI, PWM, CAN, UART, GPIO, ADC, PSSI, JTAG
• Wideo: wyjście wideo przez USB-C, złącze MIPI DSI
• Dźwięk: wejście mikrofonowe, wyjście słuchawkowe, wyjście liniowe
• Elementy dodatkowe: 8×13 matryca LED, 4× diody RGB, przycisk użytkownika
• Kompatybilność: format Arduino UNO, złącze Qwiic
• Wymiary: 68.85 mm × 53.34 mm
• System operacyjny MPU: Linux Debian
• System czasu rzeczywistego: Arduino Core na Zephyr OS
• Obsługa konteneryzacji: Docker, Docker Compose
• Obsługiwane systemy dla App Lab: Windows 10+, macOS 11+, Ubuntu 22.04+, Debian Trixie

Porównanie Arduino UNO Rev4 MINIMA i WiFi z UNO Q