Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Uma primeira olhada no Spresense da Sony

O quadro de desenvolvimento do Spresense é o lançamento da Sony no mercado Maker para microcontroladores, e é impressionante.

Características

O Sony Spresense traz uma gama eclética de recursos para a mesa. Uma que não vimos antes em uma placa pronta para Maker: ela suporta GNSS diretamente da caixa. Esse é o GPS, o Sistema de Posicionamento Global que seu telefone usa para encontrar sua localização no mundo, além de redes adicionais de geoposicionamento. Se o Spresense puder ler melhor sua posição usando QZSS (sistema do Japão), WAAS (sistema da FAA) ou GLONASS (sistema da Rússia), ele será capaz de extrair uma leitura dessas redes de satélite como a rede original do GPS.

Seu poder bruto de computação deixa as placas mais similares à sombra, com 6 núcleos rodando a 156 MHz. Se isso não bastasse, é uma placa de áudio bastante capaz, com 8 canais de mic e saída estéreo de alta resolução. Apesar de todos esses recursos e potência, esta placa gasta poder.

Usos Recomendados

Spresense é construído em torno do chip Sony projetado para seus produtos de fone de ouvido inteligente. Ele oferece codecs de áudio de alta resolução para reproduzir seus MP3s, entrada de áudio para que ele possa ouvir comandos de voz em resposta e inteligência artificial para entender o que acabou de ouvir. Tudo com consumo de energia baixo o suficiente para funcionar por horas com uma bateria pequena o suficiente para ficar atrás de sua orelha. Com um receptor de GPS, sabe até onde você o levou em sua corrida matinal. Esses mesmos recursos fazem dela uma boa escolha para qualquer invenção que precise executar comandos de voz, tocar música ou conhecer seu lugar de mudança no mundo.

O que mais me impressionou sobre o Spresense foi quanto poder de computação ele trouxe para a pouca potência consumida. Com seis núcleos rodando a 156MHz, o Spresense tem um poder de computação que quase o coloca na faixa de computadores de placa única, não microcontroladores. Seu design multicore torna o Spresense uma boa opção para executar uma pequena rede neural para reconhecimento de voz ou para procurar padrões em um feed de câmera. E, como consome 30 mA de energia durante a operação normal, ele pode executar essas tarefas de AI por horas com a menor das baterias de lítio ou um simples par de AAs.

Spresense + Camera + Screen relógios para os jogadores fazerem os gestos “rock, papel, tesoura” usando uma rede neural. Esse é um nível impressionante de AI para desligar um par de baterias duplas.

Compatibilidade Arduino

Desde o início, o Spresense pode ser programado usando o editor do Arduino. (Precisa de um sistema operacional mais completo? Você também pode programar o Spresense como um computador NuttX.) Há uma pilha de exemplos de programas que aparecem quando você faz o download dos arquivos do cartão para o editor do Arduino, mostrando como acessar os recursos avançados do quadro. , com exemplos para o zoom, a reprodução de MP3, uma amostra da Deep Neural Network e muito mais.

Para compatibilidade de hardware, olhe para o Spresense Extension Board. A pequena placa principal Spresense encaixa-se sobre esta placa maior para oferecer ainda mais pinos IO, no layout padrão do Arduino, permitindo que a Spresense use a maioria dos milhares de Shields criados para adicionar recursos aos Arduinos.

Há mais recursos inteligentes na placa de extensão: um slot para cartão micro-SD, um conector de fone de ouvido e quase uma dúzia de jumpers de configuração, permitindo que você ajuste o funcionamento do hardware. Um que chamou minha atenção foi o seletor para executar a placa de extensão no modo 3.3V ou 5V. A potência definida para 5V maximiza a compatibilidade do Arduino da placa e permite que ele execute microsservos e outros pequenos motores sem precisar aumentar sua potência. A opção 3.3V oferece melhor compatibilidade com muitos chips modernos aos quais você pode conectar o Spresense, ignorando a necessidade de um shifter de nível e economizando energia.

Começando com Spresense

A documentação da própria Sony cobre cada etapa em detalhes e será melhor para os novos fabricantes. Para os fabricantes experientes que querem a versão turbo, oferecemos este guia:

Configuração de hardware

    1. Como de costume, antes de manusear as placas de circuito impresso, toque na coisa aterrada mais próxima ou no piso não atapetado, para descarregar o acúmulo de eletricidade estática do seu corpo.
    2. Aplique o protetor de sombra ao processador do Spresense. Ou seja, coloque o pequeno adesivo preto que veio na caixa do Main Board no chip brilhante na placa principal. Você pode pular esta etapa se quiser colocar seu Spresense em um recinto, mas por quê? Sem a proteção de sombra, luzes brilhantes, como fotografia com flash, podem reinicializar a placa.
    3. Se você estiver usando a placa de extensão, encontre o saquinho de quatro espaçadores e encaixe-os delicadamente, mas com firmeza, na placa de extensão. Então, com o mesmo cuidado, encaixe a placa principal nesses quatro espaçadores. Os standoffs alinham o slot que conecta as duas placas.
    4. Conecte o Spresense em seu computador usando sua porta micro USB. Prefira a porta na placa principal para a porta na placa de extensão.

Configuração de Software

Há algumas etapas extras na primeira vez que você usa sua placa Spresense com o editor do Arduino. Depois de fazer isso uma vez, o computador tratará a placa Spresense como apenas outro modelo do Arduino.

  1. Se você ainda não tem o software do Arduino instalado, baixe uma cópia do arduino.cc e instale-a.
    • Etapa de bônus para usuários do Ubuntu (usuários do OSX e do Windows pular este passo): dê a si mesmo permissão para usar a conexão USB. Em um terminal, digite: sudo usermod -a -G dialout $ USER … Então saia e entre novamente.
  2. Dentro do software Arduino, baixe os arquivos extras que o Spresense precisa.
    • Ative o editor do Arduino e abra a janela de permissões. (Arquivo-> Permissões para usuários do Windows ou Linux, Arduino-> Permissões no OSX.)
    • Copie isso, como uma única linha, para o campo “Additional Board Manager URLs”: https://github.com/sonydevworld/spresense-arduino-compatible/releases/download/generic/package_spresense_index.json Agora seu editor do Arduino sabe onde encontre os arquivos que lhe dirão como usar o quadro Spresense.
    • Clique em "OK" para sair da janela de permissões.
    • Diga ao software Arduino para baixar esses arquivos:
      • No menu "Ferramentas", passe o mouse sobre "Placa".
      • Clique no link superior, “Board Manager…”
      • Na janela Gerenciador de diretorias que acabou de abrir, digite "spresense" na barra de pesquisa no canto superior direito.
      • A lista de placas na janela abaixo deve limitar-se a apenas uma, "Spresense".
      • Clique. Um botão “Instalar” aparece. Clique. Espere um pouco.
      • Parabéns. Seu software Arduino agora sabe como programar uma placa Spresense.
  3. Diga ao seu software Arduino que ele está prestes a programar uma placa modelo “Spresense”, e para onde enviar os programas que você escreve para colocá-los nessa placa. Essa é a única etapa que você precisará repetir em sessões posteriores, o mesmo que faria antes de programar qualquer outro modelo do Arduino.
    • Sob o menu "Ferramentas", passe o mouse sobre "Board" e selecione "Spresense" nas opções que aparecem.
    • No menu "Ferramentas", selecione a porta para enviar os programas. Passando o mouse sobre "Porto", você terá uma lista de opções. Como você sabe qual é o certo? Isso depende se você estiver em um computador com Windows, OSX ou Ubuntu:
      • Windows: desconecte a placa do seu computador, verifique a lista de portas e feche a lista de portas sem selecionar uma. Em seguida, conecte a placa novamente e abra novamente a lista de portas. O Spresense é o novo porto que não estava lá da última vez que você olhou.
      • OSX: a porta é denominada “dev / cu.SLAB_USBtoUART”.
      • Ubuntu: com o Spresense conectado, abra uma janela de terminal e digite: dmesg | grep “cp21. * attached”… a última palavra da linha com a qual o terminal responde é o nome a procurar no menu “Tools-> Port”.
    • Uma última etapa única: desbloqueie o Firmware na placa Spresense.
    • Em "Ferramentas-> Programador", selecione "Spresense Firmware Updater".
    • Em "Ferramentas", selecione "Gravar Bootloader". Instruções aparecem. Siga-os.

Tudo feito! Você não precisará repetir essas etapas novamente, desde que use o mesmo Spresense no mesmo computador. Repita a última etapa se você obtiver um novo Spresense ou repita as duas primeiras etapas para preparar um novo computador para a programação Spresense.

Experimentando o Conselho

Agora que temos o Spresense pronto para programar, vamos ver alguns dos exemplos que baixamos quando recebemos os arquivos do fórum. Procure os programas de exemplo nos menus do editor do Arduino em "Arquivo-> Exemplos". Os exemplos específicos do Spresense serão exibidos quando a configuração “Tool-> Board” do editor estiver configurada como “Spresense”. Você fez isso um momento atrás, quando você estava montando o tabuleiro.

Um exemplo que você pode iniciar com a placa principal e nenhum hardware adicional é o exemplo “GNSS”. Abra-o clicando em "Arquivo-> Exemplos-> GNSS-> gnss". Em seguida, carregue-o no Spresense clicando no botão Upload, na parte superior do editor do Arduino, o segundo da esquerda.

Você deve ver as mensagens rolando na parte inferior da janela do Arduino conforme elas se preparam e, em seguida, envia o programa para a placa. Quando ele diz “reboot” após alguns segundos, o programa terminou de carregar no Spresense!

As leituras de GPS estão agora sendo retornadas ao seu computador, mostrando sua posição no globo em latitude e longitude. Você precisará abrir a janela do Monitor Serial para visualizá-las: clique em "Ctrl-M". (Command-M em um Mac.) Ou apenas clique no ícone da lupa no canto superior direito da janela do Arduino.

O exemplo do MP3 player é um bom segundo programa para experimentar. É um pouco mais complicado: você vai querer a placa de extensão para que você possa conectar um cartão microSD carregado com seus MP3s, fones de ouvido ou um mini alto-falante para ouvir os resultados. Instruções completas estão em:

http://bit.ly/SpresenseMP3 <—— Psst: A capitalização é importante!

Próximos passos

Dado que a Sony faz com que os sensores estejam no coração de muitas câmeras profissionais, não é de surpreender que uma câmera esteja entre os primeiros complementos oferecidos após o lançamento. Não é nada decaído: a resolução de 5MP pode ser maior do que a que você desejaria manter, se você estiver alimentando os dados da câmera em uma rede neural, conforme demonstrado no programa de exemplo "DNNRT" incluído. Outras opções de placa de expansão disponíveis após o lançamento incluem um minúsculo acessório Bluetooth Low Energy e uma combinação de acelerômetro / bússola / altímetro, no caso de o GPS não fornecer informações suficientes sobre onde você está no mundo.

Para projetistas de hardware, a Sony publicou os esquemas, desenhos de engenharia e BOM para o Spresense no GitHub público. É um forte indicador das intenções da Sony para o Spresense: eles querem que seja o mais fácil possível para você testar suas fichas e ficar impressionado. A compatibilidade do Arduino em hardware e programação torna o uso de seus chips com todos os outros hardwares em circulação o mais fácil possível. Arquivos de hardware de código aberto permitem que você leve sua invenção de um protótipo feito à mão para uma produção de 10 ou 10.000.

Ação

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