برد رزبری پای PICO

برد رزبری پای مدل PICO (Raspberry Pi Pico): ویژگی‌ها، کاربردها و راهنمای استفاده

Raspberry Pi Pico یک میکروکنترلر توسعه‌یافته توسط شرکت Raspberry Pi است که با هدف ایجاد یک برد کم‌هزینه، پرقدرت و با کارایی بالا برای پروژه‌های الکترونیکی و برنامه‌نویسی طراحی شده است. این برد به‌ویژه برای پروژه‌هایی که به پردازش داده‌ها و ارتباط با سنسورها و دستگاه‌های مختلف نیاز دارند، ایده‌آل است. برخلاف سایر مدل‌های رزبری پای که معمولاً به‌عنوان میکروکامپیوتر عمل می‌کنند، Raspberry Pi Pico یک میکروکنترلر است که برای استفاده در پروژه‌های الکترونیکی و سیستم‌های کوچک مناسب است.

معرفی برد رزبری پای مدل Pico

Raspberry Pi Pico یک میکروکنترلر بر پایه RP2040 است که به‌طور خاص برای استفاده در پروژه‌های الکترونیکی، رباتیک و اینترنت اشیاء (IoT) طراحی شده است. این برد از پردازنده ARM Cortex-M0+ با فرکانس کاری 133 مگاهرتز بهره می‌برد و با 2 مگابایت حافظه فلش، برای برنامه‌نویسی و پردازش داده‌ها کارایی خوبی را ارائه می‌دهد. برد Pico دارای 26 پین GPIO است که به شما این امکان را می‌دهد تا به راحتی سنسورها و دستگاه‌ها را به آن متصل کنید.

ویژگی‌های فنی برد Raspberry Pi Pico

1. پردازنده ARM Cortex-M0+:
   برد Pico از یک پردازنده ARM Cortex-M0+ با فرکانس 133 مگاهرتز بهره می‌برد که به آن امکان پردازش سریع و اجرای برنامه‌ها را می‌دهد. این پردازنده برای پروژه‌های مبتنی بر میکروکنترلر بسیار مناسب است.
2. حافظه فلش:
   برد Raspberry Pi Pico دارای 2 مگابایت حافظه فلش است که برای ذخیره برنامه‌ها و داده‌ها کافی است. این حافظه می‌تواند به راحتی برای پروژه‌های میکروکنترلری که نیاز به ذخیره‌سازی داده‌ها دارند، استفاده شود.
3. پورت‌های ورودی و خروجی (GPIO):
   برد Pico دارای 26 پین GPIO است که می‌توانید از آن‌ها برای اتصال سنسورها، موتورهای الکتریکی، و دستگاه‌های دیگر استفاده کنید. این پین‌ها از قابلیت‌های مختلفی مانند PWM, SPI, I2C, ADC, UART و DAC پشتیبانی می‌کنند.
4. پشتیبانی از پروتکل‌های ارتباطی مختلف:
   برد Raspberry Pi Pico از پروتکل‌های مختلف ارتباطی مانند I2C, SPI, UART, PWM و ADC پشتیبانی می‌کند که به شما این امکان را می‌دهد که به راحتی با سنسورها و دستگاه‌های مختلف ارتباط برقرار کنید.
5. پشتیبانی از MicroPython و C/C++:
   برد Pico از زبان‌های برنامه‌نویسی MicroPython و C/C++ پشتیبانی می‌کند. این ویژگی به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که از زبان‌های مورد علاقه خود برای برنامه‌نویسی استفاده کنند. MicroPython به‌ویژه برای پروژه‌های سریع و نیازمند به برنامه‌نویسی ساده و سریع مناسب است.
6. قابلیت اتصال به USB:
   برد Pico از پورت USB برای اتصال به کامپیوتر و آپلود برنامه‌ها استفاده می‌کند. این ویژگی آن را برای استفاده در پروژه‌های مختلف بسیار مناسب می‌سازد.
7. توان مصرفی پایین:
   برد Raspberry Pi Pico به‌دلیل طراحی بهینه‌اش، دارای مصرف انرژی پایین است که آن را برای استفاده در پروژه‌های باتری‌خور و دستگاه‌های قابل حمل مناسب می‌سازد.

کاربردهای برد Raspberry Pi Pico

برد Raspberry Pi Pico به‌دلیل ویژگی‌های مناسب و قیمت پایین، در بسیاری از پروژه‌ها و کاربردهای مختلف استفاده می‌شود. برخی از مهم‌ترین کاربردهای این برد عبارتند از:

1. پروژه‌های اینترنت اشیاء (IoT):
   برد Raspberry Pi Pico به‌دلیل پشتیبانی از پروتکل‌های مختلف ارتباطی مانند I2C، SPI و UART برای پروژه‌های اینترنت اشیاء (IoT) بسیار مناسب است. این برد می‌تواند برای اتصال سنسورها، جمع‌آوری داده‌ها و ارسال آن‌ها به اینترنت استفاده شود.
2. رباتیک:
   در پروژه‌های رباتیک، این برد می‌تواند برای کنترل موتورهای رباتیک، خواندن داده‌ها از سنسورها و پردازش داده‌ها به‌کار رود. برد Pico برای ساخت ربات‌ها و سیستم‌های خودکار بسیار مناسب است.
3. اتوماسیون خانگی:
   برد Raspberry Pi Pico برای اتوماسیون خانگی به‌کار می‌رود. با استفاده از این برد می‌توان سیستم‌های هوشمند خانگی مانند کنترل نور، سیستم‌های امنیتی و مدیریت دما را طراحی کرد.
4. سیستم‌های اندازه‌گیری و سنجش:
   این برد برای پروژه‌های اندازه‌گیری دما، رطوبت، فشار و دیگر پارامترهای فیزیکی و محیطی مناسب است. با استفاده از سنسورها و پروتکل‌های ارتباطی مختلف، می‌توان داده‌ها را جمع‌آوری و پردازش کرد.
5. پروژه‌های آموزشی:
   Raspberry Pi Pico به‌دلیل طراحی ساده و پشتیبانی از MicroPython، برای آموزش مفاهیم برنامه‌نویسی و الکترونیک بسیار مناسب است. این برد برای دانش‌آموزان و دانشجویان جهت یادگیری پروژه‌های عملی در زمینه میکروکنترلرها بسیار مفید است.
6. سیستم‌های صوتی و تصویری:
   برد Raspberry Pi Pico می‌تواند برای ساخت سیستم‌های صوتی و تصویری ساده استفاده شود. به‌طور مثال، این برد می‌تواند برای کنترل سیستم‌های پخش صدا، نمایشگرها و دیگر دستگاه‌های مرتبط به‌کار رود.
7. دستگاه‌های پزشکی:
   برد Pico در برخی از دستگاه‌های پزشکی برای جمع‌آوری و پردازش داده‌های سلامت مانند فشار خون، گلوکز و دمای بدن استفاده می‌شود. این برد می‌تواند اطلاعات را از حسگرها دریافت کرده و به سیستم‌های پایش از راه دور ارسال کند.

مزایای استفاده از برد Raspberry Pi Pico

• قیمت مناسب: برد Raspberry Pi Pico به‌دلیل قیمت پایین خود، برای پروژه‌های آزمایشی و آموزشی بسیار مناسب است.
• مصرف انرژی پایین: به‌خاطر مصرف انرژی کم، این برد برای استفاده در سیستم‌های باتری‌خور بسیار مناسب است.
• سازگاری با MicroPython و C/C++: پشتیبانی از این دو زبان برنامه‌نویسی به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که از ابزارهایی که با آن‌ها راحت‌تر هستند استفاده کنند.
• پشتیبانی از پین‌های ورودی و خروجی متنوع: برد Pico دارای پین‌های متعدد برای اتصال به سنسورها و دستگاه‌های مختلف است که آن را برای پروژه‌های پیچیده‌تر مناسب می‌سازد.
• ساده و مناسب برای مبتدی‌ها: برد Pico به‌ویژه برای افراد تازه‌کار در زمینه برنامه‌نویسی و الکترونیک بسیار مناسب است.

نکات مهم هنگام استفاده از برد Raspberry Pi Pico

1. اتصال به رایانه: برای آپلود برنامه‌ها به Raspberry Pi Pico، باید آن را از طریق پورت USB به رایانه متصل کرده و از نرم‌افزارهای مناسب برای نوشتن کد استفاده کنید.
2. انتخاب زبان برنامه‌نویسی مناسب: استفاده از MicroPython برای برنامه‌نویسی این برد ساده و سریع است، اما اگر به کدنویسی پیچیده‌تر نیاز دارید، می‌توانید از C/C++ استفاده کنید.
3. انتخاب سنسورها و ماژول‌های مناسب: برد Raspberry Pi Pico از پروتکل‌های مختلف ارتباطی پشتیبانی می‌کند. برای موفقیت در پروژه‌ها، انتخاب سنسورها و ماژول‌های سازگار با این پروتکل‌ها بسیار مهم است.

نتیجه‌گیری

برد Raspberry Pi Pico یک میکروکنترلر پرقدرت و کم‌هزینه است که برای پروژه‌های اینترنت اشیاء (IoT)، رباتیک، اتوماسیون خانگی و بسیاری از پروژه‌های دیگر بسیار مناسب است. این برد با پشتیبانی از MicroPython و C/C++، قیمت پایین، مصرف انرژی کم و پین‌های متنوع، به‌ویژه برای پروژه‌های آموزشی و توسعه‌ای بسیار ایده‌آل است. با توجه به ویژگی‌های برجسته‌ای که دارد، Pico می‌تواند در بسیاری از کاربردهای صنعتی و تحقیقاتی نیز مورد استفاده قرار گیرد.

رزبری پای مدل PICO محصول کمپانی RASPBERRY PI اولین برد برپایه کلاس رزبری بر پایه میکروکنترلر می باشد. پلتفرم سیلیکونی RP2040 یک عملکرد بالا در کنار قیمت ارزان و سهولت استفاده در فضای میکروکنترلرها را به ارمغان می آورد. با استفاده از یک حافظه بزرگ و یک پردازنده دو هسته ای و I/O های قابل برنامه ریزی این امکان را برای علاقه مندان به برنامه نویسی سخت افزار تحت میکروپایتون و یک بوت لودر UF2 در ROM آن روشی سریع و هموار برای علاقه مندان توسعه دهنده سخت افزاری مهیا می سازد. پردازنده RP2040 از تکنولوژی با تکنولوژی 40 نانومتر عرضه شده است ضمن اینکه توان مصرفی پایین، جریان نشتی کم و پشتیبانی از حالت کم مصرف از مزیت های این میکروکنترلر قدرتمند می باشد. برد Raspberry pi pico همسان سازی شده با آی سی RP2040 و ظرفیت حافظه فلش 2 مگابایتی  با پشتیبانی از ولتاژهای 1/8 الی 5/5 ولتی در کنار 26 پایه I/O که سه مورد از آنها می تواند به عنوان عملکرد ورودی های آنالوگ عمل نماید از مزیت های دیگر این برد کوچک و کاربردی می باشد.

از ویژگی های دیگر این برد میتوان به پردازنده دو هسته ای 133 مگاهرتزی با معماری آرم و هسته Coretx-M0 و حافظه SRAM با ظرفیت 264KB در کنار حافظه فلش از نوع QSPI با ظرفیت 2MB اشاره نمود. استاندارهای ارتباطی این برد کوچک از 2 واحد USART، SPI و I2C بهره مند است. تعداد کانال های مدولاسیون عرض پالس (PWM) این رزبری به 16 عدد می رسد. دمای کاری این برد از 20- ~ 85 درجه سانتی گراد می باشد. برای شبیه سازی این برد در محیط نرم افزار Fritzing میتوانید از بخش مستندات اقدام به دریافت فایل آن نمایید. مدل جدیدتر این نسخه که در سال 2022 عرضه شده است با عنوان Raspberry pi pico w شناخته می شود که نسبت به نسخه قبل دارای وایفای (WIFI) می باشد.

بنیاد رزبری پای در انگلستان با هدف ارتقاء سطح آموزش علوم کامپیوتر در مدارس و کشورهای در حال توسعه تاسیس گردید. اولین نسل از Raspberry pi مدل B نسخه ارزان تر A می باشد که در فوریه 2012 عرضه شد. در سال 2014 این بنیاد با طراحی بهبود یافته نسخه B مدل پلاس آن یعنی Raspberry pi Bplus را عرضه کرد. این بردها در ابتدا دارای پردازنده ای با معماری ARM11 بودند که مجدد در سال بعد نسخه بهبود یافته تر آن ها عرضه شد. در فوریه سال 2015 نسخه جدیدی عرضه شد با نام Raspberry pi 2 که در ابتدا از یک پردازنده Cortex-A7 با فرکانس پردازشی 900 مگاهرتز و نوع داده 32 بیتی با یک حافظه یک گیگابایتی عرض نمود ضمن اینکه نسخه Revision 1.2 آن دارای یک پردازنده 4 هسته ای با فرکانس پردازشی 64 مگاهرتز و نوع داده 64 بیتی با معماری CortexA-53 (همان مدل که در Raspberry pi 3 Model B اما کمتر از 900 مگاهرتز) عرضه نمود.

بهتر است بدانیم چه مدل هایی از ابتدا تولید و به بازار عرضه شده است. Raspberry Pi در چهار مدل B و A و B پلاس و A پلاس به ترتیب دارای حافظه های 256، 512، 256 و 512 از سال 2012 تا 2014 عرضه شد. نسخه بعدی یعنی Raspbery pi 2  در یک مدل B عرضه شد با رم داخلی یک گیگابایتی در سال 2015 عرضه شد. در سال های 2015 الی 2021 مدل Raspberry Pi Zero که یک برد کوچک و کاربری بود در مدل های Zero، W/WH و 2W ارائه شد این درحالیه که ظرفیت رم آن ها به صورت یکسان 512 مگابایت می باشد. در سال های 2016 تا 2018 نوع Raspberry pi 3 مدل B و B+ و A+ ارائه شد ضمن اینکه رم داخلی آن ها به ترتیب یک گیگابایت، 512 مگابایت و یک گیگابایت می باشد. در سال های 2019 تا 2020 نسخه جدیدتر رزبری یعنی Raspberry pi 4 عرضه گردید که در نوع B و 400 قرار داشت رم آن ها به ترتیب یک، دو، چهار، هشت و چهار گیگابایتی بود. در سال های 2021 و 2022 نسخه کوچکتر آن بر پایه میکروکنترلر با نام Raspberry pi pico معمولی و وایفای دار عرض گردید.