Arduino MKR1000

Pričali smo o raznim razvojnim pločama malih dimenzija, dovoljno moćnim i sa mogućnošću povezivanja na lokalnu mrežu, koje stoga predstavljaju idealan izbor za razne IoT projekte. To su uglavnom ploče raznih nezavisnih razvojnih timova ili proizvodi kikstarter projekata. Massimo Banzi ispred Arduina nije sedeo skrštenih ruku, pa se tako u međuvremenu pojavila MKR porodica Arduino ploča. Ovo MKR je zapravo skraćenica od „maker”, i u pitanju su ploče malih dimenzija, a svaka od njih je po nečemu jedinstvena. Tako imamo MKR1010 koja ima osnovnu mogućnost povezivanja na lokalnu mrežu, MKR1400 sa mogućnošću upotrebe GSM mreže, i MKR1500 za LTE povezivanje. LoRa i Sigfox su takođe zastupljeni sa MKR1300 i MKR1200. Kao šlag na tortu, tu je i prva FPGA Arduino ploča, MKR4000. Ono malo limita koji ostaje kod ovih ploča premošćavaju se namenskim šildovima, usko namenjenih baš za ovu porodicu ploča.

S obzirom na to da se ove ploče za sada ne mogu naći kod istočnih copy/paste štanc-majstora, osuđeni smo na originale. Ipak, originalne MKR ploče imaju razumnu cenu, gde je očekivano FPGA ploča najskuplja, ali ne i preskupa. Mi smo naprosto morali da se dokopamo jedne od njih i, vagajući između budžeta i želje ka više, odlučili smo se za MKR1000 WIFI sa hederima. Da napomenemo da cela porodica MKR ploča može doći sa i bez hedera, u zavisnosti za šta nam treba. Za testiranje i razradu projekta je naravno bolja varijanta sa hederima. MKR ploče su breadboard friendly i imaju prolazne muško-ženske hedere kakve smo sretali kod nekih šildova.

MKR1000 je ploča koja, prema rečima Massima Banzija, kombinuje funkcionalnost Zero ploče i Wi-Fi šilda. Arduino je kod MKR porodice ploča pribegao piggyback rešenjima koja već postoje. Govorimo o SoC-u u obliku modula zalemljenog na ploču, koja nam omogućava komfornije povezivanje i upotrebu. U našem slučaju je ceo sistem zasnovan na Atmelovom ATSAMW25 SoC-u koji se sastoji iz tri dela. Prvi je SAMD21 Cortex M0+ i u pitanju je 32-bitni ARM MCU. Pod limenom haubom je još WINC1500 low power Wi-Fi čip koji je u stanju da ostvari bežičnu komunikaciju po IEEE 802.11b/g/n standardu na 2,4 gigaherca preko štampane antene na samom modulu. Na kraju, tu je još i CryptoAuthentication ECC508 čip zadužen za enkripciju podataka. SoC na raspolaganju ima 256 kilobajta fleš memorije, dok je SRAM 32 kilobajta. EEPROM memorija ovde nije našla svoje mesto. Vidimo da MKR1000 ima osetno više memorije od, recimo UNA, ali isto tako osetno manje od jednog NodeMCU. Klok je postavljen na 48 megaherca. Iz ovoga vidimo da specifikacije nisu ni blizu jednom ESP32 (ili ESP8266), osim čipa zaduženog za enkripciju.

MKR1000 je malo veća ploča u poređenju sa Dev Kitovima o kojima smo pričali, i to uglavnom zbog svoje dužine od 61,5 milimetar. Širina ploče je 25 milimetara. Pola središnjeg dela ploče između hedera je zauzeo modul sa SoC-om. Na drugoj polovini imamo mikro USB port, preko koga se ploča može napajati, a preko koga ujedno prebacujemo skeč. Tu je i JST konektor preko koga se MKR može priključiti na litijum-polimersku (LiPo) bateriju, s tim da treba imati u vidu da je ovde u pitanju dvopinski JST 2.0 PH. Jeftine LiPo baterije koje se mogu naći kod istočnih trgovaca uglavnom imaju dvopinski JST, ali 2,54 XH. Do JST priključka su i dve LED, ON i CHG, gde će prva sijati dok je ploča upaljena, a druga kada se priključena baterija puni. Tu je i treća LED sa oznakom „L”, a u pitanju je built-in LED koja je povezana sa pinom „6”. Na ploči ćemo još pomenuti reset taster koji je kod novijih verzija ispupčen, ali i dalje ga je zbog svoje veličine teško pritisnuti prstom. Na sredini ploče se nalazi dvoredi 10-pinski heder za JTAG programator.

Ploča radi na 3,3 volta i treba napomenuti da svi logički IO pinovi nisu tolerantni na više od toga. MKR se može napajati na nekoliko načina. Prvi je mikro USB port preko koga ploča dobija pet volti. Ploča može da radi i na LiPo bateriji, s tim da ona treba da ima napon od 3,7 volta i kapacitet od minimalno 700 mAh. Manje ćelije mogu u krajnjoj liniji da eksplodiraju, a većima je samo potrebno više vremena da se napune. Priključena baterija će se automatski puniti ukoliko se ploča napaja preko USB porta naponom od 4,2 volta i 350 miliampera. Čip zadužen za punjenje ima vreme punjenja od četiri sata, a nakon toga ide na „spavanje”. „VIN” pin je input pin i preko njega se ploča može napajati naponima od pet do šest volti. Za napajanje se može koristiti i „5V” pin sa regulisanim naponom od pet volti. Pinout MKR ploča je drugačiji nego kao kod standardnih Arduino ploča (Uno, Mega, Due). Levi red hedera kreće od „AREF”, a za njim ide sedam analognih pinova od kojih je prvi („A0”) ujedno i 10-bitni DAC. Analogni pinovi imaju rezolucije osam, deset i 12 bita. Dalje se nadovezuje prvih šest digitalnih pinova, a ostalih devet nalaze se sa desne strane. „PWM” funkciju ima deset digitalnih i dva analogna pina. Posle njih idu „RESET”, „GND”, „VCC”, „VIN” i „5V”. Naponska sekcija je takođe malo drugačija nego kod standardnih Arduino ploča. Imamo „5V” izlaz, ali samo kada se ploča napaja preko USB porta ili preko „VIN” pina. Preko ovog pina se ne sme napajati MKR. „VCC” ima izlazni napon od 3,3 volta, bez obzira na napajanje ploče. Standardno, tu su po jedan „UART”, „SPI” I „I2C”. Maksimalno opterećenje po pinu je sedam miliampera.

U okviru IDE-a AVR ploče su već instalirane. Sa druge strane ARM, ili u ovom slučaju SAMD ploče treba dodati u okviru Boards menadžera. Biramo Arduino SAMD Boards i instaliramo poslednju verziju. Za Wi-Fi je potrebno dodati i wifi101 biblioteku koju dodajemo u okviru Manage Libraries. Probali smo nekoliko primera u okviru biblioteke i uspešno smo skenirali dostupne lokalne mreže i povezivali se na neku od njih. MKR je sa lakoćom bio i server i klijent. Recimo, posebno zanimljiv je primer SimpleWebServerWiFi gde se preko IP adrese u okviru lokalne mreže može uključiti ugrađena LED na pinu „6”.

Prilikom poručivanja smo naišli na apsurd što se tiče poštarine. Naime, ploča koju smo uzeli je nabavljena preko sajta firme SparkFun i došla je iz Amerike, sa vrlo simboličnom poštarinom i za rekordno vreme. Za istu tu ploču poštarina u zvaničnoj Arduino prodavnici ide i do tri puta više. Ukoliko se odlučite za neku ovakvu ploču, naš savet vam je da pogledate na više mesta.

Da li se isplati uzeti ovu ploču? ESP32, a posebno ESP8266, koštaju mnogo manje, a imaju mnogo više juicea. Particle Photon je skoro duplo jeftiniji, a predstavlja vrlo dobro rešenje. Čak je i SparkFunov Thing jeftiniji i od Čestice. Jedini ozbiljniji plus je što iza MKR1000 stoji arduino.cc. MKR ploče su odlično dokumentovane, već su neko vreme tu, i imaju realnu primenu, a o kvalitetu izrade da i ne govorimo. Vreme će pokazati kako će se izboriti sa ESP pločama. Jedini realan pomak se može očekivati sa pojavom klonova.

Dejan PETROVIĆ