Recenze Raspberry Pi Pico W: přichází vestavěná Wi-Fi

Mikrokontrolér s podporou Wi-Fi můžete vytvořit za minimální cenu!

Autor: Les Pounder

Verdikt Tom’s Hardware

Výkonný hardware, kvalitní software a především možnost přístupu k Wi-Fi povyšují aktuální model Raspberry Pi Pico na skutečně všestrannou vývojovou desku.

Klady

• Výkonný hardware
• Zpětná kompatibilita
• Bezproblémové připojení Wi-Fi

Zápory

• Není dostupný Bluetooth
• Micro USB

Když vyšlo koncem ledna 2021 Raspberry Pi Pico, mělo dva zjevné nedostatky. Prvním byla absence resetovacího tlačítka (přestože si samozřejmě můžeme přidat vlastní), ale největším opomenutím byla možnost připojení k Wi-Fi. V době miniaturních IoT desek se zdálo, že Raspberry Pi Pico zaostává. V recenzi Raspberry Pi Pico je absence Wi-Fi označena za mínus, ale přesto se nám mikrokontrolér se zabudovaným čipem RP2040 už tenkrát líbil.

V červnu 2022 jsme se dočkali nového Raspberry Pi Pico, které tentokrát napravuje výše uvedený nedostatek. Raspberry Pi Pico W je mikrokontrolér vzhledově stejný jako jeho předchůdce, ale pod malým stříbrným pouzdrem se skrývá Wi-Fi čip, který umožňuje připojení k bezdrátové síti. Sice to není první deska s čipem RP2040, která umožňuje Wi-Fi připojení, (existuje například Arduino Nano RP2040 Connect), ale již teď je prakticky jisté, že se Raspberry Pi Pico W dostane na seznam nejlepších desek osazených RP2040.

Navzdory celosvětovému nedostatku čipů byl SoC RP2040 pro Raspberry Pi hojně dostupný. Kvůli klesajícím zásobám mikrokontrolérů STM32 Raspberry Pi dokonce tento čip použilo i ve své Lego kompatibilní Build HAT desce. Eben Upton, zakladatel a generální ředitel Raspberry Pi, prohlásil, že jsou schopni sami vyrobit tisíce čipů RP2040, což je v ostrém kontrastu s ostatními Raspberry Pi. Raspberry Pi Pico W by tak mohl nahradit mnoho projektů založených na Raspberry Pi Zero W, jako jsou například roboti s nízkou spotřebou energie nebo projekty využívající sběr dat.

Je Raspberry Pi Pico W lepší než klasika? Měli bychom svá stará Pica vyhodit? Můžeme se připojit ke světu? Abychom se vše dozvěděli, musíme se nejprve obě verze porovnat a podrobně prozkoumat.

Hardwarové specifikace Raspberry Pi Pico W

Jak je vidět v tabulce, mezi původním Raspberry Pi Pico a novým Pico W není příliš velký rozdíl. Disponuje stejným GPIO, stejným microUSB portem, totožné jsou také rozměry i SoC. Jediným rozdílem je zařazení 2,4GHz Wi-Fi čipu CYW43439 od společnosti Infineon. Při pohledu na datasheet Infineonu pro tento čip si můžete všimnout, že je schopen přenášet také Bluetooth 5.2, ale v dokumentaci Raspberry Pi o tom není žádná zmínka. Ebon Upton dodává, že Bluetooth zatím není ve firmwaru Pico W povolen. Je pouze otázkou času, než nějaký podnikavý hacker Bluetooth v Pico W pro svou potřebu povolí.

Buďte online s Raspberry Pi Pico W

Pokud jste někdy používali ESP8266, ESP32, nebo jinou desku kompatibilní s MicroPythonem pro Wi-Fi, pak si všimnete, že Pico W je úplně stejný. Podle ukázkového skriptu pro připojení k lokální Wi-Fi síti jsme zjistili, že jde o standardní MicroPython. Stačilo pět řádků MicroPython kódu a náš Raspberry Pi Pico W byl spokojeně připojen k internetu.

Připojení jsme otestovali pomocí programu uPing od společnosti Shawwwn, který napodobuje příkaz ping. Potvrdilo se, že náš Raspberry Pi Pico W je skutečně propojen s okolním světem, což mu samozřejmě otevírá spoustu možností.

Při dalším testování jsme použili modul urequests ke stažení dat o stavu sirén na Ukrajině. Data jsme získali ve formátu JSON a uložili je do slovníku. Poté jsme jako klíč použili ukrajinské město Charkov, abychom ve slovníku vyhledali jeho stav. Tento stav se pak zobrazil v Pythonu REPL a prostřednictvím pásu LED diod NeoPixel.

Můžeme naše testy posunout dále? Jistě! Nainstalovali jsme si uMQTT, což je verze MQTT (Message Query Telemetry Transport, protokol pro komunikaci s daty typu publish / subscribe), a použili jsme vlastní broker. Náš Pico W pošle zprávu pomocí určitého tématu a broker tuto zprávu odešle odběrateli. V tomto případě byl naším odběratelem notebook se systémem Node-RED. Zpráva prošla sítí a objevila se v ladicí oblasti Node-RED.

Proč je to tak důležité? Nyní máme k dispozici IoT desku za $6 (respektive 179,00 Kč na rpishop.cz, pozn. redaktora), která dokáže používat velké množství senzorů a následně odesílat data přes spolehlivou síť. Tak lze data shromažďovat a dále s nimi pracovat. Už není třeba řešit režii plnohodnotného operačního systému Linux. Vše se děje uvnitř cenově dostupného mikrokontroléru, namísto jednodeskového počítače ve vyšší cenové relaci.

Lehkost, s jakou jsme se dostali na internet, byla ohromující. Přestože máme v redakci se síťovým modulem MicroPythonu bohaté zkušenosti, myslíme si, že i začátečník by byl schopen napsat a pochopit pět řádků kódu potřebných k navázání spojení. Tohle měl mít Raspberry Pi Pico už od prvního dne. Ale kvůli původní ceně $4 (respektive 119,00 Kč na rpishop.cz, pozn. redaktora) musela přijít nějaká oběť, a tou byla Wi-Fi.

Nejbližší Raspberry Pi, se kterým můžeme Raspberry Pi Pico W porovnat, je původní Raspberry Pi Zero W a jeho novější inkarnace Raspberry Pi Zero 2 W. Výpočetně je Pico W ve srovnání s Zero W pomalejší, ale pokud nepotřebujeme výkon a nadbytek plnohodnotného operačního systému Linux nebo pokud náš projekt nevyžaduje použití kamery, pak má Pico W smysl. Je cenově dostupný, má nízkou spotřebu energie a lze jej použít s mnoha senzory a vstupy používanými na Zero W.

Obecné použití Raspberry Pi Pico W

Raspberry Pi Pico W k vám dorazí jako každé jiné Pico, tudíž bez headerů. To znamená, že je třeba použít páječku a 40 GPIO pinů potřebných pro připojení Pica do nepájivého pole si připájet. To jsme udělali pomocí naší páječky Pinecil. Po připojení přes micro USB port (stále si přejeme, aby Pico mělo USB-C) jsme připojili NeoPixels LED pásek WS2812B. Díky komunitou vytvořené MicroPython knihovně jsme pak tyto RGB LED diody ovládli. Měnily barvu a pulzovaly světlem, přesně podle našich pokynů.

(Obrázek: Tom’s Hardware)

V základních projektech postavených na nepájivém poli se Raspberry Pi Pico W chová úplně stejně, jako jeho předchůdce. Napsali jsme několik řádků pro „blikání“ LED, abychom dokázali, že hardware funguje. GPIO vývody Pico W jsou stejné, takže stačí jen flashnout kód na Pico W, vyměnit starší Pico a můžete začít. Testovali jsme také I2C, konkrétně pomocí 16 x 2 LCD I2C displeje HD44780, a I2C fungoval bez problémů.

Raspberry Pi Pico bylo první Raspberry Pi s analogovými vstupy a Pico W je má taky. Vyzkoušeli jsme rychlou ukázku pomocí 10kΩ potenciometru (proměnný rezistor s odporem mezi 0 a 10 kΩ) a mohli jsme vidět výpis neupravených ADC hodnot v REPL.

Softwarová podpora Raspberry Pi Pico W

Raspberry Pi Pico byl sice vydán s podporou pouze MicroPythonu a C++, ale ve velmi krátké době byla dostupná i podpora mnoha dalších alternativních programovacích jazyků. Nejprve to byl CircuitPython, dále odnož jazyka MicroPython pod správou společnosti Adafruit a Scotta Shawcrofta.

CircuitPython vyniká svou jednoduchostí a pro mnoho uživatelů se stal preferovaným prostředkem pro programování s Pico. V době psaní tohoto článku neexistuje verze pro Raspberry Pi Pico W, ale věříme, že se to změní v momentě kdy bude deska oficiálně vydána.

Raspberry Pi Pico W podporuje jazyk C/C++, ale vzhledem k časovým omezením jsme to nemohli vyzkoušet. Ačkoli jazyk C/C++ nabízí vyšší výkon, mnoho uživatelů dá kvůli snadnému použití přednost jazyku MicroPython / CircuitPython. Verze MicroPythonu dodaná na modelu byla „MicroPython v1.18-673-gdf8d97171 on 2022-06-24“, což je poměrně nedávná verze, která podporuje Pico W hardware. MicroPython na modelu Pico W výjimečně dobře spolupracoval s editorem Thonny, který byl zvolen pro vývoj MicroPythonu na Pico modelu.

A jak vypadají přídavné desky? Identické rozložení GPIO pinů umožňuje opětovné použití běžných rozšiřujících desek a modulů pro Pico. Nastává tedy moment, kdy si různí prodejci třetích stran hrají na honěnou. Nový Raspberry Pi Pico W pro ně znamená, že budou muset otestovat a aktualizovat svůj software, aby mohli znovu použít starou sadu.

Další vývojové desky s podporou Wi-Fi

Za tu dobu, co je tu Pico s námi, objevilo se hned několik pozoruhodných pokusů o přidání Wi-Fi připojení k procesoru Raspberry Pi RP2040. První z nich byl prostřednictvím koprocesoru Airlift Featherwing z dílny společnosti Adafruit. Rafinovanější alternativa přišla v podobě balíčku Pico Wireless od Pimoroni, který se nasazuje přes celé GPIO. Použití je sice snadné, ale nezbývá žádné GPIO na další hraní.

Až dosud byla nejzřejmější volbou deska Arduino Nano RP2040 Connect, ovšem za více než čtyřnásobek ceny Pico W. Je vybavena Wi-Fi i Bluetooth, dále zahrnuje IMU, mikrofon a kryptografický koprocesor, což na jednu stranu vyšší cenu celkem kompenzuje.

Pokud potřebujete funkce na profesionální úrovni, je určitě dobré si Arduino Nano RP2040 Connect pořídit. Pro většinu běžných uživatelů však bude Pico W pravděpodobně výhodnější.

Někteří tvůrci si nyní možná myslí, že ESP32, ESP8266 a W600 lze koupit za přibližně stejnou cenu, a mají zcela jistě pravdu.

Pro ty z nás, kteří mají zkušenosti s vývojovými deskami Wi-Fi, je Pico W spíše zajímavostí. Za přijatelnou cenu si můžete udělat příjemné odpoledne strávené hackováním. Ale pro nováčky na scéně, a právě odtud pochází velké procento uživatelů Pi, je jednoduchost a cena Raspberry Pi Pico W podpořena spoustou návodů a příspěvků na fórech.

Jaké projekty můžeme s Raspberry Pi Pico W postavit?

Wi-Fi připojení nyní umožňuje vyvíjet dálkově ovládané roboty, sbírat data a sdílet je do světa, shromažďovat informace a zobrazovat je na LCD a OLED displejích. K dispozici je výkonný mikrokontrolér s dostatkem inteligence pro strojové učení a počítačové vidění, který dokonce umí hrát Doom!

Díky přidání Wi-Fi může Raspberry Pi Pico W pohánět mnoho projektů, které by nakonec poháněl Raspberry Pi Zero W. Až bude povolen Bluetooth 5.2, bude Pico W ještě atraktivnější deskou. Díky Bluetooth by pak bylo možné vytvořit z Pico W bezdrátové periferní PC zařízení, například herní ovladač nebo myš.

Sečteno a podtrženo

Raspberry Pi Pico W je skvělou investicí. Pokud znáte počítač Pico, nebudete mít s Raspberry Pi Pico W žádné problémy. Noví uživatelé si jej díky množství návodů a zdrojů osvojí poměrně rychle.

Počítače Raspberry Pi standardně nemají vypínač ani tlačítko pro reset, což je nepříjemné, a v případě potřeby resetu je proto nutné odpojit kabel, ale modelu Pico W se to dá odpustit.

Jedná se o ideální mikrokontrolér pro začátečníky se solidním hardwarem, dobrým softwarem (který bude časem ještě lepší) a vysokou rozšiřitelností o nesčetné doplňky. Za přijatelnou cenu (179,00 Kč na rpishop.cz, poznámka redaktora) získáte s Raspberry Pi Pico W celý svět.

O autorovi

Les Pounder je spolupracovníkem redakce Tom’s Hardware. Je kreativním technologem a již sedm let vytváří projekty, které vzdělávají a inspirují mladé i starší ročníky. Spolupracoval také s nadací Raspberry Pi Foundation na přípravě a realizaci jejího programu pro učitele „Picademy“.