STEM razvojni sistem mora biti lak za korišćenje, intuitivan i praktičan. Treba da omogući što veći broj edukativnih projekata, a u isto vreme ne sme imati visoku cenu. 10 USD koliko košta Banana Pi BPi-Centi-S3 v0.2 zadovoljava poslednji kriterijum. U ovoj recenziji želimo da otkrijemo koliko su uspeli i u ostalim zahtevima.
Hardver
BPi-Centi-S3 je sagrađen oko, u današnjem mejkerskom svetu, veoma popularnog Espressif ESP-S3 mikrokontroleru. se može naći za 10 USD. Konkretno, iskorišćen je ESP-32S3R2 sa dva Xtensa® 32 bitna LX7 jezgra na 240 MHz. R2 označava da je na samom MCU-u smešteno i 2MB PSRAM-a (pseudo static RAM) uz 512kB RAM-a. Odmah do njega, na ploči se nalazi Winbonn W25Q64JV serijski NOR Flash od 8 MB. Kombinacija već viđena na drugom Banana Pi proizvodu: BPi-Leaf-S3.
photo: magazin Mehatronika
Prvo što se primeti na BPi-Centi-S3 razvojnom sistemu je 1,9″ TFT LCD kolor ST7789 ekran. Rezolucija ekrana je 320*170 piksela i pokriva gotovo celu stranu. Zalepljen je duplofan suđerom za ploču. Rešenje jeste ekonomično, ali svakako nije savršeno. Čak i za STEM upotrebu može biti problem lako odvajanje ekrana od ploče. Sunđeri ne zadržavaju rasipanje pozadinskog osvetljenja i sa ovim načinom realizacije, mada moramo biti fer i priznati da smo ga videli i kod drugih sistema slične namene (TI Educational BoosterPack MKII recimo), smo nezadovoljni.
photo: magazin Mehatronika
Ekran je svetao i sa živopisnim bojama. Nema dobru definiciju prelaza crne boje ka sivim tonovima, što se lako da uočiti, ali je za edukativne potrebe i više nego dobar. Povezan je sa pločom trakastim kablom i realizovan kao 8 bitni 8080 paralelni port o čemu smo i pričali kao mogućnost kada smo opisivali Banana Pi BPi-Pico-RP2040.
photo: magazin Mehatronika
Na istoj strani je i USB-C port koji je namenjen za napajanje i flešovanje, kao i tasteri Reset i BOOT. BOOT taster služi za prebacivanje sistema u mod za upis firmware-a. MicroPython firmware možete, u ovom trenutku u verziji 1.20, preuzeti sa GitHub-a proizvođača. Napajanje se može vršiti i 3,7V litijum-polimerskom baterijom za koju postoji MX 1,25 mm dvopinski konektor sa dosnje strane ploče kojim se baterija može i puniti, jer je tu i kolo za detekciju napona na izlazima baterije.
Sa donje strane, uz MCU, nalazi se rotacioni enkoder sa prekidačem, povezan na portove 37, 47 i 35 respektivno. Tu je i jedan Buzzer na portu 36 i RGB dioda WS2812 na portu 48.
photo: magazin Mehatronika
ESP32-S3 ima u sebi 2,4 GHz 802.11 b/g/n Wi-Fi i Bluetooth® Low Energy (Bluetooth® LE) modul. Antena je ovde realizovana kao antena u čipu, za razliku od realizacije na BPi-Leaf-S3 gde e izvedena na samoj ploči, time se uštedeo prostor.
Najzad izvedena su i tri konektora za serijsku komunikaciju, ali ona nistu identični. Prvi je četvoropinski I2C konektor sa dve GPIO linije (38, 39, GND i 3V3). Drugi je šestopinski (40, 41, 42, 45, GND i 3V3), sa tim da je linija 45 u stvari MTDO, jedan od pet strapping pinova ESP32-S3 kojim se omogućava ispis log poruka prilikom podizanja sistema i definšu tajminzi SDIO slave-a.. Treći je isto šestopinski, ali specifične strukture, sa dva GPIO i dva strapping pina (43, 44, BOOT, RESET, GND, 3V3) koja omogućavaju daljinsko upravljanje modova rada ploče. Sva tri konektora su SH 1 mm i sa pločom ne dobijate kablove.
photo: magazin Mehatronika
Kao lep dodatak su i dve metalne nožice sa M3 navojem za zavrtanj, koji omogućavaju montažu i pričvršćavanje BPi-Centi-S3 na željeno mesto u sopstvenom projektu.
Softversko okruženje
BPi-Centi-S3 je prvenstvno zamišljen kao STEM razvojni sistem i na odlično urađenom Wiki sajtu data su detaljna uputstva za rad. Prvenstveno je zamišljen za MicroPython i Arduino IDE okruženje i za oba slučaja objašnjen je svaki korak u radu uz prvi mali demo program. Oba okruženja su podržana na svim računarskim platformama i nema nikakvih tehničkih problema, s obzirom da je ESP32-S3 danas postao jedan od standarda u STEM svetu.
MicroPython firmware je potrebno flešovati pre početka rada. Preporuka je da se koristi MS Visual Studio Code, sa time da je potrebno instalirati mpbridge u vaš Python.
photo: magazin Mehatronika / MS Visual Studio Code
On će sve vreme sinhronizovati fajlove u vašem radnom direktorijumu i na BPi-Centi-S3. Možete koristiti i Thonny ili PyCharm, i bilo koji drugi IDE, a sinhornizaciju raditi u terminalu. Ovo rešenje nam se dopada jer ne zahteva MicroPython plugin čije održavanje je uvek bio problem.
photo: magazin Mehatronika / PyCharm IDE
Arduino je potpuno integrisao ESP32-S3, ali treba koristiti verziju Arduino IDE 1.8.19 i instalirati Arduino-ESP32 podršku, bilo „Stable“ (https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_index.json) ili „Development“. (https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_dev_index.json). Dodatno treba instalirati i Arduino GFX biblioteku za rad sa ST7789 LCD ekranom. Za ploču izaberite BPi-Leaf-S3, jer su definicije potpuno odgovarajuće ili po uputstvima sa Wiki-a konfigurišite BPi-Centi-S3.
photo: magazin Mehatronika / Arduino IDE
Mi nismo imali nikakvih problema prilikom rada na obe platforme, u pitanju je do sada u mogim projektima, proveren workflow.
Primena BPi-Centi-S3 u STEM obrazovanju
BPi-Centi-S3 je pre svega STEM razvojni sistem, namenjen edukativnoj primeni, uz moguću integraciju i u IoT projekat kome je poreban Wi-Fi/Bluetooth i dovoljan mali ekran. Izvedeno je ukupno 8 GPIO linija, ali i važni ESP32 strapping pinovi kojima se može upravljati modovima rada ESP32-S3, što omogućava i daljinsku kontrolu, te realizaciju Edge čvora sa pametnim senzorom ili aktuatorom.
Integracijom u MicroPython i Arduino okruženje, dobijen je prilaz velikoj bazi gotovih open source softverskih rešenja, pa je i jednostavnom modifikacijom postojećih rutina moguće brzo realizovati ideju. I mi smo u za par trenutaka modifikovali jedan od demo programa i prilagodili ga ovom tekstu, a u isto vreme ga iskoristili da bi stekli utisak o radu sa ovim razvojnim sistemom.
photo: magazin Mehatronika
Python i C su jezici koji se izučavaju u školstvu i nema problema u njenom korišćenju u okviru školskih programa ili za učeničke projekte. Cena je više nego primamljiva za prilično samostalno učilo, mada mu je potreban računar i USB kabl za programiranje, kao i dodatni senzori i aktuatori sa kablovima u skladu sa projektnim idejama. Mislimo da je Banana Pi tim ispunio zahteve o kojima smo pisali na početku ove recenzije.
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