Nuestro veredicto
Por primera vez en Raspberry Pi, el microcontrolador Pico proporciona una forma asequible y sencilla de controlar luces, motores, sensores y otros componentes electrónicos.
Para
Bajo costo
Talla pequeña
Facilidad de uso
ADC incorporado
Contra
El flujo de trabajo de C es complicado
Sin conexión inalámbrica integrada
Sin salida de 5V
Raspberry Pi tiene un historial de alterar el status quo. En 2012, la primera Raspberry Pi de $ 35 ofreció una entrada de bajo costo en un mercado de computadoras de placa única que estaba dominado por placas que costaban más de $ 100 o más. La Raspberry Pi Pico, la placa más reciente de la gama, revoluciona una parte diferente del mercado de la electrónica y se enfrenta a las placas de microcontroladores como Arduino.
Disponible por un MSRP de solo $ 4, el Pico funciona con el propio silicio personalizado de Raspberry Pi, el SoC RP2040, que cuenta con un procesador Arm Cortex M0 + que funciona hasta 133 MHz, con 264 K de SRAM y 2 MB de almacenamiento integrado. Una excelente opción para robots, estaciones meteorológicas u otros proyectos electrónicos, la placa no ejecuta un sistema operativo completo, sino que inicia programas que escribe en MicroPython o C en una computadora host (que podría ser una PC, una Mac o una Pi normal) y cárguelo.
Quizás aún más importante que el propio Pico es la primera incursión de la Fundación Raspberry Pi en la fabricación de su propio silicio. Queríamos obtener más información sobre el RP2040, así que le pedimos a James Adams, director de operaciones de Raspberry Pi Trading, que nos contara cómo se creó «Pi Silicon».
“No pudimos ver una manera de ofrecer algo diferenciado en el espacio de los microcontroladores utilizando el silicio de terceros existente, por lo que nos dispusimos a construir el nuestro”, dijo Adams. “El chip RP2040 ha tardado mucho tiempo en fabricarse: comenzamos el trabajo inicial a fines de 2016, teníamos algo de silicio de prueba en nuestras manos en septiembre de 2018 que luego transformamos en el dispositivo final que usamos en Raspberry Pi Pico Junta. El dispositivo ha evolucionado sustancialmente desde aquellos primeros días. Aprendimos mucho de nuestra primera prueba de silicio y creo que, aunque ha llevado un tiempo, lo que hemos logrado es muy emocionante (en términos de arquitectura y rendimiento por $): es una excelente ingeniería. Los chips RP2040 se fabrican en TSMC en su proceso de 40 nm”.
Adams describió algunas de las ventajas del silicio personalizado.
“Ofrecemos algunas funciones realmente únicas con el chip RP2040: un dispositivo de doble núcleo (no conozco otros microcontroladores de doble núcleo a este precio) acoplado a una matriz de bus de alto rendimiento, lo que significa que puede obtener el máximo rendimiento en ambos núcleos al mismo tiempo y mucha RAM de gran ancho de banda”, dijo. Además de los periféricos fijos habituales (UART, I2C, SPI, etc.), también tenemos un hardware especial llamado unidad PIO (Programmable I/O), que es básicamente una máquina de estado programable, especializada y muy pequeña que puede hacer «Golpe de bits» de E/S de ciclo preciso y de alta velocidad: este bloque se puede usar para descargar muchos tipos de tareas de movimiento de pines críticas para el tiempo de la(s) CPU(s); lo hemos tenido emulando interfaces como la tarjeta SD , VGA y conducción de LED WS2812B. También hemos agregado otras ventajas como bibliotecas de punto flotante optimizadas a la ROM de arranque,
¿Podría Raspberry Pi Pico ser el comienzo de una nueva gama de placas basadas en la RP2040? Adams dijo que la Fundación está esperando ver cómo van las cosas con la primera junta.
Especificaciones de hardware de Raspberry Pi Pico
Sistema en chip
Chip microcontrolador RP2040 diseñado por Raspberry Pi en el Reino Unido. Procesador Arm Cortex M0+ de doble núcleo, reloj flexible que funciona hasta 133 MHz. 264 KB de SRAM y 2 MB de memoria Flash integrada
GPIO
26 pines GPIO multifunción de 3,3 V, 2 SPI, 2 I2C, 2 UART, 3 ADC de 12 bits, 16 canales PWM controlables, 8 máquinas de estado de E/S programables (PIO) para compatibilidad con periféricos personalizados. El módulo almenado permite soldar directamente a las placas portadoras.
Sobre el papel, el Raspberry Pi Pico ni siquiera es un rival para el Raspberry Pi Zero, que cuesta solo $ 5, pero la diferencia clave entre los dos es que el Pico no es una computadora Linux, sino un microcontrolador como Arduino y es mejor para muchos proyectos. Incluso podría funcionar junto con un Pi normal. Al igual que las Raspberry Pis más grandes y las placas Arduino más nuevas, Pico usa un GPIO de 3.3V. Esto podría verse como una estafa, pero muchos componentes se pueden usar con voltajes de 3 V y 5 V, y los diseñados para 5 V aún se pueden usar con 3 V a través de un divisor de voltaje o una placa convertidora de nivel lógico.
Raspberry Pi Pico es una placa eficiente para proyectos integrados. En comparación con un Raspberry Pi típico, el Pico consume mucha menos corriente, dado que es un microcontrolador sin los gastos generales que genera una computadora. En nuestra prueba, alimentamos un Raspberry Pi Pico con 12 LED de neopíxeles a pleno brillo con una fuente de alimentación de 5 V. ¡Registramos un consumo de corriente de 140 mA, 0,7 W! Esto es notable, una Raspberry Pi 4 funcionando inactiva sin nada conectado funcionaría a 4-5W. Entonces, en comparación con Raspberry Pi, ¡el Pico consume energía!
Hablando de energía, podemos alimentar el Raspberry Pi Pico a través del puerto micro USB, o podemos usar el pin VSYS GPIO para proporcionar energía entre un rango de 1,8 V a 5,5 V. No hay carga de batería disponible a través del Pico, por lo que se necesitaría usar un circuito externo, la página 18 de la hoja de datos de Raspberry Pi Pico detalla cómo lograr esto.
Diseño de la Raspberry Pi Pico
Lo que nos llama la atención a primera vista es que el Raspberry Pi Pico se parece a un microcontrolador Arduino más nuevo, un Adafruit Feather o una placa Teensy. El Pico no es su Raspberry Pi típico, ya que evita el diseño y la experiencia de usuario de un Pi típico. Se ve y se comporta como un microcontrolador típico. Con unas medidas de 2 x 0,8 pulgadas (51 x 21 mm), la Raspberry Pi Pico es más pequeña que la Raspberry Pi Zero.
Diseñado para su uso con placas de prueba y placas portadoras de montaje en superficie, los 40 pines del Raspberry Pi Pico vienen sin soldar, por lo que para su uso necesitamos romper el soldador. Podemos soldar nuestros propios pines de cabecera al Pico, o si tenemos la intención de incrustar el Pico en un proyecto, podemos optar por soldar las casellaciones a las almohadillas en la placa de soporte.
El uso de Raspberry Pi Pico con una placa de prueba requiere una placa de prueba de tamaño medio o más grande, por lo que esas mini placas de prueba no son de mucha utilidad.
James Adams nos cuenta más sobre el diseño de Raspberry Pi Pico. “El Pico ha sido diseñado para ser lo más pequeño y económico posible sin dejar de ser muy flexible y amigable para los principiantes. La placa tiene la misma longitud y un paso de 0,1″ más ancha que un DIP (paquete dual en línea) estándar de 40 pines, y lo vemos como un componente en sí mismo (ya que se puede soldar como un módulo SMT usando las almohadillas de borde almenadas) , así como una placa de desarrollo.
¿Podría el Pico generar su propio complemento estándar, en una línea similar a los estándares Raspberry Pi HAT o Arduino Shield? Parece probable que Pico se integre en placas de soporte, una de las cuales ya está en uso internamente en Raspberry Pi y otras están actualmente en desarrollo con terceros, estas placas de soporte proporcionarían una funcionalidad adicional dependiendo de su uso previsto.
Uso de Raspberry Pi Pico
Sin puertos USB, HDMI u otros puertos de los que hablar, el Raspberry Pi Pico necesita una computadora para ser útil. El Raspberry Pi Pico es independiente de la plataforma y funcionará con máquinas Windows, Mac y Linux. En nuestras pruebas, usamos Windows 10 y seguimos la documentación oficial para comenzar.
La documentación está dividida en dos lenguajes, C y MicroPython. Primero probamos MicroPython, una versión de Python 3 desarrollada por Damien George para microcontroladores. Como explicamos en nuestro tutorial detallado sobre cómo instalar una Raspberry Pi Co, la instalación de MicroPython requiere que se copie un archivo UF2 en Pico. Al presionar el botón BOOTSEL mientras insertamos el cable micro USB en la computadora, vemos que aparece una unidad. Después de copiar el archivo, podemos acceder a Raspberry Pi Pico como un dispositivo en serie que proporciona acceso a Python Shell.
Para escribir código y guardar archivos en Pico, necesitábamos un editor y, para los principiantes, la elección oficial es Thonny. La instalación fue muy sencilla y pronto estábamos escribiendo código para hacer parpadear un LED y reaccionar a la entrada de un sensor PIR.
Dos características que son nuevas en el mundo de Raspberry Pi son las E/S programables (PIO) y las entradas analógicas. PIO es una interfaz de hardware versátil que se puede utilizar para crear interfaces como I2C, SPI, I2S e incluso VGA/DPI si se siente aventurero y conoce la electrónica.
Probamos varios de los ejemplos oficiales, incluido un proyecto PIO para controlar una cadena de Neopixels que nos vio crear un decorador y una función que se utilizó para comunicarse con WS2812 «Neopixels» para crear una secuencia de animación. La creación del decorador y la función requiere el conocimiento de cómo funcionan los Neopixels, y si vamos a usar PIO, en última instancia necesitaremos entender cómo funcionaría nuestra configuración prevista. PIO puede ser tan fácil o tan difícil como lo necesitemos, pero el ejemplo de Neopixel ilustró el concepto bastante bien y fue fácil conectar nuestro proyecto de prueba. Hay tres entradas analógicas, que comparten los mismos pines GPIO que los pines digitales, pero usando la clase ADC de la biblioteca de la máquina podemos configurarlos para leer el voltaje de esos pines. Las entradas analógicas son útiles para ciertos tipos de componentes electrónicos, como potenciómetros,
Entonces, ¿cómo es C en el Raspberry Pi Pico? Bueno, la mejor manera de describir en este momento es «difícil». Siguiendo la guía oficial del usuario, saltamos a través de una serie de aros para instalar las aplicaciones, bibliotecas y arreglos para encender un LED y enviar texto a la consola serie.
Si bien esto funcionó y estábamos satisfechos con los resultados, se requirió mucho más tiempo para llegar a esta etapa, algo que tememos que pueda retrasar un poco. Para usar C, necesitamos ir directamente a la línea de comando o usar Visual Studio Code de Microsoft. Ambos enfoques tienen sus pros y sus contras, pero nuestro consejo principal es leer el capítulo seis de Primeros pasos con Raspberry Pi Pico y seguir los pasos al pie de la letra. Si no, perderá mucho tiempo. Revisaremos el flujo de trabajo de C una vez que la placa se publique oficialmente, con la esperanza de que el proceso se perfeccione y simplifique.
Adams dijo que MicroPython es el lenguaje «preferido», pero señaló que C es el lenguaje para chips integrados de bajo nivel. También señaló que uno podría usar el ensamblador Arm.
Casos de uso para Raspberry Pi Pico
El Raspberry Pi Pico está diseñado para integrarse en un proyecto. El precio, el tamaño y el diseño de esta placa hacen que sea una alternativa viable a Arduino. Los robots, las pantallas de luz alimentadas por Neopixel y la electrónica de aprendizaje son posibles con el Pico.
Si bien una Raspberry Pi completa como la Zero es más poderosa, hay muchas razones por las que querrías usar la Pico para ciertos proyectos. Se inicia rápidamente y no requiere un apagado seguro cuando se apaga, por lo que puede encenderlo y listo. Utiliza considerablemente menos energía que una Raspberry Pi y tiene una conversión de analógico a digital integrada, algo de lo que carecen todos los demás Pis.
Donde el Pico se queda corto es la conectividad inalámbrica. Hay una falta total de WiFi/Bluetooth con el Pico y esto limita lo que se puede lograr. Claro que podemos agregar conectividad inalámbrica a través de un componente externo, pero eso requeriría un poco más de conocimiento para que funcione. El ESP32 y el ESP8266 tienen un precio similar y cuentan con WiFi, por lo que si realmente necesitamos WiFi, tal vez todavía sean las placas a las que mirar, por ahora.
Línea de fondo
El Raspberry Pi Pico es un kit interesante. Es más Arduino que Raspberry Pi, por lo que las líneas son un poco borrosas. Si necesita una Raspberry Pi en un espacio pequeño con Wi-Fi/Bluetooth, compre una Raspberry Pi Zero W. Si desea integrar una placa de control en un proyecto y hacer que funcione de manera rápida y confiable, entonces Pico es para usted.
Para una entrada oficial y bien respaldada en las placas Arm Cortex M0+, la Raspberry Pi Pico es difícil de superar.
