Spis treści:
Odkąd zaprezentowano układ RP2040, powstaje coraz więcej płytek i modułów z tym mikrokontrolerem. Skoro jednak serce mają dokładnie to samo, to dlaczego jest ich tak wiele? W tym artykule przebadamy różnice i porównamy Raspberry Pi Pico i jego konkurencję.
Raspberry Pi Pico
Układ scalony, wokół którego będzie kręcił się ten artykuł to popularny RP2040. Pisaliśmy już o nim na naszym blogu więc do szczegółów na jego temat odsyłamy tutaj. To właśnie ten układ scalony możemy spotkać w wielu urządzeniach innych producentów, zintegrowanych z różnymi płytkami. Modeli takich powstaje coraz więcej dlatego coraz trudniej się w tym wszystkim połapać. Co prawda parametry samego mikrokontrolera pozostają niezmienne, lecz poszczególne płytki wyposażone są w różne peryferia i mają inną budowę, przystosowaną do różnych zadań.
Pierwotnie układ ten można było spotkać w płytce Raspberry Pi Pico. Jest ona produkowana w Wielkiej Brytanii i stała się protoplastą projektów z użyciem gotowych platform o miniaturowych rozmiarach, bowiem jej wymiary to zaledwie 51 x 21 mm. Posiada 40 wyprowadzeń, z czego 26 to piny GPIO gdzie 3 z nich stanowią wyjścia przetwornika analogowo-cyfrowego (ADC). Do zasilania i przesyłania danych korzysta ze złącza microUSB. Na powierzchni płytki znajduje się jeden przycisk podpisany jako BOOTSEL, którego używa się w celu zaprogramowania jej.
Żeby zaprogramować płytkę należy wcisnąć przycisk BOOTSEL gdy ta jest podłączona do komputera. W systemie komputera ujrzymy wolumin jak w przypadku podłączenia pamięci masowej (jak pendrive) i właśnie do niego kopiujemy plik z programem. Płytka programowana jest w C, C++ oraz MicroPython.
Arduino Nano RP2040
Jak wiadomo równie wysoką popularnością cieszy się Arduino, które dla Raspberry jest prawdopodobnie największą konkurencją. Jednak nawet tacy giganci potrafią współdziałać i w ramach tych działań Arduino stworzyło moduł, którego serce bije w malinowym rytmie. Układ scalony jest zatem ten sam co w modelu Pico od Raspberry Pi jednak w ramach tej konstrukcji połączony został z dodatkowymi czujnikami oraz łącznością na jednej płytce PCB. Co ciekawe, pomimo zwiększonej funkcjonalności ta płytka jest nawet mniejsza od pierwowzoru – jej wymiary to 45 x 18 mm.
Płytka Arduino Nano RP2040 Connect oferuje 24 wyjścia do dyspozycji użytkownika: 14 cyfrowych, 8 analogowych oraz korzysta ze złącza microUSB, tak samo jak Rpi Pico. Co natomiast znacznie odróżnia ten model od protoplasty do dużo większa dostępna pamięć Flash, która w przypadku płytki od Arduino ma 16 MB zamiast 2 MB. Kolejne dodatkowe względem płytki Raspberry elementy to: czujniki 6-osiowe IMU, układ U-Blox Nina do komunikacji WiFi oraz Bluetooth, a także mikrofon i dioda LED RGB. Różnią się także zasilaniem. Co prawda wartości rekomendowane w obu przypadkach 5V, jednak płytka Arduino ma dużo szerszy zakres zasilania dopuszczający wartości od 4 do 22V.
Adafruit Feather RP2040
Kolejnym przykładem zastosowania chipu RP2040 jest płytka Feather od Adafruit. Tym razem zmian względem Raspberry jest więcej. Zacznijmy o tego co najbardziej rzuca się w oczy, czyli złącz. W tym przypadku mamy ich 3: USB-C, JST oraz STEMMA QT.
USB oczywiście służy do zasilania i przesyłania danych, Złącze JST umożliwia podłączenie zasilania z zewnętrznego akumulatora, ostatnie złącze umożliwia podłączenie i odczyt informacji z czujników lub urządzeń bez konieczności lutowania. Płytka posiada 21 portów GPIO, gdzie 4 to wyjścia przetworników ACD, 16 obsługuje modulację PWM i 8 z nich jest wyjściami cyfrowymi. Przyciski na płytce są 2 – oprócz przycisku BOOTSEL na wyposażeniu jest także ten podpisany jako RESET. Płytka nie posiada własnej pamięci EEPROM jednak dołączana jest pamięć zewnętrzna 8 MB. Wymiary płytki to 51 na 23 mm, więc wymiary są prawie identyczne jak w swoim malinowym protoplaście.
Adafruit QT Py RP2040
Następna pozycja do porównania to mikropłytka QT Py. Dlaczego mikro? Otóż kosztem ilości złącz płytka jest naprawdę malutka – mierzy niecałe 22 x 18 mm. Mimo tego płytka oferuje i tak spore możliwości.
Na pokładzie złącze STEMMA QT, kompatybilne z Grove i Qwiic. Drugie złącze to USB-C. Zasilać płytkę możemy wartościami 3.3 oraz 5V, do których mamy specjalne wyprowadzenia. Jak już przy wyprowadzeniach jesteśmy to do naszej dyspozycji jest 13 portów GPIO, gdzie każdy obsługuje PWM a 4 z nich mogą być użyte jaki porty przetwornika analogowo-cyfrowego. Oprócz tego dwa przyciski – RESET oraz BOOT i dioda LED NeoRGB. Pamięci EEPROM brak, a pamięć Flash mamy tylko z zewnętrznego układu FLASH QSPI (standardowo 8 MB).
Pimoroni Tiny 2040
Kolejna malutka, bo mierząca zaledwie 22,9 x 18,2 mm płytka to Pimoroni Tiny. Ten maluszek z mikrokontrolerem RP2040 oferuje duże możliwości prototypowania i programowania. Na płytce znajduje się złącze USB-C, które może być wykorzystywane do zasilania, programowania i przesyłania danych. Pomimo małego rozmiaru mamy do dyspozycji 12 portów GPIO, gdzie 4 obsługują ADC. Płytka wyposażona została również w programowalną diodę LED oraz przyciski RESET i BOOT. Tak jak Raspberry, posiada 2 MB pamięci flash QSPI (XiP). Dopuszczalne wartości napięcia tego modułu są w zakresie od 3 do 5.5V.
Seeed Xiao RP2040
Płytka wyprodukowana przez Seeedstudio to kolejny przykład wykorzystania scalaka od Raspberry. Podobnie jak model Pico, ma 2MB wbudowanej pamięci Flash. Jest to kolejna dużo mniejsza od protoplasty płytka mierząca 20 x 17,5 mm.
W Xiao RP2040 piny GPIO znajdują się na bocznych krawędziach płytki z czego mamy do dyspozycji 11 pinów cyfrowych, 4 piny analogowe oraz 11 pinów obsługujących modulację PWM. Jedynym złączem na jej wyposażeniu jest port USB typu C, którym zasilimy i zaprogramujemy moduł. Na powierzchni platformy znajdują się dwa przyciski – RESET i BOOT a także diody LED: jedna programowalna dioda LED RGB, dioda LED informująca o zasilaniu, dwie diody statusowe oraz jedna dioda LED dowolnego przeznaczenia. Zasilać tego malca możemy napięciem 3.3 oraz 5V (podłączając źródło zasilania do odpowiednich pinów).
Ostatnia z dzisiejszego zestawienia reprezentantka malinowego układu to płytka RP2040-Zero. Kompaktowa platforma sprzętowa ma wymiary 23,5 na 18 mm i mieści dookoła siebie aż 29 pinów GPIO z czego 20 znajduje się przy jej przy jej krawędzi. 16 z nich obsługuje modulację PWM, 4 mogą posłużyć jako porty przetwornika analogowo-cyfrowego a z 8 specjalnymi wyprowadzeniami obsłużymy niestandardowe urządzenia peryferyjne. Przy krawędzi bez pinów ulokowany jest port USB-C, za którego pośrednictwem możliwe jest programowanie i zasilanie płytki. Kolejne dostępne peryferia to dwa przyciski: BOOT oraz RESET, dioda LED RGB i wbudowany czujnik temperatury.
Podsumowanie
Jak widzimy możliwości wykorzystania układu RP2040 jest bardzo wiele. Opcji jest tyle, ile przewidywanych zastosowań, a my przytoczyliśmy parametry, które najbardziej wyróżniają wszystkie te platformy sprzętowe po to, abyście byli w stanie sami odpowiedzieć sobie na pytanie którym modelem warto się zainteresować. Każdy model płytki ma swoje wady i zalety, unikalne parametry, rozmiar, liczbę dostępnych wyprowadzeń, wbudowane peryferia i oczywiście cenę, ale ostateczna decyzja jest w Waszych rękach. Mamy jednak nadzieje, że artykuł przynajmniej trochę ułatwi Wam poszukiwania 
