Blog-stary

Raspberry Pi Pico – wielkie możliwości w niewielkim formacie

Źródło: kiwi-electronics.nl/raspberry-pi-pico-single-board


Mikrokomputery, a właściwie platforma komputerowa, wprowadzone na szeroką skalę przez Raspberry Pi Foundation znajdują się na rynku już ponad osiem lat. Przez ten czas firma regularnie wdrażała nowe wersje swojego rozwiązania  dostosowując się do oczekiwań użytkowników i podążając za technologicznymi trendami.


Pierwotną ideą fundacji Raspberry było dostarczanie rozwiązania pozwalającego szkołom na tanie i praktyczne nauczanie podstaw informatyki. Z biegiem lat rozwiązanie zostało zaadaptowane również przez inne obszary, takie jak robotyka, automatyka, Internet of Things, rozrywka. Gama możliwości zastosowania, prostota budowy, niska cena, modułowość i otwarta architektura urządzenia stanowią o sukcesie tych urządzeń.


Gama możliwości zastosowania, prostota budowy, niska cena, modułowość i otwarta architektura urządzenia stanowią o sukcesie tych urządzeń.


Najbardziej popularną wersją tak zwanej Maliny są warianty Raspberry Pi 3. Brytyjska fundacja stawia sobie jednak wysokie cele i ciągle rozwija swój produkt stosując niejednokrotnie radykalne zmiany aby sprostać oczekiwaniom fascynatów informatyki, ale także elektroniki. Po niesukcesywnym Rasperry Pi Zero, nieco zakręconym Rasperry Pi 400 przyszła pora na Rasperry Pi Pico – pomysł Brytyjczyków na miniaturyzację komputera z maksymalizacją możliwości.


Nowa Malina oparta jest na dwurdzeniowym procesorze RP2040 rodziny Arm Cortex-M0+ o taktowaniu 133 MHz, 264kB wbudowanej pamięci RAM, oraz wsparciu do 16MB pamięci Flash (2MB bezpośrednio na płytce). Procesor pozwala na obsłużenie szerokiej gamy portów wejścia/wyjścia, w tym magistralę I2C, interfejs SPI, oraz – wyjątkowo w tegorocznej odsłonie – programowalne wejście/wyjście pozwalające na komunikację z urządzeniami IDE/ATA, które jest możliwe to wykorzystania dzięki zaimplementowaniu precyzyjnego zegara i timera w procesorze.


Elementy elektroniczne zostały umieszczone na niewielkich rozmiarów płytce drukowanej, którą zaprojektowano z dwudziestoma sześcioma złączami ogólnego przeznaczenia (GPIO) pracujących na napięciu 3.3V. Urządzenie zasilane jest napięciem 5V z portu microUSB, przez które również wgrywany jest pisany przez użytkownika program. Pico zdolny jest do „zrozumienia” operacji zakodowanych w językach C/C++ oraz MicroPython, natomiast Rasperry Pi Fundation udostępnia dużą bazę wiedzy.


GPIO Raspberry Pi Pico
źródło: raspberrypi.org/documentation/pico/getting-started


Chociaż parametry, porównując je do starszych braci Raspberry Pi Pico lub do komputerów sprzed kilku lat, nie są imponujące na pierwszy rzut oka, to nic bardziej mylnego. Dzięki swojej uniwersalności i modułowości urządzenie o tak niewielkich rozmiarach może nam posłużyć jako miniaturowa stacja meteorologiczna, którą przy niewielkim nakładzie kodu można rozwinąć o dodatkowy czujnik temperatury, wiatromierz, luxometr i tym podobne, a wyniki pomiarów wyświetlić na LCD czy e-ink, zapisać w bazie danych i/lub wysłać bezprzewodowo do centrali.


źródło: android.com.pl/news/383083-raspberry-pi-pico-jako-konsola-do-gier


Dodając kilka linijek kodu więcej oraz stosując przekaźniki możliwe jest także wysterowanie termostatami lub roletami w domu. Na tym samym urządzeniu możemy również zagrać w proste gry typu Snake, Pong, Tetris wyświetlając obraz na module ekranu LCD. Malina po raz kolejny udowadnia w ten sposób, że nie liczby i benchmarki liczą się w tym przypadku, ale otwarte możliwości i liczna społeczność użytkowników. Te wszystkie zalety zostały zaimplementowane w urządzenie, które nadal jest energooszczędne dzięki niskiemu poborowi mocy podczas uśpienia programu lub jego hibernacji. Sam procesor również został stworzony z myślą o długotrwałej pracy na bateriach. Wszystko natomiast dostępne jest na licencjach open-source w niesamowicie niskiej cenie.


Od siebie chciałbym dodać, że do tej pory oczarowany byłem możliwościami Arduino Pro Micro bazującym na konstrukcji Arduino Leonardo (ATmega32U4). Pojawienie się mikrokontrolera sygnowanego marką Raspberry powoduje, że po raz kolejny mam zamiar odłożyć na pewien czas lutownicę, zamknąć kalafonię i chwycić klawiaturę w celu maniakalnego kodowania trywialnych programów odczytujących wartości napięcia, przeliczających rezystancję czy prąd obwodów. Malina tego typu będzie na pewno świetną gratką dla każdego informatyka, ale także sprawi radość elektronikowi, któremu marzą się układy cyfrowe, wyświetlacze inne niż siedmiosegmentowe, szybkie odczytywanie wielkości fizycznych i sprawne ich przeliczanie. Jeszcze kilka lat temu takie projekty można było wykonać jedynie dzięki skomplikowanemu programowaniu, wdrażaniu niszowych procesorów i domowym sklejaniu wszystkiego w całość. Dzięki możliwościom oferowanym przez Raspberry Pi Pico wystarczy, że podłączymy wyświetlacz do mikrokontrolera, mikrokontroler do komputera, włączymy kompilator i: printf(„Hello, World!”), a świat staje przed nami otworem.



Kilka słów o autorze:

Maksymilian Belter jest z zawodu architektem systemów informatycznych, a z zamiłowania i wykształcenia elektrotechnik, absolwent Politechniki Poznańskiej, teoretyk i majsterkowicz. Amator-hobbysta wszystkiego co można rozłożyć na części pierwsze i poskładać w coś użytecznego. W wolnych chwilach drukuje modele 3D, konstruuje i serwisuje urządzenia elektryczne i elektroniczne. Lubi wędrówki po górach, spływy kajakowe, grać „w komputer” i na gitarze.

Prosty sterownik wytrawiarki z histerezą

W układzie występują napięcia mogące stanowić zagrożenie dla życia!




W dzisiejszych czasach dużą popularność zdobywają firmy specjalizujące się profesjonalną produkcją PCB. Profesjonalna soldermaska jak i opis, wykonanie dwustronnej PCB, a przy tym niska cena wyprodukowania PCB skłaniają nie jednego hobbystę-amatora do składania zamówień w tych firmach.


Jednak spora część osób nadal wytrawia PCB w domach. Oszczędzamy czas, który musimy odczekać na realizację zamówienia. Czasami jest tak, że na gwałt potrzebny nam jest prototyp, więc zabieramy się do roboty.


Do produkcji PCB w domu niezbędna nam będzie wytrawiarka/trawiarka. Czymże byłaby sam zbiornik bez sterownika. Nie uwierzę, że każdy z nas stałby z termometrem i co chwilę mierzył jaką mamy temperaturę wytrawiacza. Potrzebny nam jest sterownik.


W internecie dużo jest tego typu urządzeń, jednak niektóre nad wyrost są wyposażone w rzeczy, które nam nie będą potrzebne, albo wręcz będą przeszkadzać w oczekiwaniu aż roztwór się nagrzeje. Mało brakuje a taki sterownik parzyłby nawet kawę. PO CO?

Sterownik ma za zadanie:

1. sprawdzać temperaturę
2. sterować grzałką aż osiągnie temperaturę zadaną
3. sterować napowietrzaczem
4. wyłączyć grzałkę aż osiągnie temperaturę zadaną


Trawienie najlepiej przeprowadzić w temperaturze do 40OC do 50OC, w sterowniku została dodana histereza (4OC). Po osiągnięciu temperatury zadanej (45OC), grzałka zostanie automatycznie wyłączona, gdy wytrawiacz osiągnie temperaturę 41OC grzałka zostanie ponownie włączona.

Zdjęcie 1 – LCD 2×16

Wyświetlacz został podzielony na 5 sekcji z różnymi informacjami:


Sekcja 1 – Temperatura aktualna


W tej sekcji pokazany mamy aktualny odczyt z czujnika DS18B20

Zdjęcie 2 – Temperatura aktualna


Sekcja 2 – Temperatura zadana


W tej sekcji mamy pokazaną temperaturę zadaną, gdy wytrawiacz osiągnie tą temperaturę grzałka zostanie odłączona.

Zdjęcie 3 – Temperatura zadana


Sekcja 3 – Grzanie

Obraz zawierający ekran, budynek, zegar, rysunek

Opis wygenerowany automatycznie

W tej sekcji mamy zamieszczoną informację o stanie grzałki. Ikona informuje nas o tym czy grzałka podgrzewa nasz wytrawiacz.

Zdjęcie 4 – Grzanie


Sekcja 4 – Mieszanie

Obraz zawierający ekran, budynek, zegar, rysunek

Opis wygenerowany automatycznie

W tej sekcji mamy zamieszczoną informację o stanie mieszania wytrawiacza. Ikona informuje nas o tym czy włączony jest napowietrzacz.

Zdjęcie 5 – Mieszanie

Sekcja 5 – Różnica temperatur


W tej sekcji pokazaną mamy różnicę temperatur zadanej i aktualnej. Sekcja ta powstała z racji dostępnego miejsca na LCD i z chęci wykorzystania go w 100%.

Zdjęcie 6 – Różnica temperatur


A teraz trochę o samym układzie sterownika.

Schemat sterownika prezentuje się następująco:

Zdjęcie 6 – Schemat ideowy sterownika


Sterownik powstał w oparciu o Arduino Pro Micro na jednostronnej PCB. Za sprawdzanie temperatury odpowiada czujnik DS18B20, a za sterowanie napięciem sieciowym odpowiada układ wykonawczy z triakiem. Wszystko pokazane na wyświetlaczu LCD 2×16.


Cały sterownik jest niewiele większy od płytki z wyświetlaczem. Całość prezentuje się następująco:

Zdjęcie 7 – PCB TOP
Zdjęcie 8 – PCB BOTTOM


W celu zminimalizowania układu, wyświetlacz został zamontowany od strony BOTTOM, reszta elementów znajduje się po stronie TOP.


Zastosowany układ wykonawczy nie jest skomplikowany. Dzięki zastosowaniu izolacji optycznej wysokonapięciowe obwody sieciowe oddzielone są całkowicie od samego układu sterowania.


Jako element przełączający zastosowany został triak BT136-800E (T1 i T2) o prądzie przewodzenia 4A. Prądy bramek ograniczane są przez rezystory 180R (R1, R2, R4 i R5). Natomiast izolację galwaniczną zapewniają optotriaki MOC3043 (OK1 i OK2). Diody optotriaków sterowane są przez Arduino Pro Micro. Diody Led1 i Led2 sygnalizują załączenie optotriaka, a tym samym obciążenia. Ich szeregowe połączenie z diodą optoriaka sprawia, że dodatkowy prąd nie jest pobierany z układu sterującego.


Zdjęcia z procesu tworzenia sterownika:


Filmik z testowego działania:


Powiązane artykuły:

  • PCB w domowym zaciszu: https://akademiaelektroniki.com/blog/pcb-w-domowym-zaciszu/
  • Budowa własnej wytrawiarki (w opracowaniu)

Jak ciekawie wykorzystać Raspberry Pi

Cześć!

Wielu z was na pewno jest już szczęśliwymi posiadaczami mikrokomputera Raspberry Pi lub za chwilę będzie, ale nawet jeśli nie planujecie go kupować przeczytajcie artykuł do końca, a na pewno zmienicie zdanie w jak kreatywny sposób można wykorzystać moc drzemiącą w procesorze ARM i niepozornej na pierwszy rzut oka dystrybucji Linux’a jaką jest Raspbian przygotowany specjalnie na tą architekturę. 

Czytaj dalej Jak ciekawie wykorzystać Raspberry Pi

Libra- władczyni czasu, przestrzeni i pogody

Prolog

Cześć!

W końcu postanowiłem opisać swój kolejny projekt zegarka. Tym razem postanowiłem pójść na całość i zbudować coś mega praktycznego. Urządzenie, które funkcjonalnością położy na łopatki wiele zegarków dostępnych komercyjnie, a przy tym będzie równie wyjątkowe, co poprzednie. Jesteście ciekawi? No, to zaczynamy 🙂

electronic e-ink hand watch
Libra Mk5
Czytaj dalej Libra- władczyni czasu, przestrzeni i pogody

Bracia wiatru- jak wykonać zestaw słuchawkowy do kasku?

Cześć!

Dzisiaj na szybko. Ci z Was którzy kiedykolwiek poruszali się jednośladem na pewno znają ten problem. Przyszedł SMS? Ktoś dzwoni?

Trzeba teraz tylko znaleźć miejsce do zatrzymania się.

Ściągnąć rękawiczki

Ściągnąć kask

Zmarzniętymi rękoma rozpiąć kurtkę i wydłubać z jej czeluści telefon.

A i tak jest już za późno: możemy ewentualnie oddzwonić.

(więcej…)

PCB w domowym zaciszu


Zapewne każdemu początkującemu elektronikowi wydaje się, że samodzielne przygotowanie płytki PCB jest szalenie skomplikowane. Ale jak mówi stare porzekadło – strach ma wielkie oczy, dlatego w niniejszym artykule wszystkim zainteresowanym podjęciem takiej próby postaram się krok po kroku opisać, jak przygotować taką płytkę w domowym zaciszu. Zatem obalmy mity – nie jest potrzebny drogi, specjalistyczny sprzęt, spokojnie da się „ogarnąć” temat domowymi metodami, a satysfakcja będzie wielka. No to startujemy!

Czytaj dalej PCB w domowym zaciszu

Sposoby na budowę układów elektronicznych


Genialny pomysł na urządzenie! Tylko jakim sposobem je zbudować?


Wyobraźcie sobie sytuację, że wpadliście na genialny pomysł zbudowania urządzenia elektronicznego, które pomoże usprawnić Wam jakąś część waszego życia. Może być to urządzenie, które będzie badało wilgotność ziemi w Waszych kwiatkach i automatycznie je podlewało, kiedy zajdzie taka potrzeba. Albo układ wysyłający Wam SMS’a, kiedy ktoś otworzy drzwi do Waszego pomieszczenia, kiedy Was nie będzie w pobliżu.


Przygotowaliście już schemat, wybraliście dostępne układy i elementy, ale zastanawiacie się jaki sposób będzie najlepszy w Waszym przypadku do jego budowy.

Poniższy poradnik przeznaczony jest dla osób, które zaczynają przygodę z elektroniką i poza samą nauką chcą w końcu zbudować coś praktycznego.

Znajdziecie w nim najpopularniejsze sposoby na budowę urządzeń oraz wady i zalety każdego z nich, co pomoże Wam wybrać najlepsze rozwiązanie do Waszego projektu.

Czytaj dalej Sposoby na budowę układów elektronicznych

Elektronika i programowanie od małego – czyli o tym, dlaczego warto :)


Elektronika . . .


To dziedzina nauki i techniki, zajmująca się wykorzystaniem zjawisk, związanych z dającym się sterować ruchem elektronów.

Cały dzisiejszy świat, który nas otacza jest skonstruowany z systemów elektronicznych. Towarzyszą nam w szkole, pracy i w domu. Nie potrafimy już bez nich funkcjonować. Oczywiście ta nowoczesność to również źródło niebezpieczeństw dla naszych pociech. Dając dziecku telefon, tablet czy komputer pozwalamy często na szeroki dostęp do Internetu, a wiadomo z czym to się wiąże.

Może jednak warto zainteresować młodego człowieka co i w jaki sposób się dzieje w tym małym pudełeczku i uświadomić, że ma w ręku rzecz, która jest oknem na cały świat?

Czytaj dalej Elektronika i programowanie od małego – czyli o tym, dlaczego warto 🙂