Arduino UNO R4互換機その3

前回、Arduino UNO R4の「互換機」を取りまとめた記事で、唯一、詳細の分からなかった、ジャパンマイコンカーラリー用「RMC-RA4M1」の細部が少しずつ分かってきたので記事にしました。
(11種類のArduino UNO R4として使える(であろう)ルネサス社の「RA4M1」を搭載したボードの記事は、以下をクリック。)

「RMC-RA4M1」は、数少ない(文字だけの)資料を見た時に、やたらと入出力端子が多いので誤情報だと思っていました。
ところが詳細が分かると、Arduino UNO R4は64ピンの「RA4M1」を使っていますが、「RMC-RA4M1」はマイコンカーの制御のために、100ピンの「RA4M1」を使っていました。

2024年3月7日に、RMC-RA4M1(rev.2.0)の販売が販売になりました。
2024年10月1日までは、販売価格が\3,520(10個パックは\33,000)です。
販売元は、「日立ドキュメントソリューションズ」社です。

マイコンカーラリーのHPより

こちらのHPの記載では、以前のバージョン(rev.1)と現行バージョン(rev.2)は、ハードウエア的に別物で互換性はないようです。
(rev.1は2023年度のマイコンカー技術講習会で配布されたバージョンで、市販はされなかったようです。rev.2.0とはポート配置が異なります。)

HPに書かれている製品仕様

  • CPU: ルネサスエレクトロニクス製 RA4M1(R7FA4M1AB3CFP(日立のHPには「R7FA4M1AB3FP」と書かれていますが、そのような品番はありません。間違いだと思われます。)
    Arduino UNO R4の「R7FA4M1AB3CFM」は64ピンですが、「R7FA4M1AB3CFP」は100ピンです。
  • 内蔵メモリ Code Flash:256KB、Data Flash:8KB、SRAM:32KB
  • 内蔵周辺モジュール セグメントLCDコントローラ(SLCDC)、静電容量式タッチセンシングユニット(CTSU)、USB2.0フルスピードモジュール(USBFS)、14ビットA/Dコンバータ(ADC14)、12ビットD/Aコンバータ(DAC12)、セキュリティ機能、その他
  • I/O Arduino UNO 互換コネクタ、10ピンコネクタ×2、20ピンコネクタ×2、microSDコネクタ×1、LED×2ビット、DIPスイッチ×2ビット
  • 書き込み USB(TypeC)
  • 電源 DC+5V、2ピンコネクタ、バスパワー(※プラスとマイナスの向きに十分注意してください。)
  • 動作周波数 最大48MHz
  • 基板 68.58mm×53.34mm、両面基板

その他
外部水晶振動子:搭載可能な端子あり
RTCバックアップ端子:なし

外観

今回、販売ページにRMC-RA4M1(rev.2.0)の写真が公開されました。
以前、公開されていたrev.1では半田付けされていた全てのコネクタがなくなりました。USB端子以外は付いていないようです。(コネクタが付属していて、自分で半田付けするのかな?)

表側

コネクタ1、2、10、11は、Arduino UNO R4と同じです。
コネクタ3は、上側のUSBコネクタでArduino UNO R4と同じ用途です。
コネクタ4,8は入出力用の20ピンコネクタです。
コネクタ5は、モータ・ドライブ用の10ピンコネクタです。
 (別売の「モータドライブ基板」が接続できます。)
コネクタ6は、2つ目のUSBコネクタで、「Renesas Flash Programmer V3」で書き込む際に使用します。
コネクタ7は、センサ用の10ピンコネクタです。
 (別売の「センサ基板」が接続できます。)
コネクタ9は、電源用の2ピンコネクタです。

コネクタの詳細は、写真の後に表にしました。

コネクタの配置図

ディップスイッチは、以下を切り替えます。
1 : P307 – D25
2 : P306 – D26

コネクタ4

ピン番号MCUピンピン番号MCUピン
1+5 V2P215
3P2144P708
5P4156P414
7P4138P412
9P41110P410
11P40912P408
13P40714P206
15P20016P808
17P80918P300
19P10820GND

コネクタ8

ピン番号MCUピンピン番号MCUピン
1+5 V2P013
3P0154P505
5P5046P503
7P5028P501
9P50010P600
11P60112P602
13P60314P610
15P60916P608
17P11518P114
19P11320GND

コネクタ5

ピン番号MCUピンピン番号MCUピン
1+5 v2P402
3P4054P406
5P4036P404
7P4018P400
9P00310GND

コネクタ7

ピン番号MCUピンピン番号MCUピン
1+5 v2P012
3P0114P010
5P0086P007
7P0068P005
9P00410GND
rev.2 のボード

これまでに出ていた「RMC-RA4M1(rev.1.0)」の写真

以前販売していた rev.1

裏側

基板の裏側には「micro SDカード」コネクタが増設されています。
(microSDは、32GB (SDHC)以下で、フォーマット形式は、FATまたはFAT32のみに対応)
もちろん、SDカードをつなぐ回路が搭載されており、簡単にデータの書き込み・読み出しが行えます。

コネクタ12(micro SDカード用)

micro SDカード側MCUのピン
CD/DAT3P205
CMDP203
CLKP204
DAT0P202

写真はrev.1のものです。

基板の裏側

講評

紹介したマイコンカーラリーのHPでは、個人でも購入可能なようですが、色々な手数料や送料がかかるようなので入手については、まだ考えています。
でも、標準でこれだけの入出力があれば、本来のメカ制御には便利で、ロボットも動かせますね。

ロボット制御には「ROS」(Robot Operating System)が有名ですが、入出力端子数が少ないのでArduino UNOでの制御はテスト用途以外では難しく、Arduino Megaで動かしている例を見ました。
(一部で有名なロボット制御OSと言えば「篠原重工のHOS」ですね。)

この「RMC-RA4M1」なら、多数の入出力端子がありMCUもスピードアップしているので、趣味のロボット制御に最適ではないでしょうか?

他にも、個人でArduino UNO R4で使用している「64-LFQFP」の細かなICのピンを延長して(私には絶対無理)、カラーのLCDディスプレイを制御してJPEG画像をSDカードから読み込んで高速表示している方も見かけたので、そういった実験にも使えると思うと、購入を大変迷っているところです。

追記
上で紹介したUNO R4の改造記事は、「小倉 キャッスル 一馬」さんの「Arduino UNO R4 MINIMAマイコンボード改造」をご覧ください。
I/Oポートを45個に拡張して、レジスタ直接制御で、高速にSDカード内のJPEGデータをカラーLCDに表示しています。
(すごい技術です!)

Arduino UNO R4のI/Oポートを増設
動作の例

互換機などの一覧表

前回紹介した「RA4M1」の搭載されたボード類の一覧表の内、「RMC-RA4M1」の項目を更新しました。

ボード名UNOファーム外部クロックRTCバックアップ端子その他の機能価格概略サイズ
Arduino UNO R4 Minima約3,200円68.85 mm x 53.34 mm
Arduino UNO R4 WiFi約4,700円68.85 mm x 53.34 mm
Minima 互換機約1,200円70mm x 54 mm
Wifi 互換機約2,000円70mm x 54 mm
CoreBoard約1,000円41.6mm x 33.22 mm
FLINT ProMicro約3,000円35 mm x 18 mm
RA4M1 Clickermikro BUS約7,000円75 mm × 31 mm
EK-RA4M1約7,700円125 mm x 80 mm
RA4M1 Nano Board基盤のみ3,000円程度45 mm x 18 mm ?
HSBRA4M1F100約19,000円90.0 mm × 75.0 mm
マイコンカーラリー用
RMC-RA4M1
入出力70以上3,520円
(10/1まで)
68.58 mm x 53.34 mm
◯:データシートで確認できた
△:搭載は可能
✕:データシートで無いことが確認できた。
?:分からない

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