Контроллер Arduino Nano RP2040 Connect

Платформа унаследовала все плюсы Raspberry Pi Pico, включая программируемый ввод-вывод (Programmable I/O), с которым можно реализовать произвольный аппаратный интерфейс наподобие SD или VGA. При этом на борту Nano RP2040 Connect ещё расположились микрофон, IMU-сенсор и RGB-светодиод для дополнительных фич в ваших гаджетах.

Начинка

В основе Nano RP2040 Connect лежит 32-битный микроконтроллер Raspberry Pi RP2040 с двумя ядрами ARM Cortex-M0+ тактовой частотой 133 МГц, 264 КБ оперативной памяти и 16 МБ Flash-памяти на внешнем чипе AT25SF128A-MHB-T.

За беспроводную связь отвечает модуль U-blox NINA-W102 на базе чипа ESP32. Он поддерживает сети Wi-Fi 802.11b/g/n в диапазоне 2,4 ГГц и обмен данными по Bluetooth v4.2.

Криптографический модуль Microchip ATECC608A защищает передаваемые данные алгоритмами шифрования P-256, SHA-256, AES-128 и разгружает процессор от соответствующих операций.

Инерциальный модуль STMicroelectronics LSM6DSOXTR включает в себя трёхосевой акселерометр и трёхосевой гироскоп для распознавания движений и моушен-функций с жестами.

Также на плату встроили МЭМС-микрофон STMicroelectronics MP34DT06JTR, который пригодится для оценки уровня шума или голосовой активации устройства.

Интерфейсы

По бокам платы расположены 30 контактов со стандартным шагом 2,54 мм, что позволяет использовать Nano RP2040 с макетными платами.

Для подключения периферии отведено 22 контакта ввода-вывода общего назначения (GPIO) с дополнительными возможностями.

• 8 контактов принимают аналоговый сигнал через 12-битный АЦП.
• 20 контактов позволяют вывести аналоговое значение в виде ШИМ-сигнала.
• 12 контактов дают периферии прямой доступ к памяти (DMA) без прямого участия CPU.

Для подключения датчиков и модулей предусмотрены аппаратные интерфейсы UART, SPI и I²C. Программируемый ввод-вывод (PIO) позволяет «подружить» вашу Nano RP2040 с произвольными аппаратными интерфейсами, написав соответствующие подпрограммы для коммуникации через пины GPIO.

Обратите внимание, что к Arduino Nano RP2040 Connect подходят только модули с логическим напряжением 3,3 В. Периферия с логическим напряжением 5 В может повредить устройство!

Программирование

Контроллер программируется на языке С++ в среде Arduino IDE или на MicroPython через Thonny Python IDE. Для прошивки вам понадобится кабель micro-USB.

Питание

Платформа питается через разъём micro-USB или через пин Vin, для которого рекомендуется входное напряжение 5–18 В.

Чтобы получить активную линию питания на пине 5V, вам понадобится спаять перемычку на площадке VUSB снизу платы и запитать платформу через USB.

Комплектация

• 1× Плата Arduino Nano RP2040 Connect

Характеристики

• Модель: Arduino Nano RP2040 Connect (SKU ABX00053)
• Чипы: RP2040, NINA-W102, ATECC608A
• Встроенные периферийные устройства:
  • МЭМС-микрофон MP34DT05
  • Инерциальный датчик LSM6DSOXTR
  • RGB-светодиод
• Входное напряжение питания:
  • Через USB: 5 В
  • Через пин Vin: 5–18 В
• Напряжение логических уровней: 3,3 В
• Контакты ввода-вывода: 22
• Контакты с АЦП: 8
• Разрядность АЦП: 12 бит
• Контакты с ШИМ: 20
• Каналы DMA: 12
• Аппаратные интерфейсы:
  • 1× UART
  • 1× I²C
  • 1× SPI
• Программируемый интерфейс PIO:
  • До 8 подпрограмм одновременно
  • До 26 контактов одновременно
• Размеры (с ножками): 44,5×17,8×14,2 мм

Микроконтроллер Raspberry Pi RP2040

• Количество ядер: 2× ARM Cortex-M0+ (32 бита)
• Тактовая частота: 133 МГц
• Оперативная память: 264 КБ
• Внешняя Flash-память: 16 МБ (AT25SF128A-MHB-T)

Flash-память Adesto Technologies AT25SF128A-MHB-T

• Объём памяти в чипе: 16 МБ
• Интерфейс: QSPI
• Скорость передачи: до 532 Мбит/с
• Циклы перезаписи: 100000

Беспроводной модуль U-blox NINA-W102

• Количество ядер: 2× Tensilica Xtensa LX6 (32 бита)
• Тактовая частота: до 240 МГц
• Flash-память: 2 МБ
• ROM-память: 448 КБ
• SRAM-память: 520 КБ
• Частотный диапазон связи: 2,4 ГГц
• Стандарт Wi-Fi: 802.11b/g/n
• Стандарт Bluetooth: BLE v4.2 BR/EDR
• Встроенная антенна: планарная F-образная (PIFA)

Криптографический сопроцессор Microchip ATECC608A

• Защищённое хранилище для криптографических ключей
• Аппаратная поддержка симметричных алгоритмов шифрования:
  • SHA-256 / HMAC
  • AES-128
• Встроенный генератор случайных чисел: NIST SP 800-90A/B/C
• Безопасная загрузка с цифровой подписью ECDSA

IMU-сенсор ST LSM6DSOXTR

• Частота обновления 3-осевого акселерометра: 1,6–6664 Гц
• Диапазон измерения ускорения: ±2/±4/±8/±16g
• Частота обновления 3-осевого гироскопа: 12,5–6664 Гц
• Диапазон измерения поворота: ±125/±250/±500/±1000/±2000 град./с
• Дополнительные аппаратные возможности:
  • Активация сценариев при наклоне устройства
  • Режим шагомера – продвинутое определение и подсчёт шагов
  • Конечные автоматы (FSM) и ядро машинного обучения для распознавания жестов и сценариев

Микрофон ST MP34DT06JTR

• Тип: микроэлектромеханический (MEMS), всенаправленный
• Точка акустической перегрузки (AOP): 122,5 дБ
• Чувствительность: -26 дБ
• Отношение сигнал/шум: 64 дБ