كشفت راسبيري باي عن لوحتها التطويرية الجديدة باي بيكو Pi Pico التي تمثل أول لوحة تطويرية مبنية على متحكمٍ صغريّ Microcontroller بقدراتٍ متقدمة ومنافسة وبسعرٍ لا يتجاوز 4 دولار أميركي!
الراسبيري باي والمتحكمات الدقيقة
تعتبر راسبيري باي من اللوحات التطويرية المستخدمة على نطاقٍ واسع في المشاريع الإلكترونية، خصوصاً تلك المرتبطة بمجال إنترنت الأشياء، وذلك بسبب قدرات المعالجة الكبيرة التي توفرها ضمن مساحة صغيرة، ما يجعلها حاسوب صغير يمكن حمله بسهولة وأدى لنجاحٍ كبير تمثل ببيع أكثر من 37 مليون قطعة من الراسبيري باي حتى الآن.
بالرّغم من شعبية وقدرات الراسبيري باي كلوحة تطويرية،إلا أنها تمتلك بعض المحدوديات التي تجعلها غير مناسبة للاستخدام في العديد من تطبيقات الأنظمة المدمجة: استهلاك الطاقة مرتفع نسبياً، وحتى بحالة لوحة راسبيري باي زيرو فإن استهلاك الطاقة هو بحدود 100 ميللي واط، كما أن الراسبيري باي لا تدعم بشكلٍ مباشر استخدام المداخل التشابهية Analog Input، وفي حين أنه يمكن كتابة البرامج اعتماداً على أسلوب البرمجة المجردة للعتاد Bare Metal Programming، إلا أن البرامج المكتوبة على نظام تشغيل عام التوجه مثل لينوكس (الذي تعتمد عليه راسبيري باي) لا يتوافق بالكامل مع ضرورات التحكم بمنافذ الدخل والخرج التي تتطلب زمن تأخير منخفض Low Latency.
أدت المحدوديات السابقة إلى عدم استخدام الراسبيري باي بشكلٍ منفصل في العديد من التطبيقات الصناعية وحتى المنزلية: قام الكثيرون بربط الراسبيري باي مع متحكمٍ دقيق يتولى مسؤولية التحكم بالإشارات التشابهية ومنافذ الدخل والخرج ذات زمن التأخير المنخفض، بينما تتولى الراسبيري باي المهام الأكثر تعقيداً مثل الربط مع الشبكات والذواكر.
- اقرأوا أيضاً: تعرفوا على مفهوم اللوحات التطويرية Development Boards
المتحكم الدقيق RP2040
في قلب اللوحة التطويرية الجديدة من راسبيري باي يوجد متحكم صغري جديد تم تصميمه بطريقة تضمن أداء معالجة عالي وسهولة التعامل مع منافذ الدخل والخرج والكلفة المنخفضة، وكانت النتيجة هي إطلاق المتحكم RP2040 من راسبيري باي الذي يمتلك أبعاداً صغيرة قدرها 7 * 7 ميللي متر بتقنية تصنيع دقتها 40 نانومتر، والذي يمتلك المواصفات التالية:
- معالج ثنائي النواة من نوع +ARM Cortex-M0 بتردد قدره 133 ميجاهرتز
- ذاكرة وصول عشوائي RAM بسعة 264 كيلوبايت
- دعم ذاكرة وميضية (ذاكرة فلاش) حتى سعة 16 ميجابايت
- متحكم وصول مباشر للذاكرة DMA Controller
- 30 منفذ دخل وخرج عام GPIO يمكن استخدام 4 منها كمداخل تشابهية
- 8 منافذ دخل وخرج قابلة للبرمجة PIO: Programmable I/O
- دعم معايير التواصل التسلسلي عبر مغرزي UART، مغرزي SPI ومغرزي I2C
- 16 قناة لإشارات التحكم بعرض النبضة PWM
- دعم معيار USB 1.1
بالإضافة إلى ذلك، توفر راسبيري باي حزمة تطوير برمجية بلغة سي C SDK بالإضافة لحزمة تطوير مبنية على المترجم GCC وتكامل مع محرر النصوص الشهير فيزوال استوديو كود Visual Studio Code. قامت راسبيري باي أيضاً بتوفير دعم للغة البرمجة مايكرو بايثون MicroPython المبنية على لغة بايثون بما يساهم ببرمجة المتحكم الجديد بلغة بايثون بدلاً من لغة سي وبإمكانياتٍ تتيح استثمار كافة الميزات العتادية التي يمتلكها المتحكم بما يتضمن منافذ الدخل والخرج القابلة للبرمجة PIO.
- اقرأوا أيضاً: تعرفوا على المتحكمات الصغرية (المتحكمات الدقيقة)
اللوحة التطويرية باي بيكو
تمثل اللوحة التطويرية باي بيكو وسيلةً تتيح استثمار قدرات المتحكم RP2040، وهذا يعني أنها تتضمن كافة الأمور التي يحتاجها المتحكم للعمل، مثل مغارز تتيح الوصول لمنافذ الدخل والخرج الخاصة به ووحدات التغذية التي تدعم جهود دخل تتراوح ما بين 1.8 وحتى 5.5 فولط، كما أن اللوحة تشتمل على زر يمكن استخدامه لدخول نمط USB Mass-Storage أو كزر دخل، بالإضافة لتوفر اللوحة على ثنائي باعث للضوء LED. من المهم هنا معرفة أن اللوحة التطويرية باي بيكو تتيح الوصول لـ 26 منفذ من أصل 30 منفذ دخل/خرج يمتلكها المتحكم RP2040 كما أنها تتيح الوصول لـ 3 مداخل تشابهية من أصل 4 يمتلكها المتحكم.
بالإضافة لما سبق، كشفت راسبيري باي عن تعاونٍ كبير قامت به مع عددٍ من الشركاء لتصنيع لوحاتٍ أو طرفيات مبنية على متحكم RP2040 أو متوافقة معها، مثل لوحة Feather RP2040 من أدافروت Adafruit، وكذلك أردوينو التي كشفت عن لوحة Nano RP2040 Connect التي تتضمن عدداً من الحساسات ووحدات التواصل اللاسلكيّ مثل بلوتوث وواي فاي ووحدة تشفير لبناء تطبيقات إنترنت الأشياء الآمنة.
الحصول على لوحة باي بيكو
بحسب الإعلان الرسميّ من راسبيري باي، فإنه يمكن طلب لوحة باي بيكو بالوقت الحاليّ من المتاجر الرسمية التي تتعامل معها الشركة ضمن الدول المختلفة، وبالنسبة للشحن العالميّ، فإن ذلك ممكن عبر متجر DigiKey. الجدير بالذكر أن سعر لوحة باي بيكو هو 4 دولار أميركي فقط، ما يجعلها من أرخص اللوحات التطويرية المتوفرة في السوق.
الخلاصة
- باي بيكو هي لوحة تطويرية من راسبيري باي مبنية على متحكم RP2040
- تشبه اللوحة من حيث الشكل لوحة أردوينو نانو مع اختلاف بنوع العتاد وقدرات المعالجة، التي تتفوق بها لوحة باي بيكو
- تختلف باي بيكو عن لوحات راسبيري باي الأخرى من ناحية أنها غير مخصصة للاستخدام كحاسوب صغير يمكن حمله بسهولة مثل معظم لوحات راسبيري باي الأخرى. بدلاً من ذلك، باي بيكو مخصصة للاستخدام في مجال التخاطب المباشر مع الحساسات ووحدات التواصل على مستوى منخفض
- توفر باي بيكو منافذ دخل/خرج عامة بعضها يمكن استخدامه لأغراض أخرى مثل وحدات الاتصال التسلسليّ أو توليد إشارات التحكم بعرض النبضة
- يمكن برمجة لوحة باي بيكو باستخدام لغات سي/سي بلس بلس أو لغة مايكرو بايثون
مصادر ومعلومات أخرى
- الصفحة الرسمية للوحة باي بيكو من راسبيري باي
- النشرة الفنية الخاصة بمتحكم RP2040
- النشرة الفنية الخاصة بلوحة باي بيكو
- دليل التصميم العتادي باستخدام المتحكم RP2040
- كتاب Get Started with MicroPython on Rapsberry Pi Pico
- دليل برمجة لوحة باي بيكو بلغة سي وسي بلس بلس من راسبيري باي (مجاني)
- دليل استخدام حزمة التطوير البرمجية للغات سي/سي بلس بلس لمتحكم RP2040
- دليل برمجة متحكم RP2040 باستخدام لغة مايكرو بايثون
