CyberPi / Mikropočítač zvládne aj jednoduché AI úlohy

» Kompaktný mikropočítač v priesvitnom puzdre s farebným displejom CyberPi je určený na výučbu programovania, pre rôzne IoT scenáre a takisto ako riadiaca jednotka pre rôzne roboty a robotické konštrukcie. Spoločnosť Makeblock, ktorá dodáva CyberPi, má v ponuke aj roboty populárnej série mBot, takže sa dá predpokladať, že tento mikropočítač bude použitý ako riadiaca jednotka novej generácie týchto robotov. Výkonný dvojjadrový procesor a dostatočná kapacita úložného priestoru na program a pamäte RAM umožňujú naprogramovať aj jednoduché úlohy z oblasti umelej inteligencie.

Mikropočítač využíva populárny výkonný dvojjadrový 32-bitový mikrokontrolér založený na platforme ESP32, ktorý má integrovanú podporu komunikačných rozhraní Wi-Fi a bluetooth. Procesor je taktovaný na frekvencii 240 MHz. Firmvér a programový kód sú uložené v pamäti ROM s kapacitou 448 kB a 8 MB flash pamäti. Program má k dispozícii 520 kB pamäte RAM a 8 MB PSRAM.

K dispozícii je aj senzor intenzity osvetlenia, trojosový akcelerometer a gyroskop, takže na ovládanie môžete použiť aj náklon alebo gestá ako potrasenie. K hardvérovej výbave patrí aj mikrofón a reproduktor, ktorý je kvalitou zvuku porovnateľný s reproduktorom v smartfóne, čo umožňuje realizovať aj riešenia so zvukovým či dokonca hlasovým výstupom, prípadne analýzu zvuku či hlasových povelov.

V porovnaní s inými mikropočítačmi určenými na výučbu programovania, napríklad s BBC Micro:bit, má CyberPi oveľa lepšie možnosti zobrazovania aj ovládania. Textové aj grafické informácie môžete zobrazovať na farebnom displeji s uhlopriečkou 1,44" a rozlíšením 128 × 128 pixelov. Pod displejom je 5 RGB diód, umiestnených vedľa seba, ktoré umožňujú naprogramovať napríklad stĺpcový indikátor alebo svetelný pás. Na paneli vedľa displeja je joystick a dve tlačidlá A a B, ktoré sú rozlíšené aj tvarom. Štvorcové tlačidlo A slúži na návrat a tlačidlo B v tvare trojuholníka na potvrdenie funkcie. Na pravej strane je ešte malé tlačidlo Home, ktoré ukončí aktuálne vykonávaný program a vráti sa do prostredia operačného systému CyberOS. Hlavnou úlohou operačného systému je zobrazovať zoznam programov, ktoré sú v Cyber Pi Go nahraté, a spúšťať ich. Súčasťou firmvéru je osem ukážkových programov, ktoré demonštrujú možnosti mikropočítača.

Na zadnej strane priehľadného plastového puzdra sú štyri otvory, ktoré umožňujú modul zabudovať jednak do konštrukcie z mechanických komponentov stavebníc Makeblock, jednak do konštrukcií zo stavebnice Lego Technic. Puzdro sa dá pomerne ľahko otvoriť, takže spodnú časť môžete pripevniť aj pomocou skrutiek. Na pripojenie externých zariadení je k dispozícii malý štvorpinový konektor, na ktorý je vyvedená zbernica mBuild. To v praxi znamená, že pomocou tejto sériovej zbernice možno navzájom reťazovo prepojiť niekoľko externých zariadení. Na prepojenie s počítačom slúži konektor USB-C. Na spodnej strane puzdra je 14-pinový konektor so signálmi pre rozširujúce moduly.

Zobrazovanie údajov zo senzorov

CyberPi môžete programovať pomocou grafických blokov, v populárnom programovacom jazyku Python alebo po doinštalovaní knižnice aj vo vývojovom prostredí Arduino IDE. Začiatočníci, ktorí budú programovať v grafickom jazyku Scratch, ocenia, že bloky na tvorbu programových konštrukcií a ovládanie hardvéru sú prehľadne rozdelené do skupín podľa toho, či potrebujete ovládať zobrazovanie na displeji, kde sú k dispozícii aj funkcie na zobrazovanie formou tabuliek a jednoduchých grafov, či funkcie na rôzne vizuálne efekty pomocou farebných RGB diód. V skupine zvuk sú nielen funkcie na reprodukciu tónu zadanej frekvencie, jednoduché komponovanie hudby podľa nôt, ale aj funkcie na záznam zvuku a prehrávanie zvukových záznamov. Pomocou funkcií zo skupiny vnímania podnetov môžete pomocou údajov z akcelerometra a gyroskopu nakláňaním ­CyberPi ovládať figúrku v okne vývojového prostredia a takisto zisťovať udalosti od joysticku, tlačidiel, senzora na meranie intenzity svetla a podobne. Na využitie AI funkcií, napríklad rozpoznávanie a syntézu hlasu, či komunikáciu s cloudovou službou potrebujete pripojenie Wi-Fi.

Modul mikropočítača CyberPi bude fungovať iba vtedy, ak bude pripojený cez USB-C k počítaču alebo napájaciemu zdroju a pripojíte k nemu len moduly so zbernicou mBuild. Ak ich nemáte, pri aplikáciách IoT môžete využiť len interné senzory. Nie je to málo, pretože vďaka možnosti pripojenia Wi-Fi sa môžete pripájať k rôznym cloudovým službám, do ktorých môžete ukladať namerané údaje a následne ich analyzovať, prípadne z nich získavať údaje, ktoré vaša aplikácia potrebuje, napríklad údaje o počasí. Takisto môžete zobrazovať údaje, ktoré ste získali pomocou iných zariadení IoT, poslali do vhodnej cloudovej služby a CyberPi použiť na zobrazovanie.

 Príklad programu na snímanie údajov akcelerometra a gyroskopu

Na ovládanie vašich vlastných IoT a robotických konštrukcií nám zatiaľ chýba možnosť pripájania rôznych periférií, ako sú motory, servomotory či senzory, ako aj možnosť napájania z batérie. Preto sa mikropočítač CyberPi dodáva v súprave CyberPi Go spolu s rozširujúcim modulom Pocket Shield, ktorý sa pripája k CyberPi mechanicky aj elektricky cez 14-pinový konektor v spodnej časti mikropočítača. Modul Pocket Shield má nabíjateľnú batériu, ktorá napája CyberPi, takže jeho pripojením získate autonómny mikropočítač s pomerne bohatou konektivitou.

Modul má štyri konektory na pripojenie externých zariadení. Dva dvojpinové, označené ako M1 a M2, sú určené na pripojenie jednosmerných motorov, pričom môžete regulovať ich otáčky a smer otáčania. Na ďalšie dva trojpinové konektory, označené ako S1 a S2, je vyvedené rozhranie GVS (Ground Voltage Signal). Na pine V je kladný pól napájacieho napätia, na pine G je elektrická zem, v tomto prípade záporný pól napájacieho napätia, a na pine S sú riadiace signály. Tie môžu byť vstupné alebo výstupné, takže k nim môžete pripojiť senzory aj akčné členy. Na pine S môže byť signál PWM čiže signál využívajúci impulzovú šírkovú moduláciu. Ten sa využíva napríklad na ovládanie servomotorov či modelárskych motorov. Ak k rozhraniu pripojíte farebné diódy či pásiky NeoPixel a použijete vhodnú knižnicu, môžete na pine S generovať signál na ich ovládanie. Tandem CyberPi s rozširujúcim modulom Pocket Shield, schopný ovládať dva motory a umožňujúci pripojiť dva senzory či akčné členy, vám stačí na ovládanie robotického podvozka či inej podobnej hobby konštrukcie. Navyše konektory na rozširujúcom module sú kompatibilné so senzormi a akčnými členmi určenými pre Arduino, napríklad zo súpravy Grove. Batéria v module Pocket Shield má kapacitu 800 mAh. Nabíja sa cez port USB-C v CyberPi. Pri bežnom použití, keď nie sú k modulu pripojené motorčeky či iné výkonové členy, vydrží batéria na jedno nabitie približne 4 hodiny. Maximálny celkový prúd, ktorý modul Pocket Shield dokáže dodať, sú 2 A pri napätí 5 V. Malý robotický podvozok dokáže na jedno nabitie jazdiť asi 15 – 20 minút. Batériu nabijete približne za 80 minút. Modulárnu konštrukciu tandemu mikropočítač + rozšíriteľný modul, pričom batéria je v tomto module, oceníte napríklad na súťažiach, kde budete prezentovať svoje konštrukcie. Prinesiete si viac modulov Pocket Shield s nabitými batériami a môžete ich ľahko vymieňať.

PARAMETRE:

Platforma: ESP32-WROVER-B; procesor: 32-bitový dvojjadrový Xtensa, taktovaný na 240 MHz; pamäť ROM: 448 KB, SRAM: 520 KB, SPI flash: 8 MB, PSRAM: 8 MB; displej: 1,44" IPS, 128 × 128 px; komunikácia: Wi-Fi, bluetooth, USB-C; port na pripojenie rozširujúcich modulov; operačný systém: ­CyberOS od Makeblock; rozmery: 84 × 35 × 13 mm; hmotnosť 36 g

 Cena: CyberPi Go Kit (CyberPi + Pocket Shield) 65 EUR

HODNOTENIE: 9/10