La Waveshare ESP32-P4-NANO è una nuova scheda di sviluppo basata su microcontrollore RISC-V, ideale per applicazioni ad alte prestazioni e alta sicurezza. Grazie alla sua connettività versatile e a un’ampia gamma di interfacce, la ESP32-P4-NANO si presta a essere utilizzata in progetti di IoT, computer vision, smart home e automazione industriale. In questo articolo esamineremo le principali caratteristiche tecniche della scheda, le sue potenzialità d’uso, e risponderemo ad alcune delle domande più comuni degli sviluppatori.

I costi della scheda di sviluppo ESP32-P4-NANO di Waveshare variano in base alle opzioni e agli accessori inclusi. Su AliExpress, il prezzo parte da $19,79 per la versione base, che include solo la scheda e un altoparlante, fino a raggiungere $96,29 per i kit più completi. Tra le opzioni più avanzate, c’è il kit P4-NANO-KIT-D, che offre un pacchetto completo con scheda, altoparlante, fotocamera compatibile con Raspberry Pi, display touchscreen da 10,1 pollici, modulo PoE e tutti i cavi necessari. Waveshare prevede inoltre di rendere disponibili questi kit anche su Amazon, e sono già acquistabili sullo store ufficiale Waveshare.

Caratteristiche tecniche principali della ESP32-P4-NANO

La Waveshare ESP32-P4-NANO monta un microcontrollore ESP32-P4NRW32 a doppio core RISC-V con velocità di clock fino a 400 MHz, accompagnato da un core a basso consumo che può raggiungere i 40 MHz. Lato memoria, dispone di 768 KB di L2MEM, 32 MB di PSRAM, e supporta memorie esterne come microSD (SDIO 3.0). Questa combinazione di risorse la rende ideale per applicazioni intensive come l’elaborazione di immagini e video.

• Architettura del processore: dual-core RISC-V da 400 MHz per attività ad alta intensità e un core a basso consumo da 40 MHz.
• Connettività: supporta Wi-Fi 6 e Bluetooth 5.4 tramite il modulo ESP32-C6-MINI-1, che aggiunge funzionalità wireless avanzate.
• Memoria e archiviazione: include 16 MB di memoria flash SPI NOR, un connettore microSD, e 128 KB di ROM per l’archiviazione del sistema.
• Interfacce video e audio: è dotata di connettori MIPI DSI per display ad alta risoluzione (supporta schermi fino a 10,1 pollici) e MIPI CSI per l’integrazione di telecamere compatibili con Raspberry Pi. Inoltre, dispone di un microfono e di un connettore per speaker da 2W.
• USB e networking: include una porta USB Type-A OTG ad alta velocità e un connettore USB Type-C per alimentazione e debug, oltre a una porta Ethernet RJ45 da 10/100 Mbps con supporto PoE opzionale per un’alimentazione flessibile.

Ecco il pinout della scheda:

La scheda di sviluppo Waveshare ESP32-P4-NANO offre una gamma completa di componenti e interfacce, ideali per applicazioni IoT, computer vision e automazione industriale. Ecco una panoramica delle principali caratteristiche tecniche, con riferimento agli elementi numerati presenti nell’immagine:

1. ESP32-P4NRW32: microcontrollore ESP32-P4 con 32MB di PSRAM, progettato per alte prestazioni e bassa latenza.
2. ESP32-C6-MINI-1: modulo che aggiunge il supporto per Wi-Fi 6 e Bluetooth 5, utilizzando l’interfaccia SDIO per comunicare con l’ESP32-P4-NANO.
3. Interfaccia Display: connessione MIPI 2-lane per display ad alta risoluzione, compatibile con schermi fino a 10,1 pollici.
4. Interfaccia Fotocamera: connessione MIPI 2-lane per supportare telecamere compatibili con Raspberry Pi, ideale per progetti di computer vision.
5. Interfaccia USB Type-C: utilizzata per l’alimentazione, il flashing del programma e il debug.
6. USER-LED: LED di indicazione dello stato di alimentazione.
7. Pulsante BOOT: premere durante l’accensione o il reset per entrare in modalità di download.
8. Pulsante RESET: per il riavvio rapido della scheda.
9. Interfaccia di alimentazione PoE/modulo esterno: possibilità di collegare una fonte di alimentazione esterna da 5V o un modulo PoE (Power-over-Ethernet).
10. Porta per batteria RTC: supporta il collegamento di una batteria ricaricabile per il Real-Time Clock (RTC).
11. Microfono SMD: microfono integrato, utile per applicazioni audio e di riconoscimento vocale.
12. Interfaccia PoE: dedicata all’alimentazione tramite Power-over-Ethernet, consentendo una gestione dell’alimentazione semplificata.
13. Interfaccia USB Type-A: interfaccia USB OTG 2.0 ad alta velocità.
14. Porta di rete RJ45 100MB: consente la connessione Ethernet ad alta velocità.
15. Interfaccia per Speaker: connettore MX1.25 2P per speaker da 8Ω 2W, per l’integrazione audio.
16. Interfaccia GPIO: ampia disponibilità di GPIO per estendere le funzionalità della scheda.
17. Slot per scheda TF: supporta memorie esterne tramite il protocollo SDIO 3.0, utile per estendere la capacità di archiviazione.

Applicazioni e potenzialità della ESP32-P4-NANO

Grazie alla sua elevata connettività e alle ampie opzioni di interfacciamento, la ESP32-P4-NANO è una scelta versatile per molteplici scenari applicativi.

1. IoT e Smart Home: La connettività avanzata Wi-Fi 6 e Bluetooth 5.4 rendono questa scheda perfetta per sviluppare dispositivi IoT con bassa latenza e un basso consumo energetico, caratteristica essenziale per sensori intelligenti e sistemi di controllo remoto.
2. Automazione industriale: L’interfaccia Ethernet, combinata con le opzioni di GPIO espandibili, consente l’implementazione di soluzioni industriali per il monitoraggio e il controllo di macchinari, supportando anche il protocollo Power-over-Ethernet (PoE) per una gestione semplificata dell’alimentazione.
3. Computer Vision e Machine Learning: Il supporto per telecamere HD tramite l’interfaccia MIPI CSI, insieme ai codec per l’elaborazione video H.264 e JPEG, permette di sviluppare soluzioni di computer vision a bassa potenza. Questa capacità la rende adatta a progetti di riconoscimento facciale, monitoraggio di oggetti e altre applicazioni basate su machine learning.
4. Applicazioni audio e multimediali: Grazie alla presenza di un microfono integrato e al supporto per uno speaker da 2W, la ESP32-P4-NANO può essere utilizzata in applicazioni di riconoscimento vocale o dispositivi audio embedded, rendendola idonea a progetti di domotica avanzata.

Opzioni di acquisto e varianti disponibili

La ESP32-P4-NANO è disponibile in diverse configurazioni per soddisfare esigenze specifiche. Su AliExpress, il prezzo varia da $19,79 per la versione base (con scheda e speaker) a $96,29 per il kit completo, che include display touchscreen, telecamera Raspberry Pi, modulo PoE e cavi necessari. La scheda sarà presto disponibile anche su Amazon e sul sito ufficiale di Waveshare per un acquisto agevole.

FAQ: domande comuni su ESP32-P4-NANO

1. Qual è la versione del chip attuale?

• La versione attuale del chip è EC01, che presenta alcune limitazioni, come la mancanza di calibrazione per l’ADC e l’assenza di supporto per la funzione USB Serial JTAG. Questi aggiornamenti saranno inclusi in versioni future.

2. Dove posso trovare il manuale e il pacchetto PCB del chip?

• Al momento, il manuale del chip ESP32-P4 ECO1 non è disponibile. La documentazione completa sarà rilasciata non appena sarà pronta la versione di produzione del chip.

3. Perché la frequenza della CPU è limitata a 360 MHz e non a 400 MHz?

• L’attuale SDK non supporta ancora completamente la frequenza di 400 MHz per il core HP del microcontrollore. Tuttavia, è previsto un aggiornamento nel framework ESP-IDF per abilitare questa funzione.

4. Sono disponibili esempi di codice per altre applicazioni?

• Durante i test, sono state validate diverse funzionalità, ma alcuni esempi, come l’uso del modulo Cat-4 per l’accesso alla rete, non sono ancora completamente stabili. Una volta ottimizzati, gli esempi saranno resi disponibili sul wiki della scheda.

5. È possibile utilizzare PlatformIO o MicroPython per lo sviluppo?

• PlatformIO sarà supportato quando la community aggiornerà l’SDK Arduino-esp32 alla versione V3.1x. Per MicroPython, sono già stati eseguiti test preliminari su ESP32-P4, ma manca ancora un pieno supporto per periferiche e interfacce.

Risorse utili e collegamenti

Per ulteriori dettagli e risorse, consulta la pagina wiki di Waveshare dedicata alla ESP32-P4-NANO, dove puoi trovare le istruzioni d’uso, il diagramma schematico e altri materiali di supporto.

Conclusione

La Waveshare ESP32-P4-NANO rappresenta una soluzione versatile per lo sviluppo embedded, con un’architettura potente e una ricca dotazione di interfacce per supportare una vasta gamma di applicazioni, dal settore IoT alla visione artificiale. Nonostante alcune limitazioni temporanee legate al chip e all’SDK, la ESP32-P4-NANO è pronta per soddisfare esigenze di sviluppo innovative e complesse.

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