Primeiros Passos com o Seeed Studio XIAO MG24(Sense)

Seeed Studio XIAO MG24	Seeed Studio XIAO MG24 Sense
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Introdução

Seeed Studio XIAO MG24 é uma placa de desenvolvimento mini baseada no MG24 da Silicon Labs. O XIAO MG24 é baseado no núcleo ARM Cortex-M33, arquitetura RISC de 32 bits com velocidade de clock máxima de 78 MHz, suportando instruções DSP e operações de ponto flutuante FPU, possuindo poderoso poder de computação e acelerador de hardware AL/ML MVP integrado, que consegue processar algoritmos de IA/aprendizado de máquina de forma eficiente. Além disso, possui excelente desempenho de RF, com potência de transmissão de até +19,5 dBm e sensibilidade de recepção tão baixa quanto -105,4 dBm. Ele suporta vários protocolos de IoT e transmissão sem fio, como Matter, Thread, Zigbee, Bluetooth LE 5.3, Bluetooth mesh etc.

Especificação

Produto	XIAO MG24	XIAO MG24 Sense
Processador	Silicon Labs EFR32MG24 ARM Cortex-M33 @ 78MHz
RAM	256kB
Flash	1536KB + 4MB Embarcada
LEDs	1x LED de Usuário 1x LED de Alimentação
Sensores	-	1x Microfone Analógico Embarcado 1x IMU Embarcado de 6 Eixos
Interface	22 pinos (todos PWM): 19x Analógico 19x Digital 1x I²C 2x UART 2x SPI
Botão	1x Botão de RESET
Segurança	Aceleração Criptográfica por Hardware, Gerador de Números Verdadeiramente Aleatórios, ARM® TrustZone®, Boot Seguro, Desbloqueio Seguro de Depuração etc.
Baixo Consumo (Típ.)	1,95 μA
Normal (Típ.)	6,71 mA
Sleep (Típ.)	1,91 mA
Compatibilidade de Software	Arduino IDE
Antena Suportada	Antena Cerâmica MAX 2,4 GHz: 4,97 dBi
Temperatura de Trabalho	-20°C~70°C
Dimensões	21×17,8 mm

Recursos

• CPU poderosa: núcleo ARM Cortex-M33, com velocidade de clock máxima de 78 MHz, suportando instruções DSP e operações de ponto flutuante FPU, arquitetura RISC de 32 bits.
• Ultrabaixo consumo de energia: corrente de RX 4,6 mA / corrente de TX 5 mA (0 dBm), múltiplos modos de sono de baixo consumo
• IA poderosa: acelerador de hardware AI/ML MVP integrado, capaz de processar algoritmos de IA/aprendizado de máquina de forma eficiente.
• Transmissão sem fio multiestilo: transceptor sem fio multiprotocolo de 2,4 GHz integrado, suportando múltiplos protocolos de IoT como Matter, OpenThread, Zigbee, Bluetooth LE 5.3, Bluetooth mesh etc.
• Melhor desempenho de RF: excelente desempenho de RF, com potência de transmissão de até +19,5 dBm e sensibilidade de recepção tão baixa quanto -105,4 dBm (250 kbps DSSS)
• Segurança poderosa: recursos de segurança avançados do Secure Vault, incluindo boot seguro, criptografia, geração de números aleatórios, à prova de violação, depuração segura etc.
• Tamanho ultrapequeno: 21 x 17,8 mm.
• Ricos recursos on-chip: máximo de 1536 KB de Flash e 256 KB de RAM, com amplo espaço de armazenamento.
• Interfaces ricas: integrado com ADC de 12 bits 1 Msps, sensor de temperatura, comparador analógico, DCDC e outros periféricos ricos, e até 22 pinos, 2 USART, 2 UART de baixo consumo, 1 IIC e outras interfaces.

Visão geral de hardware

Diagrama de indicação do XIAO MG24 Sense
Diagrama de indicação do XIAO MG24
Lista de Pinos do XIAO MG24/ XIAO MG24(Sense)

dica

A diferença entre as duas placas de desenvolvimento é que o MG24 Sense possui um sensor de microfone e um sensor de aceleração de seis eixos, enquanto o MG24 não possui.

• 5V - Esta é a saída de 5 V da porta USB. Você também pode usar isto como entrada de tensão, mas deve haver algum tipo de diodo (schottky, sinal, potência) entre sua fonte de alimentação externa e este pino, com o ânodo para a bateria e o cátodo para o pino de 5 V.
• 3V3 - Esta é a saída regulada do regulador embarcado.
• GND - Terra de alimentação/dados/sinal

Mapa de Pinos

Pino XIAO	Função	Pino do Chip	Funções Alternativas	Descrição
5V	VBUS			Entrada/Saída de Alimentação
GND
3V3	3V3_OUT			Saída de Alimentação
D0	Analógico	PC00		GPIO, ADC
D1	Analógico	PC01		GPIO, ADC
D2	Analógico	PC02		GPIO, ADC
D3	Analógico	PC03		GPIO, SPI, ADC
D4	Analógico,SDA	PC04		GPIO, Dados I2C, ADC
D5	Analógico,SCL	PC05		GPIO, Clock I2C, ADC
D6	Analógico,TX0	PC06		GPIO, Transmissão UART, ADC
D7	Analógico,RX0	PC07		GPIO, Recepção UART, ADC
D8	Analógico,SCK0	PA03		GPIO, Clock SPI, ADC
D9	Analógico,MISO0	PA04		GPIO, Dados SPI, ADC
D10	Analógico,MOSI0	PA05		GPIO, Dados SPI, ADC
D11	Analógico	PA09	SAMD11_TX	GPIO, Recepção UART, ADC
D12	Analógico	PA08	SAMD11_RX	GPIO, Transmissão UART, ADC
D13	Analógico	PB02		GPIO, Clock I2C, ADC
D14	Analógico	PB03		GPIO, Dados I2C, ADC
D15	Analógico,MOSI1	PB00		GPIO, Dados SPI, ADC
D16	Analógico,MISO1	PB01		GPIO, Dados SPI, ADC
D17	Analógico,SCK1	PA00		GPIO, Clock SPI, ADC
D18	Analógico,CS	PD02	Csn	GPIO, Csn, ADC
ADC_BAT		PD04		Ler o valor de tensão da BAT
RF Switch Port Select		PB04		Alternar entre a antena embarcada e a antena UFL
RF Switch Power		PB05		Alimentação de RF
Reset		RESET		RESET
CHARGE_LED		VBUS		CHG-LED_Vermelho
USER_LED		PA07		Luz do Usuário_Amarelo

Primeiros passos

Para permitir que você comece a usar o XIAO MG24 mais rapidamente, leia a preparação de hardware e software abaixo para preparar o XIAO.

Procedimento de fábrica

Nós pré-programamos cada novo XIAO MG24 e XIAO MG24 Sense com um programa de fábrica simples.

1. XIAO MG24

O programa de fábrica pré-definido na versão normal é o Blink Light. Quando você ligar o XIAO, o indicador laranja do usuário acenderá.

2. XIAO MG24 Sense

O programa de fábrica pré-definido na versão normal é: Quanto mais alto você gritar, mais brilhante a luz ficará.

Preparação de Hardware

Você precisa preparar o seguinte:

• 1 x Seeed Studio XIAO MG24
• 1 x Computador
• 1 x Cabo USB Tipo-C

dica

Alguns cabos USB podem apenas fornecer energia e não transferem dados. Se você não tiver um cabo USB ou não souber se o seu cabo USB pode transmitir dados, você pode verificar Seeed USB Type-C support USB 3.1.

Preparação de Software

A ferramenta de programação recomendada para o XIAO MG24 é o Arduino IDE, portanto você precisa concluir a instalação do Arduino como parte da preparação de software.

dica

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

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

Download Arduino IDE

• Passo 2. Inicie o aplicativo Arduino.
• Passo 3. Adicione o pacote da placa XIAO MG24 ao Arduino IDE e clique em OK.
• Passo 4. Feche o Arduino IDE e abra-o novamente.

Adicionar a placa XIAO MG24

Para instalar a placa XIAO MG24, siga estas etapas:

https://siliconlabs.github.io/arduino/package_arduinosilabs_index.json 

1. Adicione a URL do gerenciador de placas acima às preferências do seu Arduino IDE.

2. Baixe o pacote de placa XIAO MG24.

dica

Se você não conseguir encontrá-la depois de digitar, reabra o Arduino IDE.

3. Opte pela variante XIAO_MG24.

Agora aproveite a programação ✨.

Execute seu primeiro programa Blink

• Passo 1. Inicie 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 MG24 e selecione a porta correta para fazer o upload do programa.

Depois que o programa for enviado com sucesso, você verá a seguinte mensagem de saída e poderá observar que o LED laranja no lado direito do XIAO MG24 está piscando.

Código Blink MG24	Exibição de piscar do LED

Uso da Bateria

O XIAO MG24 possui um chip de gerenciamento de energia integrado que permite que o XIAO MG24 seja alimentado de forma independente usando uma bateria ou que a bateria seja carregada através da porta USB do XIAO MG24.

Se você quiser conectar a bateria ao XIAO, recomendamos que compre uma bateria de lítio recarregável qualificada de 3,7 V. Ao soldar a bateria, tenha cuidado para distinguir entre os terminais positivo e negativo. O terminal negativo da fonte de alimentação deve ser o lado mais próximo da porta USB, e o terminal positivo da fonte de alimentação é o lado afastado da porta USB.

cuidado

Tenha cuidado para não causar curto-circuito entre os terminais positivo e negativo e queimar a bateria e o equipamento durante a soldagem.

Instruções sobre o uso de baterias:

1. Utilize baterias qualificadas que atendam às especificações.
2. O XIAO pode ser conectado ao seu computador por meio de um cabo de dados enquanto utiliza a bateria; fique tranquilo, o XIAO possui um chip de proteção de circuito integrado, que é seguro.
3. O XIAO MG24 não terá nenhum LED aceso quando estiver alimentado por bateria (a menos que você tenha escrito um programa específico), portanto, não julgue se o XIAO MG24 está funcionando ou não pela condição do LED; avalie de forma adequada pelo seu programa.
4. No momento, não temos como ajudá-lo a verificar o nível restante da bateria por meio de software (porque não há mais pinos de chip disponíveis), você precisa carregar a bateria regularmente ou usar um multímetro para verificar o nível da bateria.

Ao mesmo tempo, projetamos uma luz indicadora vermelha para o carregamento da bateria, que, por meio da exibição do indicador, informa ao usuário o estado atual da bateria durante o carregamento.

1. Quando o XIAO MG24 não está conectado à bateria, a luz vermelha acende quando o cabo Tipo-C é conectado e apaga após 30 segundos.
2. A luz vermelha pisca quando a bateria está conectada e o cabo Tipo-C é conectado para carregamento.
3. Ao conectar o Tipo-C para carregar totalmente a bateria, a luz vermelha se apaga.

Leitura da Tensão da Bateria

Código de software

/*
  AnalogReadSerial

  Reads an analog input on pin 0, prints the result to the Serial Monitor.
  Graphical representation is available using Serial Plotter (Tools > Serial Plotter menu).
  Attach the center pin of a potentiometer to pin A0, and the outside pins to +5V and ground.

  This example code is in the public domain.

  https://www.arduino.cc/en/Tutorial/BuiltInExamples/AnalogReadSerial
*/

// the setup routine runs once when you press reset:
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(PD3, OUTPUT);
  digitalWrite(PD3, HIGH);
}

void loop() {
  int voltageValue = analogRead(PD4);
  float voltage = voltageValue * (2 * 3.3 / 4095.0);

  Serial.print("Voltage: ");
  Serial.print(voltage, 2);
  Serial.println(" V");
  delay(1000);  // delay in between reads for stability
}

Resultado da Exibição

Exemplo de Deep Sleep e Sleep

Demo1 : Modo Sleep e despertar

/*
   ArduinoLowPower timed sleep example

   The example shows the basic usage of the Arduino Low Power library by putting the device to sleep for a period of time.
   The device will enter sleep mode for 2000ms. During sleep the CPU is stopped but the RAM retains its contents.

   This example is compatible with all Silicon Labs Arduino boards.

   Author: Tamas Jozsi (Silicon Labs)
 */

#include "ArduinoLowPower.h"

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LED_BUILTIN_INACTIVE);
  Serial.println("Sleep with timed wakeup");
}

void loop()
{
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LED_BUILTIN_ACTIVE);
  delay(500);
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LED_BUILTIN_INACTIVE);
  delay(500);

  Serial.printf("Going to sleep at %lu\n", millis());
  LowPower.sleep(2000);
  Serial.printf("Woke up at %lu\n", millis());
}

Demo2 : Modo Deep Sleep e despertar

/*
   ArduinoLowPower deep sleep example with external or timed wakeup

   The example shows the basic usage of the Arduino Low Power library by putting the device into deep sleep.
   The device will remain in deep sleep until the sleep timer expires.
   During deep sleep the whole device is powered down except for a minimal set of peripherals (like the Back-up RAM and RTC).
   This means that the CPU is stopped and the RAM contents are lost - the device will start from the beginning of the sketch after waking up.

   This example is compatible with all Silicon Labs Arduino boards.

   Author: Tamas Jozsi (Silicon Labs)
 */

#include "ArduinoLowPower.h"

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LED_BUILTIN_INACTIVE);
  Serial.println("Deep sleep timed wakeup");
}

void loop()
{
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LED_BUILTIN_ACTIVE);
  delay(500);
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LED_BUILTIN_INACTIVE);
  delay(500);

  Serial.printf("Going to deep sleep for 10s at %lu\n", millis());
  LowPower.deepSleep(10000);
}

Demo3 : Modo Deep Sleep com flash e despertar

dica

Se você quiser configurar o flash para deep sleep, você precisa habilitar o registrador 0xb9

/*
   ArduinoLowPower deep sleep example with external or timed wakeup

   The example shows the basic usage of the Arduino Low Power library by putting the device into deep sleep.
   The device will remain in deep sleep until the sleep timer expires.
   During deep sleep the whole device is powered down except for a minimal set of peripherals (like the Back-up RAM and RTC).
   This means that the CPU is stopped and the RAM contents are lost - the device will start from the beginning of the sketch after waking up.

   This example is compatible with all Silicon Labs Arduino boards.

   Author: Tamas Jozsi (Silicon Labs)
 */
#include <Arduino.h>
#include "ArduinoLowPower.h"

#define CS_PIN PA6
#define CLK_PIN PA3
#define MOSI_PIN PA5
#define MISO_PIN PA4

#define READ_DATA 0x03
#define WRITE_ENABLE 0x06
#define PAGE_PROGRAM 0x02
#define SECTOR_ERASE 0x20

void sendSPI(byte data) {
  for (int i = 0; i < 8; i++) {
    digitalWrite(MOSI_PIN, data & 0x80);
    data <<= 1;
    digitalWrite(CLK_PIN, HIGH);
    delayMicroseconds(1);
    digitalWrite(CLK_PIN, LOW);
    delayMicroseconds(1);
  }
}

void writeEnable() {
  digitalWrite(CS_PIN, LOW);
  sendSPI(WRITE_ENABLE);
  digitalWrite(CS_PIN, HIGH);
}

void setup()
{
  //Serial.begin(115200);
  pinMode(PA7, OUTPUT);
  digitalWrite(PA7, LOW);

  pinMode(CS_PIN, OUTPUT);
  pinMode(CLK_PIN, OUTPUT);
  pinMode(MOSI_PIN, OUTPUT);
  pinMode(MISO_PIN, INPUT);


  //SW
  pinMode(PD3, OUTPUT);
  pinMode(PB5, OUTPUT);
  pinMode(PB1, OUTPUT);
  pinMode(PB0, OUTPUT);
  pinMode(PA6, OUTPUT);
  digitalWrite(PD3, LOW); //VBAT
  digitalWrite(PB5, LOW); //RF_SW
  digitalWrite(PB1, LOW); //IMU
  digitalWrite(PB0, LOW); //MIC
  digitalWrite(PA6, HIGH);  //FLASH

  //Serial.println("Deep sleep timed wakeup");
  writeEnable();
  digitalWrite(CS_PIN, LOW);
  sendSPI(0xB9);
  digitalWrite(CS_PIN, HIGH);
}

void loop()
{
  delay(12000);  
  digitalWrite(PA7, HIGH);
  delay(500);

  //Serial.printf("Going to deep sleep for 10s at %lu\n", millis());
  LowPower.deepSleep(600000);
}

Prevenindo que o XIAO MG24 seja Bloqueado Durante o Deep Sleep

O XIAO MG24 é uma poderosa placa de microcontrolador da Seeed Studio, mas usuários relataram problemas em que o dispositivo se torna sem resposta ("bricked") após entrar no modo Deep Sleep. Este tutorial explica a causa do problema, fornece um método detalhado de recuperação e oferece medidas preventivas para evitar bloquear o seu XIAO MG24.

O XIAO MG24 entra em um modo Deep Sleep (EM4) para economizar energia, mas em alguns casos ele não consegue acordar corretamente, impedindo o envio de novos sketches. Diferente de outras placas XIAO, o MG24 não possui um botão BOOT dedicado nem um método documentado para entrar no modo boot, o que torna a recuperação desafiadora.

Medidas Preventivas

Para evitar bloquear o seu XIAO MG24 ao usar o modo Deep Sleep, siga estes passos:

1. Use o Pino de Escape (PC1)

O XIAO MG24 possui um mecanismo de escape embutido para evitar o bloqueio. Se o PC1 for puxado para nível BAIXO durante o reset, o dispositivo entra em um loop infinito, permitindo que você envie um novo sketch.

• Conecte o PC1 ao GND antes de resetar o dispositivo.
• Após o reset, envie o seu sketch enquanto o dispositivo estiver no loop.

2. Modifique o Seu Sketch Adicione o código a seguir ao seu sketch para detectar uma chave do usuário e entrar em um loop infinito se ela for pressionada. Isso permite que você envie um novo sketch enquanto o dispositivo está em loop:

#define USER_SW  PC3   // Example pin for user switch

void setup() {
  // Other setup code...

  pinMode(USER_SW, INPUT_PULLUP);
  if (digitalRead(USER_SW) == LOW) {
    Serial.println("Enable to upload new sketch");
    while (true) {
      digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
      delay(50);
      digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
      delay(50);
    }
  }
}

3. Evite Colocar a Flash em Sleep Desnecessariamente

Garanta que o seu sketch não coloque a memória flash em modo de sleep (Deep Power Down), a menos que seja absolutamente necessário. Isso pode evitar problemas ao enviar novos sketches.

Agradecimentos

Agradecimentos especiais à comunidade Seeed Studio por suas valiosas contribuições e soluções para este problema. Os métodos de recuperação e as medidas preventivas discutidos neste tutorial foram desenvolvidos com base em ideias de membros da comunidade como msfujino e PJ_Glasso.

Para mais detalhes e discussões, visite o tópico original no fórum:
DeepSleep bricks XIAO_MG24 - Seeed Studio Forum

Recuperando um Dispositivo Bloqueado

O XIAO MG24 é atualmente o único modelo XIAO equipado com um chip de porta serial. Ao contrário de outros modelos XIAO, ele não possui um botão BOOT nem um método de recuperação por BOOT. Essa falha de projeto pode causar problemas quando o dispositivo entra em modo de sleep ou encontra anomalias de software, tornando impossível enviar um programa via porta serial. Para resolver isso, fornecemos um método para acordar a porta serial e restaurar a funcionalidade.

Solução para Windows

1. Baixar e Extrair o Pacote
   • Baixe o arquivo ZIP fornecido.

Baixar o ZIP 🖱️

• Extraia o conteúdo para uma pasta no seu computador.

2. Conectar o XIAO MG24

   • Use um cabo USB para conectar o XIAO MG24 sem resposta ao seu computador.

3. Executar o Script

   • Abra a pasta extraída e localize o script flash_erase.bat.
   • Clique duas vezes no script para executá-lo.
   • O script irá apagar a memória flash e resetar o dispositivo.

4. Verificar a Recuperação

   • Depois que o script terminar, o XIAO MG24 deverá estar restaurado e pronto para uso.

Solução para macOS

1. Baixar e Extrair o Pacote
   • Baixe o arquivo ZIP fornecido (o link será adicionado aqui).

Baixar o ZIP 🖱️

• Extraia o conteúdo para uma pasta no seu computador.

2. Conectar o XIAO MG24

   • Use um cabo USB para conectar o XIAO MG24 sem resposta ao seu computador.

3. Permitir Acesso ao Terminal

   • Abra System Preferences > Security & Privacy > Privacy.
   • Em Accessibility, certifique-se de que o Terminal está autorizado a controlar o seu computador.
   • Se o Terminal não estiver listado, clique no botão + para adicioná-lo manualmente.

4. Executar o Script

   • Abra o Terminal.

   • Navegue até a pasta extraída usando o comando cd. Por exemplo:

     cd /path/to/extracted/folder

   • Execute o script xiao_mg24_erase.sh usando o seguinte comando:

     ./xiao_mg24_erase.sh

   • O script usará o OpenOCD para apagar a memória flash e resetar o dispositivo.

5. Verificar a Recuperação

   • Depois que o script terminar, o XIAO MG24 deverá estar restaurado e pronto para uso.

nota

• Se o macOS não conseguir reconhecer o OpenOCD, certifique-se de que o OpenOCD está instalado e de que o caminho correto é usado no script.
• Os scripts fornecidos são projetados especificamente para o XIAO MG24 e não devem ser usados com outros modelos XIAO.

Recursos

Para Seeed Studio XIAO MG24

Projeto de Hardware

• 📄[Datasheet] Silicon Labs EFR32MG24 Datasheet
• 📄[Reference Manual] Silicon Labs EFR32MG24 Reference Manual
• 📄[Schematic] XIAO MG24 Schematic
• 🗃️[PCB Design Files] XIAO MG24 KiCad Project
• 🗃️[PCB Design Libraries]
  • XIAO Series KiCad Footprints
  • XIAO Series KiCad SCH Symbols

Para Seeed Studio XIAO MG24 Sense

Projeto de Hardware

• 📄[Datasheet] Silicon Labs EFR32MG24 Datasheet
• 📄[Reference Manual] Silicon Labs EFR32MG24 Reference Manual
• 📄[Schematic] XIAO MG24 Sense Schematic
• 🗃️[PCB Design Files] XIAO MG24 Sense KiCad Project
• 🗃️[PCB Design Libraries]
  • XIAO Series KiCad Footprints
  • XIAO Series KiCad SCH Symbols

Suporte Técnico & Discussão de Produtos

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