Arduino Uno R4 Minimaの仕様・機能

当記事では、Arduino Uno R4 Minimaの仕様・機能について、詳しく解説します。

Arduino Uno R4 Minimは、20種類以上の数あるエディションの中で、最も代表的かつ基本的なエディションです。

Arduino Uno R3の後続機種で、マイコン・メモリなどの基本スペック向上やDAC、オペアンプ、CANなど新機能も追加されています。

2025年7月現在では、Arduino Uno R4 Minimは旧機種のArduino Uno R3よりも価格が安くなっているようです。

旧機種のArduino Uno R3の仕様・機能についての詳細は、以下の記事をご覧ください。

Arduino Uno R4 Minimaの基本仕様

仕様	Arduino Uno R4 Minima
基板サイズ	68.85×53.34mm
マイコンチップ/ 動作周波数 (プロセッサ)	Renesas RA4M1 (Arm Cortex-M4)/ 48MHz
SRAM (メインメモリ)	32kB
Flashメモリ (フラッシュメモリ)	256kB ※プログラムを保存
EEPROM	8kB
動作電圧	+5V
電源入力電圧	+6～+24V
出力電圧	+5V、+3.3V
デジタル入出力	20本
PWM出力 (パルス幅変調出力)	6本
アナログ入力	6本
アナログ出力 (DAC)	1本
オペアンプ	1個
端子の定格電流	8mA/各端子
プログラム 書き込み端子	USB Type-C SWD
インターフェース	UART I2C SPI CAN
その他	RTC USB-HID ICSP SWD

Arduino Uno R4 Minima以外のArduinoボードの仕様については、以下の記事をご覧ください。

Arduino Uno R4 Minimaの機能

Arduino Uno R4 Minima外観

ソケット配置(ピン配置)/LED配置

↑クリックすると拡大できます。

①マイコン(プロセッサ)

Arduino Uno R4 Minimaのマイコン(プロセッサ)はRenesas Electronics社(日本)の「RA4M1」が使用されています。

マイコンとは、マイクロコントローラ(またはマイクロコンピュータ)の略称で、人間で言えば「頭脳」に相当する電子機器を制御する上では大変重要な部品です。

SRAM、Flashメモリ、EEPROM、RTC、USB-HIDなどの機能もマイコン内部に組み込まれています。

マイコン内部の機能	説明
SRAM	プログラム(スケッチ)実行中に使用する変数やデータ、スタック、ヒープなどを一時的に格納 電源を切ると内容が失われる揮発性メモリ
Flashメモリ	プログラムやブートローダが格納 電源を切っても内容が消えない不揮発性メモリ
EEPROM	プログラム実行中や電源が切られた後も保持したい設定データや校正値など比較的、小さな永続データを格納 電源を切っても内容が消えない不揮発性メモリ
RTC (リアル・タイム・クロック)	正確な時刻を刻み続けるための時計機能
USB-HID (USBヒューマン・インターフェース・デバイス)	人間が操作するデバイスを、USB経由でホスト機器に接続する機能 (キーボードの文字入力やマウスのカーソル移動などをマイコンから操作可能)

②USBポート

USBケーブルで、Arduino Uno R4 MinimaとPCのUSBポートに接続することで、Arduino Uno R4 Minima-PC間で、通信をすることができます。

PCで作成したプログラム(スケッチ)を、Arduino Uno R4 Minimaに書き込んだり、シリアル通信によって、PCからArduino Uno R4 Minimaを制御することができます。

また、電源ジャックの代わりに、USBによってArduino Uno R4 Minimaに給電することも可能です。

③電源ジャック

ACアダプタ(外形5.5mm、内径2.1mm)を接続して、Arduino Uno R4 Minimaに給電することができます。

④リセットボタン

リセットボタンを押すことで、Arduino Uno R4 Minimaを再起動することができます。プログラムを最初からやり直したい場合やArduino Uno R4 Minimaの動作がおかしい場合などに利用します。

⑤入出力ポート・電源

デジタル入出力・PWM

デジタル入出力・PWM	説明
D0-D19	デジタル入出力(0-19番ピン) HIGH(+5V)/LOW(0V)の入出力
PWM	0～+5Vのアナログ出力 0Vと+5Vを高速で切り替えることで、擬似的にアナログ出力する方式

PWMとシリアル通信はデジタル入出力と共用です。プログラムでどちらを使うか指定できます。

アナログ入力/アナログ出力

アナログ入力	説明
A0-A5	アナログ入力(0-5番ピン) 14bitのA/Dコンバータ(約0.305mVごとに1段階変化)

アナログ出力	説明
DAC0	アナログ入力(0番ピン) 12bitのD/Aコンバータ(約1.22mVごとに1段階変化)

↑PWM出力の関数も解説しています。

オペアンプ

オペアンプ	説明
AMP+	オペアンプ+入力
AMP-	オペアンプ-入力
AMPO	オペアンプ出力

マイコン(プロセッサ)の「RA4M1」には4つの独立したオペアンプユニット(AMP0～AMP3)が搭載されています。

その内、AMP0がA1～A3端子に接続されているため、オペアンプとして使用することができます。

通信(コミュニケーション)

通信 (コミュニケーション)		説明
UART (シリアル通信) ※USBシリアル通信にも使用	TX	シリアルデータ送信
	RX	シリアルデータ受信
I2C ※A4、A5と内部的に接続	SCL	シリアルクロック
	SDA	シリアルデータ送受信
SPI	SS	制御対象のデバイス選択
	SCK	シリアルクロック
	MOSI	マスター⇒スレーブのデータ転送
	MISO	スレーブ⇒マスターのデータ転送
CAN (コントローラ・エリア・ネットワーク)	TX	シリアルデータ送信
	RX	シリアルデータ受信

電源関連

電源関連	説明
Vin	「③電源ジャック」の電圧が出力、 電源ジャックを使わず「Vin」からの給電も可能
GND	グラウンド・基準点
+5V	+5Vの電圧出力
+3.3V	+3.3Vの電圧出力

その他

その他	説明
GND	グラウンド・基準点
AREF	アナログ入力の基準電圧(0～+5Vを入力) 通常は使用しない
RESET	リセット (「④リセットボタン」と同機能)
IOREF	+5Vの電圧出力
BOOT	ブートローダー書き込み時にGNDに接続 (ブートローダー破損時やカスタムブートローダーを書き込みたい場合)

⑥LED

LED	説明
ON	Arduino Uno R4 Minimaに給電されると点灯
TX	シリアル通信で送信時に点滅
RX	シリアル通信で受信時に点滅
L	デジタル入出力の13番に接続

Arduino Uno R4 Minimaには4つのLED(チップ部品)が搭載されています。「L」のLEDについてもう少し詳しく説明すると、デジタル入出力の13番に接続されており、プログラムで13番ピンをHIGH(5V)にすると、点灯させることができます。

以下の記事では、統合開発環境のArduino IDEを使用して、Arduino Uno R4 Minimaのプログラム書き込み方法を紹介しているのですが、サンプルプログラムとして、「L」のLEDを点滅させるプログラムを作成しています。

⑦ICSP

ICSPは、SPI通信を行うために使用します。ICSP端子からSPIとして使用するシールドがあり互換性を持たせる意味で残していると考えられます。

なお、Arduino Uno R3まではブートローダーの書き込みとして使用していましたが、Arduino Uno R4 Minimaではブートローダーの書き込みはSWD端子を用います。

⑧SWD

SWDは、ブートローダーの書き込みやブートローダーを介さないプログラム(スケッチ)の直接書き込み、SWDインターフェースでのデバッグなどに使用します。

どの機能も上級者向けなので、初心者・中級者の方はまず使用することはないでしょう。

Arduino Uno R4 Minimaの技術資料の入手方法

Arduino Uno R4 Minimaは、回路図などの各種技術資料をArduino公式WEBサイトから入手できます。

Arduino Uno R4 MinimaとArduino Uno R3の比較

仕様	Arduino Uno	Arduino Uno R4 Minima
基板サイズ	74.9×53.3mm	68.85×53.34mm
マイコンチップ/ 動作周波数 (プロセッサ)	ATmega328P/ 16MHz	Renesas RA4M1 (Arm Cortex-M4)/ 48MHz
SRAM (メインメモリ)	2kB	32kB
Flashメモリ (フラッシュメモリ)	32kB ※プログラムを保存	256kB ※プログラムを保存
EEPROM	1kB	8kB
動作電圧	+5V	+5V
電源入力電圧	+7～+12V	+6～+24V
出力電圧	+5V、+3.3V	+5V、+3.3V
デジタル入出力	20本	20本
PWM出力 (パルス幅変調出力)	6本	6本
アナログ入力	6本	6本
アナログ出力 (DAC)	-	1本
オペアンプ	-	1個
端子の定格電流	40mA/各端子 ※20mA/各端子、100mA/全端子までを推奨	8mA/各端子
プログラム 書き込み端子	USB Type-B ICSP	USB Type-C SWD
インターフェース	UART I2C SPI	UART I2C SPI CAN
その他	-	RTC USB-HID ICSP SWD

Arduino Uno R4 Minimaの選び方

『Arduino Uno R4 Minima』は、ボード単体の他に、互換品や電子部品と組み合わせたキットも存在します。

電子工作初心者にとっては、どれを選べばいいのか迷ってしまうかもしれませんが、以下の記事で初心者でもわかりやすいように、ランキング形式でおすすめのArduino Uno R4 Minimaを紹介しています。ぜひご覧ください。