D. PETROVIĆ

1. novembar 2024.

U pretprošlom izdanju, pisali smo o namenskim modulima Raspberry Pi SBC-a, namenjenim industriji. Tada smo rekli da je Compute Module 4 odlična zamisao i još bolje rešenje ako pravite veliki broj uređaja sa jasnom namenom. CM4 (ali i CM5) nije najpodesniji za kućnu radinost, usled višekontaktnog podnožja sa malim razmakom, jer je on težak za lemljenje. To nije mana, naprosto CM4 je namenjen za industriju. Ipak, kao što smo rekli, postoji Compute Module 4S, koji je nešto zgodniji za nas elektroničare u pokušaju. Osim CM4S, nabavili smo i jednu matičnu ploču, pa ćemo napisati koji red o čitavom sklopu.

Raspberry Pi Compute Module 4S

CM4S dolazi u SODIMM formatu, te ako izuzmemo SMD SODIMM priključak, PTH je dosta lakši za lemljenje. To je i razlog zašto mu dajemo prednost u odnosu na CM4. Međutim, kako će se pokazati, to mu je i jedina prednost. SODIMM kao RPi format je prvi put korišćen kod RPi 3 i RPi 3+ i mehanički je usaglašen sa DDR2 SODIMM formatom (JEDEC M0-224), ali ne i električno. CM4S je baziran na standardnom Raspberry Pi 4 Model B, o kome je već bilo reči (SK 5/2021, i.sk.rs/29542). RPi4 ima svoja ograničenja u smislu veličine i raspoloživih GPIO, kao i periferija, usled fizičkog formata Model B. CM4S kao format, ova ograničenja nema, a na vama je šta ćete od dostupnih GPIO i periferija preko SODIMM izvoda da iskoristite.

Dominantno mesto na CM4S zauzeo je BCM2711, četvorojezgarni 64-bitni procesor ARM Cortex-A72 sa radnim taktom od 1,5 gigaherca. O ovom procesoru smo već pisali, te možete da prelistate našu i vašu arhivu. Na našem modulu nalazi se još samo jedan čip: dva gigabajta RAM-a. Pored je nepopunjeno mesto, predviđeno za fleš memorijski čip. Compute Module 4S dolazi u velikom broju varijanti. Naš nosi oznaku CM4S02000, te dolazi osetno osakaćen u odnosu na neke druge varijante. Recimo, najslabiji CM4S ima gigabajt RAM-a i nema fleš, dok najjači ima osam gigabajta RAM-a i 32 gigabajta fleša. Cene se kreću od 25, pa do 75 dolara, tako da, u zavisnosti od projekta, može da se prođe dosta povoljno. Raspberry Pi fondacija se obavezala da CM4S bude u proizvodnji u narednih deset godina. Ovo treba imati na umu, jer CM5S ne postoji i vrlo je verovatno da SODIMM u narednim verzijama Modela B neće biti uziman u obzir.

Sve GPIO i periferije koje BCM2711 ima izvedene su na klavir kontakte. To podrazumeva jedan USB 2.0, 46 GPIO, SDIO (samo lite), HDMI 2.0 (4K @ 60 fps), 2-lane MIPI i 4-lane MIPI DSI kao interfejse ekrana, 2-lane MIPI CSI i 4-lane MIPI CSI za kamere, te jedan kompozitni TV izlaz. Ono što, nažalost, nema nijedan CM4S jeste bežični modul. U poređenju sa jednim CM4, ovo je veliki nedostatak koji može da se reši u sopstvenoj režiji, na matičnoj ploči, ali, voleli bismo kada bi Wi-Fi/BT kao modul postojao bar kao opcija u nekoj od čak 16 dostupnih varijanti. Sa donje strane nalaze se dva otpornika od 0 oma u formi mosta, uz pomoć kojih se bira I2C kanal. Postavljeni su na „0”, što znači na IO0 i IO1, a opcija „1” su IO44 i IO45 za SDA i SCL.

Compute Module PoE Board

Kao matičnu ploču za CM4S, nabavili smo Compute Module PoE Board iza koje, i ovaj put, stoji Waveshare. Ovaj proizvođač uz sve svoje ploče nudi i odličnu tehničku dokumentaciju, šeme i primere, te vam toplo preporučujemo da svoje projekte bazirate na nekim od njihovih rešenja. Ova matična ploča je malo većih dimenzija, zbog toga što je na nju stalo zaista dosta toga. Niz od 2×20 izvoda sa strane u potpunosti je usaglašen sa RPi, te može da se koristi neki od dostupnih HAT-ova. Svi izvodi imaju svoje oznake sa strana, što olakšava posao kod povezivanja senzora i modula kratkospojnicima. Na sredini je SODIMM slot, kakav se i inače sreće kod laptopa i memorija. Iznad se nalaze tri priključka za flet kabl: CAM0, CAM1 i DSIP0. Iznad su HDMI 2.0 pune veličine, kao i četiri USB 2.0 priključka. Ova četiri USB-a nisu direktno povezana sa procesorom, jer, rekosmo, on ima samo jedan USB. Četiri USB-a su izvedena sa Microchip LAN9514 USB Host i Ethernet kontrolera, koji je svoje mesto našao sa donje strane ploče. Pored četiri USB-a, ovaj čip se stara i o 10/100 Ethernet priključku, kao jedinom izlasku Maline u svet na ovoj ploči. Ploča preko ovog RJ45 prihvata i PoE. Postoje matične ploče ovog proizvođača koje imaju i Wi-Fi/BT module. Do HDMI priključka je prvi set kratkospojnica na letvicama. Ovde biramo I/O logiku na kompletnom GPIO između 3,3 i 1,8 volti. U željeni položaj potrebno je prebaciti oba kratkospojnika.

Sa desne strane se nalazi još jedna grupa od dva kratkospojnika. Jedan uključuje PoE, dok drugi konfiguriše ventilator koji može da bude aktivan stalno ili kontrolisan preko izvoda P34. Odmah do njega je i 3p najlon priključak ventilatora. Tu su i dva PTH („+” i „-”), preko kojih možemo da kontrolišemo napon PoE. Sam Ethernet priključak ima svoje Link i Speed lampice u okviru kućišta. Tu je još i Net lampica na PCB. Sa strane su još dve lampice: PWR i ACT, gde ova druga indikuje o statusu operativnog sistema RPi. Operativni sistem snimamo, naravno, na mikro-SD karticu, čiji se prorez nalazi sa donje strane ploče.

Sa gornje strane matične ploče, u donjem delu nalaze se čak tri mikro-USB priključka. Desno je PWR, preko koga se ploča napaja sa pet volti. Srednji je Slave, povezan sa USB samog modula. Levi je USB to UART, koji je preko CP2102 poovezan sa UART interfejsom CM4S. Manji set prekidača omogućava da se CP2102 odvoji od UART linija CM4S, ako će se linije koristiti preko 2×20P letvica ili iz nekog drugog razloga.

Waveshare, pored ove matične ploče, nudi još nekoliko varijacija na temu. Pa, tako, imamo matičnu ploču sa kompletnim GPIO izvedenim u dugačak dvoredi niz letvica, uz razne druge odlike, poput Arduino Uno formata izvoda sa kojim može da se poveže bilo koja Arduino Uno nadogradnja (shield). Druga bi bila ploča sa Wi-Fi modulom, te SIM7600G-H modulom koji omogućava 4G/3G/2G komunikaciju. Tu su još Binokular ploča i druge.

• • •

Compact Module 4S u odnosu na Compute Module 4 imam po našem mišljenju, samo jednu prednost, a to je SODIMM priključak koji je nama lakše da ugradimo na PCB. Sve ostalo je na strani modula sa Mezzanine podnožjima. Ovi moduli i nisu namenjeni tome da ih sastavljaju elektroničari u pokušaju, već da budu produkt industrijske proizvodnje. To ne znači da mi ne možemo da ih koristimo u našim projektima, pa, čak, i ako je u pitanju neka mini-serija. Ovaj u SODIMM varijanti je već druga priča. CM4S na ovoj matičnoj ploči se ponaša kao i standardna RPi 4: snimimo odgovarajući operativni sistem na mikro-SD karticu, postavimo je u njen prorez, povežemo ploču sa napajanjem i - to je to. Generalno, ova matična ploča daje više mogućnosti RPi 4, nego što je to slučaj na standardnom modelu, u smislu slobode, priključaka, opcija. Naš konkretan CM4S je, doduše, jedna od slabijih verzija, te joj je to nedostatak. U svakom slučaju, ako planirate nešto sa Compact Module formatom, a Wi-Fi je nešto što se može progutati, možda je SODIMM pravo rešenje.