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【Nano系列添員】Arduino Nano ESP32預告登場!

   

作者:陸向陽

Arduino官方發表新的Nano系列板:Nano ESP32(圖片來源:Arduino官網)

Arduino官方近期除了在新款開發板Arduino UNO R4 WiFi上使用ESP32晶片,也針對ESP32晶片推出另一片板子,即Arduino Nano ESP32,讓原有的Nano系列再增加一片成員板,且ESP32晶片在Arduino Nano ESP32上是主控晶片的地位,而非在Arduino UNO R4上屬於受控的從屬地位。

既然是Nano系列,那必然是輕薄短小(英文用tiny footprint形容)取向的外觀,Arduino Nano ESP32維持Nano系列一貫的長條狀外形,而長寬僅有4.5 x 1.8公分,很明顯與其他Nano系列板一樣,是感測器節點(sensor node)應用的訴求定位。

既然是Arduino技術生態圈裡的新成員,生態圈原有的技術特點與優勢幾乎都能沿用,例如可以使用Arduino Cloud雲端服務,或者是用IoT Remote App的手機應用程式等。

比較特別的是,這次Arduino比較沒有強調過往以來所用的C/C++/Processing程式語言,而是主推用MicroPython來撰寫控制程式,並且為此準備了許多入門課,稱為MicroPython 101(西方教育喜歡把入門課稱為101),目前已經有9堂課。

(附註:雖然主推MicroPython,但其實過去用於ESP32晶片上的各種軟體也是可以挪用到Arduino Nano ESP32上使用的。)

搭配Arduino Nano ESP32的MicroPython 101教學官網(圖片來源:Arduino官網)

不僅有課程,為了讓學習更有動力同時也鼓勵動手實作,所以課程下方還列出幾個專案(Project),其實就是實作課,教導初學者用Arduino Nano ESP32做出一個起床鬧鐘、一個場景變換器,或一個溫度顯示器等。

ESP32晶片技術細節

雖然說是用ESP32晶片,但其實ESP32晶片也有許多型款,ESP32-S系列、C系列、H系列,系列下也有不同型號,如ESP32-C3、ESP32-C6、ESP32-H2等,而Arduino UNO R4 WiFi與Arduino Nano ESP32所用的是ESP32-S3。

S系列主要是使用Xtensa系列的執行核心,ESP32的前身晶片ESP8266也使用此系列核心,因此S系列可以說ESP8266最正宗的主線接替品。而C系列則是改用開放原始程式碼的執行核心RISC-V,可謂是新另立的分支線,由於RISC-V本身不需要技術授權費、量產權利金,大量且長期而言,C系列可以比S系列更低廉。

至於H系列是最新衍生的系列,此系列與C系列一樣是使用RISC-V核心,但拔除了WiFi功能,以藍牙、IEEE 802.15.4通訊為主訴求,很明顯是一個更初階功能的定位。

更嚴格而論,即便是C2、C3等也還是有細部型號之別,例如ESP32-S3R2已經合併封裝了2MB PSRAM記憶體,而ESP32-S3R8則合併封裝8MB,又或者ESP32-S3R8V雖然也是合併封裝8MB PSRAM,但運作電壓從3.3V降到1.8V,因此各有差異。

更具體地說,Arduino官方並不是直接取得ESP32-S3晶片,也不是購買晶片商官方的無線模組(例如ESP32-S3-WROOM-1/1U、ESP32-S3-WROOM-2等),而是向協力商u-blox公司購買無線模組,該模組為NORA-W106-00B(官方報價,每500片7.29美元),模組上使用ESP32-S3晶片。

ESP系列晶片(圖片來源:樂鑫官網)

除了ESP32-S3晶片外,Arduino官方還在Nano ESP32板子上加入16MB的快閃記憶體,然後用USB Type-C供電(5V~18V電壓範圍均可)與傳輸程式,板子上也有一顆RGB三色的LED燈號可用。

值得注意的是,Arduino Nano ESP32與Arduino UNO R4一樣,其USB Type-C也能支援人機介面裝置(HID),可以用來連接鍵盤、滑鼠,讓控制應用的想像空間更大。

另外,官方只是先在7月預告產品,正式發售為8月,預計售價20美元,20美元是沒有焊上左右兩排I/O接腳的,可以自行購買針腳自己焊,或者直接購買已經焊好的(with header),如此追加1美元成21美元。

20美元看來已很吸引人,讓筆者好奇Nano ESP32是否是Nano家族最便宜的板卡?畢竟ESP8266、ESP32晶片向來是以價格平易近人著稱,結果發現有更便宜的,例如Arduino Nano Every只要13.7美元,但除了Nano Every外就屬ESP32最便宜,而Nano Every的規格過於低階,且為2019年的產品,估計未來將以Nano ESP32為主。

結語

最後,其實ESP32晶片功能豐富,甚至已經可以用在影像感測、視訊等相關應用,用在Nano系列上似乎只看重它的無線傳輸與I/O功能,有點大材小用。

不過,創客領域以創意為重,許多創意變化已逐漸加重倚賴雲端或手機App來實現,硬體板卡雖不可或缺,但逐漸成為搭配輔助角色,因此是不是把硬體運算力、硬體資源充分利用,已不是重點,反而價格、省電、短小輕薄等才是重點,這也正是Arduino Nano ESP32所要強調的。

(責任編輯:謝嘉洵)

陸向陽
陸向陽

Author: 陸向陽

從電子科系畢業後,即以媒體人的角色繼續這段與「電子科技」的不解之緣。歷任電子技術專書作者、電子媒體記者、分析師等角色,並持續寫作不殆。近來投入Arduino、Raspberry Pi等開放硬體的研究與教程介紹。

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