کمپانی آردوینو این بار از تراشه رزبری پای یعنی RP2040 برای طراحی سخت افزار استفاده کرده است. چیپ RP2040 پردازنده دو هسته ای آرم CORTEX M0 است که در سال ۲۰۲۱ معرفی شده است. چیپ RP2040 از میکروپایتون برای برنامه نویسی سخت افزارها پشتیبانی می‌کند که این مورد نقطه قوت این برد در مقایسه با سایر بردهای معرفی شده توسط کمپانی آردوینو است. به این معنی که علاوه بر کدنویسی در محیط ARDUINO IDE میتوانید از نرم افزارهای THONNY IDE استفاده کنید. در ادامه معرفی برد آردوینو نانو RP2040 با مرجع تخصصی آردوینو نانو به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.
تراشه RP2040
آی سی میکروکنترلر RP2040 اولین میکروکنترلر معرفی شده از بنیاد رزبری پای است. این تراشه اولین بار در برد رزبری پای پیکو استفاده شده است. تراشه DUAL CORE بر پایه ARM Cortex M0+ و فرکانس کاری ۱۳۳MHZ است. دارای حافظه SRAM و پایه PIO برنامه پذیر است. این تراشه روی برد آردوینو نانو RP2040 به کار رفته است. تراشه از پروتکل های زیر پشتیبانی می‌کند.
- ۲ UART
- ۲ SPI
- ۲ I2C
- ۱۶ PWM
- USB 1.1 and PHY controller
- ۸ PIO
- ۴ analog inputs
- Processor: dual-core ARM Cortex-M0+
- Clock speed: 133 MHz
- SRAM: 264 kB
- Flash memory: optional up to 16 MB via dedicated QSPI bus
- Operating voltage: 1.8 V / 3.3 V
- Number of GPIOs: 30
- ADC: 12-bit
- Operating temperature: from -20°C to 85°C
- Housing: QFN-56
- Dimensions: 7.75 x 7.75 mm
- ۲ x UART
- ۴ x analog inputs
- ۲ x SPI
- ۲ x I2C
- ۱۶ x PWM
- ۱ x USB 1.1 and PHY
- ۸ x PIO
برد آردوینو Arduino NANO RP2040
کمپانی آردوینو این بار از تراشه رزبری پای یعنی RP2040 برای طراحی سخت افزار آردوینو نانو RP2040 استفاده کرده است. چیپ RP2040 پردازنده دو هسته ای آرم CORTEX M0 است که در سال ۲۰۲۱ معرفی شده است. چیپ RP2040 از میکروپایتون برای برنامه نویسی سخت افزارها پشتیبانی می‌کند که این مورد نقطه قوت این برد در مقایسه با سایر بردهای معرفی شده توسط کمپانی آردوینو است. به این معنی که علاوه بر کدنویسی در محیط ARDUINO IDE میتوانید از نرم افزارهای THONNY IDE استفاده کنید.
- نانو RP2040 از وای فای WIFI پشتیبانی می‌کند.
- نانو RP2040 از بلوتوث BLUETOOTH پشتیبانی می‌کند.
- نانو RP2040 از میکروپایتون MICROPYTHON پشتیبانی می‌کند.
- فرکانس کاری ۱۳۳ مگاهرتز است.
- حافظه فلش ۱۶ مگابایت است.
- حافظه اس رم ۲۶۴ کیلوبایت است.
- از رابط SPI, USB, I2C, PIO,UART پشتیبانی می‌کند.
- ولتاژ ورودی ۵ ولت USB است.
- ولتاژ ورودی VIN به ترتیب از ۴٫۵ تا ۲۱ ولت است.
- ولتاژ پایه ها ۳٫۳ ولت است.
- دارای ۲۲ پایه دیجیتال، ۲۰ پایه PWM و ۸ پایه آنالوگ است.
پشتیبانی از زبان میکروپایتون
برد آردوینو RP2040 از میکروپایتون که از پایتون شکل گرفته است، پشتیبانی می‌کند و میتوانید با استفاده از Thonny IDE کدنویسی میکروپایتون را انجام دهید. زبان میکروپایتون یکی از زبان‌های پیشتاز برای برنامه نویسی بردهای میکروکنترلر و اینترنت اشیا است. که توسط برد نانو RP2040 میتوانید این زبان را پیاده سازی کنید.
در مرحله ی اول بر روی لینک کلیک کرده و سپس Firmware برای RP2040 را دانلود کنید. سپس توسط یک جامپر پایه GND و REC را بهم متصل کنید. سپس کلید ریست را فشار دهید. در این حالت پوشه RPI-RP2 باز می‌شود. فریمور دانلود شده را به پوشه انتقال دهید. سپس وارد Thonny شده و Interpreter را انتخاب کنید. گزینه Micropython RP2040 را انتخاب کنید.
برای تست کد میکروپایتون تست سنسور داخلی IMU (LSM6DSOX) را بررسی خواهیم کرد.
یادگیری ماشین لرنینگ
برد NANO RP2040 انتخاب عالی برای شروع ماشین لرنینگ خواهد بود که بایستی از TinyML و TensorFlow استفاده کنید. با توجه به اینکه این برد از کلاک ۱۳۳ مگاهرتزی برخوردار است انتخاب مناسبی خواهد بود. اصطلاح TinyML اشاره به تحقیقات و فناوری‌های مرتبط با اندازهٔ کوچک و سبک مدل‌های یادگیری ماشینی دارد که بر روی دستگاه‌های خاصی قابل اجرا هستند. این مدل‌ها به دلیل حجم کوچک، مصرف پایین انرژی و کارایی بالا مناسب برای کاربردهایی هستند که نیاز به پردازش بر روی دستگاه است و ارتباط مداوم با اینترنت یا سرورهای ابری ممکن نیست.
پشتیبانی از wifi
این برد دارای WiFi و بلوتوث داخلی است. تراشه U-Blox Nina این قابلیت را فراهم کرده است. و باعث شده که با سرویس Arduino IOT Cloud سازگاری دارد. از این به بعد تمامی پروژه های خود را به شبکه وای فای متصل کنید.
پشتیبانی از میکروفن
این برد از MP34DT05 بهره می‌برد و میتوانید توسط این تراشه صدا را به صورت پردازش در لحظه آنالیز کنید. همچنین میتوانید توسط این میکروفن وسایل را با صدا کنترل کنید. به عنوان یکی از پارامترهای مهم در بردهای الکترونیکی و همه کاره در اینترنت اشیا، دارا بودن میکروفن امر مهمی است. کمک می‌کند که در شرایط خاص برد هوشمندانه‌تر عمل کند. تراشهٔ MP34DT05 یک میکروفن ممبرانی محصول شرکت STMicroelectronics است که برای کاربردهایی نظیر اینترنت اشیاء (IoT)، دستگاه‌های هوشمند و سایر ابزارها و سیستم‌ها که نیاز به ضبط صدا دارند، طراحی شده است. این تراشه یکی از محبوب‌ترین و کارآمدترین میکروفن‌های ممبرانی در بازار است و به عنوان یک میکروفن با کیفیت بالا شناخته می‌شود. ویژگی‌های کلیدی تراشه MP34DT05 عبارتند از:
- کیفیت صدا: این میکروفن با کیفیت صدا بالا و پاسخ‌دهی فرکانس وسیع، می‌تواند صداهای واضح و دقیق را ضبط و انتقال دهد.
- اندازه کوچک: MP34DT05 دارای اندازه بسیار کوچکی است که امکان اندازه‌گیری در فضاهای محدود را فراهم می‌کند. این ویژگی آن را به یک انتخاب مناسب برای دستگاه‌هایی که اندازه‌ی آن‌ها محدود است، تبدیل کرده است.
- مصرف انرژی کم: این تراشه میکروفن از مصرف انرژی کمی برخوردار است که مناسب برای دستگاه‌هایی است که بر باتری کار می‌کنند و نیاز به افزایش عمر باتری دارند.
- خروجی آنالوگ و دیجیتال: MP34DT05 خروجی آنالوگ و دیجیتال دارد که امکان اتصال آسان به انواع میکروکنترلرها و سیستم‌های دیگر را فراهم می‌کند.
- ایجاد نویز کم: این تراشه به عنوان یک میکروفن با کیفیت بالا، توانایی کاهش نویزهای محیطی را دارد که باعث بهبود کیفیت ضبط صدا می‌شود.
از آنجا که MP34DT05 یک میکروفن ممبرانی است، مبتنی بر اصول فیزیکی تغییرات مکانیکی ناشی از موج صوتی استفاده می‌کند تا صدا را تبدیل به سیگنال الکتریکی کند. این مدل تراشه می‌تواند در انواع دستگاه‌ها و برنامه‌های صوتی کاربرد داشته باشد، از جمله تلفن‌های هوشمند، دستگاه‌های هوشمند خانگی، دستگاه‌های پزشکی و بسیاری از سایر دستگاه‌های الکترونیکی.
پشتیبانی از بلوتوث BLE
توسط بلوتوث داخلی برای کنترل وسایل میتوانید استفاده کنید. تراشه بلوتوث u-blox NINA یک ماژول بی‌سیم کوچک و قدرتمند است که توسط شرکت u-blox تولید می‌شود. این ماژول برای ارتباطات بلوتوث وایرلس در دستگاه‌های هوشمند، اینترنت اشیاء (IoT) و برنامه‌های مشابه استفاده می‌شود. مهمترین ویژگی‌های این تراشه عبارتند از کارایی بالا، مصرف انرژی کم و پشتیبانی از استاندارد بلوتوث Low Energy (BLE) است.
سنسور ژایرو ۶ محور IMU
تراشه LSM6DSOX یک تراشه حسگر شتاب‌سنج (Accelerometer) و ژیروسکوپ (Gyroscope) سه‌محوره است که توسط شرکت STMicroelectronics تولید می‌شود. این تراشه با دقت و کارایی بالا اطلاعات حرکتی را از دستگاه‌ها با دقت زیاد جمع‌آوری و پردازش می‌کند. همچنین، این تراشه دارای امکانات بسیاری است که می‌تواند به صورت یکپارچه در انواع برنامه‌ها و دستگاه‌ها استفاده شود. ویژگی‌ها و قابلیت‌های کلیدی تراشه LSM6DSOX عبارتند از:
- حسگر شتاب‌سنج سه‌محوره: این تراشه از یک شتاب‌سنج سه‌محوره با قابلیت اندازه‌گیری شتاب در سه جهت مختلف (محورهای X، Y و Z) بهره می‌برد.
- حسگر ژیروسکوپ سه‌محوره: LSM6DSOX دارای ژیروسکوپ سه‌محوره است که می‌تواند نرخ ژیروسکوپی در سه جهت مختلف را اندازه‌گیری کند.
- اندازه‌گیری دقیق: این تراشه با دقت بالا اطلاعات حرکتی را اندازه‌گیری می‌کند و به صورت دقیق تغییرات حرکتی دستگاه را ردیابی می‌کند.
- پشتیبانی از رابط‌های مختلف: LSM6DSOX از رابط‌های ارتباطی مختلف مانند I2C، SPI و UART پشتیبانی می‌کند که این امکان را به توسعه‌دهندگان می‌دهد که به آسانی این تراشه را با میکروکنترلرها و سیستم‌های مختلف ارتباط برقرار کنند.
- مصرف انرژی کم: این تراشه به دلیل بهینه‌سازی‌های انرژی و قابلیت‌های Low Power، مصرف انرژی کمی دارد که مناسب برای دستگاه‌های با عمر باتری طولانی می‌شود.
- قابلیت تشخیص وضعیت: LSM6DSOX دارای قابلیت‌های تشخیص وضعیت دستگاه مانند تشخیص شتاب‌های خاص، محاسبه گام‌های پیاده‌روی و غیره است.
- استفاده در انواع برنامه‌ها: این تراشه در برنامه‌های مختلفی نظیر دستگاه‌های پوشیدنی، رباتیک، حرکتی، واقعیت مجازی و بسیاری از دستگاه‌ها و سیستم‌های هوشمند دیگر کاربرد دارد.
از تراشه LSM6DSOX به عنوان یکی از پرکاربردترین حسگرهای شتاب‌سنج و ژیروسکوپ در صنایع مختلف استفاده می‌شود. قابلیت‌ها و عملکرد این تراشه باعث شده است که توسعه‌دهندگان در طراحی دستگاه‌های هوشمند و سیستم‌های حسگری مختلف از آن استفاده کنند.
تراشه حافظه AT25SF128A-MHB-T
تراشه AT25SF128A-MHB-T یک حافظه فلش سریال با ظرفیت ۱۲۸ مگابیت (Mb) است که توسط شرکت Adesto Technologies تولید می‌شود. این حافظه فلش از اندازه‌گیری دقیق برای کاربردهایی نظیر ذخیره‌سازی داده‌ها، برنامه‌ها و اطلاعات در دستگاه‌های الکترونیکی و صنایع مختلف استفاده می‌شود. از جمله مزیت‌های این تراشه می‌توان به سرعت خواندن و نوشتن بالا، پایداری و قابلیت اطمینان، مصرف انرژی کم و پشتیبانی از رابط سریال اشاره کرد. ویژگی‌ها و مشخصات کلیدی تراشه AT25SF128A-MHB-T عبارتند از:
- ظرفیت: این تراشه دارای ظرفیت ۱۲۸ مگابیت است که معادل حدود ۱۶ مگابایت (MB) اطلاعات است.
- رابط سریال: AT25SF128A-MHB-T از رابط سریال SPI (Serial Peripheral Interface) پشتیبانی می‌کند. این رابط امکان ارتباط با دستگاه‌های دیگر با استفاده از کمترین تعداد پین را فراهم می‌کند.
- سرعت بالا: این تراشه از سرعت خواندن و نوشتن بالا برخوردار است که امکان انتقال داده‌ها به سرعت بالا را فراهم می‌کند.
- مصرف انرژی کم: AT25SF128A-MHB-T مصرف انرژی کمی دارد که این امر برای دستگاه‌ها با منابع انرژی محدود مثل باتری‌ها مفید است.
- پشتیبانی از حالت پنجره‌ای (Sector Erase): این تراشه از حالت پنجره‌ای برای حذف (پاک‌سازی) داده‌ها از حافظه پشتیبانی می‌کند که امکان نوشتن دوباره به صورت قطعه‌قطعه اطلاعات را فراهم می‌آورد.
- قابلیت حفاظت از داده‌ها (Software Protection): AT25SF128A-MHB-T دارای امکانات حفاظت از داده‌ها در برابر نوشتن غیرمجاز است.
- پایداری و قابلیت اطمینان: این تراشه دارای پایداری و قابلیت اطمینان بالایی است که به عنوان یک حافظه غیرقابل از دست رفتن اطلاعات از آن استفاده می‌شود.
- دمای عملکرد گسترده: AT25SF128A-MHB-T قابلیت عملکرد در دماهای گسترده از -۴۰ درجه سانتی‌گراد تا +۸۵ درجه سانتی‌گراد را دارد.
این تراشه به عنوان یک حافظه فلش مطمئن و کارآمد در انواع دستگاه‌های الکترونیکی از جمله دستگاه‌های پوشیدنی، دستگاه‌های IoT، تجهیزات صنعتی و برنامه‌های خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد.
پایه‌های pinout برد آردوینو Nano RP2040
این برد از ترکیب توانمندی‌های میکروکنترلر RP2040 و سیستم‌های محبوب و محبوب آردوینو بهره می‌برد. پایه‌های (pinout) برد آردوینو Nano RP2040 شامل پین‌ها و ویژگی‌های مختلفی هستند که به توسعه‌دهندگان امکان کنترل و اتصال به سیستم‌های خارجی را می‌دهند. برخی از پایه‌های (pinout) اصلی برد آردوینو Nano RP2040 عبارتند از:
- پین‌های دیجیتال (Digital Pins): برد آردوینو Nano RP2040 دارای ۲۶ پین دیجیتال است که به عنوان پایه‌های دیجیتال برنامه‌نویسی و اتصال به دستگاه‌های خارجی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این پین‌ها دارای اعداد ۰ تا ۲۵ بر روی برد مشخص شده‌اند.
- پین‌های آنالوگ (Analog Pins): برد آردوینو Nano RP2040 دارای ۳ پین آنالوگ است که به عنوان پایه‌های ورودی آنالوگ برنامه‌نویسی می‌شوند. این پین‌ها با علامت A0 تا A2 مشخص شده‌اند.
- پین‌های PWM (Pulse Width Modulation): برد آردوینو Nano RP2040 دارای ۱۵ پین PWM است که به عنوان پایه‌های خروجی PWM برنامه‌نویسی می‌شوند.
- پین‌های UART: این برد دارای ۲ پین UART است که برای ارتباط سریال با دستگاه‌های خارجی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- پین‌های I2C و SPI: برد آردوینو Nano RP2040 دارای پین‌های I2C و SPI است که برای اتصال به سنسورها و دستگاه‌های خارجی با رابط‌های I2C و SPI استفاده می‌شوند.
- پین‌های برق و زمین: برد آردوینو Nano RP2040 دارای پین‌های تامین برق (VCC) و زمین (GND) است که برای اتصال به منابع تغذیه خارجی و اتصال‌های زمین مورد استفاده قرار می‌گیرند.
توضیحات فوق پایه‌های اصلی برد آردوینو Nano RP2040 را پوشش داده‌اند. با استفاده از این پایه‌ها، توسعه‌دهندگان می‌توانند دستگاه‌های خود را با اتصال به حسگرها، عملگرها، دستگاه‌ها و ماژول‌های مختلف ارتقاء دهند و کنترل متنوعی بر روی سخت‌افزار انجام دهند.
لینک خرید آردوینو نانو
برد اورجینال آردوینو ARDUINO NANO RP2040
