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Primeiros Passos com o Seeed Studio XIAO RA4M1

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Introdução​

O XIAO RA4M1 integra o chip RA4M1 da Renesas (MCU ARM® Cortex®-M4 de 32 bits de até 48 MHz) no formato clássico do XIAO. Esta placa de desenvolvimento oferece 256 KB de Flash, 32 KB de SRAM, 8 KB de EEPROM, um conector USB 2.0, botões de reset e boot, 3 LEDs, um conversor A/D de 14 bits, um conversor D/A de 12 bits e uma interface CAN BUS. Com circuito de carregamento integrado e modos de baixo consumo (tão baixos quanto 45 μA), é ideal para aplicações alimentadas por bateria. Compartilhando o mesmo microcontrolador R7FA4M1AB3CNE de 32 bits do Arduino Uno R4, é nativamente compatível com a Arduino IDE e com a extensa linha de acessórios XIAO, tornando-se o ponto de partida perfeito para projetos de eletrônica.

Recursos​

  • Microcontrolador popular a bordo: Alimentado pelo Renesas RA4M1, um MCU R7FA4M1AB3CNE ARM® Cortex®-M4 de 32 bits operando a até 48 MHz, com 256 KB de memória Flash e 32 KB de SRAM.
  • Recursos destacados onboard: Equipado com ADC de 14 bits, DAC de 12 bits, CAN BUS, USB 2.0 e um LED RGB onboard.
  • 8 novos IOs expandidos: Adiciona 8 novos pinos de IO na parte de trás em comparação com as placas XIAO anteriores (19 GPIOs no total), permitindo aplicações mais complexas.
  • Recursos de segurança avançados: Criptografia em hardware integrada, boot seguro, armazenamento de chaves e outras funções para garantir a segurança da aplicação.
  • Compatibilidade de software: Totalmente compatível com a Arduino IDE para desenvolvimento e prototipagem de projetos sem complicações.
  • Projeto de energia eficiente: Oferece 4 modos de operação com consumo de energia tão baixo quanto 45 μA em deep sleep e suporta gerenciamento de carga de bateria de lítio.
  • Design compacto do tamanho do polegar: Medindo 21 x 17,8 mm, adotando o formato clássico XIAO da Seeed Studio, ideal para aplicações com restrições de espaço.
  • Amigável para produção: Design SMD (Surface Mount Device) com todos os componentes na parte frontal e furos metalizados nas duas laterais, facilitando a produção em massa eficiente.

Especificações​

ProdutoXIAO RA4M1
ProcessadorRA4M1 - 32-bit Microcontrollers with 48MHz Arm Cortex-M4 and LCD Controller and Cap Touch for HMI - Renesas
Núcleo Arm® Cortex®-M4 de 48 MHz com FPU
RAM32 KB SRAM
Flash256 KB
LEDs1x LED de usuário
1x LED de alimentação
1x LED RGB
Interfaces19 IOs:
6x Analógico
19x Digital
2x IIC
2x UART
2x SPI
Botões1x Botão RESET
1x Botão BOOT
SegurançaAES128/256
Baixo consumo (Típ.)42.6μ[email protected]
Compatibilidade de SoftwareArduino IDE
Temperatura de trabalho-20°C~70°C
Dimensões21×17,8 mm

Visão geral de hardware​

Antes de começar, é essencial conhecer alguns parâmetros básicos do produto. A tabela a seguir fornece informações sobre as características do Seeed Studio XIAO RA4M1.





Diagrama indicativo frontal do XIAO RA4M1
Lista de pinos do XIAO RA4M1

Mapa de Pinos​

Pino XIAOFunçãoPino do ChipFunções AlternativasDescriçãoNome Arduino
5VVBUSEntrada/Saída de alimentação
GND
3V33V3_OUTSaída de alimentação
D0AnalógicoP014AN009GPIO, ADC0
D1AnalógicoP000AN000GPIO, ADC1
D2AnalógicoP001AN001GPIO, ADC2
D3AnalógicoP002AN002GPIO, ADC3
D4SDA1P206GPIO, Dados I2C4
D5Analógico,SCL1P100GPIO, Clock I2C, ADC5
D6TXD2P302SDA2GPIO, Transmissão UART,I2C6
D7RXD2P301SCL2GPIO, Recepção UART,I2C7
D8SPI1_SCKP111GPIO, Clock SPI8
D9SPI1_MISOP110CRX0GPIO, Dados SPI,UART9
D10SPI1_MOSIP109CTX0GPIO, Dados SPI,UART10
D11RX9P408GPIO, UART
D12TX9P409GPIO,UART
D13GPIOP013GPIO
D14GPIOP012GPIO
D15TXD0P101SDA0,AN021,SPI0_MOSIGPIO, Transmissão UART, ADC,SPI,I2C
D16RXD0P104SCL0,SPI0_MISOGPIO,UART, SPI,I2C
D17CRX0P102AN020,SPI0_SCKGPIO, UART , ADC,SPI
D18CTX0P103AN019GPIO, SPI ,ADC,UART
ADC_BATP400Lê o valor de tensão da bateria
ResetRESRESET
BootP201Entrar no modo Boot
RGB LEDP112LED RGB20
RGB LEDP500RGB LED EN21
CHARGE_LEDVBUSCHG-LED_Vermelho
USER_LEDP011Luz de usuário (Y)19

Primeiros Passos​

Preparação de hardware​

Você precisa preparar o seguinte:


dica

Alguns cabos USB só conseguem fornecer energia e não conseguem transferir dados. Se você não tiver um cabo USB ou não souber se o seu cabo USB pode transmitir dados, você pode conferir o Seeed USB Type-C support USB 3.1.

Preparação de software​

A ferramenta de programação recomendada para o XIAO RA4M1 é a Arduino IDE, portanto, como parte da preparação de software, você precisará concluir a instalação do Arduino.

dica

Se esta for a sua primeira vez usando Arduino, recomendamos fortemente que você consulte Getting Started with Arduino.

  • Passo 1. Baixe e instale a versão estável da Arduino IDE de acordo com o seu sistema operacional.
Download Arduino IDE

  • Passo 2. Abra o aplicativo Arduino.

  • Passo 3. Adicione o pacote da placa RA4M1 à sua IDE Arduino.

    Navegue até File > Preferences e preencha "Additional Boards Manager URLs" com a URL abaixo: https://files.seeedstudio.com/arduino/package_renesas_1.2.0_index.json

    Navegue até Tools > Board > Boards Manager..., digite a palavra-chave RA4M1 na caixa de pesquisa, selecione a versão mais recente de Seeed Renesas Board e instale-a.

  • Passo 4. Selecione sua placa e porta.

    Na parte superior da IDE Arduino, você pode pesquisar por xiao na placa de desenvolvimento à esquerda, selecionar XIAO_RA4M1 e selecionar diretamente a porta.

Modo BootLoader​

Às vezes, usar o programa errado pode fazer com que o XIAO perca sua porta ou não funcione corretamente. Problemas comuns incluem:

  • O XIAO está conectado ao computador, mas nenhum número de porta é encontrado.
  • O XIAO está conectado e um número de porta aparece, mas o upload do programa falha.

Quando você encontrar as duas situações acima, pode tentar colocar o XIAO no modo BootLoader, o que pode resolver a maioria dos problemas de dispositivos não reconhecidos e falhas de upload. O método específico é:

  • Método 1. Pressione e segure o botão BOOT no XIAO RA4M1 sem soltá-lo.
  • Método 2. Mantenha o botão BOOT pressionado e conecte ao computador via cabo de dados. Solte o botão BOOT após conectar ao computador.

Reset​

Quando o programa roda de forma anormal, você pode pressionar Reset uma vez durante a energização para que o XIAO reexecute o programa carregado. Quando você mantém pressionada a tecla BOOT enquanto liga e depois pressiona a tecla Reset uma vez, também pode entrar no modo BootLoader.

Até agora, acredito que você já tenha uma boa compreensão dos recursos e do hardware do XIAO RA4M1. Em seguida, vamos pegar o programa Blink mais simples como exemplo e realizar o primeiro piscar para o seu XIAO RA4M1!

  • Passo 1. Abra o aplicativo Arduino.
  • Passo 2. Navegue até File > Examples > 01.Basics > Blink e abra o programa.
  • Passo 3. Selecione o modelo de placa como XIAO RA4M1 e selecione o número de porta correto para enviar o programa.

Quando o programa for carregado com sucesso, você verá a seguinte mensagem de saída e poderá observar que o LED laranja no lado direito do XIAO RA4M1 está piscando.

Parabéns, você aprendeu como escrever e carregar programas para o XIAO RA4M1!

nota

O LED só apagará quando o pino de LED do usuário no XIAO RA4M1 estiver definido em nível alto, e só acenderá quando o pino estiver definido em nível baixo.

Brinque com LEDs RGB​

O XIAO RA4M1 vem com um LED RGB integrado que você pode controlar; a seguir está um exemplo de como alterar suavemente a cor do LED entre vermelho, verde e azul.

  • Passo 1. Baixe a biblioteca Adafruit_NeoPixel

Navegue até Sketch > Include Liarbry > Manage Libraries..., pesquise por Adafruit_NeoPixel e instale a versão mais recente.

  • Passo 2. Copie o seguinte código para um novo sketch:
#include <Adafruit_NeoPixel.h>

#define LED_PIN RGB_BUILTIN  // Define the pin for the built-in RGB LED
#define NUM_PIXELS 1         // Number of WS2812 LEDs

Adafruit_NeoPixel pixels(NUM_PIXELS, LED_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

void setup() {
  pinMode(PIN_RGB_EN, OUTPUT); // Set up the power pin
  digitalWrite(PIN_RGB_EN, HIGH); //Turn on power to the LED
  pixels.begin();  // Initialize the NeoPixel library
}

void loop() {
    // Transition from Red to Green
  for (int i = 0; i <= 255; i++) {
    pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(255 - i, i, 0));  // Red decreases, Green increases
    pixels.show();
    delay(10);  // Adjust delay for smoothness
  }

  // Transition from Green to Blue
  for (int i = 0; i <= 255; i++) {
    pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(0, 255 - i, i));  // Green decreases, Blue increases
    pixels.show();
    delay(10);  // Adjust delay for smoothness
  }

  // Transition from Blue to Red
  for (int i = 0; i <= 255; i++) {
    pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(i, 0, 255 - i));  // Blue decreases, Red increases
    pixels.show();
    delay(10);  // Adjust delay for smoothness
  }
}

  • Passo 3. Selecione o modelo de placa como XIAO RA4M1 e selecione o número de porta correto para enviar o programa.

Bateria e Gerenciamento de Energia​

É possível ler a tensão da bateria sem componentes extras? Sim, com o XIAO RA4M1 isso é mais fácil do que nunca. Em membros anteriores da família XIAO, como o XIAO ESP32C3, ler a tensão da bateria exigia conexão manual ao A0 com um resistor.

Mas com o XIAO RA4M1, esse processo é simplificado. Agora você pode usar diretamente o pino BAT_DET_PIN/P105 para ler o nível de tensão da bateria, simplificando seu design e desenvolvimento. Apenas lembre-se de definir o pino BAT_READ_EN/P400 para alto, pois é necessário para habilitar a leitura do nível da bateria.

  • Passo 1. Preparação de hardware
Seeed Studio XIAO RA4M1Seeed Studio Expansion Base for XIAO with Grove OLED
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O display OLED na placa de expansão XIAO usa o protocolo I2C e é conectado à interface I2C do XIAO através do circuito I2C na placa. Portanto, podemos conectar diretamente o XIAO na placa de expansão e programá-lo para exibir conteúdo na tela.

  • Passo 2. Instale a biblioteca u8g2.
Baixar as Bibliotecas
  • Passo 3. Copie o código e cole na IDE Arduino.
#include <Arduino.h>
#include <U8x8lib.h>
#include <Wire.h>

U8X8_SSD1306_128X64_NONAME_HW_I2C u8x8(/* clock=*/ WIRE_SCL_PIN, /* data=*/ WIRE_SDA_PIN, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE);   // OLEDs without Reset of the Display

#define enablePin  BAT_READ_EN  // Pin for enabling battery voltage reading
#define adcPin BAT_DET_PIN     // Analog input pin (GPIO29 in your case)
const float referenceVoltage = 3.3;  // Reference voltage for the ADC
const float voltageDivider = 2.0;    // Voltage divider factor

void setup() {
  Serial.begin(9600);          // Initialize serial communication at 9600 baud
  pinMode(enablePin, OUTPUT);  // Set the enable pin as an output
  digitalWrite(enablePin, HIGH); // Set the pin high to enable battery voltage reading
  u8x8.begin();
  u8x8.setFlipMode(1);   // set number from 1 to 3, the screen word will rotary 180
  u8x8.setFont(u8x8_font_chroma48medium8_r);
}

void loop() {
  int rawValue = analogRead(adcPin);    // Read the analog input value
  float voltage = rawValue * (referenceVoltage / 1023.0) * voltageDivider; // Calculate the voltage
  // Print the raw value and the calculated voltage
  u8x8.setCursor(0, 0);
  u8x8.print("Raw value:0x");
  u8x8.print(rawValue, HEX);
  u8x8.setCursor(0, 2);
  u8x8.print("Voltage:");
  u8x8.print(voltage, 2);
  u8x8.print("V");

  delay(500); // Delay for 500 milliseconds
}

  • Etapa 4. Selecione o modelo de placa como XIAO RA4M1 e selecione o número de porta correto para enviar o programa

Recursos​

Design de Hardware

Solução de Problemas​

P1: O que devo observar ao soldar pinos​

Devido ao tamanho diminuto do XIAO RA4M1, tenha cuidado ao soldar os headers, não junte pinos diferentes e não deixe a solda encostar no shield ou em outros componentes. Caso contrário, isso pode fazer com que o XIAO entre em curto-circuito ou não funcione corretamente, e as consequências disso serão de responsabilidade do usuário.

Suporte Técnico e Discussão de Produto​

Obrigado por escolher nossos produtos! Estamos aqui para oferecer diferentes tipos de suporte para garantir que sua experiência com nossos produtos seja a mais tranquila possível. Oferecemos vários canais de comunicação para atender a diferentes preferências e necessidades.

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