Tehnološka vertikala

Avtor: mag. Boštjan Šuhel
Vse pripravljeno za razlago tehnoloških vertikal. Za šolo je zelo primeren modul CJMCU-0401. To so štiri kapacitivna stikala, s štirimi signalnimi diodami.

Povsem DESNO so tipke priključene na modul rp2040m kar je JeOS razvojni modul, ki je bil leta 2022 razvojni modul Evrope. Primerke vstavijo v razna industrijska ohišja. Značilna je nizka proizvodnja cena okoli 0,15€. To so mali poceni izdelki vse okrog nas in v napravah. Ta modul je za predstavitve in razvoj. Za uporabo v izdelkih moramo razviti tiskano ploščo, naročiti recimo 100.000 čipov in prodajati v teh količinah.

Na SREDINI je RPi Tiny 2. To je pravi aplikacijski SoC modul, namensko relativno poceni (za večje količine pod 10€). Ima HDMI izhod, industrijski priklop za kamero, WiFi anteno in dva USB2 priklopa. Ima samo 0.5Gb RAM, torej moramo zelo paziti, kako ga porabimo. Idealen za IoT projekte skupaj s kamero in Opencv. Seveda ima CE certifikat in zastonj programsko opremo.

LEVO je RPi500. Gre za računalnik v tipkovnici z 8Gb RAM, tehnološko vertikalno je to SoC aplikacija. SoC čipi se delajo na zelo dragih tiskalnikih in imajo velik izmet. Sam čip lahko realno stane preko 1,5€. Lahko ga uporabljamo v JeOS projektih, vendar bomo težko opravičili ekonomijo. Ta SoC projekt je zanimiv, ker uporablja tako imenovane compu module. Le-ti vsebujejo procesor, WiFi, pomnilnik, vse ostalo je na naši ploščici. So relativno poceni. Za malo večje količine okoli 20€. Ko bo npr. izšel RPi6, bomo to tipkovnico odprli in zamenjali samo compu modul. Tipkovnico z vso ostalo elektroniko bomo lahko uporabljali še leta.

CJMCU-0401
CJMCU-0401 je integrirano vezje na dotik, zasnovano s kapacitivnim principom zaznavanja. Njegova stabilna metoda zaznavanja se lahko uporablja za različne elektronske izdelke, dielektrična plošča je lahko popolnoma izolirana in je zasnovana za nadomestitev tradicionalnih mehanskih stikal ali običajnih tipk. Ponuja štiri vhode na dotik in štiri neposredne izhode ter štiri LED indikatorje. Indikatorske diode kažejo stanje tipke. V tem primeru mora GPIO biti nastavljen kot vhod. Imamo možnost priklopa izhoda tipk na izhod GPIO. V tem primeru nam signalna LED-ica kaže stanje GPIO izhoda. S tem malim trikom je modul uporaben kot stikalo ali prikaz stanja GPIO izhoda, kar je za šolske primere idealno.

Značilnosti:

1. Delovna napetost: 2,0 V ~ 5,5 V
2. Najvišja poraba energije je 11,5 µA, v načinu nizke porabe pa le 4 µA (pri 3 V in brez obremenitve).
3. Visoka zanesljivost, vgrajeno vezje za dušenje šuma v čipu lahko učinkovito prepreči motnje zunanjega šuma.
4. Uporablja se lahko za steklo, keramiko, plastiko in druge medijske površine.
5. S funkcijo samodejne kalibracije traja cikel ponovne kalibracije sistema približno 4,0 sekunde, ko se ne dotaknete nobene tipke.

Raspberry Pi 500
To je računalnik v tipkovnici. Ima 8Gbyte RAM-a. Na zadnji strani imamo GPIO, USB C za napajanje, 1x USB2, 2x USB3 z ločenimi gonilniki, 2x HDMI in konektor za SD kartico. Je idealen za profesorski računalnik. Večji pomnilnik rabimo, ko popravljamo Teams vaje. Za ta računalnik rabimo 27 W napajalnik, verjetno kot rezerva za vse možne dodatke. Sama poraba se vrti okoli 3 W. Delovna frekvenca jedra je 2,4 GHz in grafične parcele 900 MHz. Ta računalnik je skupaj z RPi5 , 4Gbyte trenutna strojna osnova učilnice. Na sliki 4 vidimo priklop modula CJMCU-0401 na GPIO in program , ki kaže stanje na posameznih GPIO pinih.

Raspberry Pi PICO 2W
Raspberry Pi Pico 2 W je napreden dodatek k seriji Pico 2, ki ga odlikuje inovativni mikrokontroler Raspberry Pi RP2350A. Ta izboljšani mikrokontroler znatno poveča zmogljivost v primerjavi s svojimi predhodniki ter postavlja nov standard za moč in učinkovitost v liniji Pico.

Pomembne nadgradnje Raspberry Pi Pico 2 W:
Sistemska ura: Deluje na višji frekvenci (150 MHz) v primerjavi s prejšnjimi 133 MHz, kar omogoča hitrejšo obdelavo in bolj gladko delovanje.
Procesorska jedra: Opremljen je z dvema jedroma Arm Cortex-M33, ki sta nadgrajeni z dvojnima jedroma Arm Cortex-M0+ in zagotavljata robustnejše procesorske zmogljivosti. Poleg tega ima dve jedri RISC-V Hazard3, kar izboljša njegovo računsko moč in vsestranskost.
Pomnilnik: Pico 2 W ima 520 KB RAM-a, kar je podvojilo 264 KB v prejšnjih modelih, kar omogoča bolj kompleksne operacije in izboljšano večopravilnost.
Shranjevanje: Vgrajeno v čip vključuje 8 KB OTP (enkratno programabilnega) shranjevanja za varno ravnanje s podatki.
Varnost: Celovit varnostni okvir je zgrajen okoli Arm TrustZone za Cortex-M, kar zagotavlja izboljšano varnost za aplikacije, ki zahtevajo zanesljivo zaščito podatkov.
Energetska učinkovitost: Izboljšave zasnove in strojne opreme vodijo do močno izboljšane energetske učinkovitosti, zaradi česar je primeren za aplikacije, ki se napajajo z baterijami in so energetsko ozaveščene.
Dodatne funkcije Raspberry Pi Pico 2 W vključujejo:
Vgrajeno shranjevanje: Opremljen je s 4 MB vgrajenega pomnilnika QSPI Flash, kar je dvakrat večja zmogljivost shranjevanja kot Raspberry Pi Pico W. Ta pomnilnik se uporablja za shranjevanje kode, podatkov in brezžične ugnezdene programske opreme.
Brezžične zmogljivosti: Vključitev brezžičnega modema CYW43439 zagotavlja robustne možnosti povezljivosti, ki podpirajo 2,4 GHz 802.11n Wi-Fi za zanesljiv dostop do interneta in Bluetooth 5.2 za napredno brezžično povezljivost naprav.
Raspberry Pi Pico 2 W je zmogljiva naprava v kompaktni obliki, zaradi česar je odlična izbira za ljubitelje, pedagoge in strokovnjake, ki želijo razvijati aplikacije interneta stvari, nosljivo tehnologijo in avtomatizirane sisteme z izboljšano procesorsko močjo, pomnilnikom in varnostjo.

Program Tipka.py
Program z ukazom vcc = Pin(10, Pin.OUT,value=True) postavi Pin 10 na 1. S tem pinom napajamo modul CJMCU-0401.
led1 = Pin(‘LED’, Pin.OUT)
tipka = Pin(6, Pin.IN, Pin.PULL_DOWN)
while True:
led1.value(tipka.value())
time.sleep(0.01)

Ta del programa Postavi Pin LED (na samem razvojnem modulu) kot izhod. Pin 6 pa kot vhod. V neskončni zanki potem berem stanje tipke 1 in ustrezno prižgemo LED.

Raspberry Pi ZERO 2 W
Raspberry Pi Zero 2 W s priključnimi priključki je kompaktna, a zmogljiva različica serije Raspberry Pi Zero, ki izboljšuje uporabnost originalne zasnove z dodatnimi možnostmi povezljivosti. Tukaj je nekaj ključnih lastnosti in izboljšav Raspberry Pi Zero 2 W:

1. Izboljšan procesor: Ima sistem na čipu Broadcom BCM2710A1, ki vključuje 1 GHz štirijedrni procesor ARM Cortex-A53. To predstavlja pomembno nadgradnjo v primerjavi z enojedrnim procesorjem, ki ga najdemo v originalnem Raspberry Pi Zero, in ponuja veliko boljšo zmogljivost za večopravilnost in zahtevnejše aplikacije.
2. Brezžična povezljivost: Kot nakazuje črka »W« v imenu, Raspberry Pi Zero 2 W vključuje vgrajeno brezžično LAN povezljivost, ki podpira brezžične standarde 802.11 b/g/n. Ima tudi Bluetooth 4.2, ki omogoča različne brezžične aplikacije in povezave.
3. Nizka poraba energije: Kljub izboljšavam procesorske moči in brezžičnih zmogljivosti Raspberry Pi Zero 2 W ostaja nizkoenergijski in energetsko učinkovit, zaradi česar je primeren za projekte, kjer je napajanje lahko omejitev.
4. Kompaktna oblika: Ohranil je enako majhno velikost kot njegov predhodnik in je neverjetno vsestranski za projekte z omejenim prostorom, na primer v robotiki, napravah interneta stvari in vgrajenih sistemih.
5. GPIO konektor: Z vnaprej spajkanimi priključnimi konektorji ponuja 40-pinski GPIO priključek, ki zagotavlja takojšnjo združljivost s široko paleto perifernih naprav in razširitvenih plošč, zasnovanih za Raspberry Pi, kar izboljšuje njegovo pripravljenost za hitro izdelavo prototipov in uporabo v različnih aplikacijah.
6. Video izhod: Naprava podpira mini-HDMI izhod, ki lahko zagotavlja video ločljivost 1080p.
7. Pomnilnik in shranjevanje: Opremljen je s 512 MB RAM-a in režo za kartico microSD za shranjevanje operacijskega sistema in podatkov.

Raspberry Pi Zero 2 W s priključnimi konektorji je še posebej privlačen za ljubitelje, pedagoge in strokovnjake, ki potrebujejo majhen, stroškovno učinkovit in relativno zmogljiv računalnik s takojšnjo povezljivostjo za različna vgrajena računalniška opravila. Ta funkcija znatno poenostavi postopek nastavitve, zaradi česar je bolj dostopen za začetnike in priročen za napredne uporabnike, ki delajo na bolj kompleksnih projektih.

Raspberry Connect
Do računalnika dostopamo preko Raspberry Connect. To je praktično, ker ne rabimo tipkovnice, in miške. Tudi v primeru profesionalnih projektov je dvostopenjsko ščiten dostop s ključem postal standard za daljinske grafične in terminalske dostope.

Viri:
https://www.banggood.com/CJMCU-0401-4-bit-Button-Capacitive-Touch-Proximity-Sensor-Module-With-Self-locking-Function-p-1118016.html
https://www.galagomarket.com//item/display/4096/12887_raspberry-pi_raspberry-pi_raspberry-pi-500-us-unit-only-raspberry-pi-sc1231.jpeg
https://www.galagomarket.com//item/display/4088/12844_raspberry-pi-pico_raspberry-pi_raspberry-pi-pico-2w-raspberry-pi-sc1633.jpeg
https://www.galagomarket.com//item/display/4022/12866_raspberry-pi_raspberry-pi_raspberry-pi-zero-2-w-with-header-sc0721-.jpeg