D. PETROVIĆ

1. oktobar 2022.

Ko je pažljivije slušao, prilikom našeg prelistavanja septembarskog broja na „Jutjubu” smo provukli i najavu Nucleo 32 ploče za ovaj broj. STMicroelectronics, pored Nucleo 144 i Nucleo 64, o kojima smo već pisali tokom prethodnih meseci, u prodaji ima i Nucleo 32, razvojnu pločicu koja je sasvim dovoljna da završi u nekom projektu. Ovako kako stoji.

Nucleo 32 je pločica koja u stopu prati format Arduino Nano pločice. Dimenzije Nuclea 32 ipak su neznatno drugačije. Nucleo 32 je „za tri pina” duža pločica, a širina je ista. Ako izuzmemo veličinu, bela pločica sa plavim silkskrinom ne odstupa dizajnom od starije braće, barem što se vizuelnog dizajna tiče. Sa donje strane je kompletan ST-LINK V2 programator/debager koji se zasniva na istom onom STM32F103 koji smo zatekli na većim Nucleo pločama, kao i na Blue Pill. Razlika je u tome što ovde programatorski deo pločice ne može da se odvoji. Nucleo sa računarom komunicira preko mikro-USB priključka, što se oštro kosi sa Arduino Nano; tamo je mini-USB. Čak je i položaj samog USB-a na suprotnoj strani u odnosu na Arduino Nano. Do USB-a je nepopunjen petopinski ST-Link SWD kojim se flešuje sam programator. Dok smo na donjoj strani, reći ćemo i da je ovde kompletna naponska sekcija zasnovana na LDO naponskom regulatoru. Tu se nalazi i jedan mali, 1,27 milimetarski header IDD. Kao i kod veće braće, ovaj header se koristi radi merenja potrošnje struje. Na pinove sa uklonjenim džamperom se poveže unimer, a zamerku upućujemo na račun odabira mesta ovom headeru, kao i na pitch (razmak pinova). Vrlo je nezgodno držati sonde unimera na headeru, pogotovo ako Nucleo koristimo sa nekim „šildom”. Sa donje strane postoji veći broj sitnih džampera za razne opcije same ploče. Na ovaj koncept smo navikli radeći sa većim Nucleo modelima, gde ih ima i više. Preko ovih džampera ostavljeno je kao opcija povezivanja nekih od GPIO sa GND ili VDD, shodno potrebi, a i sama ugrađena LED može da se isključi. Ovo je jako zgodno ako se radi na projektu sa akcentom na malu potrošnju. U ovoj korelaciji i IDD header dolazi do izražaja.

Sa gornje strane se nalazi mikrokontroler STM32F303K8T6 iz STMicroelectronicsa. Iz oznake saznajemo da je u pitanju ARM Cortex M4. Ovaj 32-bitni mikrokontroler sa FPU kuca na maksimalnih 72 megaherca, uz 12 kilobajta SRAM-a. Ostatak oznake govori da čip na raspolaganju ima 64 kilobajta fleš memorije. Dalje su oznake koje govore o pakovanju čipa i radnim temperaturnim opsezima. LQFP pakovanje dolazi sa 32 pina („K” u oznaci). Od ova 32 pina, na raspolaganju je 10 uobičajenih IO i 15 tolerantnih na petovoltnu naponsku logiku. Kao i drugi STM32, tako i ovaj radi na nižim naponima (2,0-3,6 volti). Od ovih ukupno 25 GPIO, PWM je omogućen na čak 20. Ako govorimo o interfejsima, tu je jedan SPI, dva I2C i jedan CAN. Postoje i veća pakovanja STM32F303 koja donose više fleša, više GPIO i više interfejsa. Što se tiče analognog sveta, STM32F303 ima dva 12-bitna ADC koji mogu da se koriste na nekom od devet kanala. Čak 14 GPIO može da se koristi kao kapacitivni senzor. Tu su još sedam DMA kanala, tri 12-bitna DAC-a, dva ultrabrza analogna komparatora i jedan operacioni pojačivač. Za jedan mali čip - poprilično mogućnosti.

Nucleo 32 sa gornje strane donosi i nekoliko LED. Crvena LED svetli kada se Nucleo napaja strujom. Trobojna LED ukazuje na komunikaciju preko USB-a i nalazi se tik do priključka. Korisnička LED je na pinu D13 (naravno). Između Power i korisničke LED nalazi se taster ’Reset’. Rekosmo da je USB priključak u odnosu na pinout headera, ako gledamo Arduino Nano, na suprotnoj strani. Ovu činjenicu treba imati u vidu prilikom korišćenja ploča za proširivanje. Pinout je, inače, pin-to-pin kompatibilan sa Nano. Oznake pinova sa gornje strane su čitljive koliko mogu biti, jer su prilično sitne zbog prostora. Ono što je svakako zanimljivo jesu prolazni muški headeri, u maniru većih Nucleo. Donji deo headera može da se koristi sa klasičnim ženskim headerima ili prototipskom pločom. Gornji je niži i uglavnom može da se koristi sa džamperima. Jedan takav dolazi sa Nucleo 32, gde su spojeni D2 i GND. Inače, na Nucleo su interfejsi izvedeni tako da prate Nano. To znači da je SPI na D10-13, I2C na A4-5 i UART na D0-1.

Nucleo 32 može da se napaja preko USB-a, zatim, preko VIN (7-12V), regulisanim naponima preko +5V pina i, interesantno, preko +3V3 pina. VIN pin ima limit od maksimalnih 800 miliampera struje. Ako će se napajati regulisanim naponima preko +5V ili +3V3, tada se ST-Link neće napajati. Za ovaj potonji trebalo bi odvojiti džampere SB14 i SB9, to jest, LDO output i ST-Link reset.

I ovaj Nucleo 32 ima tri podržana USB interfejsa, virtuelni COM port, Mass Storage i port za debagovanje. STMicroelectronics i za Nucleo 32 predlaže programiranje, koristeći neki od IAR, Keil, GCC-based IDEs i slično. Arduino se ne pominje, sem u meri da se može koristiti sa Arduino „šildovima”. Isti slučaj je bio i sa većim Nucleo, što ne znači da ne možemo da koristimo Arduino IDE. Postupak dodavanja podrške STM32 u Arduino IDE smo više puta opisivali. Konkretni Nucleo u Arduino IDE za Boards biramo Nucleo 32. Pod Board part number biramo Nucleo F303k, dok ostalo ostaje kako jeste. Upload Method treba da bude Mass Storage.

Spuštanje korisničkog programa je proteklo bez ikakvih problema. Izvorni serijski interfejs preko USB priključka na ovom Nucleo ne funkcioniše, jer je on vezan za programator. Probali smo da se poigramo sa postavkama USART i USB podrške prilikom odabira pod Boards, ali bez uspeha. Serijski interfejs zato savršeno funkcioniše preko nekog UART adaptera, a preko D0-1, to jest, RX i TX pinova. Isto važi i za senzore i slično koji koriste ovaj interfejs. Napomenućemo da STM32 podrška za Nucleo ploče u okviru Arduino IDE ne pokriva ceo asortiman, bez obzira na format. Mnoge Nucleo ploče nemaju direktnu podršku, neke imaju u formi Generic MCU. Iz tog razloga ako je Arduino IDE izbor, pre kupovine Nucleo ploča trebalo bi prečešljati koja uopšte ima dostupnu podršku. To se može videti i u samom IDE, ali i na GitHub stranicama STM32Duino.

Što se tiče MicroPython i CircuitPython jezika, za ovaj Nucleo podrška ne postoji. I inače je podrška mlaka za Nucleo uopšte. Recimo, CircuitPython je dostupan za samo tri ploče, i sve tri Nucleo 144. MicroPython je nešto bolji, ali što se tiče Nucleo 32, tu je tek za jednu.

Cena za Nucleo 32 je koji cent preko deset američkih zelembaća u zvaničnoj STMicroelectronics prodavnici. Cena za Arduino Nano je preko 21 dolar u isto tako zvaničnoj Arduino prodavnici. Kopije ovaj put ostavljamo po strani. S jedne strane imamo ARM, a sa druge AVR. Smatramo da ne treba da polemišemo koliko je Nucleo bolji izbor, koliko brži, sa više interfejsa i drugo. Ako govorimo o Arduino IDE, podrška je vrlo dobra, da ne kažemo odlična. Naravno, sa Nucleo nismo osuđeni samo na Arduino IDE. STM32CubeIDE, razumljivo, ima izvornu podršku za STM mikrokontrolere. Ovo razvojno okruženje je malo kompleksnije, ali i bolje u odnosu na Arduino IDE.