Arduino UNO R4 WiFi
⚡ L’essentiel en 60 secondes
- main_mcu — Renesas RA4M1 (Arm Cortex-M4) @ 48 MHz, 32 KB SRAM, 256 KB flash; RTC, 12-bit DAC, CAN bus, USB HID (docs page).
- co_processor — Espressif ESP32-S3 module for Wi-Fi (2.4 GHz) / Bluetooth®, "which can also be separately programmed via a specific header" (docs page). Module family: ESP32-S3-MINI (Espressif ESP32-S3 datasheet).
- gpio — 14 digital I/O + 6 analog inputs at 5 V ("The RA4M1 and the GPIOs of this board operates on 5 V", docs page); ADC up to 14-bit, DAC 12-bit (docs — R4 family).
- onboard_extras — 12×8 red LED matrix, Qwiic (JST) I²C connector, VRTC backup pin, OFF pin (store page), USB-C, SWD debug, op-amp (store page for the shared R4 feature set).
- power — VIN or barrel jack 6–24 V (docs page).
- current_limit — 8 ma
- Sur cette fiche : 9 tutoriels · 10 codes
L’Arduino UNO R4 WiFi, lancée en juin 2023 par la société Arduino, représente une évolution majeure de la célèbre plateforme de développement électronique. Contrairement aux générations précédentes qui reposaient sur une architecture unique, cette carte adopte une approche hybride en intégrant deux microcontrôleurs distincts au sein d’un même facteur de forme compatible avec les anciens boucliers (shields). Le cœur principal est le microcontrôleur Renesas RA4M1, un composant basé sur l’architecture Arm Cortex-M4 fonctionnant à une fréquence de 48 MHz. Pour comprendre cette fréquence, il faut savoir qu’elle correspond au nombre de cycles d’horloge que le processeur effectue chaque seconde, déterminant ainsi la vitesse à laquelle il traite les instructions. Ce processeur dispose de 32 Ko de mémoire vive (SRAM) et de 256 Ko de mémoire flash pour le stockage du programme. Cette configuration offre une puissance de calcul nettement supérieure aux anciens modèles à base d’AVR, tout en conservant la simplicité d’utilisation chère à la communauté Arduino.
La particularité distinctive de cette carte réside dans la présence d’un second cerveau, un module radio Espressif ESP32-S3, plus précisément de la famille ESP32-S3-MINI. Ce co-processeur est dédié aux communications sans fil, gérant le Wi-Fi sur la bande des 2,4 GHz ainsi que le Bluetooth. Il est important de noter que ce module n’est pas seulement un simple accessoire passif ; il peut être programmé séparément via un connecteur dédié, permettant aux utilisateurs avancés de faire tourner des environnements de développement spécifiques à l’ESP32, comme ESP-IDF, tout en laissant le RA4M1 gérer les tâches principales. Cette dualité offre une flexibilité rare, mais introduit une complexité accrue dans la gestion des mises à jour et des réinitialisations, car les deux puces interagissent constamment.
Sur le plan des entrées et sorties, la carte conserve l’interface classique de l’UNO avec 14 broches numériques et 6 entrées analogiques, le tout fonctionnant en logique 5 volts. Cependant, une attention particulière doit être portée à la limite de courant de 8 milliampères par broche, une contrainte plus stricte que sur les anciens modèles, dépasser cette valeur pouvant endommager le matériel. La carte intègre également des périphériques modernes directement soudés sur le circuit imprimé, tels qu’une matrice de LED rouge de 12 sur 8 pixels, idéale pour afficher des animations ou des graphiques simples sans composants externes. Un connecteur Qwiic, au format JST, est aussi présent pour faciliter la connexion d’accessoires I2C sans soudure. Il est crucial de savoir que ce connecteur Qwiic ainsi que le connecteur dédié à l’ESP32-S3 fonctionnent exclusivement en 3,3 volts. Les connecter à des signaux 5 volts risque de détruire la carte, et le bus I2C associé au Qwiic nécessite une initialisation spécifique via la bibliothèque Wire1 dans le code, distincte du bus principal.
L’alimentation de la carte est assurée par un port USB-C, standard moderne réversible, ou par une prise jack acceptant une tension comprise entre 6 et 24 volts. Cette plage de tension étendue permet une plus grande flexibilité dans le choix des sources d’énergie. D’autres fonctionnalités héritées de la gamme R4 incluent un convertisseur numérique-analogique (DAC) 12 bits, un bus CAN pour les applications automobiles ou industrielles, et un support pour le protocole USB HID, permettant à la carte de se faire passer pour un clavier ou une souris auprès d’un ordinateur. Un régulateur de tension et un amplificateur opérationnel sont également inclus pour gérer l’alimentation interne et le conditionnement des signaux analogiques.
Le système d’exploitation n’est pas présent sur le microcontrôleur principal, qui fonctionne en « bare-metal » avec le noyau Arduino spécifique à Renesas. En revanche, le module ESP32-S3 exécute un firmware fourni par Arduino pour gérer les piles de communication Wi-Fi et Bluetooth. Il est impératif de s’assurer que ce firmware est correctement installé et compatible pour que les fonctions réseau fonctionnent, notamment après une reprogrammation complète du module radio. La programmation se fait via l’IDE Arduino ou l’outil en ligne de commande arduino-cli, avec la possibilité de déboguer via le port SWD. La carte est compatible avec le service Arduino Cloud, offrant un plan Maker de trois mois à l’achat, facilitant la création de tableaux de bord IoT.
Bien que la carte soit conçue pour être accessible, elle présente quelques défis. La cohabitation de deux puces peut prêter à confusion lors de la gestion des ports série et des réinitialisations. De plus, l’incompatibilité avec les bibliothèques écrites pour les anciens microcontrôleurs AVR nécessite parfois des adaptations du code. Enfin, la température de fonctionnement précise de la carte entière n’est pas explicitement détaillée dans les sources consultées, ce qui peut être un point de vigilance pour les environnements extrêmes. Au prix de 30,50 euros TTC, elle se positionne comme une solution robuste pour les projets nécessitant à la fois une puissance de calcul accrue, des capacités sans fil natives et une compatibilité physique avec l’écosystème existant de l’UNO, tout en offrant des outils intégrés comme la matrice LED et le connecteur Qwiic pour accélérer le prototypage.
Schéma de brochage (pinout)
| Attr | Specs | vérifié |
|---|---|---|
main_mcu | Renesas RA4M1 (Arm Cortex-M4) @ 48 MHz, 32 KB SRAM, 256 KB flash; RTC, 12-bit DAC, CAN bus, USB HID (docs page). | ✔ |
co_processor | Espressif ESP32-S3 module for Wi-Fi (2.4 GHz) / Bluetooth®, "which can also be separately programmed via a specific header" (docs page). Module family: ESP32-S3-MINI (Espressif ESP32-S3 datasheet). | ✔ |
gpio | 14 digital I/O + 6 analog inputs at 5 V ("The RA4M1 and the GPIOs of this board operates on 5 V", docs page); ADC up to 14-bit, DAC 12-bit (docs — R4 family). | ✔ |
onboard_extras | 12×8 red LED matrix, Qwiic (JST) I²C connector, VRTC backup pin, OFF pin (store page), USB-C, SWD debug, op-amp (store page for the shared R4 feature set). | ✔ |
power | VIN or barrel jack 6–24 V (docs page). | ✔ |
current_limit | 8 ma | ✔ |
voltage_domains | ESP32-S3 section and the ESP header are 3.3 V only; the Qwiic connector is a 3.3 V secondary I²C bus (IIC0) (tech-specs note). | ✔ |
- Fabricant : Arduino (arduino.cc / Arduino AG) ; MCU principal signé Renesas, module radio signé Espressif.
- Année : lancé en juin 2023 aux côtés du R4 Minima (Wikipedia — Arduino Uno).
- Statut : actif, produit au catalogue (page boutique, page docs).
- Prix : 30,50 € TTC sur la boutique officielle, relevé le 2026-10-13 (page boutique).
- Variantes : UNO R4 WiFi de base ; la variante sans radio est la UNO R4 Minima.
＋ Points forts
- Deux cerveaux au format UNO : Cortex-M4 48 MHz + coprocesseur radio ESP32-S3, compatible shields (page boutique).
- Matrice LED 12×8 intégrée — graphismes/animation sans composant externe (page docs).
- Connecteur Qwiic pour chaîner des capteurs I²C sans outillage (page boutique).
- ESP32-S3 séparément reprogramnable via son propre en-tête — configuration double écosystème rare (page docs).
- RTC, DAC 12 bits, HID, CAN, entrée 24 V, USB-C, SWD, amplificateur opérationnel hérités de la gamme R4 (page docs, page boutique).
- VRTC + broche OFF pour batterie de secours RTC et extinction contrôlée des périphériques (page boutique).
− Points faibles
- L'en-tête ESP est en 3,3 V uniquement — "should not be connected to 5 V. This may damage your board" (note tech-specs).
- Le Qwiic est sur un second bus I²C (IIC0) en 3,3 V uniquement ; il faut l'initialiser avec Wire1.begin et non Wire (note tech-specs).
- Limite de 8 mA par broche — la matrice LED et les GPIO partagent ce budget plus serré que les Uno AVR ; le dépasser "may damage your pin / board" (note tech-specs).
- Le Wi-Fi dépend de la présence et de la compatibilité du firmware ESP32-S3 — au premier démarrage et après reprogrammation du côté ESP, le firmware Wi-Fi correspondant doit être flashé avant que WiFi.begin fonctionne.
- Complexité à deux puces : réinitialisations, téléversements et routage série impliquent les deux MCU (par ex. en-tête ESP, série ESP32-S3), source de confusion fréquente pour les utilisateurs de R3.
- Incompatibilité des bibliothèques AVR (core d'architecture différent, ArduinoCore-renesas).
- Retour d'expérience expert expert — expert-arduino
- Petit retour après quelques semaines sur l'Uno R4 WiFi. Les points forts sont reels : la matrice 12x8 est super pratique pour le feedback visuel immediat et le connecteur Qwiic simplifie beaucoup le branchement des capteurs sans soudure. Par contre, attention aux pieges documentes. Le bus I2C du Qw… — expert-arduino
- Merci pour cet avertissement sur le voltage du header ESP ! J'ai failli faire la boulette en essayant de lire un capteur qui etait alimente en 5V via ce connecteur. Heureusement j'avais lu la doc juste a temps. Par contre, j'ai un souci avec le Wi-Fi. J'ai flashé un exemple basique mais la connexio… — maker_debutant
- Pour le Wi-Fi, c'est vrai que la gestion des deux puces ajoute une couche de complexite. Parfois il faut réinitialiser ou vérifier que le firmware est bien à jour via le Serial Monitor. L'autre point delicat que tu as mentionne est la limite de 8 mA par GPIO. Avec la matrice LED allumée, si tu bran… — bricoleur_78
Retours et projets de la communauté
- UNO R4 WiFi USB CDC serial communication randomly stops after several hours on Windows 11 forum.arduino.cc
- UNO R4 WiFi RTC runs fast by about 1 second per minute forum.arduino.cc
- Uno R4 WiFi - CA Certificates using CertificateUploader forum.arduino.cc
- Continuous ADC with the UNO R4 forum.arduino.cc
- Arduino Uno R4 WiFi Factory Demo? forum.arduino.cc
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- L'en-tête ESP est en 3,3 V uniquement — "should not be connected to 5 V. This may damage your board" (note tech-specs).
- Le Qwiic est sur un second bus I²C (IIC0) en 3,3 V uniquement ; il faut l'initialiser avec Wire1.begin et non Wire (note tech-specs).
- Limite de 8 mA par broche — la matrice LED et les GPIO partagent ce budget plus serré que les Uno AVR ; le dépasser "may damage your pin / board" (note tech-specs).
- Le Wi-Fi dépend de la présence et de la compatibilité du firmware ESP32-S3 — au premier démarrage et après reprogrammation du côté ESP, le firmware Wi-Fi correspondant doit être flashé avant que WiFi.begin fonctionne.
- Complexité à deux puces : réinitialisations, téléversements et routage série impliquent les deux MCU (par ex. en-tête ESP, série ESP32-S3), source de confusion fréquente pour les utilisateurs de R3.
- Incompatibilité des bibliothèques AVR (core d'architecture différent, ArduinoCore-renesas).
- Premier Blink sur la UNO R4 WiFi : la première UNO 32 bits debutant Schéma : IMG-uno-r4-wifi-debutant-1-ur4wifi-blink-ra4m1.svg — Arduino UNO R4 WiFi vue de dessus, câble USB-C branché, LED « L » (pin 13) surlignée avec une flèche, puce RA4M1 annotée « Cortex-M4 48 MHz », matrice LED 12x8 visible en bas de carte.
- Apprivoiser la matrice LED 12x8 intégrée debutant Schéma : IMG-uno-r4-wifi-debutant-2-ur4wifi-matrice-led-12x8.svg — gros plan sur la matrice LED 12x8 de l'UNO R4 WiFi, grille annotée colonnes 0 à 11 et lignes 0 à 7, flèches vers les broches 12 à 23 (colonnes) et GPIO internes 24 à 31 (lignes).
- Toucher capacitif : touchRead sans composant debutant Schéma : IMG-uno-r4-wifi-debutant-3-ur4wifi-touch-capacitif.svg — UNO R4 WiFi avec un fil nu relié à une broche tactile, doigt pointant sur le fil, moniteur série affichant deux niveaux (repos ~0, touché > 100), matrice LED affichant un smiley.
- Se connecter au WiFi et lire l'heure NTP (WiFiS3) intermediaire Schéma : IMG-uno-r4-wifi-intermediaire-1-ur4wifi-wifi-station-ntp.svg — UNO R4 WiFi avec antention WiFi en en-tête, puce ESP32-S3 annotée « modem WiFi 2,4 GHz + BLE », routeur à gauche, serveur NTP à droite, moniteur série affichant un horodatage.
- Inclinomètre sur la matrice : l'IMU LSM6DSV16X en I²C intermediaire Schéma : IMG-uno-r4-wifi-intermediaire-2-ur4wifi-imu-matrice.svg — UNO R4 WiFi inclinée sur la tranche, puce IMU LSM6DSV16X surlignée près du connecteur Qwiic, bus I²C A4/A5 annoté SDA/SCL, matrice LED affichant une flèche qui suit l'inclinaison.
- Serveur web embarqué : piloter la matrice depuis le navigateur intermediaire Schéma : IMG-uno-r4-wifi-intermediaire-3-ur4wifi-webserver-matrice.svg — UNO R4 WiFi reliée en WiFi à une box, un navigateur affichant un bouton ON/OFF, flèche HTTP GET /led=on vers la carte, matrice LED allumée ou éteinte.
- Horloge persistante : RTC à pile + resynchronisation NTP avance Schéma : IMG-uno-r4-wifi-avance-1-ur4wifi-horloge-rtc-ntp.svg — UNO R4 WiFi avec emplacement pile bouton du RTC surligné, symbole pile 3 V, serveur NTP à gauche, matrice LED affichant 12:34, horloge interne du RA4M1 annotée.
- Débogage pas à pas : CMSIS-DAP et Arduino Debug Launcher avance Schéma : IMG-uno-r4-wifi-avance-2-ur4wifi-debug-cmsis-dap.svg — UNO R4 WiFi avec deux ports USB-C annotés (HIC/débogueur à gauche, USB natif du RA4M1 à droite), écran d'IDE avec point d'arrêt rouge sur une ligne, pile d'appels et variables affichées.
- Bus CAN FD : relier deux R4 avec un transceiver externe avance Schéma : IMG-uno-r4-wifi-avance-3-ur4wifi-can-fd.svg — deux UNO R4 WiFi face à face, chacune reliée à un module transceiver CAN FD, paires de fils CANH/CANL reliant les deux modules, résistance 120 Ω aux deux extrémités, matrice LED affichant un compteur reçu.
Bibliothèque de code — exemples écrits pour cette carte
clignotante.inoArduinobouton-poussoir.inoArduinodac-analogique.inoArduinoentree-analogique.inoArduinopwm-respiration.inoArduinoservo-balayage.inoArduinocapteur-dht11.inoArduinoruban-neopixel.inoArduinomatrice-led.inoArduinowifi-scan.inoArduino
Exemples et dépôts trouvés en ligne
- arduino/ArduinoCore-renesas github.com
- arduino/uno-r4-wifi-usb-bridge github.com
- arduino-libraries/Servo github.com
- misan/UNOR4text github.com