Arduino Nano系列的新世代型號「Arduino Nano R4」在日本國內也越來越容易入手,秋月電子通商等店家均有販售。它搭載與UNO R4相同、由瑞薩電子(Renesas Electronics)製造的「RA4M1」微控制器,記憶體大幅增加,還配備USB Type-C連接埠與Qwiic連接器,電路板本身的設計也煥然一新。本文將整理它相較於傳統Nano的進化之處,以及購買前應該了解的注意事項。

從8位元到32位元 微控制器與記憶體全面更新

最大的變更是微控制器的世代交替。取代傳統Nano(R3世代)所搭載的8位元微控制器「ATmega328P」,Nano R4採用瑞薩電子製造的32位元微控制器「RA4M1」(R7FA4M1AB3CFM)。其48MHz時脈的Arm Cortex-M4核心內建浮點運算單元(FPU),運算效能相較8位元世代有飛躍性的提升[2]。

記憶體容量的增加同樣驚人。快閃記憶體從32kB擴增至256kB,達8倍;SRAM從2kB擴增至32kB,達16倍;另外還有8kB的EEPROM可用於儲存資料[2]。體積較大的程式庫,以及影像、聲音緩衝區之類的大型陣列,現在都能游刃有餘地處理。

RA4M1與Arduino UNO R4系列使用的是同一顆微控制器。工作電壓也與傳統Nano相同維持在5V,因此為UNO R4撰寫的程式碼資產,以及以5V為前提設計的既有Nano配件與電路,都能直接沿用[2]。

搭載USB Type-C與Qwiic 電路板採用城堡孔(半孔)設計

實體規格也有大幅變動。USB連接埠從過去的Mini-B改為USB Type-C,傳輸線更容易取得,也能與智慧型手機共用。電路板下緣還新增了3.3V供電的Qwiic連接器,不需焊接即可連接市售的Qwiic感測器與Arduino官方的Modulino系列模組[2]。

電路板在維持約18mm×45mm的Nano尺寸之餘,將所有元件配置於單面,針腳孔採用「城堡孔(半孔)」設計是一大特色。既可以焊上排針在麵包板上進行原型開發,也能像表面黏著元件一樣直接以回焊方式焊到自製電路板上,一塊板子就能涵蓋從原型開發到小規模量產的需求[2]。電源輸入(VIN)範圍寬達6〜21V,不需另外準備降壓電路即可整合進12V系統,也相當方便[2]。

要注意的是,秋月電子通商以2,620日圓(含稅)販售的型號(銷售代碼:131210)雖附有排針但未焊接。若不想自己動烙鐵,也有排針已焊接版本(銷售代碼:131211、2,860日圓)可以選擇[1]。

新增DAC、運算放大器與CAN 但須留意8mA限制與價格

新功能方面,增加了連接到A0腳位的12位元DAC(數位類比轉換器)、可在A1〜A3腳位使用的運算放大器,以及需搭配外部收發器使用的CAN通訊。ADC也強化至最高14位元解析度,並內建支援電池備援(VBATT腳位)的即時時鐘(RTC)[2]。產生與放大類比訊號、實驗車用領域常見的CAN匯流排等過去需要外接電路的應用,現在單靠這塊板子就能進行。

不過需要留意的是I/O腳位的輸出電流。RA4M1的GPIO每支腳位最大只能流過8mA,比過去8位元世代約20mA的參考值要小。直接連接LED、繼電器等需要電流的元件相當危險,基本做法是透過電晶體或MOSFET等電流放大元件來驅動[2]。官方資料手冊也明確警告,不要直接連接耗電超過8mA的裝置。

價格方面也值得一提。在日本國內,Switch Science於2025年7月24日開始販售,秋月電子通商也自同年7月25日起開始供貨[1][3]。秋月的售價在2025年12月從2,480日圓調整為2,620日圓[1]。考量到搭載ATmega328P的Nano相容板只要幾百日圓就能買到,價格偏高是不爭的事實。如果8位元效能就夠用,相容板更划算;而Nano R4的價值,在於需要運算效能、記憶體與新增類比功能的場合,以及重視正廠品質與供貨穩定性的場合。

Nano R4在Amazon.co.jp也買得到。

總結

Arduino Nano R4憑藉32位元化、增至256kB/32kB的記憶體、USB Type-C+Qwiic+城堡孔的現代化板型設計,加上DAC、運算放大器與CAN的加入,堪稱傳統Nano的「上位相容」之作。另一方面,I/O腳位的輸出電流縮小到8mA,若以8位元世代的習慣設計周邊電路,可能成為意想不到的故障原因。與幾百日圓的相容板相比確實不便宜,但在運算能力與記憶體能發揮價值的專案中,它會是相當有力的選擇。

來源:https://akizukidenshi.com/catalog/g/g131210/

來源:https://docs.arduino.cc/resources/datasheets/ABX00142-datasheet.pdf

來源:https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000209.000064534.html