D. PETROVIĆ

1. decembar 2023.

Mikrokontroler ESP32 je sa modulima Wroom i Wrover napravio ogromnu odskočnu dasku za Espressif. To je mikrokontroler koji je zajednici doneo i Wi-Fi i Bluetooth „za male pare”, mikrokontroler koji naprosto nema konkurenciju. Ili, možda, ima?

Ako konkurencija nije sposobna da parira Espressifu, možda je on sposoban da parira sam sebi? Šalu na stranu, Espressif je ranije najavio, u međuvremenu najavu ispunio, a sada na stolu imamo ESP32 C6, mikrokontroler koji u jednom malom komadu silicijuma donosi brdo mogućnosti za povezivanje. Podsećamo vas da smo već ranije pisali o starijoj braći C6, C3 (SK 1/2022, i.sk.rs/30608), S2 (SK 10/2021, i.sk.rs/30121) i S3 (SK 6/2022, i.sk.rs/31175).

C6 se, zapravo, sastoji iz dva mikrokontrolera, a tretira se kao jednojezgarni. Prvi je 32-bitni RISC-V procesor visokih performansi, sa radnim taktom do 160 megaherca, dok je drugi, takođe, 32-bitni RISC-V, ali ovaj put iz segmenta niske potrošnje sa radnim taktom do 20 megaherca. Čip dolazi i sa 320 kilobajta ROM-a i 512 kilobajta SRAM-a i može da radi sa eksternim flešom. Razvojna pločica koju vam ovom prilikom predstavljamo dolazi sa ESP32-C6-MINI-1 modulom koji ima dodatnih četiri megabajta fleša. Mikrokontroler je „napucan” funkcijama, kao što su UART, SPI, I2C, I2S, RMT, pulse counter, LED PWM, USB Serial/JTAG, GDMA, TWAI i drugo.

ESP32 C6 je Espressifov prvi mikrokontroler koji radi po Wi-Fi 6 standardu. Pritom, C6, zapravo, nije sposoban da se poveže sa mrežom u frekventnom opsegu od pet gigaherca, već samo na 2,4 gigaherca, uz brzinu protoka podataka do 150 megabita u sekundi. Ipak, podržava mnoge Wi-Fi 6 mehanizme, kao što su OFDMA, MU MIMO, TWT i drugo. Target Wake Time (TWT) može da omogući ESP32 C6 uređaju da radi na baterije godinama, a da pri tome svo vreme bude povezan sa lokalnom mrežom. Bluetooth 5 (LE) je zadržan sa prethodnih naslednika punokrvnog ESP32. Plavi zub je sposoban da podatke prenosi brzinama do dva megabita u sekundi. Na prvi pogled, deluje da je C6 obična nadogradnja C3, no, nije baš tako.

ESP32 C6 dolazi sa podrškom za IEEE 802.15.4 protokol, što će reći, C6 podržava Thread 1.3 i Zigbee 3.0 standarde. Ovo je već veliki iskorak za Espressif. Na modulu se nalazi samo jedna štampana antena, te je jasno da C6 ne može koristiti sve odjednom. C6 za ovaj (za Espressif novi) protokol koristi OQPSK PHY modulaciju na 2,4 gigaherca, uz protok podataka do 250 kilobita u sekundi. Osim toga, podrška za Wi-Fi, Bluetooth i IEEE 802.15.4 omogućava korisnicima da izgrade Matter Wi-Fi end-point i Thread end-point uređaje. Ovo omogućava povezivanje sa pametnim kućnim uređajima drugih proizvođača. Uz dodatni Espressif SoC, može da se napravi Matter Gateway, Thread Border ruter ili Zigbee Matter most. Što se tiče bezbednosnih mehanizama, C6 dolazi sa RSA-3072 secure bootom, AES-128/256 XTS fleš enkripcijom, digitalnim potpisom i drugim.

Na DevKitM 1 se nalazi ESP32-C6-Mini-1(U) modul sa četiri megabajta SPI fleš memorije. Razvojna pločica iz naslova je manjih dimenzija, sa dva USB-C priključka, UART i USB. UART pruža komunikaciju sa računarom preko CP2102N mosta, dok USB ide direktno. Tu su dva tastera, ’reset’ i ’boot’, sa standardnim funkcijama. Neopixel lampica je vezana za GPIO8. Interesantan je spojeni izvod sa gornje strane, obeležen sa ESP_3V3. Ovaj izvod može da se koristi za merenje potrošnje struje. Dva niza od po 15 izvoda sadrže kompletan dostupan broj izvoda sa samog modula. Oznake su jako sitne, ispisane sa obe strane, i zaista bi mogle biti malo veće.

Razvojnu pločicu iz naslova imamo već neko vreme, međutim, čekali smo da se pojavi kakva-takva podrška van ESP-IDF. Svakako ćemo proći i ESP-IDF nekom prilikom, ali smatramo da je Arduino okruženje najzastupljenije, a za njim i jezici Zmija. Pre izvesnog vremena je podrška za ESP32 C6 postala dostupna i za C/C++ i Python, te ćemo vam pojasniti šta možete očekivati.

Za Arduino IDE trenutno je dostupna 3.0.0-alpha2 verzija. I dalje nije u pitanju prva zvanična stabilna verzija, ali je svakako verzija s kojom može da se radi. U njoj se dobija podrška za ESP32 C6, ali i H2. Ukoliko već imate instalirane ESP32 ploče, dovoljno je da paket podrške nadogradite. Probali smo veći broj primera. Jasno je da ne treba očekivati probleme u radu sa lampicama, GPIO i slično. Međutim, malo nas je začudilo što ugrađeni Neopixel na ploči ne radi, bez obzira na to da li koristili Adafruit Neopixel biblioteku ili FastLED. Postoji primer RMTWriteNeoPixel, kao sastavni deo ovog paketa koji radi, ali funkcije nisu ni nalik onima iz gorepomenutih biblioteka. Problem pravi IDF 5.1 koji je doneo mnogo toga, ali će mnoge biblioteke morati da se prepravljaju.

Probali smo Wi-Fi i Bluetooth primere i nismo imali problema. Wi-Fi skener primer je ostao slep za našu lokalnu mrežu na pet gigaherca, što je i za očekivati. Za sada jedini Wi-Fi modul sa kojim smo imali prilike da radimo i koji „vidi” pet gigaherca je BW16 (SK 07/2022, i.sk.rs/31261). Nažalost, ono najbitnije, 802.15.4 protokol nije podržan. To se odnosi i na Thread i Zigbee. Prema momcima koji stoje iza Arduino podrške na GitHubu, podrške sigurno neće biti u zvaničnoj verziji 3.0.0, a ka’ će, ne znamo. Zapravo, Zigbee bi još i mogao da se pojavi u primerima u bližoj budućnosti. Interesantno je i da se ova zvanična Espressifova pločica prijavljuje kao ESP32H2 Dev Module, ukoliko se poveže preko USB priključka. Razlog tome je što i C6 i H2 imaju iste PID VID, što je jako čudno. Takođe, I2C skener nam nije video nijedan I2C uređaj, a probali smo više I2C pinova.

Pored Arduina, za programiranje može da se koristi i CircuitPython u verziji 9.0.0-alpha.2. Ova verzija CircuitPython prevodioca radi samo sa DevKitC-1-N8. Za MicroPython prevodilac za C6 trenutno ne postoji. Da biste programirali C6 koristeći Python, potrebno je da imate instaliranu poslednju verziju Pythona. Provešćemo vas kroz Microsoftove Prozore, iako ovaj prevodilac ne može da se koristi za našu pločicu. U Command Promptu se prvo proverava verzija Pythona sa

python --version

Nakon toga nije zgoreg nadograditi pip sa

python.exe -m pip install --upgrade pip

Na kraju pokrećemo instalaciju ESPTool alata sa

pip install esptool

Kada je sve instalirano bez problema, na red dolazi brisanje fleša na C6. Povezujemo pločicu sa računarom i sadržaj fleša brišemo komandom

esptool.py --chip esp32c6 erase_flash

CircuitPython preuzimamo za zvaničnih stranica i sa sledećom komandom upisujemo CircuitPython prevodioca na čip

esptool.py --chip esp32c6 --port COM15 --baud 460800 write_flash -z 0x0 E:adafruit-circuitpython-espressif_esp32c6_devkitc_1_n8-en_US-9.0.0-alpha.2.bin

Pritom, COM port ne mora biti ovaj, kao ni putanja i naziv fajla. Obratite pažnju na ove detalje. Isto tako, nije bitno koji od USB-C na pločici će da se koristi.

ESP32 C6 nije nov komad hardvera, ali njegova podrška je još u povoju. Pomaci postoje. Ipak, ono što nas najviše interesuje, to - ne radi. Nadamo se da će se trenutne poteškoće prevazići u nekom razumnom roku. Ono što nam je zapalo za oko jeste činjenica da nam ne gine veliki broj Zmijolikih prevodilaca za ovaj C6. Isto kao i za prethodnike, i ovde će biti veći broj verzija modula, prvenstveno što se tiče kapaciteta fleš memorije. To će dovesti do prave šume prevodilaca, gde će mnogi, kao i do sada, ostati zbunjeni što im ploča ne radi, kad su sve ispravno uradili. Ispravni koraci, neodgovarajuća verzija.