D. PETROVIĆ

1. februar 2024.

Na tržištu postoji veliki broj kompatibilnih klonova Arduino ploča. Mnoge razvojne ploče na sebi nose mikrokontrolere mimo zvaničnih Arduino ploča. Mnogi mikrokontroleri su dobili pristup Arduino IDE razvojnom okruženju kroz pakete iza kojih stoji zajednica, ali neretko i samo jedan čovek. Retki su primeri gde proizvođač mikrokontrolera razvije Arduino kompatibilnu razvojnu ploču za svoj mikrokontroler i još sastavi paket podrške. Iako, pritom, ima svoj namenski IDE za te iste mikrokontrolere. Jedan od takvih proizvođača je Nuvoton, a mi vam ovom prilikom predstavljamo NuMaker Uno iz serije NUC131 mikrokontrolera.

NuMaker Uno je razvojna ploča na kojoj razlikujemo dva dela: deo sa mikrokontrolerom i deo sa programatorom (Nu-Link-Me). Ovi delovi su jasno odvojeni i u većoj meri razdvojeni. Predviđeno je da se, po potrebi, programator odvoji od mikrokontrolerskog dela i koristi kao samostalan uređaj za programiranje drugih Nuvotonovih mikrokontrolera. Na mestu gde postoje linije koje spajaju ova dva dela su dva nepopunjena 2×5 niza izvoda, te, iako razdvojeni, ova dva dela i dalje mogu da se spoje radi nekog narednog programiranja već izrađenog projekta. Programatorski deo sačinjavaju NUC12SRE3DE, kao ARM Cortex-M0 MCU, mini-USB priključak, par nizova izvoda, kao i četiri minijaturna prekidača. MCU na programatorskom delu pločice ima ulogu ICE programatora, ali i lovca na „bube”. Tu su i tri lampice koje indikuju status programatora: BUSY1, IDLE, i ICE1. Firmver programatora može da se nadogradi na 5p nizu izvoda odmah pored (ICP Interface). Zanimljivo je da su u formi PTH niza izvoda izvedene linije i USB interfejsa. Četiri prekidača omogućavaju upravljanje VCOM-om, to jest, virtuelnim COM-om. Tabela o funkcijama prekidača jasno je iscrtana. NuMaker Uno radi na pet volti, te je jedva primetan spojnik JPR1 spojen sa 5V ka ciljanom mikrokontroleru. Ako će se programatorski deo odvojiti i koristiti za programiranje 3,3-voltnog MCU-a, tada ovaj spojnik treba povezati sa 3,3 volta.

Mikrokontrolerski deo donosi NUC131SD2AE MCU, koji je sa programatorom povezan preko SWD (serial wired debug) interfejsa. Ovo je, takođe, ARM Cortex-M0 mikrokontroler čije srce kuca na 50 megaherca. Na raspolaganju su mu 64 kilobajta fleš memorije, osam kilobajta SRAM-a, i četiri kilobajta data fleša. MCU ima čak 56 GPIO preko kojih su nam dostupna četiri tajmera (32 bita), šest UART-a, jedan SPI, dva I2C, čak tri LIN, jedan CAN, 24 PWM (16 bita), i osam ADC u 12-bitnoj rezoluciji. Pločica dolazi sa zalemljenim ženskim nizovima izvoda koji su kompatibilni sa Arduino Unom. Sa spoljašnje strane, imamo još ukupno 64 PTH izvoda koji mogu da se koriste po potrebi. SPI niz izvoda dolazi u produženom obliku (2×8), ali je kompatibilan sa Arduino Unom. Tu ju i taster ’Reset’, kao i lampice Tx, Rx, I/O i Power. Standardni strujni priključak, kakav srećemo i na Arduino Unu, nalazi se i ovde.

Kompletna pločica može da se napaja preko USB priključka. Ako je mikrokontrolerski deo odvojen, ostaju nam strujni priključak, kao i naponski izvodi (u ovom slučaju 5V i GND).

Prilikom prvog povezivanja pločice sa računarom potrebno je instalirati neophodne Nu-Link USB drajvere sa zvaničnih stranica. Za programiranje NuMaker Una potrebno je uneti putanju paketa podrške u Preferences URL polje (https://raw.githubusercontent.com/OpenNuvoton/NuMaker-UNO/master/package_nuvoton_index.json). To je postupak koji, inače, sprovodimo radi dodavanja podrške u Arduino IDE. Paket će, pored ove naše, dodati podršku i za druge razvojne ploče iz Nuvotona. Neke, nažalost, nisu povoljne. Ploča bi trebalo da se prijavila pod nekim COM portom. Ako ćemo loviti „bube”, potrebno je sve prekidače podići, te tako pločicu prijaviti pod virtuelnim Debug Serial portom.

Isprobali smo nekoliko primera, kako iz Arduino IDE, tako i namenske primere Nuvotona. Na NuMaker Unu, GPIO se adresira po broju. Recimo, izvod PB.13 je, zapravo, 13 na kome je ugrađena lampica I/O. Poterali smo ga da malo računa broj Pi. Na testu iz matematike je postigao vreme od 2128 milisekunde, što je više od tri puta brže od Arduino Una. Nismo imali problema sa PWM i lampicama, analognim ulazom, serijskim terminalom, pa čak ni sa SingleWire interfejsom na DHT11 senzoru. Na prvi pogled, sve je bajno. Dok nismo došli do I2C OLED ekrana koji nikako nismo uspeli da isprobamo sa Nuvotonom. Koliko smo uspeli da vidimo, problem kompatibilnosti nije nov, a na mreži se mogu naći nerešeni problemi sa I2C LCD, BME280 i slično. Daleko od toga da I2C na NuMaker Unu ne može da se koristi, problem je u neusaglašenim bibliotekama. Zanimljivo je da Nuvoton dolazi sa čak 37 primera za razne senzore, ali u njima nema niti jedan za I2C i SPI.

NuMaker Uno je vrlo jeftina razvojna ploča. Definitivno nadmašuje Arduino Uno u svim hardverskim parametrima; na kraju, govorimo o ARM MCU-u. Međutim, kada dođemo do onog najbitnijeg, podrške i softvera, Nuvoton prestaje da nadmašuje, te počinje da zamuckuje. NuMaker serija razvojnih ploča prisutna je već nekoliko godina, ali primera na mreži je jako malo i generalno su reciklirani sa zvanične Nuvoton podrške. Moramo svakako da pohvalimo pločicu i kako su rešene dve hardverske celine. Moramo da pohvalimo i Nuvoton koji je sam obezbedio direktnu podršku u Arduino IDE. Pritom, pružena je direktna podrška i za KEIL IDE, kao i IAR Embedded Workbench.

Sami NUC131SD2AE mikrokontroleri nisu toliko dostupni, a nisu ni povoljni u odnosu na jedan ATmega328p, na primer. Istina, NuMaker Uno je jeftiniji od originalnog Arduino Una. Sve u svemu, ovaj Nuvoton nije zanemarljivo parče hardvera, ali podrška je relativno mlaka. Iako JSON paket nije napravila zajednica, već sam proizvođač, i dalje to nije dovoljno da oko sebe okupi veći broj entuzijasta.