Leírás
A Seeed Studio XIAO RP2040 v1.0 egy olyan RP2040 fejlesztőpanel, amelynél a méret az első feltűnő különbség egy Raspberry Pi Pico után. A 21 x 17,5 mm-es NYÁK-on ugyanaz az RP2040 mikrovezérlő dolgozik két Cortex-M0+ maggal és legfeljebb 133 MHz-es órajellel, mellé pedig 264 KB SRAM és 2 MB panelre szerelt flash kerül. A kis méret miatt 11 GPIO áll rendelkezésre, így itt már érdemes előre átgondolni, melyik periféria melyik lábat kapja.
A panel USB-C csatlakozón keresztül programozható, és Arduino, MicroPython vagy CircuitPython környezetben is használható. I2C, SPI és UART busz is ki van vezetve, négy láb analóg bemenetként működik, mind a 11 digitális I/O használható PWM-re. Ez a kiosztás egy kisebb szenzoros vezérlőhöz, billentyűzethez, USB-s eszközhöz vagy saját NYÁK-ra épített kompakt elektronikához már jól használható keretet ad.
A GPIO-k 3,3 V-os logikai szinten dolgoznak. Ez összeépítéskor fontosabb adat, mint elsőre látszik, mert sok régebbi Arduino-kiegészítő 5 V-ról működik. A tápellátás és az adatjel feszültsége két külön dolog: egy 5 V-ról működő modul használható lehet, miközben az adatvezetékét továbbra is illeszteni kell a 3,3 V-os RP2040-hoz.
A standard Seeed Studio XIAO RP2040 v1.0 esetén a tüskesor külön tétel. Breadboardos használathoz két 7 pólusú sort kell beforrasztani, saját hordozópanelnél viszont a félfuratos szélek közvetlen beültetést is lehetővé tesznek. A panel így ugyanazzal a hardverrel végigvihető a próbapadtól egy kompakt saját NYÁK-ig.
Hol építkezzünk vele?
Egy nagyobb fejlesztőpanelnél sokszor a vezetékezés diktálja a doboz méretét. A Seeed Studio XIAO RP2040 v1.0 más arányokkal dolgozik. Maga a vezérlő alig nagyobb egy bélyegnél, ezért egy kapcsolópanel, saját kezelőfelület vagy érzékelőmodul mellé könnyen odafér.
A két processzormag és a 264 KB SRAM közben ugyanazt az RP2040 alapot adja, amelyet a Raspberry Pi Pico környezetéből ismerhetünk. A különbséget itt főleg a fizikai kialakítás adja: kevesebb kivezetett GPIO, jóval kisebb NYÁK és közvetlen hordozópanelre forrasztható szélek.
Ez a 11 GPIO-s keret sok kisebb projektnél teljesen élhető. I2C buszon több érzékelő is osztozhat ugyanazon a két vezetéken, az SPI használható kijelzőhöz vagy gyorsabb perifériához, az UART pedig soros kommunikációhoz marad rendelkezésre. Amikor minden periféria külön chip selectet, megszakítási lábat vagy további vezérlőjelet kér, érdemes már a rajz elején megszámolni a szükséges kivezetéseket.
Beépítés a gyakorlatban
Programozásnál egy adatátvitelre alkalmas USB-C kábel köti össze a Seeed Studio XIAO RP2040 v1.0 panelt a számítógéppel. Arduino IDE alatt az RP2040 támogatás telepítése után a Seeed Studio XIAO RP2040 választható ki. MicroPython és CircuitPython szintén használható rajta.
Egy rosszul sikerült programfeltöltés után a panel USB-portja eltűnhet a fejlesztőkörnyezetből. Ilyenkor a BOOT gomb nyomva tartása mellett kell USB-re csatlakoztatni. Az RP2040 ilyenkor RPI-RP2 meghajtóként jelentkezik, és új firmware tölthető rá. Ez a ROM-ba épített bootloader miatt akkor is elérhető, amikor a felhasználói program már nem indul megfelelően.
Az A0-A3 kivezetések valódi analóg bemenetek. A panel kiosztásában ezek az RP2040 GPIO26-GPIO29 lábaira kerülnek. Egy potméter, analóg szenzor vagy egyszerű feszültségmérés tehát külön ADC modul nélkül is megoldható, amennyiben a mérendő jel a megengedett 3,3 V-os tartományon belül marad.
Az RP2040 PIO alrendszere összetettebb projekteknél válik érdekessé. Nyolc programozható állapotgép dolgozhat a digitális jelekkel, ezért olyan protokoll vagy pontos időzítésű jelfolyam is megvalósítható vele, amelyre nincs kész perifériablokk. A panel ettől ugyanúgy 11 kivezetett GPIO-val gazdálkodik, vagyis a PIO rugalmasságot ad, további fizikai lábakat nem.
Ahol jól használható
- Egyedi USB-s kezelő, makrópad vagy kis billentyűzet vezérlőjeként, ahol a kompakt panel könnyen elfér a mechanika alatt.
- I2C szenzorokból épített adatgyűjtőhöz, ahol több periféria ugyanazon a buszon dolgozik.
- SPI kijelzővel és néhány nyomógombbal épített saját kezelőpanelhez.
- Saját NYÁK-ra forrasztott beágyazott vezérlőként, amikor egy teljes RP2040 alapkapcsolást nem szeretnénk külön megtervezni.
- Oktatási és MicroPython projektekhez, ahol a firmware gyorsan cserélhető USB-n keresztül.
- PIO-t használó időzítésérzékeny digitális projekthez, például saját adatfolyam vagy különleges periféria illesztéséhez.
- Helyszűkés prototípushoz, amely később ugyanazzal a modullal saját hordozópanelre is átvihető.
A beüzemelésnél számító részletek
| Mire figyelj? | Mit okoz? |
|---|---|
| Adatátvitelre alkalmas az USB-C kábel? | Tápot egy csak töltésre bekötött kábelről is kaphat a panel, a programozási kapcsolat viszont nem jelenik meg. |
| 3,3 V kompatibilis a periféria kimeneti jele? | 3,3 V fölötti jel a GPIO-n károsíthatja az RP2040 mikrovezérlőt. |
| Kell breadboardba dugni a panelt? | A 102010428 változathoz nincs gyárilag mellékelt tüskesor, ezért ehhez külön tüskesor és forrasztás kell. |
| Eltűnt a programozási port? | BOOT módban az RP2040 USB-meghajtóként jelenik meg, és a firmware újra betölthető. |
| Hány külön perifériának kell saját GPIO? | A standard XIAO 11 digitális I/O-t vezet ki, ezért sok külön vezérlőjel mellett gyorsan elfogyhatnak a szabad lábak. |
| Akkumulátoros készülék készül? | A standard változatban nincs a Plus modell beépített PMIC-je és külön BAT csatlakozása, ezért a tápellátást ehhez igazítva kell megtervezni. |
Amit érdemes eldönteni a panel kiválasztása előtt
A Seeed Studio XIAO RP2040 v1.0 választásánál a lábszám az egyik első gyakorlati szűrő. A mikrovezérlő maga jóval több GPIO kezelésére képes, ezen a panelen azonban 11 általános I/O érhető el. Egy kisebb vezérlőhöz ez bőven használható, nagyobb párhuzamos kijelző, sok gomb, több chip select és több külön jel mellett már szoros lehet.
A négy analóg bemenet akkor érdekes, ha közvetlenül kell feszültséget, potmétert vagy analóg érzékelőt mérni. Ezek 3,3 V-os környezetben dolgoznak. Nagyobb mérendő feszültséghez megfelelő osztás és bemeneti védelem szükséges.
Saját NYÁK készítésénél a castellated kialakítás külön előny. A panel a hordozó NYÁK tetejére ültethető, így az RP2040, a flash, az USB-C és az alap tápellátás már kész egységként kerül a kapcsolásba. Prototípusnál ugyanaz a modul két tüskesorral breadboardban is használható.
A standard és Plus változat között már a tervezés elején érdemes dönteni. Több I/O, külön akkumulátorcsatlakozás és beépített akkumulátorkezelés igénye esetén az RP2040 Plus más feladatra készült. A standard Seeed Studio XIAO RP2040 v1.0 egyszerűbb felépítése főleg USB-ről vagy kész 5 V-os tápágról működő kis vezérlőknél kézenfekvő.
Amikor más panellel egyszerűbb lesz a kapcsolás
- Sok külön digitális I/O-t igénylő kapcsolásnál egy nagyobb kivezetésszámú RP2040 panellel kevesebb kompromisszumot kell kötni.
- Beépített Wi-Fi vagy Bluetooth kapcsolatot igénylő projekthez rádiós mikrovezérlővel szerelt XIAO változat szükséges.
- Közvetlen 5 V-os logikai környezetben megfelelő szintillesztést kell használni, ezért ilyen rendszerhez ezt már a kapcsolási rajzban bele kell tervezni.
- Integrált 3,7 V-os lítiumakkumulátor-kezeléshez a Plus vagy más, erre kialakított panel egyszerűbb alapot ad.
- Előre forrasztott tüskesorral azonnal breadboardba dugható változat igénye esetén a pre-soldered kivitel célszerűbb.
Egy részlet, amin sok műhelyidő múlhat
A lábkiosztást ennél a panelnél érdemes a kapcsolási rajzzal kezdeni, nem a kész breadboard fölött. Először foglaljuk le az analóg bemeneteket, utána az I2C, SPI és UART vonalakat, majd nézzük meg, mennyi általános GPIO maradt gombokra, chip selectekre és egyéb vezérlésre.
Ez egyszerűnek hangzik, de egy 11 GPIO-s panelnél két-három plusz vezérlőjel már látványosan átírhatja az elrendezést. Ha a terv csak úgy fér ki, hogy minden láb foglalt, egy később bekerülő megszakítási jel vagy engedélyező bemenet miatt könnyen újra kell rajzolni a kapcsolást.
Saját hordozópanel készítésekor hasonlóan hasznos előre eldönteni, kell-e később USB-hozzáférés és BOOT gomb. A Seeed Studio XIAO RP2040 v1.0 közvetlenül ráforrasztható a NYÁK-ra, de a programozás és a hibakeresés helyigénye a kész készülékben is megmarad.
Műszaki jellemzők
| Jellemző | Érték |
|---|---|
| Gyártó: | Seeed Studio |
| Termék: | Seeed Studio XIAO RP2040 v1.0 |
| Gyártói cikkszám: | 102010428 |
| Mikrovezérlő: | Raspberry Pi RP2040 |
| CPU: | 2 x Arm Cortex-M0+, legfeljebb 133 MHz |
| SRAM: | 264 KB |
| Panel flash: | 2 MB |
| Digitális I/O: | 11 db |
| PWM-képes kivezetés: | 11 db |
| Analóg bemenet: | 4 db, A0-A3 |
| ADC kivezetések: | GPIO26-GPIO29 |
| I2C: | 1 kivezetett busz, D4 SDA / D5 SCL |
| UART: | 1 kivezetett busz, D6 TX / D7 RX |
| SPI: | 1 kivezetett busz, D8 SCK / D9 MISO / D10 MOSI |
| PIO: | RP2040 chipen 2 blokk, összesen 8 állapotgép |
| USB: | USB-C; az RP2040 USB 1.1 host/device vezérlőt tartalmaz |
| GPIO logikai szint: | 3,3 V |
| USB tápfeszültség: | 5 V |
| Beépített akkumulátor-PMIC: | nincs a standard változatban |
| BOOT gomb: | van |
| RESET gomb: | van |
| Programozható RGB LED: | van |
| SWD: | kivezetett padok |
| NYÁK kialakítás: | castellated, SMD hordozópanelre is forrasztható |
| Tüskesor: | van |
| Méret: | 21 x 17,5 mm a v1.0 termékoldal szerint |
| Működési hőmérséklet: | -40…85 °C |
| Arduino támogatás: | igen |
| MicroPython támogatás: | igen |
| CircuitPython támogatás: | igen |
Dokumentáció
- XIAO RP2040 hardver, pinout és beüzemelés – Seeed Studio Wiki
- XIAO RP2040 Arduino útmutató – Seeed Studio Wiki
- XIAO RP2040 MicroPython útmutató – Seeed Studio Wiki
- RP2040 műszaki dokumentáció – Raspberry Pi
Csomag
- 1x Seeed Studio XIAO RP2040 fejlesztőpanel.
- 2x tüskesor
Értékelések
Még nincsenek értékelések.