D. PETROVIĆ

1. april 2024.

Arduino Nano ESP32 je prva ikad Arduino pločica zasnovana na ESP32 mikrokontroleru iz Espressifa! Ovo je prva rečenica iz tehničke dokumentacije Arduina za Nano ESP32 pločicu. Ako bismo rekli da ova konstatacija Arduina nije tačna, slagali bismo. Ako bismo rekli da je istinita, opet bismo slagali. Tačno je da je Nano ESP32 prva Arduinova razvojna pločica gde ESP32 može direktno da se programira kroz Arduino IDE. Ali je, isto tako, tačno da je još ranije predstavljen MKR 1010 koji nosi sličan u-blox modul, ali u varijanti koprocesora, dakle, programirao se indirektno kroz SAMD21. Jedno je sigurno, ekipa iz Arduino marketinga ne prati šta su sve predstavili ili naprosto koriste bombastične poluistinite rečenice u komercijalne svrhe.

No, da mi vidimo šta nam Nano ESP32 nudi. Pločicu imamo već neko vreme, ali nikako da stigne na red. Nabavili smo je iz Sparkfuna, što svakom preporučujemo, zbog poštarine i, uopšte, roka isporuke. Ispada da nam je Italija dalja od Amerike. Nano ESP32 je razvojna pločica koja prati otisak standardnog Arduino Nano koji je predstavljen pre „sto godina”. Iz naslova se vidi da se na pločici nalazi Espresifov ESP32 (S3) mikrokontroler. Za razliku od nekih drugih rešenja koja su proizašla iz Arduinove kuhinje, ovde je ESP32-S3 glavni i jedini mikrokontroler. ESP32-S3 dolazi u formi malenog modula iz u-blox-a sa oznakom NORA-W106. O ESP32-S3 smo ranije pisali (SK 6/2022, i.sk.rs/31175), te se nećemo mnogo vraćati na njega. Reći ćemo samo da NORA-W106 koristi štampanu antenu kako bi omogućila pločici povezivanje sa Wi-Fi mrežom na 2,4 gigaherca (IEEE 802.11b/g/n), kao i putem Bluetootha 5.0 (LE). Dizajn antene je nalik onoj na novijim Raspberry Pi računarima. ESP32-S3 je dvojezgarni MCU koji kuca na 240 megaherca i dolazi sa 16 megabajta fleš i 512 kilobajta RAM memorije. Arduino je, pride, dodao još i 16 megabajta fleša, da se nađe.

Kao i druge razvojne pločice Nano formata, i ova prati referentni dizajn, što se odnosi i na dva niza izvoda koji su u potpunosti kompatibilni sa starim Arduino Nano. Jedina razlika su AREF i jedan od RST izvoda koji su ovde zamenjeni sa BOOT0 i BOOT1 (B0, B1). Ukupno nam je na raspolaganju 14 GPIO, preko kojih imamo 8x ADC, PWM na svim GPIO, interrupt, 2x UART, I2C, 2x SPI i drugo. U zavisnosti od konfiguracije, Nano ESP32 je u stanju da na GPIO isporuči do 40 miliampera struje. Oznake su čitko ispisane sa obe strane, a naponska logika je 3,3 volta. Na pločici još primećujemo dve odvojene lampice, jednu koja svetli kada pločica ima napajanje i drugu na izvodu 13. Tu su još i taster za ponovno pokretanje pločice i RGB lampica povezana sa izvodima GPIO46, 45 i 0. Brzim dvostrukim pritiskom tastera ulazi se u režim bootloader. Pločica može da se napaja preko VIN (6-21 volt), VBUS (pet volti) ili USB-C. USB-C je ujedno i jedina veza pločice sa računarom. Napominjemo da na pločici ne postoji UART most, već je veza preko USB OtG. Za razliku od originalnog Nano, ovaj Nano dolazi sa sečenim otvorima, kao i izvodima u vidu polja sa donje strane, što omogućava da se pločica zalemi direktno na matičnu ploču razrađenog projekta.

Arduino preporučuje Arduino razvojna okruženja (IDE, CLI, IoT Cloud, Web Editor), te MicroPython. Za Arduino IDE potrebno je dodati podršku preko Boards menadžera, kucanjem ključne reči Nano ESP32. Podrška će dodati samo ovu ploču; prema Arduinu, drugih zvaničnih ESP32 Arduino pločica nema. Izvorna podrška za ESP32 u Arduino IDE, između sile drugih, ima i podršku za ovu pločicu, tako da je na vama šta ćete da odaberete. Postoje dva načina adresiranja izvodima mikrokontrolera: Arduino pin i GPIO. Odabir se vrši u samom IDE, pod Pin Numbering. Arduino adresiranje je ujedno i ono obeleženo na PCB. GPIO adresiranje zapravo se odnosi na oznake izvoda na samom ESP32-S3 i Arduino ovaj način naziva Legacy. Recimo, D2 je, zapravo, GPIO5, a D5 je GPIO8. Ovo je nešto nalik na konfuziju kakvu smo imali sa NodeMCU. Da konfuzija bude veća, RGB lampica je u dokumentaciji označena prema GPIO, a ne prema Arduinovom mapiranju. U Arduinovom mapiranju, zeleni deo (GPIO45) u RGB ni nema svoju oznaku. RGB lampicu adresiramo samo sa LED_RED, LED_GREEN i LED_BLUE. Dostupna je puna podrška za HID, a miša ili tastaturu možemo da emuliramo sa Mouse.move() i Keyboard.press() funkcijama, za šta postoje primeri. Opcija debugging je rezervisana samo za Arduino IDE 2.x, a korisnički program mora prethodno da se optimizuje. ESP-NOW je, naravno, podržan, a u pitanju je svojevrsna Mesh mreža.

Isprobali smo primere koji dolaze uz pločicu, naravno, bez problema. Svako ko se makar jednom pozabavio sa bilo kojim Espressifovim mikrokontrolerom, znaće šta ovde može da očekuje. Nano ESP32 je u suštini čist ESP32-S3 DevKit i može da se koristi kao takav. Smatramo da je Arduino sa ovom pločicom naprosto popunio rupu koja postoji jako dugo vremena. Neverovatno koliko dugo se rukovodstvo Arduina pravilo slepo na toliki broj razvojnih pločica zasnovanih na Espressifovim MCU-ima i koje svoju primenu i popularnost, gle čuda, duguju velikim delom i Arduinovom razvojnom okruženju. Da li je i koliko zakasnilo, pokazaće vreme.

Arduino je širom otvorio vrata i MicroPythonu, pa, čak, postoji i odlična dokumentacija na zvaničnim Arduino stranicama, u meri da postoji Arduino Lab for MicroPython razvojno okruženje, koje dosta podseća na Mu editor. Čak se može preuzeti MicroPython Installer koji direktno instalira prevodioca na pločicu jednim klikom. Prevodilac je dostupan na MicroPython stranicama, te za njegovo instaliranje može da se koristi i ESPTool. Naravno, mogu da se koriste i drugi editori, kao što su Thonny i OpenMV. Kod Arduino MicroPythona imamo konfrontaciju Arduino mapiranja i GPIO (ESP32) mapiranja. Naime, ovde može da se koristi samo GPIO mapiranje. Takođe, malo je konfuzno snimanje MicroPython programa na ESP32. Po prvom pokretanju softvera, dobijamo otvoren list u kom pišemo program. Sa Arduino pločicom se povezujemo preko ikonice Connect. Program možemo da izvršimo sa Run, a zaustavimo sa Stop. Međutim, ikonica Save je siva. Da bi se program upisao na Nano ESP32, potrebno je kliknuti na ikonicu Files koja u donjem delu otvara menadžer fajlova. Tu možemo da otvorimo postojeći PY fajl ili da kreiramo novi. Program pisan u Pythonu, koji će se izvršavati stalno, mora da bude nazvan boot.py. Na Arduino DOCS stranicama za MicroPython postoji pregršt primera, pa, čak, i za povezivanje raznih modula, kao što su OLED ekran i DHT11 senzor.

Osim navedenih načina, Arduino Nano ESP32 može da se programira uz pomoć CircuitPythona, ali i pomoću Arduino Cloud platforme. Nema sumnje da je sve odlično dokumentovano, a ništa manje ni ne očekujemo. Dopao nam se Arduinov izlet u svet Zmija, kao i kompletno novo okruženje. Iako je još uvek sve u razvojnoj fazi, već sada sve to funkcioniše bez greške. Nadamo se da će editor u nekoj od narednih verzija dozvoliti rad i sa drugim razvojnim pločama, kao što je to slučaj sa Arduino IDE. Ostaje nepotrebno mešanje mapiranja. Podsećamo, izvodi na mikrokontroleru Una (ATmega328p) takođe imaju svoje oznake koje se ne koriste, ne pominju, i ne prave probleme. Nema niti jednog razloga zašto je Arduino odlučio da zadrži ESP32 nazive izvoda i da ih koristi u softveru.

GALERIJA