O universo Arduino acaba de ser transformado com a chegada da Arduino UNO Q, uma placa que redefine o que é possível fazer em projetos de eletrônica e IoT. Mantendo o formato clássico e familiar das placas UNO anteriores, esta nova iteração traz recursos impressionantes que elevam o nível de complexidade e capacidade dos seus projetos. O grande diferencial da UNO Q é a sua natureza híbrida: ela é simultaneamente um microcontrolador e um microcomputador capaz de rodar Linux, com comunicação fluida e integrada entre as duas partes.
Apresentando o Arduino UNO Q
A Arduino UNO Q é a mais recente plataforma da Arduino, resultado de uma colaboração estratégica com a Qualcomm. Ela combina o poder de um microprocessador de alto desempenho (MPU) com a precisão de um microcontrolador (MCU) em uma única placa, mantendo o form factor tradicional da linha UNO.
| Componente | Especificação | Função |
|---|---|---|
| Microprocessador (MPU) | Qualcomm Dragonwing™ QRB2210 | Executa o sistema operacional Linux (Debian), ideal para tarefas complexas como IA, processamento de imagem e conectividade avançada. |
| Microcontrolador (MCU) | STM32U585 Arm® Cortex®-M33 | Gerencia as operações em tempo real e de baixo consumo, controlando diretamente os pinos GPIO e periféricos. |
Detalhes Técnicos dos Processadores
A capacidade de processamento da UNO Q é notável, sendo dividida entre as duas unidades:
Qualcomm Dragonwing™ QRB2210 (MPU):
- CPU: Quad-core Arm® Cortex®-A53 @ 2.0 GHz
- GPU: Acelerador gráfico 3D Adreno
- ISP (Processador de Sinal de Imagem): 2x (suporte a até 25 MP @ 30 fps)
- Memória: Opções de 2 GB ou 4 GB de LPDDR4X SDRAM
- Armazenamento: Opções de 16 GB ou 32 GB de eMMC embarcado
STM32U585 Arm® Cortex®-M33 (MCU):
- CPU: Arm® Cortex®-M33 de 32 bits, até 160 MHz
- Memória Flash: 2 MB
- SRAM: 786 kB
- Recursos: Unidade de Ponto Flutuante (FPU)
Programando a Placa Arduino UNO Q
A flexibilidade é a chave na programação do UNO Q. Ela pode ser programada de três maneiras principais, dependendo do foco do projeto:
- Arduino Clássico: Utilizando apenas o MCU (STM32U585) com a IDE Arduino tradicional e a linguagem C/C++.
- Linux Standalone: Usando a placa como um computador de placa única (SBC), similar a um Raspberry Pi, acessando o sistema operacional Linux (Debian) diretamente via SSH ou com periféricos conectados. A programação é feita principalmente em Python para o MPU.
- App Lab Integrado: O ambiente de desenvolvimento unificado que permite programar o MCU (C/C++) e o MPU (Python) de forma coesa, aproveitando a comunicação entre eles.
Comunicação entre MCU e Microcomputador
Um dos recursos mais poderosos é a capacidade de troca de dados entre o microcontrolador e o microcomputador, facilitada por uma ferramenta ou biblioteca chamada Router Bridge.
Isso permite que o MCU se concentre em tarefas de tempo real, como coleta de dados de sensores e controle de atuadores, enquanto o MPU assume o processamento pesado. Por exemplo, o MCU pode ler um sensor de temperatura e enviar o dado para o MPU, que pode então executar um modelo de Inteligência Artificial (IA) para análise preditiva ou se conectar a serviços de nuvem avançados.
O Ambiente de Desenvolvimento Arduino App Lab
O Arduino App Lab é o software recomendado para extrair o máximo da UNO Q. Ele oferece um ambiente de desenvolvimento all-in-one onde o usuário pode gerenciar diversos recursos.
No Arduino App Lab, é possível escrever programas para o Arduino em C/C++ como anteriormente, e pode escrever e executar programas Python no lado do microcomputador. É um ambiente de desenvolvimento completo.
Outro recurso útil e novo são os Bricks. Esses são blocos de construção modulares que pode ser instalado e inserido em seus projetos para adicionar funcionalidades prontas para uso, como modelos de IA e outros recursos mais complexos.
Então, no Arduino App Lab é possível:
- Sketches Arduino: Para o código C/C++ que roda no MCU.
- Scripts Python: Para o código que roda no MPU sob Linux.
- Bricks: Blocos de construção modulares que adicionam funcionalidades prontas, como modelos de IA, conectividade de rede complexa ou processamento de áudio/imagem, simplificando o desenvolvimento de aplicações avançadas.
Modos de Programação
O App Lab suporta diferentes modos de operação para atender a diversas necessidades de desenvolvimento:
- Conectado ao PC: Programação e depuração via cabo USB-C, utilizando o computador como host.
- Standalone (Autônomo): A placa roda o App Lab pré-instalado e executa o projeto como um computador completo, sem a necessidade de um PC externo.
- Modo Sem Fio: Permite a implantação e depuração remota do código via Wi-Fi ou Bluetooth, ideal para projetos instalados em locais de difícil acesso.
Armazenamento e Conectividade Integrados
A UNO Q resolve uma limitação comum em placas de desenvolvimento ao incluir armazenamento e memória de alto desempenho diretamente na placa.
O armazenamento é em eMMC embarcado (16 GB ou 32 GB), oferecendo armazenamento rápido e confiável para o sistema operacional Linux e arquivos de projeto.
A memória RAM é LPDDR4 RAM (2 GB ou 4 GB), garantindo acesso rápido à memória para o MPU.
Além disso, para projetos de IoT conta com suporte nativo a Wi-Fi e Bluetooth, eliminando a necessidade de módulos de expansão externos para comunicação sem fio.
Os recursos técnicos do Wi-Fi são: modelo WCBN3536A (Qualcomm WCN3980) com Wi-Fi® 5 802.11a/b/g/n/ac (dual-band) + Bluetooth® 5.1.
Headers de Expansão e Conectores
A placa mantém a compatibilidade com shields Arduino existentes através dos headers GPIO clássicos (14 pinos digitais I/O, 6 com PWM, 6 entradas analógicas e pinos de alimentação). No entanto, ela adiciona recursos de expansão de alta velocidade com conectores na parte traseira da placa para conectar monitores, câmeras ou dispositivos de áudio.
Um conector Qwiic plug-and-play que facilita a integração com o ecossistema crescente de sensores e atuadores dos mais diversos fabricantes mundiais.
Uma matriz de LEDs embutida, além de quatro pequenos LEDs RGB (dois controlados pelo MPU e dois pelo MCU), que podem ser usados para fornecer feedback visual imediato ao usuário ou para depuração.
Pinagem do Arduino UNO Q – Pinout
A pinagem do UNO Q respeita o layout familiar do UNO clássico, garantindo que a maioria dos shields e acessórios legados ainda possa ser utilizada. A diferença reside na adição dos novos conectores de alta velocidade e do conector Qwiic.
O Arduino UNO Q possui 14 pinos digitais, incluindo 6 com PWM, além de 6 entradas analógicas. A alimentação da placa é através de pinos de 3,3V, 5V e GND. A placa também possui conectores dedicados, como: MIPI CSI/DSI e Qwiic I2C.
A imagem a seguir mostra a visão geral da pinagem do Arduino Uno Q:
Fonte da imagem: https://docs.arduino.cc/resources/pinouts/ABX00162-full-pinout.pdf
Como Testar a Placa Arduino UNO Q
Para começar a utilizar a placa, o método mais direto é através do Arduino App Lab conectado ao Arduino UNO Q e ao seu computador via USB-C.
Após conectar o Arduino Uno Q ao seu PC, baixe e instale o Arduino App Lab no seu computador. Baixe o software através deste link: https://docs.arduino.cc/software/app-lab
Após realizar o download, execute o arquivo para realizar a instalação no seu computador. Após a instalação, abra o Arduino App Lab.
O software deve reconhecer a placa após alguns segundos, permitindo que você selecione a opção USB para começar a programar.
Caso você tiver dúvidas sobre como realizar a instalação, você pode consultar as instruções no documento oficial: https://docs.arduino.cc/software/app-lab/tutorials/getting-started
Conclusão
O Arduino UNO Q representa um salto evolutivo para a plataforma Arduino, unindo a simplicidade e o ecossistema de hardware do microcontrolador com o poder e a flexibilidade de um microcomputador Linux. Essa combinação a torna uma ferramenta inestimável para o desenvolvimento de projetos de IoT, IA embarcada, programas complexos de servidor web, banco de dados, visão computacional e aplicações avançadas que exigem tanto controle de hardware em tempo real quanto processamento de alto nível.
Porém, para iniciantes que estão começando no mundo IoT e iniciando o manuseio com microcontroladores, esta placa pode ser um pouco exagerada. Uma placa Arduino Uno simples, um ESP32 ou um Raspberry Pi Pico podem ser escolhas melhores para entender primeiro como um microcontrolador funciona antes de passar para algo mais complexo como o UNO Q.
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Arduino Uno Q Datasheet: https://docs.arduino.cc/resources/datasheets/ABX00162-ABX00173-datasheet.pdf
