Prva Elecfreaks Wukong breakout ploča je nastala za micro:bit, a nakon toga i nova sa izmenjenim hederima i Raspberry Pi Pico kompatibilnim slotom, u koga se može ubaciti i Raspberry Pi Pico i Raspberry Pi Pico W, ali i razvojni sistemi drugih proizvođača sa istim Raspberry Pi RP2040 mikrokontrolerom kao što je Banana Pi BPi-Pico-RP2040, ali i oni sa drugim CPU-om, na primer Banana Pi BPi-PicoW-S3. Nama je kompanija Elecfreaks poslala noviji Wukong 2040, dakle sa Pico kompatibilnim slotom i oznakama u skladu sa signalima na Raspberry Pi Pico razvojnom sistemu.
photo: magazin Mehatronika
Krenimo u ovoj recenziji od namene umesto, kao što to obično radimo, od opisa. Wukong ploču, bez obzira koji mikrokontroler planirate da koristite, ćete kupiti ako vam je cilj da izgradite robota koristeći standardne LEGO Technic ili Spike elemente ili želite da modifikujući „oživite“ neki od LEGO modela koji posedujete. U tome će vam dodatno pomoći i Elecfraks PlanetX serija senzora, displeja i motora koja je potpuno „klik“ kompatibilna sa Wukong-om i to zahvaljujući njegovom nosaču montiranom sa donje strane PCB ploče. Sive je boje, izrađen od plastike koja deluje identično kao i ona koju koristi LEGO, sa velikim brojem rupa okrenutih na dole i bočno. Rupe su predviđene za pričvršćivanje sistema standardnim LEGO Tecnic spojnicama za druge elemente. Standardno za LEGO, u njih je moguće ubaciti i vrh 1×1 kocke i nastaviti gradnju klasičnim kockama. Otvori su raspoređeni simetrično po ramu, te ih je moguće koristiti i kao ležišta za osovine. Iz svega ovoga možemo zaključiti da je integracija Wukong 2040 u bilo koji LEGO model laka, te sistem možemo smatrati novim elementom u LEGO kolekciji delova.
photo: magazin Mehatronika
Hardver
A šta je na ploči? Pre svega tu su dva ženska hedera za sve pinove sa rasporedom signala u standardu Raspberry Pi Pico razvojnog sistema. Prilikom slotovanja obratite pažnju na orijentaciju. Strana ploče sa USB portom treba da bude poravnata sa natpisom „USB“ na Wukong-u.
Elecfreaks Wukong 2040 moguće je koristiti sa različitim pločama u Arduino Nano formatu. photo: magazin Mehatronika
Odmah uz heder za CPU je nosač za bateriju. Ovo nije nosač za AA ili AAA baterije od 1,5 V na koje smo navikli, već je to ležište za „veliku“ 18650 Li-ion bateriju. Mi smo u ovoj recenziji koristili Samsung INR18650-35E 18650 punjivu Li-ion bateriju napona od 3,7 V i kapacitetom od 3500 mAh. Ova baterija može dati maksimalnu konstantnu struju pražnjenja od 8 A, pulsno do 13 A. Ove karakteristike nemaju standardne 1,5V AAA i AA baterije, što je bitna stavka, jer će vam za „robotizaciju“ trebati određen broj motora kojima je potrebna daleko veća struja nego što je to kada govorimo o komunikacionim kolima ili diodama. Uvek imajte na umu da se u ovim baterijama može skladištiti daleko više energije nego u standardnim baterijama i da bi kratko spajanje njenih polova dovelo do brzog otpuštanja velike količine toplote i njenog fizičkog oštećenja. Zato pazite na njene krajeve, posebno obratite pažnju na polaritet ovih baterija, jer je sa obe strane ravna, tj nema ispupčenja na pozitivnom kraju.
Baterija se puni kroz micro USB priključak na Wukong 2040 ploči i to je njegova jedina svrha. Punjenje konstantnom strujom i naponom reguliše AMS TC4056A. Napon iz baterije se na pinove Raspberry Pi Pico-a dovodi preko prekidača koji se nalazi sa suprotne strane. Taj prekidač treba posmatrati kao on/off prekidač ploče i on u potpunosi gasi sve njene funkcionalnosti. Tek kada je on uključen mogu se dovesti signali na pinove koji su namenjene za upravljanje radom motora, ali i za očitavanje stanja na senzorima, rad sa signalnim elementima ili prenošenje podataka. Smatramo ovu odluku logičnom, iako tehnički ništa ne bi trebalo da sprečava Raspberry Pi Pico da pali i gasi dve ugrađene NeoPixel WS2812 diode, buzzer, očitava stanje dva tastera ili propusti signale sa nožica Pico-a ka svim ostalim pinovima na Wukong 2040 ploči, bolje je da ceo sistem može da se jednostavno ugasi i odvoji bateriju iz kola jednim prekidačem.
Elecfreaks Wukong 2040 sa Samsung INR18650-35D Li-ion baterijom će imati dovoljno snage da pokreće veći broj motora vašeg robota. photo: magazin Mehatronika
Pinova na Wukong 2040 ima dosta i raspoređeni su u skladu sa osnovnom idejom kontrole pogona. Odmah nam upadaju u oči četiri para pinova označena sa M1, M2, M3 i M4. Ovo su četiri izlaza za DC motore. Sa donje strane ploče, ispod i u blizini konektora, su zalemljena četiri minijaturna motor drajvera sa oznakom YX 75V15. Ovi drajveri kontrolišu rad motora naponom u opsegu od 2.2 do 7.2 V pri konstantnoj struji od 1.5 A.
Između konektora za motore je 12 tropinskih hedera. Signali na hederima su označeni bojama, tako da su žuti oni koji dovode GPIO signale sa portova, crvenim one na kojima je VCC napon i crnim one koji su povezani sa zemljom. Ovo je potrebna kombinacija signala za pokretanje i kontrolu rada servo motora.
photo: magazin Mehatronika
Najzad, u sredini se nalazi malo drugačija konfiguracija. Uz VCC i GND izvedeni su GP 16 i GP 17. Ako pogledate Raspberry Pi Pico pinout, videćete da taj par može na sebi doneti I2C0 (SDA i SCL) koji se koristi za povezivanje senzora. Ako koristite ploče sa drugim CPU-om, obavezno proverite šta se nalazi na pinovima 22 i 21 ploče, jer su to dva pina no kojima se kod Raspberry Pi Pico sistema nalaze GP16 i GP17. Svaki od GP-a u ovom bloku je dat po tri puta, sa dva muška i jednim ženskim hederom i time je omogućeno lako povezivanje bez obzira na tip konektora na kablu uređaja sa I2C komunikacijom.
Softver
Programiranje razvojnog sistema se radi kroz USB ulaz samog razvojnog sistema, ne kroz micro USB koji se nalazi na Wukong 2040 ploči. Mnogo bi bilo lepše da je omogućeno programiranje i punjenje baterije kroz isti port.
Ukoliko programirate Raspberry Pi Pico-a u Python-u ili Arduino IDE-u nema potrebe ni za kakvim dodatnim bibliotekama, već je dovoljno pratiti oznake na Wukong 2040, osim za dve NeoPixel WS2812 diode koje su na GP22. I u tom slučaju koristićete standardnu biblioteku koju biste koristili kao da ste fizički povezali niz od dve diode na GP22. Za bazer na GP9 i dva tastera na GP18 i GP19 nisu potrebene nikakve biblioteke za rad.
Ukoliko koristite MicroBlocks u kome „programiranjem“ grafičkim blokovima želite da upravljate, možete sve raditi i bez dodatne Wukong 2040 biblioteke, ali ju je ipak zgodno koristiti jer će vam umnogome olakšati rad. Pored komandi za upravljanje sa četiri DC motora, obe NeoPixels diode, bazera i oba dugmeta, dodeljene su i „fukcije“ preostalim pinovima. Tako će UART biti na pinovima 0 i 1, SPI na onim sa oznakama od 2 do 5, a I2C na 16 i 17 pinu.
Detaljna uputstva i ideje za projekte nalaze se na zvaničnom Wiki sajtu posvećenom Wukong 2040 breakout ploči.
screenshot: magazin Mehatronika
Zaključak
Sun Wukong (孫悟空) je u kineskoj mitologiji omiljen i poznat kao Kralj Majmuna i deo je njihovog kulturnog nasleđa više od 1000 godina. Među mnogim nadljudskim sposobnostima ima i mogućnost preuzimanja obličja sedamdeset i dve različite životinje ili objekta. Svaka njegova dlaka ima sposobnost transformacije i može upravljati vetrom, vodom i vatrom. Upravo ovo ime Elecfreaks je dao breakout pločama specifične realizacije, pomalo popularistički, ali svakako blisko mladima, čiji je Wukong omiljeni lik. Na neki način nas je i podsetio na mitske osobine Kralja Majmuna time što otvara nebrojene mogućnosti transfromacije kao osnova ta konstrukcije različitih robota, odnosno kao srca upravljanjem njegovim ekosistemom kroz povezane senzore, motore i displeje, kao što to legendarni lik radi svetom u kome se kreće.
Na kraju da kažemo da je cena ove ploče samo $ 9.90 što je izuzetno prihvatljivo i primamljivo svima koji su ljubitelji LEGO sveta i onima koji žele da iskoriste Technic ili Spine platforme za konstrukciju svojih zamisli u kombinaciji za Raspberry Pi Pico automatizacijom. Elecfreaks je uz to svojim PlanetX dodacima, koji se potpuno integrišu u ovaj robotizovani svet oživeo svaki takav sklop. Wukong 2040 je odlična i gotovo neophodna spojka svih ovih elemenata, koja svima omogućava sate mejkerskih konstruktivnih istraživanja u stvaranju novog autonomnog robota.
Sa pozadinom u električnom inženjeringu i dugom istorijom rada u stručnim časopisima, on se fokusira na ključnom sadržaju magazina Mehatronika i stoji iza brojnih inicijativa.
- FAULHABER BTX serija motora - 15/10/2024
- Banana Pi BPi-M4 Zero recenzija - 14/10/2024
- FriendlyElec NanoPi R3S recenzija - 13/10/2024