D. PETROVIĆ

1. oktobar 2023.

Pre izvesnog vremena se na tržištu pojavio punokrvni naslednik Arduino Uno R3 razvojne ploče, ploče koju svi znamo, volimo i koje zovemo prosto - Uno. Prethodne revizije su donosile određena poboljšanja, ali jedno je sigurno: tovarno magare je bio i ostao ATmega328p, uz sve svoje prednosti, ali i ne tako male mane. Novi Uno raskida sa ovim mikrokontrolerom, šta više, raskida sa Atmelom/Mikročipom uopšte. Na poslednjoj reviziji Una se nalazi RA4M1, mikrokontroler iz Renesasa. Puna oznaka mu je R7FA4M1AB3CFM#AAO.

Dosadašnji Uno se uglavnom razlikovao po verziji mikrokontrolera na sebi, to jest, da li je primerak sa DIP, ili TQFP, gde su ovi poslednji uglavnom kineski klonovi. Ruku na srce, Arduino određeni deo planetarne popularnosti svakako mora da zahvali kineskim štanc-majstorima koji su neverovatno pristupačnom cenom učinili Uno dostupnim svima. Podsećamo vas da je samo poštarina od Italije do nas višestruko veća od poštarine za istu ploču koju smo nabavili u Americi. A neko je tu ploču prvo prevezao iz Italije do Amerike. Tek, Minima je tu pred nama.

Minima, kako je dodatni naziv ove Uno ploče da bi se jasnije odvojila od standardnog Una, nosi u potpunosti identičan format standardnom Unu. To se odnosi na poziciju tastera za ponovno pokretanje ploče, DC priključak strujnog adaptera, ICSP izvoda, kao i samih dimenzija ploče. Prvo što se može primetiti jeste da je Arduino izostavio USB-B priključak te prešao na USB-C. Prednosti postoje, ali nekako USB-C na Unu deluje kao „bogohuljenje”. Ovo nije prvi put da neki Uno ne nosi USB-B, viđali smo ranije klonove sa mikro-USB. Primećujemo, takođe, da nedostaje UART most. Renesas na Minimi ima direktnu komunikaciju sa računarom preko USB-a.

Renesas R7FA4M1AB3CFM smo imali prilike uživo da vidimo samo na MikroElektronikinoj RA4M1 Clicker ploči. Preturajući po mreži, koliko vidimo ovaj MCU nosi još samo zvanična Renesas razvojna ploča. Otkud Renesas mikrokontroler na Unu? Pa, možda zato što je Renesas prošlog leta ubrizgao Arduinu jednu pozamašnu finansijsku injekciju koja broji sedam nula američkih zelembaća. „Dogovor” je da Arduino dobije pristup Renesasovom „sledećem nivou” tehnologije, i to ne samo što se tiče MCU, već kompletnog proizvodnog programa. Zauzvrat, Arduino je trebao da stavi „beskonačne plus i minus” na razvojne ploče sa Renesas mikrokontrolerima. I... rodio se Uno R4.

Pa da vidimo šta smo dobili sa Renesas na Minimi.

RA4M1 je 14-bitni ARM Cortex-M4 mikrokontroler koji radi na pet volti i ima radni takt na 48 megaherca. Na raspolaganju su mu 32 kilobajta SRAM-a, 256 kilobajta fleš memorije i osam kilobajta EEPROM-a. Sam čip dolazi u LQFP pakovanju sa 64 izvoda. Preko njih na raspolaganju su nam 4×SCI (UART, simple SPI, simple I2C, SPI/I2C multimaster), 1×CAN, 14 analognih izvoda, 1×DAC 12-bit, 2× DAC 8-bit... Uno format, naravno, kao standard donosi samo 14 digitalnih IO, i šest 14-bitnih analognih izvoda. Od 14 digitalnih izvoda, na šest je moguć PWM. Takođe, na raspolaganju su nam na svojim standardnim mestima UART, SPI, I2C. Kao dodatak tu je CAN za koji je, naravno, potreban dodatni transiver. Nabrojaćemo još direktnu podršku za USB 2.0, HID, izvode osetljive na dodir, operacioni pojačivač (OP-AMP) i drugo. Postoji veći broj nepopunjenih mesta, a predviđenih za određene komponente, a navešćemo mesta predviđena za dva otpornika u pull-up za I2C linije, što može biti od koristi, mada je bolje što su mesta nepopunjena.

Izvodi su poređani u četiri niza, jasno razdvojeni prema nameni. ICSP je na svom mestu, a s obzirom da govorimo o ARM mikrokontroleru, SWD izvodi su razumljivi. LED RX, TX, L i ON su na svojim standardnim mestima, uz istu namenu. Zanimljivo je i da je naponska sekcija pretrpela promene. I dalje Uno može da se napaja preko USB priključka, preko 5V izvoda, DC priključka ili VIN izvoda. Za regulaciju napona na pet volti zadužen je ISL854102FRZ (1,2 ampera), sinhroni spuštač napona iz, pogađate, Renesasa. Ovaj spuštač napona prema tehničkoj dokumentaciji može da za ulazni napon koristi i do 40 volti, mada Arduino precizira da se preko VIN izvoda ili DC priključka ne povezuje napon van opsega od šest do 24 volta. Renesas je sposoban da preko svojih IO izvoda pruži do osam milimapera struje. Zanimljivo je da 3,3 volta ne dolazi sa naponskog regulatora, već sa samog mikrokontrolera, te ovde ne treba očekivati veliku struju. Iako je ovo petovoltni MCU, može da radi i na 3,3-voltnoj naponskoj logici. Ako pogledamo grupe izvoda na R3 Unu i ovde na R4, vidimo da je do sada nekorišćeni izvod iznad IOREF-a sada dobio ulogu, kao BOOT izvod. Ovo je izvod koji određuje režim rada, single-chip ili SCI/USB boot režim. Inače, u boot režim rada može da se uđe i brzim pritiskom dva puta na ’reset’ taster prilikom povezivanja sa računarom.

Poterali smo nekoliko standardnih primera iz Arduino razvojnog okruženja i sve je teklo glatko i brzo, pa čak i proces spuštanja korisničkog programa na mikrokontroler. Naš primer za računanje 10000 puta broja Pi je pokazao vreme od samo 52 milisekunde, što je neverovatno. Standardni Uno sa ATmega328p ovo izvrši za nekih sedam sekundi. Analogna očitavanja se mogu vršiti u 14-bitnoj rezoluciji, ali i u 12-bitnoj prostim dodavanjem parametra u setup funkciji. CAN (Controller Area Network) je interfejs koji se u najvećoj meri koristi u vozilima gde uređaji između sebe komuniciraju i dele neophodne podatke. Pored CAN interfejsa, koje ovaj mikrokontroler poseduje, potreban je i neki CAN transiver. O CAN-u nekom drugom prilikom. Minimin mikrokontroler poseduje i RTC kome se lako može pristupiti. Na žalost, VBATT izvod koji bi trebalo da čuva vreme nije izveden ka nekoj eventualnoj bateriji, čak nije ni razdvojen od drugih naponskih linija. DAC može da bude odličan izbor tamo gde PWM nema smisla, recimo kod audio-projekata. Uz par linija, preko ovog izvoda na osciloskopu može da se pojavi lepa sinusoida. HID je jako zanimljiv, a mogu da se emuliraju i miš i tastatura. Minimin RA4M1 preko SWD dozvoljava lov na bube, za šta je potrebno nabaviti, ni manje ni više, Segger J-Link adapter. Ovaj adapter u mini verziji smo pre par godina nabavili, za smešne pare. Sada se mini više ne proizvodi, a profi primerci premašuju cenu tri polovna Juga. Ipak, lepo je znati da je lov na bube moguć, iako smo tolike godine živeli s bubama da smo k’o rođeni. Mišljenja smo da će se moći živeti i bez Seggera.

Šta reći za R4? Može li se ova ploča nazvati Unom? Koliko je efektna ta osmocifrena finansijska injekcija koja je dovela do toga da Arduino preko noći zaboravi kome treba da duguje ime? Da li će ATmega328p polako krenuti da tone u bespuća zaborava? Koliko će problema početi polako da isplivava kod silnih biblioteka pisanih ipak za AVR arhitekturu? Pitanja je mnogo...

Arduino Minimu predstavlja kao ploču za entuzijaste, mejkere i slično. Jasno je da je cena vrlo, vrlo prihvatljiva, tako da ne sumnjamo da će Minima postati popularna. Tek, ako će ova ploča da se koristi za gotove projekte i kao takva ugrađuje je jedna stvar. Ako će da se koristi samo za razvoj, treba reći da sam MCU nije toliko dostupan svuda i za male pare, kao što je to slučaj sa ATmega328p kojeg ima i kod nas i svuda, u oba najčešća pakovanja. Sa Renesasom to nije slučaj. Tome još dodajemo i činjenicu da je na čipu velika gustina izvoda i da nije baš tako zgodan da se lemi u kućnoj radinosti, iako je, naravno to moguće.

RA4M1 je miljama daleko iznad ATmega328p i naprosto ne mogu da se porede. Možda je ispravnije Minimu porediti sa Due, pa čak i da se ovaj MCU našao na nasledniku Due, pre nego da Renesas giljotina padne na ubogu Atmeginu glavu. Tjah. Mi smo pod utiscima. Imamo odličnu razvojnu ploču koja radi savršeno i jako brzo. Nudi sve ono što prethodni Uno nije, i pri tom ima prihvatljivu cenu. Možda da su memorijski kapaciteti nešto veći. Samo, mišljenja smo da Uno nisu trebali dirati, pa taman da je Renesas dodao još jednu nulu. Za nas je ovo Minima. Uno se zna šta je.