Treba vam mali, ekonomičan, opšte prihvaćen mikrokontrolerski sistem za mejkerske zadatke pisane u Arduino, MicroPython, CircuitPython, NuttX, Zephyr RTOS okruženju, a niste spremni da uložite više od $4 – proveravamo da li je Seeed Studio XIAO-RP2040 pravi izbor.
Seeed Studio je u svojoj XIAO seriji u istom fizičkom formatu PCB ploče predstavio veći broj razvojnih sistema sa različitim popularnim mikrokontrolerima. Prvi koji smo predstavili u nizu je bio Seeed Studio XIAO-ESP32S3 – sva Xtensa® 32-bit LX7 jezgra koja rade na 240 MHz koja daju respektabilnu procesorsku snagu pogodna za mnoge savremene IoT i automatizacione projekte. Sada je pred nama RP2040 mikrokontroler, poznat iz Raspberry Pi Pico (Raspberry Pi Pico W) modela. Ovo je veoma dobro poznat i dokumentovan MCU sa dva ARM Cortex M0+ jezgra koja rade na 133 MHz. Tu je i 264KB SRAM-a i 2MB on-board Flash memorije za smeštanje i rad programa.
Kao i svi XIAO modeli dimenzije ploče su 21 x 17.8 mm, što čini ugradnju lakom i u najmanjem prostoru. Na ploči ima taman toliko mesta da stane USB-C port preko koga se vrši programiranje MCU-a i sam RP2040 oblepljen Seeed Studio nalepnicom u skladu sa dizajnom XIAO serije. Sem oznake modela, tu su i dve krupne oznake zadovoljenih standarda. U dnu MCU-a nalaze se dva dugmeta: Reset i Boot. Prvo služi za resetovanje razvojnog sistema, a drugo za prebacivanje u Bootloader mod. U Bootloader modu sistem se ponaša kao eksterni disk, te je na njega moguće prebaciti program, nakon čega će se sam restartovati i krenuti sa izvršavanjem.
Između dugmadi je i jedna NeoPixel RGB dioda povezana na pinove 11 (Power) i 12 (GPIO) mikrokontrolera. Za njeno programiranje može se koristiti Adafruit_NeoPixel biblioteka.
photo: magazin Mehatronika
Dve dodatne tačkaste diode nalaze se na ploči uz desnu ivicu USB-C porta. Jedna je crvena i indikator je dovedenog napona napajanja. Druga je RGB, služi kao programabilni svetlosni indikator i može se po potrebi programirati njen rad.
Uz obe ivice nalazi se 14 GPIO pinova, standardno za sve XIAO razvojne sisteme, a ujedno daleko manje od broja koji se nalazi na originalnom Raspberry Pi Pico sistemu. Raspored pinova dat je na zvaničnoj šemi ispod.
photo: Seeed Studio
Od četrnaest GPIO pinova, vidimo da je 11 digitalnih, 4 analogna, 11 PWM pinova, te po jedan I2C, UART i SPI interfejs. Ovde vredi napraviti pregled Raspberry Pi Pico linija. Tamo nalazimo po dva I2C, UART i SPI interfejsa, 28 GPIO pinova multipleksirana na ukupno 40 pinova.
Sa donje strane vidimo i četiri kontakt tačke koje omogućavaju korišćenje Seeed Studio XIAO expansion board-a, o kome smo detaljnije pisali u prvoj recenziji o Seeed Studio XIAO razvojnoj ploči.
photo: magazin Mehatronika
Zaključak
Seeed Studio XIAO-RP2040 je sinergija dva standarda u modernom mejkerskom svetu: XIAO razvojnih sistema i Raspberry Pi RP2040 mikrokontrolera. Ovaj sistem nigde ne sija više nego u obilju projekata koji se za ovaj MCU mogu naći na internetu. Odlična podrška u svim vodećim modernim programskim jezicima: Arduino, MicroPython, CircuitPython, NuttX i Zephyr RTOS daju mu trenutnu prednost kada je lakoća korišćenja u pitanju. Iako je na tržištu novi flegšip Raspberry Pi MCU serije RP2350, nikako se ne može smatrati da će RP2040 brzo biti zaboravljen.
Dobro je uporediti performanse koje smo dobili elementarnim benčmark testovima, sa time da treba uzeti u obzir da su testovi rađeni na jednom jezgru i da su ovi rezultati samo grub odnos stvarnih parametara u radu.
Ako pogledamo druge popularne razvojne sisteme bazirane na RP2040 mikrokontroleru, kao što su Raspberry Pi Pico, Banana Pi Pico RP2040, Waveshare 2040 Zero i Adafruit Fether RP2040 možemo dobiti bolju preporuku za nabavku. Formatom od 21 x 17.8 mm XIAO ima najmanju ploču. U odnosu na original Raspberry Pi Pico sa njegovih 21 x 51 mm to je gotovo trećina površine. Naravno, da će usled toga broj pinova biti manji i to je cena ove minijaturizacije. XIAO ima 11 GPIO pinova koji svi mogu biti PWM, a maksimalno četiri pina od njih mogu biti analogni ulazi. Ostale ploče imaju 26, a Adafruit 21 pin. Jasno je da stoga imaju i više PWM pinova, tj imaju ih po 16. Veće ploče imaju i po dva SPI, I2C i UART-a, dok mali XIAO ima samo po jedan od svakog. Raspberry Pi Pico ima tri analogna ulazna pina, dok ostale ploče imaju dodatni četvrti.
Reset dugme nemaju Raspberry Pi i Banana Pi, dok je neophodno Boot dugme na svakoj ploči. Obratite pažnju na ugrađen USB port, koji je kod svih u danas modernom USB-C standardnu, dok je na starom Pico-u to micro USB. Banana Pi Pico je gotovo identičan Raspberry Pi Pico modelu, sa tim da na sebi ima USB-C. Da bi proverili stepen kompatibilnosti, isprobali smo Banana Pi verziju na pico dv ploči i proverili HDMI izlaz. Na nekim forumima pojavila se sumnja da varijante Pico-a mogu zbog različito realizovanih trejsova mogu biti nekompatibilne kada su u pitanju ovakvi signali koji se oslanjaju na state machine. U primerima koje smo mi isprobali, ova dva modela su potpuno međusobno kompatibilna.
photo: magazin Mehatonika
Korisnih dodataka na ploči ipak ima najviše XIAO. Čak 4 LED diode i jedna RGB su tu. Na Raspberry Pi Pico-u je samo jedna LED, dok ostale ploče imaju jednu LED i jednu Neopixel diodu. QWIIC/STEMA QT konektor je na Banana Pi i Adafruit modelu.
Svi razvojni sistemi imaju 264 kB SRAM-a u samom RP2040 MCU-u. Flash memorija je na ploči i iako RP2040 može koristiti 16 MB, samo Adafruit ima 8 MB, a ostali se drže standarda od 2 MB.
Najzad cena. Najekenomičniji je Banana Pi sa cenom od $3.29, XIAO, Waveshare i Raspberry Pi Pico nude proizvod za $4, a Adafruit ide na celih $11.95. Feather standard ipak diktira cenu.
photo: magazin Mehatonika
Na kraju zaključujemo da sa cenom od svega $4 dolara, svojim veoma malim dimenzijama i pristojnim brojem GPIO linija XIAO-RP204 je odličan za onoga kome je neophodna minijaturizacija i time opravdava manjak GPIO linija. Kompatibilnost sa XIAO sistemom je dobrodošla, ali Raspberry Pi ipak ima daleko veći spektar dodataka. U ovom tekstu nismo obratili pažnju na $6 Raspberry Pi Pico W model koji ima 2.4 Wi-Fi/BT 5.2 LE modul, niti na novi Raspberry Pi Pico 2 (W) za novim RP2350 MCU-om koji pored mnogih prednosti ima i FPU jedinicu i sve to po ceni od $5. Odluka postaje teška tek kada se sagleda masovna kupovina za neki projekat. Tada razlika od dolar ili dva na par hiljada komada može nešto i značiti, do tada možda treba imati svaki od ovih modela i time otvoriti sebi mogućnost istraživanja XIAO, Raspberry Pi i Feather ekosistema.
Za više informacija pogledajte Seeed Studio wiki. Preporučujemo za čitanje izvrsnu e-knjigu: XIAO: Big Power, Small Board Mastering Arduino and TinyML koja će vam pojasniti mnoge detalje u vezi XIAO razvojnih sistema.
XIAO proizvode u Srbiji možete kupiti kod Malina314 d.o.o.
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.