Soldered NULA Mini ESP32-C6 recenzija

Soldered-ova nova NULA Mini je praktično Espressif ESP32-C6-MINI-1 modul i njemu pripadajuća, neophodna PCB ploča. U ovom konkretnom slučaju ovo nije slabost, već je komparativna prednost u aplikacijama u okviru pametnog doma, ručno-prenosnih uređaja, tj. gadžgeta koji korisnik nosi na sebi, ili kao embedovani bežični modul koji bi rešenju dodao 2.4 Wi-Fi 6, Bluetooth 5.3 LE, ali i Zigbee i Thread komunikacione mogućnosti.

Hardver

Espressif ESP32-C6-MINI-1-N4 modul je sa integrisanom antenom i direktno se lemi na odgovarajuću PCB ploču. U ovom slučaju, Soldered se odlučio za minimalizam i dizajnirao ploču dimenzija svega 25.33 x 25.33 mm. Ploča u svojim uglovima ima montažne rupe i lako se fiksira na željenom mestu. Izuzetno je laka, te neće predstavljati nikakvo opterećenje bez obzira na planiranu upotrebu. Oznaka N u imenu modula govori da je predviđen za rad u normalnom temperaturnom opsegu: –40 do 85 °C.

Ispod metalnog poklopca modula nalazi se ESP32-C6FH4 32-bitni RISC-V dvojezgarni mikroprocesor čiji je maksimalni takt 160 MHz. Tu je i 4 MB Quad Flash-a, kao i 512 KB standardnog HP SRAM-a, ali i dodatnih 16 KB LP SRAM-a koji se koristi u Low-Power režimu rada.

U prikazima, pa čak i u Espressif datasheet-u ćete naći informaciju da je u ESP32-C6 modulu jednojezgarni procesor. Međutim, hardverska realnost je malko drugačija, ali funkcionalno se može reći da je u pitanju jednojezgarni procesor – budući da u jednom trenutku može raditi ili HP jezgro i njegova 512 KB memorija ili LP jezgro i njegova 16 KB memorija.

Naponski nivo napajanja modula je 3.3 VDC. U HP modu procesor može povući do 40 mA, i na to treba predvideti dodatnih 300-380 mA u trenucima kada radio emituje, a ispod 80 mA kada je u ulozi prijemnika.

Sa strane programera i korisnika modul može biti u jednom od četiri radna moda: aktivnog (Active) u kome radi HP procesor i modem, Modem-sleep u kome je modem ugašen, Light-sleep gde je aktivan LP procesor i Deep-sleep u kome je LP procesor napajan, ali doveden u minimalno aktivno stanje u kome povlači svega 7 µA.

Wi-Fi radio radi u opsegu od 2412 do 2484 MHz sa propusnim opsegom od 20 ili 40 MHz. Brzine prenosa su do 150 Mbps. Bluetooth je u skladu sa 5.3 standardom, brzinama prenosa od 125 Kbps do 2 Mbps i ima LE kontrolu napajanja. I Wi-Fi i Bluetooth radio koriste istu antenu.

Rad 2.4 GHz radija je usaglašen sa IEEE 802.15.4-2015 protokolom, te je ovim modulom moguće realizovati Zigbee 3.0 i Thread 1.3, sa brzinama protoka do 250 Kbps. Zigbee je bežični mrežni protokol koji troši malo energije pogodan za realizaciju uređaja u pametnim kućama, kao i za industrijske IoT periferije poput senzora, svetala, brava i slično.

Na ploči se nalazi jedan USB-C 3.0 konektor koji je ujedno i serijski port, ali se preko njega vrši i flešovanje programa na ploči, ali i napajanje ploče. Ovde je za realizaciju primenjeno standardno rešenje CH340 USB-to-serial UART konverter čip.

Drugi način napajanja ploče je korišćenjem Li-Ion 3.7 VDC baterije preko JST baterijskog konektora. Tu je i TP4056 kolo za kontrolu i punjenje priključene baterije. Takođe provereno i rasprostranjeno rešenje.

Ako pogledamo poleđinu ploče, pored pomenutog baterijskog konektora, videćemo i dva dugmeta USER i PWR – imena sve govore, ali i jedan Qwiic konektor. SparkFun Qwiic Connect System je ogroman ekosistem I2C senzora u potpunosti kompatibilan sa Adafruit STEMMA QT identičnim sistemom periferija. Ovo vam pri dizajniranju sopstvenih rešenja daje „otvorene ruke“ da njima zagrabite jedan od mnoštva periferija iz ovog ekosistema i odmah je upotrebite. Sve ovi dodaci uvek imaju već napisane biblioteke, ako ništa onda bar za Arduino IDE. Ne dajte se zbuniti, ako budete čitali neke od ranijih naših recenzija Soldered ploča, recimo Dasduino Connect ili Dasduino Core recenzija, gde pominjemo easyC konektor. To je sve isto, samo sa drugim nadimkom. I2C interfejs radi u standardnom 100 kbit/s i fast 400 kbit/s modu.

Zbog majušnosti ploča ima mali broj pinova, i pored napojni ostalo je mesta za svega šest GPIO pinova i dva dodatna serijska TX/RX. Hajde da damo pregled mogućih interfejsa, budući da su pinovi multipleksirani.

• IO2: GPIO2, LP_GPIO2, LP_UART_RTSN, ADC1_CH2, FSPIQ
• IO3: GPIO3, LP_GPIO3, LP_UART_CTSN, ADC1_CH3
• IO4: MTMS, GPIO4, LP_GPIO4, LP_UART_RXD, ADC1_CH4, FSPIHD
• IO5: MTDI, GPIO5, LP_GPIO5, LP_UART_TXD, ADC1_CH5, FSPIWP
• IO18: GPIO18, SDIO_CMD, FSPICS2
• IO19: GPIO19, SDIO_CLK, FSPICS3

• RX: U0RXD, GPIO17, FSPICS1
• TX: U0TXD, GPIO16, FSPICS0

Obratite pažnju da u LP modu, funkcionišu samo oni interfejsi čije oznake počinju sa LP – ne svi. U HP modu vidimo da su izvučena dva UART-a brzine do 5 Mbaud-a, ali oni u LP modu ne podržavaju RS485 i IrDA protokole.

Dostupan je jedan SPI interfejs koji omogućava 2-line full-duplex 80 MHz komunikaciju, kao i druge varijacije u okviru ovog ukupnog prenosa. SAR ADC konvertor je 12 bitni i na pinovima su dostupna četiri njegova ulazna kanala.

Procesor ima dva PWM kontrolera: LED za kontrolu LED osvetljenja i MOTOR za kontrolu rada digitalnih motora i pametne rasvete. U LED PWM kontroleru se nalazi šest nezavisnih PWM 20-bitnih generatora, sa četiri nezavisna tajmera sa 20-bitnim brojačima. PWM signal se generiše i u LP modu. MOTOR PWM kontroler je mnogo složeniji i sastoji se od pet modula: PWM timers, PWM operators, Capture module, Fault Detection module i Event Task Matrix (ETM) modul.

Finalna izrada ploče je, bar po našim merilima korak unapred u odnosu na prethodne modele ovog proizvođača. Jako nam se dopala finalna obrada lemnih otvora, izbor tastera, kvalitet štampe koji daje jasne oznake i naravno prepoznatljiva ljubičasta boja.

Softver

Soldered upućuje svoje kupce da razvijaju rešenja u Arduino IDE. Kada kažemo upućuju, to zaključujemo iz podrške primerima i uputstvima na njihovom sajtu. I to je svakako najpraktičniji pristup. Arduino IDE možete pokrenuti na svim dominantnim operativnim sistemima: Linux, MacOS i Windows, sa time da je AMD64 preporučena arhitektura procesora. Velika je sreća vlasnika ARM baziranih računara što je Apple potpuno odustao od x86-64 procesora i u potpunosti prešao na sopstvene ARM modele, te je i razvoj neophodnog softvera morao da prati ovu arhitekturu – što se poslednično ogleda i na Linux ARM računare.

Ipak, najviše ćete uraditi ukoliko se odlučite za Espressif-ov ESP-IDF, koji će vam omogućiti da „najdublje“ priđete vašim softverom ovom hardveru.

Postoje i alternativni pristupi, poput Swift programskog jezika – recimo. Potrebno je da instalirate Embedded Swift, preporučujemo da probate i instalirate i uv – Phyton paket i menadžer projekata, napisan u Rustu. Preuzmite onda sa Swiftlang-a primere za ESP32-C6 i možda će vas zaintrigirati nešto što nije uobičajeno.

Sve pohvale i Soldered-u koji se potrudio da svoje stranice sa dokumentaciju osveži i učini ih odličnim mestom za sve koji kreću u rad sa Soldered NULA Mini ESP32-C6. Kao primer pogledajte stranicu sa istim blinking primerom kao što je i ovaj iznad, samo u Arduino-u.

Zaključak

Sličan ovom Soldered NULA Mini ESP32-C6, i idejno, aplikativno, a naravno i dimenziono je Seeed Studio XIAO ESP32-C6. Poredeći ono što nude, vidimo da XIAO daje veći broj GPIO pinova: jedanaest ivičnih i dodatna četiri sa donje strane ploče u vidu tačkastih konektora. Baterijski kontakti postoje kod oba modela, dok XIAO ima i ugrađenu antenu, ali i konektor za povezivanje eksterne. Kako XIAO nema Qwiic konektor, jedini način da koristite neki standard povezivanja je da dokupite njihovu ekstenzionu ploču – koja je u tom slučaju sa Grove konektorima, budući da se Seeed Studio opredelio za taj standard. Drugo rešenje je da nabavite alternativnu ili sami napravite prilagođenu ploču sa Qwiic konektorima za XIAO.

Cena Soldered NULA Mini ESP32-C6 je $17.53, dok Seeed Studio XIAO ESP32-C6 košta samo $5.20 kod njih, a kod predstavnika u Srbiji $9.90. I možete se sada zapitati: „Čekaj kako tolika razlika?“. E pa cena Espressif ESP32-C6-MINI-1 modula kod Mouser-a je $5.04, dok se na AliExpress-u može naći za $2.5. Sve cene u ovoj analizi su date sa zvaničnih sajtova i kada se kupuje na komad. Da zaključimo išta o cenovnim politikama, svetskim i lokalnim – ne želimo.

Espressif ESP32-C6 je jedna od uzdanica današnje trenda i u mejskerskom, ali i u svetu industrijske automatizacije. Neretki su slučajevi gde se ESP32 danas koristi kao koprocesor na izdvojenom uređaju gde obezbeđuje bežične komunikacije, dok glavnu obradu podatak radi neki procesor sa ARM Cortex M ili A jezgrom, poput STM-a modela, a sve češće to može biti i Raspberry Pi, Rockchip ili Allwinner koji imaju tradiciju u SBC računarima. Veza između njih često je realizovana preko UART-a. Na taj način se svaki od procesora ravnomerno opterećuje jednim poslom i time se obezbeđuje neprekidna funkcionalnost kompletnog rešenja – što je u industriji od vitalnog značaja.

Sve veće prisustvo AI tehnologija u soft delu inženjeringa sve više zahteva da inženjeri budućnosti u okviru sopstvene kulture budu sposobni da realizuju projekat i iznedre rešenje bazirano na dostupnim resursima. Bez obzira na veličinu serije, mora se razmišljati o tome gde je pravilno ulagati u svoje znanje i veštine kako se ne bi preklopili sa onime što AI radi brže i kvalitetnije. Osnovna komparativna prednost ljudi u odnosu na AI je u kreativnosti, budući da su AI modeli sposobni za savršeno oponašanje, kao i za sintetisanje novog iz poznatog. Postoji mali „prozor“ i u ovoj oblasti za retke kreativce koji bi za oponašanje, analizu, istraživanje i komparaciju sa poznatim iskoristili AI, dok bi ono zrno inventivnosti iznedrili sami. To zrno bi moglo biti ugrađeno upravo u neki novi projekat posluženo na ovom Soldered NULA Mini ESP32-C6 razvojnom sistemu pogodnom za „embedovanje“.