PYCOM GPy Модуль беспроводной связи WiFi, BTLE, LTE

Модуль беспроводной связи PYCOM GPy, плата разработчика

Шагая вслед за развивающимися технологиями, среди которых большим темпом набирает популярность "Интернет вещей" (англ. Internet of Things, IoT), командой PYCOM разработана и представлена серия плат и дополняющих расширений, позволяющих быстро связывать умные устройства между собой и обмениваться информацией по различным, широко применяемым на сегодняшний день, стандартам беспроводной связи, включая WiFi, Bluetooth, SigFox, и даже сотовую связь LTE. В первую очередь, электронные продукты PYCOM предназначены для независимых разработчиков, желающих самостоятельно заниматься конструированием подобных простых и одновременно эффективных устройств, оснащённых встроенными возможностями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой. Примером таких устройств могут быть медицинские датчики, счетчики потребления ресурсов, устройства умного дома и т. д.

Руководство по началу работы

Самое подробное руководство по всем продуктам PYCOM вы найдёте в нашем разделе PYCOM модули документация. Руководство содержит в себе всю необходимую документацию по подключению и программированию каждого модуля, а также возможность их совместного использования. В информационном разделе расположены инструкции по предварительной настройке вашего компьютера для разных ОС, по установке совместимого ПО, требуемого для написания пользовательского кода, большое количество примеров программ, советы по устранению неполадок и многое другое.

Технические характеристики PYCOM GPy

• Модель: GPy 1.0
• Микропроцессор: Espressif ESP32 SoC
• Ядро: двухядерный 32–битный Xtensa® LX6
• Производительность: до 600 DMIPS
• Беспроводные стандарты:
  • Wi-Fi 802.11 b/g/n/e/i 16Мб/с
  • Bluetooth 4.2 BLE
  • LTE CAT M1 (eMTC) и LTE CAT NB1 (NB-IoT)
• Питание: 3.5-5.5 вольт
• Рабочее напряжение: 3.3 вольта
• FLASH память: 8 Мбайт
• RAM память: 4 Мбайт
• Прямой доступ к памяти, DMA: на всей периферии
• Выводы, совместимые с беспаечной платой: 28
• Цифровые входы/выходы общего назначения: 22
• Аналоговые входы, АЦП: 8, разрядность 12 Бит
• Аналоговые выходы, ЦАП: 2, разрядность 8 Бит
• ШИМ выходы: до 18
• Максимальный ток через каждый вход/выход: 12 миллиампер
• Рекомендуемый ток через каждый вход/выход: 6 миллиампер
• Максимальный ток вывода 3.3В: 400 миллиампер
• Таймеры: 2, 64 Бит
• Выводы сенсорного датчика касаний (Touch): 10
• Интерфейсы: 2хUART, 2хSPI, I2C, I2S, micro SD карты памяти
• Встроенные: светодиод WS2812, WiFi/BLE-антенна, кнопка ручного сброса
• Слот под карту Nano-SIM
• Температурный диапазон эксплуатации: -20°С...+85°С
• Размеры: 55 х 20 х 4 мм

Возможности PYCOM GPy

Модуль беспроводной связи PYCOM GPy наделён мощным высокопроизводительным вычислительным 32–битным двухядерным процессором Espressif ESP32 SoC Xtensa® LX6, содержит модули беспроводного радио WiFi 2.4 ГГц IEEE 802.11b/g/n 16Мб/с с дальностью сигнала до 1км, Bluetooth стандарта 4.2 с низким энергопотреблением (англ. Bluetooth Low Energy, BLE), и сотовой связи в диапазонах частот LTE CAT M1 (eMTC) / LTE CAT NB1 (NB-IoT), стандарты которых разработаны консорциумом 3GPP для сетей нового поколения — IoT (13я спецификация LTE Andanced Pro). PYCOM GPy поддерживает язык программирования microPhyton и полностью совместим с платами беспаечного монтажа предварительного прототипирования.

Главный процессор полностью свободен для запуска пользовательского приложения. Дополнительный ULP-сопроцессор может следить за периферийными выводами общего назначения (GPIO), каналами АЦП и контролировать большинство внутренних периферийных устройств в режиме глубокого сна, потребляя ток всего 25 микроампер. Сетевой процессор GPy способен управлять подключением WiFi и стеком IPv6. Модуль поддерживает защиту сетевых соединений по протоколам SSL/TLS, WPA-Enterprise и алгоритмы криптографического хеширования/шифрования SHA, MD5, DES, AES.

Вам доступно:

• Pymakr IDE — простой редактор кода для написания ваших скриптов на Phyton
• Простая загрузка — перенос ваших скриптов или других нужных файлов в GPy через FTP-сервер
• Локально или удалённо — перезапуск GPy возможен локально или удалённо через пакетный клиент Telnet

Функциональное назначение выводов GPy (распиновка)

* АЦП2 не поддерживается в прошивке mycroPhyton
** При активном домене питания RTC (RTC-часы реального времени), контакты будут обрабатывать своё состояние в режиме глубокого сна

Процессор ESP32 обладает функционалом переназначения контактов. Эта возможность позволяет периферии быть переназначенной практически на любые доступные выводы GPIO. Приведенная выше таблица показывает назначения по умолчанию. Например, на один вывод  назначены сразу две шины тактирования SPI / I2C, которые не могут использоваться одновременно без переназначения одной из них на другой вывод.

Программирование устройства

UART - по умолчанию, модуль GPy запускается на интерактивном Phyton REPL через шину UART0, линии которой соединены с контактами PO (RX) и P1 (TX) на скорости 115200 бит/сек. Самый простой способ подключится к GPy - воспользоваться платой расширения. Для установления связи с GPy подойдёт любой другой адаптер USB-UART. Код возможно загрузить через интерактивный REPL, либо через дополнительное ПО PyMakr для редакторов Atom или Visual Studio Code.

WiFi - по умолчанию, GPy также запускает точку доступа Wi-Fi.
SSID: gpy – wlan – XXXX
Пароль: www.pycom.io
После подключения к Wi-Fi сети GPy, пользователю доступна двухсторонняя связь.

Telnet - запущенный через порт 23 сервер telnet. Работает аналогично соединению по UART. Он представляет вам интерактивный REPL, а также может быть использован для загрузки кода через PyMakr.

FTP - PYCOM GPy имеет собственный FTP-сервер, запускаемый при включении питания модуля. Сервер позволяет копировать файлы как на устройство, так и из него, либо с карты SD, если она совмещена с GPy. Подключение к FTP-серверу не требует настройки дополнительного шифрования в FTP-клиенте. Соединение устанавливается со следующими учетными данными:
User: micro
Password: python

Режимы загрузки

Режим загрузчика

Если требуется обновление прошивки модуля GPy, устройство необходимо перевести в режим загрузчика. Вход в режим выполняется замыканием контакта P2 на заземление (GND) с последующим перезапуском модуля.

Режим безопасного запуска

Входящий в прошивку microPhyton имеет функцию безопасной загрузки, позволяя пропускать сценарии boot.py и main.py и переходить сразу к REPL. Безопасный запуск удобен в случаях, когда запрограммированный в память GPy код приводит к сбою или полной недееспособности устройства. Доступ в режим происходит соединением контакта P12 с напряжением 3.3 вольта и последующим перезапуском модуля. При входе в режим безопасной загрузки, встроенный светодиодный индикатор начнет мигать оранжевым. В зависимости от времени удержания контакта на уровне 3.3 В, модулем PYCOM GPy будет запущена разная прошивка:

• 0-3 секунды — последняя установленная прошивка, исключая файлы boot.py или main.py
• 4-6 секунд — предыдущая прошивка, исключая файлы boot.py или main.py

Техническая информация

1. Документация модуля PYCOM GPy (PDF, англ.)

Полезные библиотеки и примеры

• pycom-libraries-master.zip