รีวิว: Pico:ed V2 บอร์ดสมองกลเพื่อการเรียนรู้ด้วย Raspberry Pi RP2040

Pico:ed V2 เป็นบอร์ดที่พัฒนาโดยบริษัท ELECFREAKS ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ Raspberry Pi Pico RP2040 ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในปัจจุบัน มีปุ่ม Bootsel เพื่อให้ผู้ใช้งานสะดวกในการอัพเดทของเฟิร์มแวร์ ได้ง่ายขึ้น มีปุ่มกดอินพุต แบบกดติดปล่อยดับที่สามารถเขียนโปรแกรมรับค่าได้ 2 ปุ่ม มีการแสดงผล LED แบบ Dot Matrix 7×17 ติดตั้งอยู่บนตัวบอร์ดสำหรับการแสดงกราฟฟิกและข้อความ และมีลำโพงแบบพาสซีพบัซเซอร์เพื่อเล่นเสียงเพลงได้หลากหลาย บอร์ด Pico:ed V2 สามารถเขียนโปรแกรมด้วย CircuitPython หรือ C++ ได้ นอกจากนี้มีการออกแบบรูปทรงที่โค้งมนมากขึ้นเพื่มความน่ารัก และมีการออกแบบขอบพินเป็นคลื่นเพื่อให้ผู้ใช้งานไม่เจ็บมือขณะใช้งาน สีสันสดใส ทำให้มีความสวยงามมากขึ้น อีกทั้งยังสามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆที่ใช้กับ BBC micro:bit ได้ เป็นการเพิ่มการเรียนรู้การเขียนโปรแกรมด้วยภาษา Python และ C/C++ ได้อีกด้วย

คุณสมบัติของบอร์ด Pico:ed V2

Raspberry Pi RP2040 โปรเซสเซอร์ Arm Cortex M0+ แบบ Dual Core พร้อม RAM ภายใน 264kB และรองรับชิปแฟลชแบบ QSPI 2MB
ขั้วต่อ USB และจุดเชื่อมต่อแบตเตอรี่
ไฟ LED แสดงสถานะพลังงานและไฟ LED การถ่ายโอนข้อมูลของ USB
แสดงผลด้วย LED 7*17 Dot-matrix
ปุ่ม Bootsel และ ปุ่มรีเซ็ต
จุดต่ออินพุต เอาต์พุต 25 พิน
ปุ่มกดอิพุตแบบกดติดปล่อยดับ 2 ปุ่ม
ลำโพงแบบพาสซีพบัซเซอร์
สามารถใช้งานเข้ากับอุปกรณ์เสริม BBC micro:bit ได้
สามารถใช้ MicroBlocks สำหรับการเขียนโปรแกรมแบบ Block-Base ได้

รายละเอียดสเปคของบอร์ด Pico:ed V2

รายละเอียด Pin ของบอร์ด Pico:ed V2

สามารถดาวน์โหลดรายละเอียด Pin แบบ HD ได้ที่นี่ >>> Pico-ed-V2-Pin-Diagram.pdf

การติดตั้งเฟิร์มแวร์ CircuitPython

Pico:ed รองรับการเขียนภาษา C, C++, MicroPython, CircuitPython

CircuitPython เป็นภาษาโปรแกรมที่ออกแบบมาเพื่อลดความซับซ้อนของการเรียนรู้ โดย CircuitPython เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการเขียนโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์ สามารถดาวน์โหลด firmware .UF2 ได้ที่ Link นี้

หลังจากดาวน์โหลด Firmware CircuitPython จากนั้นให้กดปุ่ม BOOTSEL ค้างไว้

จากนั้นเชื่อมต่อ Pico:ed เข้ากับคอมพิวเตอร์ โดยใช้สาย USB และปล่อยปุ่ม BOOSEL บนบอร์ด Pico:ed จากนั้นจะเห็นไดร์ของ Pico:ed “RPI-RP2”

ทำการลากไฟล์ UF2 ที่ดาวน์โหลดมาก่อนหน้านี้ไปยังไดฟ์ “RPI-RP2” และเมื่อติดตั้งเสร็จสิ้น ไดรฟ์ “RPI-RP2” จะหายไป และไดรฟ์ “CIRCUITPY” จะปรากฏขึ้นแทนที่ จากนี้แสดงว่าคุณติดตั้ง CircuitPython สำเร็จแล้ว

สามารถเริ่มเขียนโปรแกรมใน code.py ใน CIRCUITPY ได้เลย

การติดตั้ง Thonny IDE

โดยการทดสอบกับบอร์ด Pico:ed เราจะใช้ Thonny เป็น Python IDE ระดับสำหรับเริ่มต้น ซึ่งออกแบบมาเหมาะสำหรับการเรียนรู้และการสอนการเขียนโปรแกรม พัฒนาโดย Tartu University ในเอสโตเนีย สามารถโหลดและติดตั้งโปรแกรมได้ที่ Link นี้

เปิด Thonny ขึ้นมา จากนั้นคลิกเมนู “Run” เลือก “Configure interperter”

คลิกเลือก “Interpreter”
คลิกเลือก “CircuitPython(generic)”
คลิก “OK” จากนั้นก็ทำการตั้งค่าเสร็จสิ้น

ทดสอบ Onboard LED

Pico:ed V2 แสดงสถานะไฟ LED ที่ติดตั้งอยู่บนบอร์ดให้กระพริบ

โค้ด

import time
from picoed import *

while True:
    led.on()
    time.sleep(0.5)
    led.off()
    time.sleep(0.5)

import time

from picoed import *

while True:

led.on()

time.sleep(0.5)

led.off()

time.sleep(0.5)

Button

Pico:ed V2 มีปุ่มกดแบบอินพุต 2 ปุ่มที่ด้านหน้า โดยแต่ละปุ่มสามารถตั้งโปรแกรมแยกกันหรือใช้ร่วมกันได้

โค้ดทดสอบจะทำการแสดงตัวเลข เริ่มต้นที่ 0 ถ้าหากมีการกดปุ่ม A ตัวเลขจะ -1 และถ้าหากมีการกดปุ่ม B ตัวเลขจะ +1

from picoed import *

times = 0
display.show(times)

while True:
    # Press button A once, count minus 1
    if button_a.was_pressed():
        times -= 1
        display.show(times)
    # Press button_B once, add 1 to the count
    if button_b.was_pressed():
        times += 1
        display.show(times)

from picoed import *

times = 0

display.show(times)

while True:

# Press button A once, count minus 1

if button_a.was_pressed():

times -= 1

display.show(times)

# Press button_B once, add 1 to the count

if button_b.was_pressed():

times += 1

display.show(times)

Music

Pico:ed V2 ใช้ลำโพงแบบพาสซีพบัซเซอร์ สามารถตั้งโปรแกรมให้เล่นเสียงตามโน้ตดนตรีประเภทต่างๆ ได้ และยังมีคำสั่งของเพลงสำเร็จรูปมากกว่า 20 เพลงดังนี้

DADADADUM
ENTERTAINER
PRELUDE
ODE
NYAN
RINGTONE
FUNK
BLUES
BIRTHDAY
WEDDING
FUNERAL
PUNCHLINE
PYTHON
BADDY
CHASE
BA_DING
WAWAWAWAA
JUMP_UP
JUMP_DOWN
POWER_UP
POWER_DOWN

โค้ดการทดสอบเล่นเสียงเพลง DADADADUM

from picoed import music

music.play(music.DADADADUM)

from picoed import music

music.play(music.DADADADUM)

โค้ดการทดสอบเล่นเพลงแบบโน้ตเพลง

import asyncio
from picoed import music, led

# play Prelude in C.
notes = [
    'c4:1', 'e', 'g', 'c5', 'e5', 'g4', 'c5', 'e5', 'c4', 'e', 'g', 'c5', 'e5', 'g4', 'c5', 'e5',
    'c4', 'd', 'a', 'd5', 'f5', 'a4', 'd5', 'f5', 'c4', 'd', 'a', 'd5', 'f5', 'a4', 'd5', 'f5',
    'b3', 'd4', 'g', 'd5', 'f5', 'g4', 'd5', 'f5', 'b3', 'd4', 'g', 'd5', 'f5', 'g4', 'd5', 'f5',
    'c4', 'e', 'g', 'c5', 'e5', 'g4', 'c5', 'e5', 'c4', 'e', 'g', 'c5', 'e5', 'g4', 'c5', 'e5',
    'c4', 'e', 'a', 'e5', 'a5', 'a4', 'e5', 'a5', 'c4', 'e', 'a', 'e5', 'a5', 'a4', 'e5', 'a5',
    'c4', 'd', 'f#', 'a', 'd5', 'f#4', 'a', 'd5', 'c4', 'd', 'f#', 'a', 'd5', 'f#4', 'a', 'd5',
    'b3', 'd4', 'g', 'd5', 'g5', 'g4', 'd5', 'g5', 'b3', 'd4', 'g', 'd5', 'g5', 'g4', 'd5', 'g5',
    'b3', 'c4', 'e', 'g', 'c5', 'e4', 'g', 'c5', 'b3', 'c4', 'e', 'g', 'c5', 'e4', 'g', 'c5',
    'a3', 'c4', 'e', 'g', 'c5', 'e4', 'g', 'c5', 'a3', 'c4', 'e', 'g', 'c5', 'e4', 'g', 'c5',
    'd3', 'a', 'd4', 'f#', 'c5', 'd4', 'f#', 'c5', 'd3', 'a', 'd4', 'f#', 'c5', 'd4', 'f#', 'c5',
    'g3', 'b', 'd4', 'g', 'b', 'd', 'g', 'b', 'g3', 'b3', 'd4', 'g', 'b', 'd', 'g', 'b'
]

async def blink(interval):
    while True:
        led.on()
        await asyncio.sleep(interval)
        led.off()
        await asyncio.sleep(interval)

async def main():
    player = asyncio.create_task(music.play_async(notes))
    light = asyncio.create_task(blink(0.1))
    await asyncio.gather(player)
    await asyncio.gather(light)

asyncio.run(main())

import asyncio

from picoed import music, led

# play Prelude in C.

notes = [

'c4:1', 'e', 'g', 'c5', 'e5', 'g4', 'c5', 'e5', 'c4', 'e', 'g', 'c5', 'e5', 'g4', 'c5', 'e5',

'c4', 'd', 'a', 'd5', 'f5', 'a4', 'd5', 'f5', 'c4', 'd', 'a', 'd5', 'f5', 'a4', 'd5', 'f5',

'b3', 'd4', 'g', 'd5', 'f5', 'g4', 'd5', 'f5', 'b3', 'd4', 'g', 'd5', 'f5', 'g4', 'd5', 'f5',

'c4', 'e', 'g', 'c5', 'e5', 'g4', 'c5', 'e5', 'c4', 'e', 'g', 'c5', 'e5', 'g4', 'c5', 'e5',

'c4', 'e', 'a', 'e5', 'a5', 'a4', 'e5', 'a5', 'c4', 'e', 'a', 'e5', 'a5', 'a4', 'e5', 'a5',

'c4', 'd', 'f#', 'a', 'd5', 'f#4', 'a', 'd5', 'c4', 'd', 'f#', 'a', 'd5', 'f#4', 'a', 'd5',

'b3', 'd4', 'g', 'd5', 'g5', 'g4', 'd5', 'g5', 'b3', 'd4', 'g', 'd5', 'g5', 'g4', 'd5', 'g5',

'b3', 'c4', 'e', 'g', 'c5', 'e4', 'g', 'c5', 'b3', 'c4', 'e', 'g', 'c5', 'e4', 'g', 'c5',

'a3', 'c4', 'e', 'g', 'c5', 'e4', 'g', 'c5', 'a3', 'c4', 'e', 'g', 'c5', 'e4', 'g', 'c5',

'd3', 'a', 'd4', 'f#', 'c5', 'd4', 'f#', 'c5', 'd3', 'a', 'd4', 'f#', 'c5', 'd4', 'f#', 'c5',

'g3', 'b', 'd4', 'g', 'b', 'd', 'g', 'b', 'g3', 'b3', 'd4', 'g', 'b', 'd', 'g', 'b'

]

async def blink(interval):

while True:

led.on()

await asyncio.sleep(interval)

led.off()

await asyncio.sleep(interval)

async def main():

player = asyncio.create_task(music.play_async(notes))

light = asyncio.create_task(blink(0.1))

await asyncio.gather(player)

await asyncio.gather(light)

asyncio.run(main())

LED dot-matrix screen

Pico:ed V2 แสดงผล LED แบบ Dot Matrix 7×17 ขับด้วยชิป IS31FL3731 ติดตั้งอยู่บนตัวบอร์ดสำหรับการแสดงกราฟฟิกและข้อความต่างๆ

โค้ดตัวอย่างแสดงข้อความและตัวเลข

import time
from picoed import display

# Display statically of 3 letters
display.scroll("ABC")
time.sleep(1)

# Scroll to display the numbers
display.scroll(1234567890)

# Scroll to display the strings
display.scroll("Hello, world!")

import time

from picoed import display

# Display statically of 3 letters

display.scroll("ABC")

time.sleep(1)

# Scroll to display the numbers

display.scroll(1234567890)

# Scroll to display the strings

display.scroll("Hello, world!")

พร้อมด้วยชุดคำสั่งแสดงกราฟฟิกมากกว่า 25 ชนิด

NO
SQUARE
RECTANGLE
RHOMBUS
TARGET
CHESSBOARD
HAPPY
SAD
YES
HEART
TRIANGLE
CHAGRIN
SMILING_FACE
CRY
DOWNCAST
LOOK_RIGHT
LOOK_LEFT
TONGUE
PEEK_RIGHT
PEEK_LEFT
TEAR_EYES
PROUD
SNEER_LEFT
SNEER_RIGHT
SUPERCILIOUS_LOOK
EXCITED

โค้ดตัวอย่างการแสดงกราฟฟิกแบบ HAPPY

from picoed import display, Image

display.show(Image.HAPPY)

from picoed import display, Image

display.show(Image.HAPPY)

โค้ดตัวอย่างการแสดงกราฟฟิกแบบสร้างเอง โดยตัวเลขแต่ละตำแหน่งหมายถึงความสว่างแต่ละดวงของ LED

1 คือแสงเบาสุด
9 คือแสงสว่างสุด

from picoed import display, Image

while True:
    display.show(Image(
        '12345678987654321:'
        '12345678987654321:'
        '12345678987654321:'
        '12345678987654321:'
        '12345678987654321:'
        '12345678987654321:'
        '12345678987654321:'
    ))
    display.show(Image(
        '87654321112345678:'
        '87654321112345678:'
        '87654321112345678:'
        '87654321112345678:'
        '87654321112345678:'
        '87654321112345678:'
        '87654321112345678:'
    ))

from picoed import display, Image

while True:

display.show(Image(

'12345678987654321:'

))

display.show(Image(

'87654321112345678:'

))

Pins

Pico:ed V2 พินใช้เป็นวิธีการเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอก และสามารถใช้สายคีบปากจระเข้ เพื่อขยายความสามารถในการใช้งานของ Pico:ed V2 ให้มากยิ่งขึ้น หรือใช้ร่วมกับบอร์ดขยายต่างๆที่ใช้กับบอร์ด BBC:microbit ได้

ในการทดสอบเราได้นำมาใช้งานร่วมกับ RGB:BIT เพื่อนำมาขับไฟ RGB (ws2812b) 16 ดวง โดยเชื่อมต่อ PIN16 (P16)

เราเรียกโปรเจคนี้ว่า RGB Light Box โครงสร้างเราออกแบบและปริ้นเครื่องด้วย 3D Printer ใช้ถ่าน AAA 2 ก้อน (3V)

การเพิ่ม lib สำหรับการการแสดงไฟ RGB

ในการเขียนโปรแกรมหลอดไฟ LED ชนิด RGB (ws2812b) ด้วย CircuitPython จะต้องใช้ไฟล์ไลบรารี่ neopixel ของ Adafruit สามารถดาวน์โหลดไฟล์ไลบรารี neopixel ได้โดย Link นี้และทำการคัดลอกไฟล์ไปไว้ในไดเร็กทอรี “lib” ของไดร์ “CIRCUITPY”

Pico:ed V2 นำมาเสียบกับ RGB:BIT ทำการเขียนโปรแกรมทดสอบแสดงไฟ RGB แบบ Rainbow

โค้ดแสดงไฟ RGB เปลี่ยนสีแบบ Rainbow

import time
import board
from rainbowio import colorwheel
import neopixel

pixel_pin = board.P16
num_pixels = 16

pixels = neopixel.NeoPixel(pixel_pin, num_pixels, brightness=0.9, auto_write=False)

def rainbow_cycle(wait):
    for j in range(255):
        for i in range(num_pixels):
            rc_index = (i * 256 // num_pixels) + j
            pixels[i] = colorwheel(rc_index & 255)
        pixels.show()
        time.sleep(wait)

while True:
    rainbow_cycle(10)  # Increase the number to slow down the rainbow

import time

import board

from rainbowio import colorwheel

import neopixel

pixel_pin = board.P16

num_pixels = 16

pixels = neopixel.NeoPixel(pixel_pin, num_pixels, brightness=0.9, auto_write=False)

def rainbow_cycle(wait):

for j in range(255):

for i in range(num_pixels):

rc_index = (i * 256 // num_pixels) + j

pixels[i] = colorwheel(rc_index & 255)

pixels.show()

time.sleep(wait)

while True:

rainbow_cycle(10) # Increase the number to slow down the rainbow

นำมาประกอบกันแล้วจะได้ RGB Light Box ที่สวยงามและเปลี่ยนสีได้และทดสอบการเขียนโปรแกรมเปลี่ยนสีแบบ Color Chase

โค้ดแสดงไฟ RGB เปลี่ยนสีแบบ Color Chase

import time
import board
from rainbowio import colorwheel
import neopixel

pixel_pin = board.P16
num_pixels = 16

pixels = neopixel.NeoPixel(pixel_pin, num_pixels, brightness=0.9, auto_write=False)

def color_chase(color, wait):
    for i in range(num_pixels):
        pixels[i] = color
        time.sleep(wait)
        pixels.show()
    time.sleep(0.05)

RED = (255, 0, 0)
YELLOW = (255, 150, 0)
GREEN = (0, 255, 0)
CYAN = (0, 255, 255)
BLUE = (0, 0, 255)
PURPLE = (180, 0, 255)

while True:
    color_chase(RED, 0.1)  # Increase the number to slow down the color chase
    color_chase(YELLOW, 0.1)
    color_chase(GREEN, 0.1)
    color_chase(CYAN, 0.1)
    color_chase(BLUE, 0.1)
    color_chase(PURPLE, 0.1)

import time

import board

from rainbowio import colorwheel

import neopixel

pixel_pin = board.P16

num_pixels = 16

pixels = neopixel.NeoPixel(pixel_pin, num_pixels, brightness=0.9, auto_write=False)

def color_chase(color, wait):

for i in range(num_pixels):

pixels[i] = color

time.sleep(wait)

pixels.show()

time.sleep(0.05)

RED = (255, 0, 0)

YELLOW = (255, 150, 0)

GREEN = (0, 255, 0)

CYAN = (0, 255, 255)

BLUE = (0, 0, 255)

PURPLE = (180, 0, 255)

while True:

color_chase(RED, 0.1) # Increase the number to slow down the color chase

color_chase(YELLOW, 0.1)

color_chase(GREEN, 0.1)

color_chase(CYAN, 0.1)

color_chase(BLUE, 0.1)

color_chase(PURPLE, 0.1)

วิดีโอการทำงานและทดสอบบอร์ด Pico:ed V2 กับ RGB Light Box

สรุป

บอร์ด Pico:ed V2 การออกแบบของบอร์ดมีความน่ารัก สีสันสดใส และเป็นมิตรแก่ผู้ใช้งาน สร้างความไม่น่าเบื่อแก่ผุ้เรียน อีกทั้งสามารถนำไปใช้ต่อยอดการเรียนรู้ในการต่อโมดูลต่างๆได้อีกมากมาย หรือนำไปใช้การเรียนรู้ในห้องเรียนสำหรับเด็กๆ ในโรงเรียนที่ต้องการเรียนรู้เกี่ยวกับการเขียนโปรแกรมด้วย CircuitPython ซึ่งเป็นพื้นฐานมาจากภาษา Python ในปัจจุบัน นอกจากนี้ยังสามารถใช้กับอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ micro:bit ต่อได้ซึ่งเรียกได้ว่าใช้แทนกันได้เลยเป็นอีกนึงตัวเลือกที่น่าสนใจ สำหรับผู้ที่จะเริ่มต้นเรียนรู้การเขียนโปรแกรมบอร์ด Pico:ed V2 สามารถเขียนได้ทั้ง ภาษา Block-Base (ลากวาง) ภาษา CircuitPython (Python) และภาษา C/C++ บอร์ดนี้ตอบโจทย์ของนักประดิษฐ์ที่จะเริ่มต้นสร้างโปรเจคเล็กๆของตนเองด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ Raspberry Pi RP2040

ผมต้องขอขอบคุณบริษัท ELECFREAKS ที่ส่งบอร์ด Pico:ed V2 ได้มาทดสอบ สามารถหาซื้อ Pico:ed V2 ในราคา $12.90 (~460฿) ที่ร้านค้า ELECFREAKS