Dejan PETROVIĆ

1. jul 2020.

Sparkfun u ponudi ima module Artemis, izgledom vrlo slične ESP12, ali, ipak, primetno manje. Kao modul zasnovan na Cortex-M4F sa Bluetoothom, malom potrošnjom, brdom GPIO i ekstremno malim footprintom, vrlo je pogodan za ugradnju u razrađene projekte.

Ispod metalne zaštite je Ambiq Apollo3 mikrokontroler koji radi na 48 megaherca, uz 96 megaherca u burst režimu. MCU ima potrošnju od šest mikroampera po megahercu, pri 3,3 volta napajanja. Za napajanje samog MCU potreban je napon između 1,75 i 3,63 volta, za šta se stara unutrašnji naponski regulator. Mikrokontroler na raspolaganju ima jedan megabajt fleš memorije i 384 kilobajta RAM-a, pa čak i 16 kilobajta dvosmernog keša. Apollo3 „hobotnica” svoje pipke ima u vidu čak 48 GPIO. Od njih 48, svi imaju interrupt funkcije, a dok je njih čak 31 sposobno za PWM. Deset ADC ima 14-bitnu rezoluciju, uz 15 izabranih input kanala. Kada govorimo o interfejsima, tu je jedan SPI (2/4/8-bit), čak šest I2C/SPI mastera za perifernu komunikaciju i jedan I2C/SPI za slave host komunikaciju. Zatim, tu su dva UART modula sa 32 lokacije TX/RX FIFO. Ovi GPIO nisu tolerantni na više od 3,3 volta. Apollo3, takođe, dolazi i sa PDM za mono i stereo mikrofon, ali i I2S interfejsom za PDM audio. Za bežičnu komunikaciju je zadužena antena preko koje Bluetooth 5 vezom Artemis „razgovara” sa drugim uređajima. Antena, iako izuzetno mala, ima TX output do četiri dBm. Inače, antena je na 2,4 gigaherca i pojačanjem od dva dBi.

Artemis modul sve ove GPIO ima u vidu pad-ova sa donje strane, dovoljno velikim da se lako mogu ugraditi na štampane ploče. Ipak, treba imati u vidu činjenicu da se ovo u „kućnoj radinosti” može izvesti samo peglom, rernom ili ringlom; ili toplotnom duvaljkom, ali svakako ne lemilicom. Pločica dimenzija 15,5 puta 10,5 milimetara, sa tolikim brojem izvoda, naprosto ne može da ima i sečene otvore (castellated holes).

Iako su nam na raspolaganju i šporet i pegla, ali i duvaljka, mi smo ipak nabavili ovaj modul u formi razvojne ploče. Za testiranje i razvoj, to je ipak jedina smislena opcija. Artemis Nano pripada RedBoard seriji Sparkfunovih ploča. I kao razvojna ploča je izuzetno malih dimenzija, iste dužine, ali i 0,1 inč (2,54 milimetra) šira od Arduino Nano ploče. Širina je ta zbog toga što ovaj Nano svoj pinout ima u dva reda sa obe strane, što ga čini donekle nepodesnim za prototipske ploče. Ukoliko se zalemi unutrašnji red hedera, tada se može koristiti. Artemis Nano nije izveo sve GPIO koje Apollo3 nudi, pa tako na raspolaganju imamo samo 17 GPIO i svi su sposobni za interrupt i PWM. Dalje, tu su i osam ADC, četiri I2C, dva SPI, dva UART i PDM. Svi PTH imaju natpise sa obe strane ploče, a zanimljivo je da je spoljni red PTH hedera, zapravo, GND. Drugim rečima, svaki GPIO ima u paru i svoj GND. Ovo je rešenje koje u nekim situacijama može da bude od koristi, ali mi takvih ne možemo da se setimo.

Za napajanje, ploča automatski bira između nekoliko izvora, a VIN je prioritet gde možemo maksimalno dovesti šest volti. Za regulisanje napona zadužen je AP2112 koji je čest gost na sličnim pločama. Za napajanje ploče tu je i LiPo konektor. S obzirom na to da će se baterija puniti sa 500 miliampera, preporuka je da ona ne bude manja od 500 miliamper-časova. Za komunikaciju sa računarom i prebacivanje skeča, Sparkfun se odlučio za USB-C konektor, a odgovarajući data kabl dolazi pod „must”. Sva neophodna elektronika nalazi se sa donje strane ploče, pa tako i CH340E, koji u većim „C” i „G” verzijama često srećemo. Sparkfun je postavio USB-C u konfiguraciji sa dva 5,1K otpornika koji dozvoljavaju struju do pet volti i dva ampera, ali i bez ikakve zaštite strujnih kola. Inače, na ploči su PWR, CHG, RX, TX i 19 LED lampice poređane po sredini.

Za naprednije korisnike, Sparkfun je ostavio i JTAG heder gde treba dokupiti 2x5 muški heder i JTAG programator. Od zanimljivosti, pomenućemo PSWC (power switch) koji obavlja ono što mu i naziv kaže. Ako spojimo ova dva PTH (LOW), ploča će se isključiti. Sa strane je QWIIC konektor, što je I2C interfejs ovog proizvođača, nešto poput easyC kod E-Radionice. Ako nam zatreba GPIO, ali ne i I2C, ovde možemo iskoristiti D17 i D16, kao klasične GPIO. Tu se priča ne završava, jer Artemis Nano nudi i RTC i mikrofon. RTC je sa donje strane uz kristal na 32 kiloherca. Kao glavni „fičer„„ ploče, tu je prepoznavanje glasa putem MEMS, a otvor mikrofona jasno je naznačen na ploči.

Artemis ploče rade sa Ambiq HAL/SDK, ali i nama bližim Arduino IDE. Nakon instaliranih CH340 drajvera, Artemis ploča priključena na računar treba da se pojavi u Device Manageru. Artemis ploče u IDE dodajemo kao i ESP8266, tako što u Additional Board Manager URL polje dodamo JSON link, a koji je dostupan na Sparkfun stranicama. Upload ide na 921600 bita po sekundi, odnosno veoma brzo. Uz ploče dolaze i primeri vezani za interfejse i dodatke Artemisa. Ovde govorimo o većem broju primera, pa ih tako RTC ima čak tri, SPI i I2C po dva. Možda i najzanimljiviji primeri vezani su za PDM i mikrofon, a output frekvencije koji smo mi dobili možete videti na slici. Probali smo i BLE_LED, primer gde se putem mobilne aplikacije nRf Connect pali i gasi built-in LED i možemo vam reći da radi savršeno. Sparkfun napominje da je domet i do sedamdeset metara.

Artemis Nano se može koristiti uz jedan od dva bootloadera, od kojih je Sparkfunov preporučen, ali se može koristiti i fabrički Ambiq. Ako zavirimo malo dublje u funkcije koje nude primeri, možemo videti razne nepoznate sa prefiksom am_hal_xxx(). Razlog tome je što Ambiq SDK sadrži razne funkcije koje su deo HAL-a (hardware abstraction layer). Sparkfunov Arduino Apollo3 je i napravljen oko HAL-a, što znači da se funkcije mogu pozvati direktno iz Arduino IDE.

Nismo se skoro ovako zabavljali prilikom testa neke nove razvojne ploče. Artemis je svakako odličan modul. Cena sa poštarinom samog modula je oko 13 dolara, dok je u formi dev kita to malo više. Smatramo da je cena fer, jer imamo brz modul, sa dosta GPIO i interfejsa, a tu su RTC, mikrofon i Bluetooth. Što se tiče brzine, na našem testu računanja broja Pi je postigao vreme od 53 milisekunde, što je jako dobro. Lemljenje modula može biti mali problem za neiskusne, ali tu su razvojne ploče, a osim ove, ploče dolaze u formi Una i Mege. Direktni takmac je naravno ESP32 koji je u nečemu bolji, u nečemu lošiji, ali cena mu je nepremostiva prednost.