Instrukcja obsługi płytki rozwojowej Waveshare RP2350-PiZero / RP2040-PiZero

1. Koniecview

Waveshare RP2350-PiZero i RP2040-PiZero to wydajne i ekonomiczne płytki rozwojowe mikrokontrolerów. Zaprojektowane z myślą o łatwości projektowania i integracji z różnymi produktami, płytki te posiadają wbudowany interfejs DVI, uchwyt na kartę Micro SD oraz interfejs PIO-USB. Są kompatybilne z 40-pinowym interfejsem GPIO Raspberry Pi, oferując szerokie możliwości połączeń dla Twoich projektów.

Rysunek 1: Płytka rozwojowa Waveshare RP2350-PiZero

2. Główne cechy

• mikrokontrolery: Układ RP2040 zaprojektowany przez Raspberry Pi (dla RP2040-PiZero) lub RP2350B (dla RP2350-PiZero).
• Edytor: Dwurdzeniowy procesor Arm Cortex M0+ z elastycznym taktowaniem do 133 MHz.
• Pamięć: 264 KB pamięci SRAM i 16 MB wbudowanej pamięci Flash.
• Łączność:
  • Wbudowany interfejs DVI (pakiet Mini HDMI) do podłączania monitorów DVI.
  • Wbudowany slot na kartę Micro SD umożliwiający odczyt i zapis kart Micro SD (obsługuje komunikację SPI, SDIO).
  • Interfejs PIO-USB, który może być używany jako USB master i slave.
  • Natywny port USB typu C do pobierania programów i urządzeń host/slave USB1.1.
  • 40-pinowy interfejs GPIO, kompatybilny z niektórymi płytkami rozszerzeń Raspberry Pi HAT.
• Moc: Wbudowany interfejs ładowania i rozładowywania akumulatora litowego (złącze PH2.0 dla akumulatora 3.7 V).
• Programowanie: Programowanie metodą „przeciągnij i upuść” z pamięci masowej przez USB.
• Tryby zasilania: Tryb uśpienia i uśpienia o niskim poborze mocy.
• Urządzenia peryferyjne: 2 x SPI, 2 x I2C, 2 x UART, 4 x 12-bitowy przetwornik ADC i 16 sterowalnych kanałów PWM.
• Dodatkowy: Dokładny zegar i timer na układzie scalonym, czujnik temperatury, przyspieszone biblioteki obliczeń zmiennoprzecinkowych na układzie scalonym, 8 programowalnych maszyn stanów wejścia/wyjścia (PIO) do obsługi niestandardowych urządzeń peryferyjnych.

Rysunek 2: Najważniejsze cechyview

3. Warianty produktu

W niniejszym podręczniku omówiono dwa warianty płytki programistycznej PiZero:

• RP2040-PiZero: Zbudowany na bazie mikrokontrolera Raspberry Pi RP2040.
• RP2350-PiZero: Zbudowany na bazie mikrokontrolera Raspberry Pi RP2350B.

Uwaga: RP2040-PiZero i RP2350-PiZero nie są płytkami Raspberry Pi Zero i nie można na nich uruchomić systemu Linux.

Rysunek 3: Wariant RP2040-PiZero

4. Identyfikacja komponentów

4.1 RP2350-PiZero

Rysunek 4: Układ komponentów RP2350-PiZero

1. RP2350B: Procesor dwurdzeniowy, dwuarchitekturowy, taktowany zegarem do 150 MHz.
2. Natywny port USB typu C: Służy do pobierania programów i obsługuje urządzenia hosta i urządzenia podrzędne USB1.1.
3. Interfejs PIO-USB: Można go używać jako hosta USB lub urządzenia podrzędnego przez PIO.
4. Interfejs DVI (pakiet Mini HDMI): Do sterowania monitorem DVI użyj kabla HDMI.
5. Gniazdo kart Micro SD: Obsługuje komunikację SPI, SDIO.
6. 16MB pamięci NOR-Flash.
7. Interfejs PSRAM: Kompatybilny z powszechnie stosowanymi układami PSRAM, co pozwala na rozbudowę i modernizację przez użytkownika.
8. Przycisk URUCHOM: Przycisk resetowania.
9. Przycisk BOOT: Naciśnij podczas resetowania, aby przejść do trybu pobierania.
10. Interfejs baterii litowej: Złącze PH2.0, można używać do podłączania baterii litowej 3.7 V, obsługuje ładowanie i rozładowywanie.
11. 40-pinowy interfejs GPIO: Kompatybilny z niektórymi płytkami rozszerzeń Raspberry Pi HAT.
12. Interfejs debugowania.

4.2 RP2040-PiZero

Rysunek 5: Układ komponentów RP2040-PiZero

1. USB typu C: Główny port USB.
2. Interfejs PIO-USB.
3. Interfejs mini HDMI.
4. Gniazdo na kartę Micro SD.
5. Układ RP2040.
6. W25Q128JV: Pamięć flash.
7. Interfejs RUN: Przycisk resetowania.
8. Interfejs BOOT: Przycisk umożliwiający wejście w tryb bootloadera.
9. Interfejs baterii litowej.
10. Interfejs GPIO 40PIN.

5. Specyfikacje

Rysunek 6: Wymiary obrysu

6. Instrukcje konfiguracji

6.1 Początkowe włączenie zasilania

1. Podłącz płytkę do komputera za pomocą kabla USB typu C poprzez natywny port USB typu C.
2. Można również podłączyć baterię litową 3.7 V do interfejsu baterii litowej PH2.0 w celu zapewnienia przenośnego źródła zasilania.

6.2 Podłączanie urządzeń peryferyjnych

• Wyświetlacz: Za pomocą kabla Mini HDMI–DVI podłącz interfejs DVI do monitora zgodnego ze standardem DVI.
• Urządzenia USB: Podłącz urządzenia peryferyjne USB (np. klawiaturę, mysz) do interfejsu PIO-USB.
• Karta micro sd: Włóż sformatowaną kartę Micro SD do gniazda karty Micro SD w celu przechowywania danych.
• Rozszerzenie GPIO: Podłącz kompatybilne moduły Raspberry Pi HAT lub niestandardowe obwody do 40-pinowego interfejsu GPIO.

Rysunek 7: ExampKonfiguracja z urządzeniami peryferyjnymi

Rysunek 8: Podłączenie wyświetlaczaamples (bez wyświetlaczy LCD)

7. Instrukcja obsługi

7.1 Środowisko programistyczne

Płytki programistyczne obsługują programowanie w językach C/C++, MicroPython i Arduino. Dostępne są kompleksowe zestawy SDK, zasoby programistyczne i samouczki, które pomogą Ci rozpocząć pracę.

Ważne: funkcje HDMI (DVI) i USB można realizować wyłącznie w środowisku języka C i można ich używać wyłącznie oddzielnie (nie jednocześnie).

7.2 Przesyłanie programów

1. Podłącz płytkę do komputera przez port USB typu C.
2. Naciśnij i przytrzymaj przycisk BOOT, a następnie naciśnij przycisk RUN (reset). Puść przycisk BOOT. Płyta przejdzie w tryb pamięci masowej USB.
3. Przeciągnij i upuść skompilowany program file (np. .uf2 dla MicroPythona) na wykryty dysk USB. Płytka automatycznie uruchomi się ponownie i uruchomi nowy program.

7.3 Podstawowa obsługa

• Reset: Naciśnij przycisk RUN, aby zresetować płytkę i ponownie uruchomić bieżący program.
• Tryby niskiego poboru mocy: Wykorzystaj w swoim kodzie tryby uśpienia i uśpienia o niskim poborze mocy, aby oszczędzać energię w aplikacjach zasilanych bateryjnie.

8. Konserwacja

• Przechowuj płytę w suchym i wolnym od ładunków elektrostatycznych środowisku.
• Unikaj wystawiania płytki na działanie ekstremalnych temperatur i wilgoci.
• W razie potrzeby delikatnie wyczyść płytkę miękką, suchą ściereczką. Nie używaj płynów ani rozpuszczalników.
• Należy zapewnić odpowiednią wentylację podczas pracy urządzenia, szczególnie jeśli jest ono zamknięte.

9. Rozwiązywanie Problemów

• Płyta nie została rozpoznana przez komputer:
  • Upewnij się, że kabel USB jest prawidłowo podłączony zarówno do portu USB Type-C na płycie, jak i do komputera.
  • Spróbuj użyć innego kabla USB lub portu w komputerze.
  • Sprawdź, czy płyta znajduje się w trybie bootloadera (naciśnij BOOT, następnie RUN, a następnie zwolnij BOOT).
• Program nie działa po przesłaniu:
  • Sprawdź swój kod pod kątem błędów.
  • Upewnij się, że oprogramowanie układowe jest prawidłowe (np. MicroPython .uf2) file) jest przesyłany.
  • Wykonaj twardy reset naciskając przycisk RUN.
• Brak wyjścia wyświetlacza przez DVI:
  • Sprawdź, czy interfejs DVI jest prawidłowo podłączony do monitora DVI za pomocą kabla HDMI–DVI.
  • Upewnij się, że Twój program jest skonfigurowany do przesyłania danych do interfejsu DVI i napisany w języku C, ponieważ ta funkcjonalność jest specyficzna dla języka C.
  • Sprawdź wybór źródła sygnału wejściowego monitora.
• Urządzenie PIO-USB nie działa:
  • Sprawdź, czy Twój kod prawidłowo inicjuje i zarządza interfejsem PIO-USB.
  • Sprawdź, czy podłączone urządzenie USB jest kompatybilne i pobiera odpowiednią moc.
  • Należy pamiętać, że funkcje USB są zazwyczaj specyficzne dla języka C i mogą nie działać równocześnie z DVI.

10. Wskazówki użytkownika

• Podczas pracy z RP2350-PiZero należy pamiętać, że użytkownicy pytają o wersję układu scalonego (np. A4). Chociaż nie zawsze jest to konieczne do podstawowego użytkowania, zaawansowani użytkownicy mogą chcieć to zweryfikować pod kątem konkretnych oczekiwań dotyczących kompatybilności lub wydajności.
• W przypadku złożonych projektów obejmujących złącza DVI lub zaawansowane urządzenia peryferyjne USB, należy priorytetowo traktować tworzenie oprogramowania w języku C/C++, aby wykorzystać pełen potencjał sprzętu zainstalowanego na płycie.
• Gniazdo na kartę Micro SD doskonale nadaje się do rozszerzenia pamięci masowej na potrzeby rejestrowania danych, większych programów lub przechowywania zasobów w aplikacjach wyświetlających.
• Eksperymentuj z maszynami stanowymi PIO w celu emulacji urządzeń peryferyjnych lub szybkiej transmisji bitów, co może być bardzo wydajne w przypadku nietypowych zastosowań.

11. Często zadawane pytania (FAQ)

P: Jaki system operacyjny jest kompatybilny z tymi płytami?

O: To są płytki rozwojowe mikrokontrolerów, a nie komputery jednopłytkowe, takie jak Raspberry Pi Zero. Nie działają na nich pełne systemy operacyjne, takie jak Linux. Programuje się je bezpośrednio za pomocą oprogramowania układowego opracowanego w środowiskach C/C++, MicroPython lub Arduino.

P: Czy mogę do wszystkiego używać wyłącznie skryptów Pythona?

O: Nie, te płytki można programować w C/C++, MicroPythonie lub Arduino. Chociaż MicroPython umożliwia pisanie skryptów w Pythonie, C/C++ oferuje bardziej bezpośrednią kontrolę sprzętu i jest niezbędny do obsługi niektórych zaawansowanych funkcji, takich jak DVI i niektóre funkcjonalności USB.

P: Czy mogę podłączyć do niego kartę 4G lub kamerę termowizyjną?

O: Płytka posiada interfejs PIO-USB, który może pełnić funkcję hosta USB. Teoretycznie możliwe jest podłączenie niektórych urządzeń USB, takich jak klucz sprzętowy 4G czy kamera termowizyjna, pod warunkiem napisania niezbędnych sterowników i oprogramowania układowego w języku C/C++. Kompatybilność będzie w dużej mierze zależeć od konkretnego urządzenia i umiejętności programistycznych użytkownika. Nie jest to funkcja plug-and-play, jak w pełnoprawnym komputerze.

12. Gwarancja i wsparcie

Aby uzyskać pomoc techniczną, dokumentację i inne zasoby, zapoznaj się z oficjalną stroną Waveshare weblub skontaktuj się z działem obsługi klienta. Informacje dotyczące szczegółowych warunków gwarancji można znaleźć również na stronie producenta. webstrona.