Raspberry Pi Pico 마이크로 컨트롤러 보드

 

 

 

Raspberry Pi 제품군으로 SBC(Single Board Computer 단일 보드 컴퓨터)의 세계에 혁명을 일으킨 후 라즈베리파이 재단은 의심할 여지없이 사용 가능한 많은 보드 중에서 자리를 찾을 이 €5 가격의 Raspberry Pi PICO 보드로 마이크로컨트롤러의 세계로 진입하고 있습니다. RP2040 마이크로컨트롤러는 라즈베리파이 재단에서 만들었습니다. C/C++ SDK와 함께 사용할 수 있으며 MicroPython의 공식 버전을 지원합니다. 

 

Raspberry Pi Pico

 

Raspberry Pi Pico 마이크로 컨트롤러 보드 

 

우리는 이 안내서의 시작 부분에 있고 다른 소개 문서가 존재하더라도 여전히 개발 중이므로 이 기사를 "고급"으로 분류했습니다. PyBoard, Arduino 또는 다른 마이크로 컨트롤러 보드를 이미 연습했다면 괜찮을 것입니다. 초보자의 경우 인내와 호기심으로 무장해야 합니다. ^^ 약간의 어려움은 즐거움으로 보상을 받을 것입니다. 겁먹지 마세요. 

 

강의 내용은 아래와 같습니다.

1. Raspberry Pi PICO 마이크로 컨트롤러 보드
1.1 카드 기능
1.2 마이크로컨트롤러
1.3 도표
1.4 구성 요소 설치
1.5 물리적 치수
1.6 커넥터
1.7 다른 맵과의 비교
1.8 Raspberry Pi PICO에 핀 장착

2. 마이크로파이썬 설치

3. Raspberry Pi PICO 보드와의 대화
3.1 USB를 통해 Pico 카드 연결
3.2 터미널 에뮬레이터 사용
3.3 REPL 인터페이스 사용
3.4 PICO 카드에 화면 연결
3.5 온보드 LED 깜박임
3.6 UART를 통해 Raspberry Pi와 PICO 보드 연결
3.7 앰피 설치
3.8 모듈/프로그램 추가
3.9 존재하는 파일 나열
3.10 프로그램 실행
3.11 Raspberry Pi PICO에서 main() 파일 생성
3.12 파일 삭제

4. LED 링 구동
4.1 LED 링

5. 결론

6. 스프링스

 

라즈베리 파이 PICO 마이크로컨트롤러 보드 

 

재단에서 설계한 듀얼 코어 마이크로컨트롤러를 특징으로 하는 이 PICO 카드의 출시와 함께 Raspberry Pi 재단 측에서 새로운 놀라움을 선사합니다. 

 

Raspberry Pi Pico 보드 기능 

 

Raspberry Pi Pico 보드는 유연한 디지털 인터페이스를 갖춘 저비용(~5€) 고성능 마이크로컨트롤러 보드입니다. 주요 특징은 다음과 같습니다. 

 

영국의 Raspberry Pi에서 설계한 RP2040 마이크로 컨트롤러 듀얼 코어 ARM Cortex M0+ 프로세서 , 최대 133 MHz로 실행되는 유연한 클록 264KB SRAM 및 2MB 온보드 플래시 메모리 _ 모듈을 보드에 직접 납땜할 수 있습니다. USB 1.1(OTG) 호스트 및 장치 지원 절전 모드 및 "절전" 모드 감소 USB를 통한 대용량 저장 장치를 사용한 끌어서 놓기 프로그래밍 26 개의 다기능 GPIO 핀 2개의 SPI , 2개의 I2C , 2개의 UART , 3 개의 12비트 ADC , 16개의 제어 가능한 PWM 채널 정확한 시계 및 타이머 내장 온도 센서 내장 부동 소수점 가속 라이브러리 맞춤형 주변기기 지원을 위한 8 × PIO(Programmable Input/Output) 상태 머신 

 

RP2040 마이크로컨트롤러 내부 구성 블럭 다이어그램  

 

위는 마이크로 컨트롤러의 개요입니다. 7x7mm 케이스에 들어 있으며 2개의 코어에 사용되는 많은 구성 요소를 통합합니다. 

 

 

 

RP2040 설명서는 RP2040에 대한 이 연결 다이어그램을 제공합니다. 

 

라즈베리파이 Pico 회로도 

 

필요하다면 Rp2040 데이터 시트를 참고하세요. 모든 전자 부품에 대해 자세히 탐구해 볼 수 있는 가장 좋은 방법은 데이터 시트를 가까이 두고 언제든 펼쳐보는 것입니다. 

 

 

 

계획은 매우 간단합니다. 물론 RP2040 U1 마이크로컨트롤러가 중심 이 됩니다. 왼쪽 다이어그램 상단에 있는 U2 스위칭 회로에 의해 전원이 공급됩니다. RT6150 B는 1.8~5.5V를 입력으로 받아들이는 벅 컨버터입니다. U3 플래시 메모리는 왼쪽 중앙에 있으며 W25Q16DV 유형의 16M 비트(2Go) 모델입니다. 이 단락의 링크를 클릭하면 600페이지 이상을 포함하는 RP2040 마이크로컨트롤러의 매우 인상적인 문서를 포함하여 구성 요소의 데이터 시트(특성 시트)에 액세스 할 수 있습니다. 

 

레이아웃 계획을 사용하면 다이어그램의 구성 요소를 찾을 수 있습니다.  

 

카드에는 GPIO 25(Micropython의 핀 25)에 연결된 온보드 LED가 있습니다. 첫 번째 "hello world" 프로그램을 수행하여 카드의 올바른 기능을 확인할 수 있습니다. 

 

물리적 치수 

 

PICO 카드는 21×51 mm로 매우 작은 공간을 차지합니다. 작은 크기에도 불구하고 여전히 43개의 연결 패드를 제공합니다. 

 

 

카드 하단에는 구성 요소가 없습니다. 이를 통해 "마더" 보드에 직접 배치할 수 있습니다. 테스트 포인트가 이 "마더" 카드의 트랙과 접촉하지 않도록 하기만 하면 됩니다. 카드 아래의 표시를 통해 연결 위치를 찾을 수 있습니다. 그러나 마이크로컨트롤러는 입력/출력을 구성할 때 큰 유연성을 제공합니다. 

 

각 연결에 다른 역할을 할당할 수 있습니다. 여기에서 카드를 사용할 수 있는 두 가지 가능성이 있음을 알 수 있습니다.

구멍은 핀을 납땜하는 데 사용됩니다( 다음 단락 ). 아래에 납땜하면 PICO 카드를 브레드보드에 연결할 수 있습니다. Dupont 스레드를 직접 사용할 수도 있습니다. Dupont 와이어만 사용하는 경우 핀을 납땜할 수 있습니다.

카드를 받을 "어머니" 카드를 제공하는 것도 가능합니다. 이 경우 ESP8266이 납땜되는 것과 같은 방식으로 카드를 이러한 목적으로 제공된 패드에 직접 납땜할 수 있습니다. 머더보드에 수 핀을 장착하고 PICO 카드를 연결할 수도 있습니다. 

 

이러한 유연한 사용 가능성이 마이크로컨트롤러의 모든 내부 리소스를 최대한 활용할 수 있다는 장점이 있는 경우 이러한 모든 가능성으로 인해 관리 복잡성이 발생할 위험이 있습니다. 이런 종류의 카드로 시작한다면 (처음에) 선택을 고정하고 업적에 표준화된 버전을 사용하는 것이 좋습니다. 

 

 

도미니크 드 맥호비(Dominique de McHobby )는 더 읽기 쉬운 이 합성을 만들었습니다. 블로그와 McHobby 위키에서 모든 정보와 번역을 찾을 수 있습니다. 

 

다른 카드와의 비교  

 

이 이미지에서 왼쪽에서 오른쪽으로: PyBoard 보드, Raspberry Pi PICO 보드 및 NodeMCU. 

 

Raspberry Pi PICO에 듀얼 핀 헤더 장착 

 

테스트에 더 편리한 브레드보드 보드에서 사용할 수 있도록 보드 아래에 핀을 납땜하기로 했습니다. 이 작업을 위해서는 핀을 납땜해야 합니다. 한 번도 해본 적이 없다면 시작하기 전에 도움을 받거나 무료 납땜 전자책을 읽고 약간의 연습을 하는 것이 좋습니다. Garatronic 의 NadHAT 보드에 대한 이 비디오에서 납땜하는 방법도 보여주었습니다. 

 

먼저 브레드보드에 심은 20개의 피노치를 두 줄로 잘라 적당한 간격으로 자릅니다( 중앙의 양쪽에 세 번째 줄 의 구멍). 핀이 완벽하게 삽입되었는지 그리고 브레드보드에 가능한 한 완벽하게 수직인지 확인하십시오. 

 

핀에 PICO 카드를 제자리에 놓습니다. 일반적으로 핀이 잘 배치되어 있으면 거의 들어가지 않습니다. 

 

이제 납땜인두를 사용하여 보드에 있는 두 개의 핀 스트립을 적절하게 납땜할 수 있습니다. 시간을 들여 용접의 긴 수명을 보장하려면 잘 수행해야 합니다. 

 

디버그 연결을 위한 핀을 넣어야 합니다. Dupont 커넥터를 쉽게 연결할 수 있도록 보드 상단에 배치하기로 했습니다. 자, 용기를 내십시오. 아직 3개의 작은 용접을 해야 합니다! 

 

여기에 디버그 커넥터 도 있고 카드를 사용할 준비가 되었습니다. 

 

물론 어떻게 사용하느냐에 따라 핀을 다르게 장착하거나 아예 장착하지 않을 수도 있습니다. 마더보드를 설계하는 경우 수 핀이 있을 수 있는 마더보드, PICO 카드가 직접 납땜되거나 암 커넥터가 장착된 마더보드입니다. 

 

마이크로 파이썬 설치

 

2021년 4월 2일 업데이트: MicroPython이 출시되었습니다. 이 링크를 따라가세요.

 

PICO 카드에 MicroPython 을 설치하는 것은 간단한 드래그 앤 드롭으로 수행됩니다. Raspberry Pi에서 https://github.com/raspberrypi/micropython/releases 로 이동하여 pico_micropython 파일을 다운로드합니다. 

 

파일은 다운로드 폴더에 저장됩니다. PICO 보드의 BOOTSEL 버튼을 누른 상태에서 USB 케이블로 PICO 보드를 Raspberry Pi에 연결합니다. PICO 카드가 메모리를 저장 장치(USB 키)로 노출하는 방법입니다. 창이 나타납니다 

 

 

데스크탑에 나타난 RPI-RP2 라는 "USB 드라이브"도 있습니다. 확인 버튼을 클릭합니다. 

 

PICO RPI-RP2 카드 창이 열립니다. INDEX.HTM 및 INFO_UF2.TXT 파일 이 포함되어 있습니다. 다른 창에서 다운로드 디렉토리를 엽니다. 다운로드한 파일이 있습니다. 

 

.uf2 파일을 클릭하고 RPI-RP2 폴더로 드래그합니다. 복사가 빠르게 완료되고 카드가 자동으로 재부팅되고 새 펌웨어가 서비스됩니다. 그것만큼 간단합니다. 

 

Raspberry Pi PICO 보드와 통신

 

USB를 통해 Pico 카드 연결

 

PICO 보드는 microUSB 포트로 전원이 공급되도록 설계되었습니다. USB / microUSB 케이블을 사용하여 Raspberry Pi에 연결할 계획입니다. 이 스타일의 카드를 사용하는 초보자를 위한 이 기사는 MicroPython에 대해서만 다룹니다.

 

터미널 에뮬레이터 사용 

 

PICO 카드는 텍스트 모드에서 외부와 대화합니다. USB 포트를 통해 카드와 양방향으로 정보를 교환할 수 있습니다. USB를 통한 직렬 링크는 PICO 보드를 터미널에 연결합니다. 참고로 컴퓨터 터미널은 화면과 키보드로 구성되며 직렬 회선에 문자를 보내거나 수신한 문자를 이 직렬 회선에 표시할 수 있습니다.

 

문제: Raspberry Pi는 컴퓨터 터미널이 아닙니다. 그대로 사용하려면 minicom (재단 권장)과 같은 터미널 에뮬레이터 나 제가 이미 말씀드린 화면 ( 사용 방법은 이 기사 참조 )을 사용해야 합니다.

 

하나는 Raspberry Pi에 설치된 Raspberry Pi OS 배포판의 일부가 아니므로 설치를 거쳐야 합니다. 원하는 것을 설치합니다. 

 

sudo apt-get install minicom sudo apt-get install screen 

 

REPL 인터페이스 사용

 

REPL , 무엇입니까? PICO 보드의 USB 인터페이스를 통해 보드는 REPL

 

이라는 대화형 Python 명령 인터프리터뿐만 아니라 Raspberry Pi와 통신하기 위한 직렬 포트도 노출할 수 있습니다. 이것은 MicroPython 인터랙티브 인터프리터 모드입니다.

 

REPL 명령 인터프리터는 다음을 허용합니다.

 

MicroPython 스크립트에서 보낸 메시지를 보려면 실행 중인 스크립트와 상호작용(스크립트 중지, 변수 상태 검사) 개발 중인 스크립트를 테스트하려면(가져오기 명령을 사용하여 즉시 가져오기). 마이크로컨트롤러 플랫폼의 기능을 대화식으로 테스트하기 위해 Python 명령어를 입력합니다. 

 

PICO 보드에 화면 연결 여기에서는 나중에 minicom과 함께 예제가 있는 화면을 사용하기로 선택했습니다. 

 

열리는 창에서 처음에는 아무것도 표시되지 않습니다. [ ENTER ] 키를 눌러 MicroPython 프롬프트를 불러옵니다. >>> PICO 보드에서 온라인으로 REPL 사용을 시작할 수 있습니다. 여기에 print('hello PICO!') 명령을 입력하여 작동하는지 확인했습니다(오류 메시지가 없으므로 양호함). 그런 다음 MicroPython 및 PICO 카드 버전에 대한 정보를 표시하는 PICO 카드를 재설정하는 효과가 있는 [CTRL + D]를 수행했습니다. 

 

 

온보드 LED 깜박임 첫 번째 프로그램인 마이크로 컨트롤러의 "Hello World"는 LED 조명으로 구성됩니다. 좋습니다. PICO 카드에는 GPIO 25에 연결된 LED가 있습니다! 다음 행을 입력하여 LED가 켜지고 꺼지는지 확인하십시오. 

 

 

 

참고 자료

라즈베리파이 Pico 보드 사용 Guide