برد رزبری پای پیکو Pico

برد رزبری پای پیکو یک میکروکنترلر همه‌کاره و مقرون‌به‌صرفه است که برای کاربردهای مختلف در آموزش الکترونیک و برنامه‌نویسی ایده‌آل است. این برد به ویژه برای علاقه‌مندان، مربیان و توسعه‌دهندگانی که بر روی پروژه‌های کوچک و کم‌مصرف کار می‌کنند بسیار مناسب است. از پروژه‌های ساده مانند روشن کردن LED تا سیستم‌های پیچیده‌تر مانند اتوماسیون خانگی، رباتیک و دستگاه‌های اینترنت اشیا (IoT) می‌توان از پیکو استفاده کرد. قلب برد رزبری پای پیکو، چیپ میکروکنترلر RP2040 است که توسط رزبری پای در بریتانیا طراحی شده است. این چیپ دارای پردازنده دو هسته‌ای ARM Cortex M0+  است که قابلیت اجرای تا 133 مگاهرتز را دارد و برای وظایف مختلف به اندازه کافی قدرت پردازشی فراهم می‌کند در حالی که مصرف انرژی را نیز به حداقل می‌رساند. این ویژگی، پیکو را به انتخابی عالی برای پروژه‌های باتری‌خورده که نیاز به عملکرد بالا و مصرف انرژی کم دارند تبدیل می‌کند. این برد شامل 264 کیلوبایت SRAM و 2 مگابایت حافظه فلش داخلی است که به آن امکان ذخیره و اجرای برنامه‌های بزرگ بدون نیاز به حافظه خارجی اضافی را می‌دهد. این امر به ویژه در کاربردهایی که نیاز به ثبت داده یا به‌روزرسانی فریمور دارند، مفید است زیرا حافظه کافی برای عملکرد روان و انعطاف‌پذیری در طراحی برنامه فراهم می‌کند. ماژول کستلت شده پیکو به آن امکان می‌دهد مستقیماً به بردهای حامل لحیم شود که در ایجاد راه‌حل‌های سخت‌افزاری سفارشی مفید است. برای مثال، در محیط‌های آموزشی، دانش‌آموزان می‌توانند مدارهای خود را حول پیکو طراحی و بسازند و درک خود از الکترونیک و طراحی مدار را بهبود بخشند. یکی از ویژگی‌های کلیدی پیکو، قابلیت‌های گسترده I/O آن است که شامل 26 پین چندکاره GPIO است و از رابط‌های مختلفی مانند 2×SPI, 2×I2C, 2×UART, 3×12-bit ADC و 16 کانال PWM قابل کنترل پشتیبانی می‌کند. این تنوع در گزینه‌های I/O به پیکو امکان می‌دهد با انواع سنسورها، محرک‌ها و دستگاه‌های جانبی دیگر ارتباط برقرار کند و آن را برای نیازهای مختلف پروژه‌ها بسیار سازگار می‌کند. پشتیبانی از USB 1.1 Host و Device، امکان اتصال آسان به دستگاه‌های USB دیگر را فراهم می‌کند و برنامه‌نویسی کشیدن و رها کردن از طریق ذخیره‌سازی انبوه بر روی USB، فرایند توسعه را ساده می‌کند و آن را حتی برای مبتدیان قابل دسترسی می‌سازد. علاوه بر این، پیکو از حالت‌های خواب و خاموشی کم‌مصرف پشتیبانی می‌کند که برای کاربردهایی که نیاز به حفظ انرژی دارند، مانند سیستم‌های نظارت از راه دور، ضروری است. علاوه بر این، ساعت و تایمر دقیق روی تراشه، سنسور دما و کتابخانه‌های شتاب‌دهنده محاسبات ممیز شناور روی تراشه، به استحکام پیکو در مدیریت زمان‌بندی دقیق، نظارت بر محیط و انجام محاسبات پیچیده ریاضی کمک می‌کنند.

مشخصات فنی برد رسپبری پای پیکو Pico

• میکروکنترلر: RP2040 طراحی شده توسط Raspberry Pi در انگلستان
• پردازنده: دو هسته‌ای ARM Cortex M0+ با سرعت عملیاتی قابل تنظیم تا 133 مگاهرتز
• حافظه: 264 کیلوبایت SRAM و 2 مگابایت حافظه فلش داخلی
• ماژول کستلات: امکان لحیم‌کاری مستقیم به بردهای حامل
• پشتیبانی از USB 1.1: قابلیت استفاده به عنوان میزبان و دستگاه
• حالت‌های کم‌مصرف: خواب و حالت دایمی
• برنامه‌نویسی آسان: برنامه‌ریزی به صورت Drag & Drop با استفاده از حافظه انبوه USB
• پین‌های GPIO چند منظوره: 26 پین
• پورت‌های ارتباطی: 2×SPI, 2×I2C, 2×UART, 3×12-bit ADC با دقت 12 بیتی، 16 کانال PWM
• ساعت و تایمر دقیق داخلی
• حسگر دما داخلی
• کتابخانه‌های ریاضی پیشرفته روی چیپ
• 8 ماشین حالت PIO قابل برنامه‌ریزی برای پشتیبانی از واسط‌های سفارشی

ویژگی‌های کلیدی برد رسپبری پای پیکو Pico

• حالت‌های کم‌مصرف: امکان خواب و حالت دایمی برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی
• ماژول کستلات: امکان لحیم‌کاری مستقیم به بردهای حامل برای اتصالات مستحکم
• پورت‌های ارتباطی متنوع: شامل SPI، I2C، UART و ADC برای اتصال به تجهیزات مختلف
• ساعت و تایمر دقیق داخلی: برای زمان‌بندی دقیق و برنامه‌ریزی
• حسگر دما داخلی: برای مانیتورینگ دمای برد
• ماشین‌های حالت PIO قابل برنامه‌ریزی: برای پشتیبانی از واسط‌های سفارشی

کاربردهای برد رزبری پای پیکو Pico

برد رزبری پای پیکو به دلیل انعطاف‌پذیری و کارایی بالا، در کاربردهای متنوعی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در زیر به چند نمونه از این کاربردها اشاره شده است:

1. آموزش و یادگیری میکروکنترلرها و ریزپردازنده‌ها: در مدارس فنی و حرفه‌ای، از برد رزبری پای پیکو به عنوان ابزاری آموزشی برای تسهیل فرآیند یادگیری میکروکنترلرها و ریزپردازنده‌ها استفاده می‌شود. این ابزار توانسته است نتایج مثبتی در حوزه‌های شناختی، روان‌حرکتی و عاطفی دانش‌آموزان داشته باشد.
2. افزایش تعامل در فعالیت‌های آزمایشگاهی: استفاده از برد رزبری پای در فعالیت‌های آزمایشگاهی موجب افزایش تعامل دانش‌آموزان و بهبود تجربه آموزشی شده است. دانش‌آموزان با استفاده از این برد، علاقه بیشتری به فعالیت‌های آزمایشگاهی نشان داده‌اند.

3. انجام آزمایش‌های الکتروانسفالوگرافی (EEG) خارج از آزمایشگاه: با استفاده از رزبری پای، امکان انجام آزمایش‌های EEG به صورت قابل حمل و در محیط‌های متنوع فراهم شده است. این روش جایگزین کم‌هزینه‌ای برای کامپیوترهای رومیزی در انجام وظایف آزمایشی است .
4. توسعه مهارت‌های STEM در معلمان پیش‌خدمت: فعالیت‌های مبتنی بر رزبری پای به توسعه مهارت‌های علمی، فناوری، مهندسی و ریاضیات (STEM) در معلمان پیش‌خدمت کمک کرده است. استفاده از کدهای آماده پایتون روی پلتفرم رزبری پای، توانسته به معلمان در حل مسائل دنیای واقعی کمک کند.
5. پروژه‌های سیگنال‌های میوالکتریک (sEMG): در پروژه‌هایی که نیاز به ثبت و پردازش سیگنال‌های میوالکتریک دارند، از رزبری پای به عنوان یک دستگاه قابل حمل استفاده می‌شود که امکان مشاهده، انتقال و ذخیره سیگنال‌ها را فراهم می‌کند .

Specification of Raspberry pico:

• RP2040 microcontroller chip designed by Raspberry Pi in the United Kingdom
• Dual-core ARM Cortex M0+ processor, flexible clock running up to 133 MHz
• 264kB of SRAM, and 2MB of on-board Flash memory
• Castellated module allows soldering direct to carrier boards
• USB 1.1 Host and Device support
• Low-power sleep and dormant modes
• Drag & drop programming using mass storage over USB
• 26 multi-function GPIO pins
• 2×SPI, 2×I2C, 2×UART, 3×12-bit ADC, 16×controllable PWM channels
• Accurate clock and timer on-chip
• Temperature sensor
• Accelerated floating point libraries on-chip
• 8×Programmable IO (PIO) state machines for custom peripheral support