Arduino UNO R3
⚡ L’essentiel en 60 secondes
- mcu — Microchip (ex-Atmel) ATmega328P, 8-bit AVR core, 16 MHz ceramic resonator (IC supports up to 20 MHz @ 5 V). ATmega328P product page
- memory — 32 KB flash (0.5 KB used by bootloader), 2 KB SRAM, 1 KB EEPROM (Wikipedia; EEPROM also highlighted on the board page).
- gpu_storage — none (MCU board, no OS-level graphics or filesystem; external SPI SD via shields).
- i_o — 14 digital I/O, 6 PWM (pins 3, 5, 6, 9, 10, 11), 6 analog inputs (10-bit ADC), 1× UART, 1× SPI, 1× I²C (Wikipedia). I²C on A4/A5 (SDA/SCL also broken out next to AREF — R3 header addition).
- usb — USB-B connector; serial over USB handled by an ATmega16U2 running USB-to-serial firmware (ATmega8U2 on R1/R2) — no FTDI chip (Wikipedia, store page).
- power — USB, or 5.5/2.1 mm barrel jack accepting 6–20 V (7–12 V recommended), protected by a series diode; VIN pin has no reverse protection. Outputs: 5 V and 3.3 V (3.3 V pin limited to 50 mA). Per-pin DC current: Wikipedia Uno page lists 20 mA; older Arduino datasheets stated 40 mA.
- Sur cette fiche : 9 tutoriels · 10 codes
L'Arduino Uno R3 occupe une place singulière dans l'histoire de l'électronique grand public et de l'éducation scientifique. Lancée initialement en 2010 avec la série Uno, cette carte est la troisième révision matérielle majeure (R3) d'une plateforme qui est devenue la référence absolue pour les débutants comme pour les ingénieurs confirmés. Il est important de noter que si l'année exacte de la révision R3 est souvent citée comme 2012, cette information n'a pas été formellement confirmée par les sources officielles consultées, bien que la carte reste pleinement active et vendue aujourd'hui. Son statut de « carte de première approche » n'est pas usurpé : elle est le point d'entrée recommandé par la documentation officielle, offrant un équilibre parfait entre simplicité d'utilisation et puissance suffisante pour une multitude de projets. La carte est disponible en deux variantes principales, la version à trous traversants (through-hole) et une version à montage en surface (SMD), et a été commercialisée sous le nom de « Genuino UNO » hors des États-Unis durant une période précise. Elle possède également des successeurs modernes, les UNO R4 Minima et WiFi, apparus en 2023, mais la R3 conserve une pertinence indéniable grâce à son écosystème massif.
Au cœur de cette carte bat un microcontrôleur Microchip (anciennement Atmel) ATmega328P. Pour comprendre cette technologie, il faut savoir qu'un microcontrôleur est un petit ordinateur complet sur une puce, capable d'exécuter des instructions simples de manière autonome. Ici, il s'agit d'une architecture 8 bits de type AVR, cadencée par un résonateur céramique fonctionnant à 16 MHz. La fréquence de 16 MHz signifie que le processeur effectue 16 millions de cycles d'horloge par seconde, ce qui détermine la vitesse à laquelle il traite les informations. Bien que la puce puisse techniquement supporter jusqu'à 20 MHz à 5 volts, la configuration standard à 16 MHz offre une stabilité éprouvée. Les ressources mémoire sont modestes mais suffisantes pour l'apprentissage : 32 Ko de mémoire Flash pour stocker le programme (dont 0,5 Ko est réservé au bootloader, un petit programme qui permet de charger le code depuis l'ordinateur), 2 Ko de SRAM pour les variables temporaires, et 1 Ko d'EEPROM. L'EEPROM est une mémoire non volatile, ce qui signifie qu'elle conserve les données même lorsque l'alimentation est coupée, idéale pour mémoriser des paramètrès de configuration.
La connectivité de l'Uno R3 est l'un de ses atouts majeurs. Elle dispose de 14 broches d'entrées/sorties numériques, dont 6 peuvent générer un signal PWM (Modulation de Largeur d'Impulsion). Le PWM est une technique qui simule une tension analogique en variant la durée d'impulsion d'un signal numérique, permettant par exemple de faire varier la luminosité d'une LED ou la vitesse d'un moteur. Six entrées analogiques sont également présentes, dotées d'un convertisseur analogique-numérique (ADC) sur 10 bits, capable de lire des tensions continues avec une précision de 1024 niveaux. Pour la communication, la carte intègre un port UART série, un bus SPI et un bus I²C. Une amélioration notable de la révision R3 est la mise à disposition des broches SDA et SCL (les lignes de données et d'horloge du bus I²C) à côté de la référence analogique (AREF), facilitant la connexion de capteurs modernes. La communication avec l'ordinateur se fait via un connecteur USB-B standard. Contrairement aux anciennes versions qui utilisaient une puce dédiée FTDI, l'Uno R3 utilise un second microcontrôleur, l'ATmega16U2, pour gérer la conversion USB-série. Cette architecture est plus flexible et permet au utilisateur de reprogrammer le firmware USB si nécessaire, une fonctionnalité absente des modèles R1 et R2 qui utilisaient l'ATmega8U2.
L'alimentation de la carte est polyvalente. Elle peut être alimentée par le port USB ou par une prise jack de 5,5/2,1 mm acceptant une tension de 6 à 20 volts, avec une plage recommandée de 7 à 12 volts. Il est crucial de respecter cette plage recommandée car la carte utilise un régulateur de tension linéaire pour abaisser la tension d'entrée à 5 volts. Si la différence entre la tension d'entrée et les 5 volts est trop grande, le régulateur dissipe l'excédent sous forme de chaleur, ce qui peut faire chauffer la carte. Une attention particulière doit être portée au brochage VIN : contrairement à la prise jack qui est protégée par une diode série contre les inversions de polarité, la broche VIN ne possède pas cette protection. Injecter une tension inversée sur VIN peut endommager irréversiblement la carte. Les sorties de puissance fournissent 5 volts et 3,3 volts, mais la sortie 3,3 volts est limitée à 50 mA, ce qui est faible pour alimenter des périphériques gourmands. Concernant le courant par broche, une ambiguïté existe dans la documentation : certaines sources indiquent 20 mA par broche, tandis que d'anciennes fiches techniques mentionnaient 40 mA. Pour garantir la fiabilité et la longévité des composants, il est impératif de concevoir les circuits en conservant une marge de sécurité, en considérant la valeur la plus basse, soit 20 mA.
L'écosystème logiciel repose sur l'absence de système d'exploitation classique. Le microcontrôleur exécute du code « bare-metal », c'est-à-dire directement sur le matériel, via un bootloader pré-installé qui parle le protocole STK500. La programmation s'effectue principalement via l'Arduino IDE, mais aussi avec des outils comme arduino-cli ou PlatformIO, utilisant le langage C/C++ avec l'API Arduino. Cette simplicité est renforcée par le fait que la puce ATmega328P est montée sur un support (socket). Cela signifie qu'en cas de destruction accidentelle du microcontrôleur, il est possible de le remplacer pour quelques euros, une caractéristique rare et précieuse pour l'apprentissage. Enfin, bien que la carte soit robuste, des particularités logicielles existent, comme le réinitialisation automatique (auto-reset) lors de l'ouverture du port série, qui peut parfois entraîner la perte des premiers caractères envoyés. De plus, la prolifération de clones tiers, qui peuvent utiliser des régulateurs ou des puces USB différents, impose une vigilance accrue sur les spécifications exactes de chaque carte achetée. L'Arduino Uno R3 reste néanmoins, par sa documentation exhaustive et sa compatibilité avec des centaines de « shields » (cartes d'extension), la pierre angulaire incontournable de la culture maker.
Schéma de brochage (pinout)
| Attr | Specs | vérifié |
|---|---|---|
mcu | Microchip (ex-Atmel) ATmega328P, 8-bit AVR core, 16 MHz ceramic resonator (IC supports up to 20 MHz @ 5 V). ATmega328P product page | ✔ |
memory | 32 KB flash (0.5 KB used by bootloader), 2 KB SRAM, 1 KB EEPROM (Wikipedia; EEPROM also highlighted on the board page). | ✔ |
gpu_storage | none (MCU board, no OS-level graphics or filesystem; external SPI SD via shields). | ? non vérifié |
i_o | 14 digital I/O, 6 PWM (pins 3, 5, 6, 9, 10, 11), 6 analog inputs (10-bit ADC), 1× UART, 1× SPI, 1× I²C (Wikipedia). I²C on A4/A5 (SDA/SCL also broken out next to AREF — R3 header addition). | ✔ |
usb | USB-B connector; serial over USB handled by an ATmega16U2 running USB-to-serial firmware (ATmega8U2 on R1/R2) — no FTDI chip (Wikipedia, store page). | ✔ |
power | USB, or 5.5/2.1 mm barrel jack accepting 6–20 V (7–12 V recommended), protected by a series diode; VIN pin has no reverse protection. Outputs: 5 V and 3.3 V (3.3 V pin limited to 50 mA). Per-pin DC current: Wikipedia Uno page lists 20 mA; older Arduino datasheets stated 40 mA. | ? non vérifié |
size_weight | 68.6 × 53.4 mm, 25 g (Wikipedia). | ✔ |
- Fabricant : Arduino (arduino.cc / Arduino AG). La série Uno a été « initialement développée et commercialisée par la société Arduino en 2010 » ; la R3 est la troisième révision matérielle de l'Uno. (Wikipedia — Arduino Uno)
- Année : série Uno 2010 (Wikipedia).
- Statut : Actif — toujours vendu sur la boutique officielle (Arduino Store — UNO Rev3) et toujours la « première carte » par défaut de la famille (docs.arduino.cc/hardware/uno-rev3).
- Prix de lancement :
- Variantes : UNO R3 à trous traversants (A000066) et UNO R3 SMD ; vendue sous le nom « Genuino UNO » hors des États-Unis en 2015–2016 (Wikipedia — Arduino) ; successeurs UNO R4 Minima et UNO R4 WiFi (juin 2023, Wikipedia) ; plus un énorme écosystème de cartes tierces compatibles (souvent avec des régulateurs/puces USB différents, Wikipedia — Arduino Nano, note de comparaison).
＋ Points forts
- La carte de référence de l'écosystème — « la carte la plus utilisée et la mieux documentée de toute la famille Arduino » (page de la carte) ; le format shield qu'elle a standardisé est utilisé par des centaines d'accessoires.
- MCU en boîtier DIP remplaçable : l'ATmega328P est monté sur un support — « dans le pire des cas, vous pouvez remplacer la puce pour quelques dollars et recommencer » (page de la carte).
- Ajouts du connecteur R3 (SDA/SCL à côté de AREF, IOREF, 3,3 V) qui sont devenus le standard shield de l'Uno, repris sans changement dans la famille R4 (page boutique R4).
- USB basé sur le 16U2 (plus rapide et plus souple que les designs FTDI qu'il a remplacés ; reflashable par l'utilisateur via DFU) (page boutique).
- Prise barillet + VIN pour un fonctionnement sur batterie/adaptateur indépendant de l'USB (page de la carte).
− Points faibles
- Les anciennes cartes R1/R2 utilisent l'ATmega8U2, une puce USB différente avec sa propre procédure de récupération DFU ; rater ce reflash peut rendre le port USB invisible jusqu'à une réparation via le mode DFU (page boutique).
- Échauffement du régulateur linéaire lorsqu'il est alimenté près des limites d'entrée : plage d'entrée 6–20 V mais seulement 7–12 V recommandés — dissiper de grands différentiels aux bornes du LDO 5 V chauffe la carte (Wikipedia — Arduino Uno).
- VIN n'a pas de protection contre l'inversion de polarité (seule la prise barillet a la diode en série) ; injecter du courant dans VIN sans diode externe peut endommager la carte (Wikipedia).
- Particularité du reset automatique DTR : l'ouverture du port série réinitialise la carte et le bootloader « interceptera les premiers octets de données envoyés à la carte après l'ouverture d'une connexion » — cause classique de perte des premiers caractères dans les protocoles série (Wikipedia — Arduino Nano, "Automatic (software) reset", même famille de conception AVR).
- Les clones varient : les Uno tierces « ont souvent un régulateur de tension différent / une puce USB-UART différente / un masque de soudure différent », ce qui change le comportement des pilotes et les maxima absolus (Wikipedia — Arduino Nano, note de comparaison).
- Ambiguïté de la spécification de courant par broche (20 mA vs 40 mA) — voir la note
- Retour d'expérience expert expert — expert-arduino
- Salut a tous. Je reviens sur l'Uno R3, toujours la carte de reference malgre l'arrivee des R4. Le grand avantage reste le MCU ATmega328P en socket : si vous cramez la puce, vous la remplacez pour quelques euros sans changer toute la carte. Attention toutefois a deux pieges recents. D'abord, la conn… — expert-arduino
- Merci pour ce rappel sur la chauffe du regulateur. J'ai justement un souci avec des clones achetes pas chers. Sur ma carte officielle, tout va bien, mais sur mes trois clones, j'ai des problèmes de drivers USB qui sautent. Est-ce que c'est lie au fait qu'ils n'utilisent pas forcement le même chip U… — maker-debutant
- Exactement, maker-debutant. Les clones utilisent souvent un autre chip USB-to-UART ou un regulateur different. Si les drivers sautent, verifiez si votre clone utilise un CH340 ou un FTDI au lieu du 16U2, car les drivers ne sont pas les mêmes. Pour le reset DTR, si tu perds les premiers caractères, … — expert-arduino
Retours et projets de la communauté
- My news and weather scroller project forum.arduino.cc
- Connecting a Laser Distance Sensor to Arduino UNO – My Setup & Example Code forum.arduino.cc
- Arduino UNO R3 and ESP8266 node mcu connection keeps having a problem with the communication forum.arduino.cc
- Boardotron - hard to find support forum.arduino.cc
- A000066-datasheet.pdf datasheet
- Les anciennes cartes R1/R2 utilisent l'ATmega8U2, une puce USB différente avec sa propre procédure de récupération DFU ; rater ce reflash peut rendre le port USB invisible jusqu'à une réparation via le mode DFU (page boutique).
- Échauffement du régulateur linéaire lorsqu'il est alimenté près des limites d'entrée : plage d'entrée 6–20 V mais seulement 7–12 V recommandés — dissiper de grands différentiels aux bornes du LDO 5 V chauffe la carte (Wikipedia — Arduino Uno).
- VIN n'a pas de protection contre l'inversion de polarité (seule la prise barillet a la diode en série) ; injecter du courant dans VIN sans diode externe peut endommager la carte (Wikipedia).
- Particularité du reset automatique DTR : l'ouverture du port série réinitialise la carte et le bootloader « interceptera les premiers octets de données envoyés à la carte après l'ouverture d'une connexion » — cause classique de perte des premiers caractères dans les protocoles série (Wikipedia — Arduino Nano, "Automatic (software) reset", même famille de conception AVR).
- Les clones varient : les Uno tierces « ont souvent un régulateur de tension différent / une puce USB-UART différente / un masque de soudure différent », ce qui change le comportement des pilotes et les maxima absolus (Wikipedia — Arduino Nano, note de comparaison).
- Ambiguïté de la spécification de courant par broche (20 mA vs 40 mA) — voir la note
- Faire clignoter la LED intégrée de l'UNO R3 debutant Schéma : IMG-uno-r3-debutant-1-clignoter-led-uno.svg — Arduino UNO R3 vue de dessus, flèche sur la LED marquée L (pin 13) et câble USB-B branché.
- Allumer une LED avec un bouton poussoir debutant Schéma : IMG-uno-r3-debutant-2-bouton-poussoir-led.svg — UNO R3 sur breadboard : bouton entre la pin 2 et GND, LED + 330 Ω entre la pin 13 et GND.
- Faire varier la luminosité avec un potentiomètre (ADC + PWM) debutant Schéma : IMG-uno-r3-debutant-3-potentiometre-fade-pwm.svg — potentiomètre 10 kΩ dont le curseur va sur A0, LED + 330 Ω sur la pin PWM 9.
- Thermomètre de lumière : LDR, seuils et hystérésis intermediaire Schéma : IMG-uno-r3-intermediaire-1-capteur-lumiere-ldr.svg — pont diviseur LDR + résistance 10 kΩ entre 5 V et GND, point milieu vers A1, LED témoin sur pin 12.
- Télémétrie série robuste vers le Traceur série intermediaire Schéma : IMG-uno-r3-intermediaire-2-telemetrie-serie-robuste.svg — UNO R3 reliée en USB à un PC, écran affichant des courbes (Traceur série), annotation du quirk DTR de réinitialisation.
- Multitâche non bloquant : heartbeat + bouton avec debounce intermediaire Schéma : IMG-uno-r3-intermediaire-3-multitache-millis-debounce.svg — UNO R3 avec bouton sur pin 2 vers GND et LED sur pin 13, horloge dessinée symbolisant millis().
- Data logger sur EEPROM : persistance sans usure avance Schéma : IMG-uno-r3-avance-1-datalogger-eeprom.svg — UNO R3 avec LDR sur A1, puce ATmega328P en évidence avec la mention EEPROM 1 Ko, bouton de sauvegarde sur pin 2.
- Scanner le bus I²C de l'UNO (A4/A5) avance Schéma : IMG-uno-r3-avance-2-scanner-bus-i2c.svg — UNO R3 avec un module I²C (afficheur OLED) sur le bus A4 (SDA) / A5 (SCL), pull-up R1/R2 notées, broches SDA/SCL près de AREF mises en évidence.
- Réparer une UNO muette : 16U2, DFU et programmation ICSP avance Schéma : IMG-uno-r3-avance-3-recuperation-usb-16u2-icsp.svg — UNO R3 avec zoom sur le connecteur ICSP 2×3 broches et la puce ATmega16U2, jump RESET-ATMEGA16U2, câble ISP entre deux cartes.
Bibliothèque de code — exemples écrits pour cette carte
clignotante.inoArduinobouton-poussoir.inoArduinopwm-fade.inoArduinocapteur-lumiere-ldr.inoArduinoservo-balayage.inoArduinoruban-neopixel.inoArduinocapteur-dht11.inoArduinocommande-serie.inoArduinoecran-i2c-lcd.inoArduinobuzzer-melodie.inoArduino
Exemples et dépôts trouvés en ligne
- arduino/ArduinoCore-avr github.com
- arduino-libraries/Servo github.com
- arduino-libraries/SD github.com
- arduino-libraries/LiquidCrystal github.com
- gmostofabd/Arduino-Examples-with-Proteus-Simulations github.com