Raspberry Pi Vakfı, alışılagelmiş tek kart bilgisayar (SBC) serisinden radikal bir adım atarak gömülü sistemler dünyasında devrim yaratan bir hamle yaptı.
Karşımızda alışık olduğumuz tam donanımlı, Linux tabanlı bir mini bilgisayar değil; Arduino gibi doğrudan mikrodenetleyici düzeyinde çalışan, düşük güç tüketimli ve yüksek performanslı bir geliştirme kartı olan Raspberry Pi Pico var.
Bu kartın kalbinde, Vakfın kendi tasarımı olan ve sadece 4 
civarında bir bütçeyle, yerleşik boşluklu rezonans antene (cavity resonant antenna) sahip, son derece kararlı ve güçlü bir Nesnelerin İnterneti (IoT) platformuna sahip olabiliyorsunuz.
Laboratuvar testlerimizde ve ilk incelemelerimizde Pico W’yi sadece birkaç dakika içinde yerel ağımıza bağlayıp bir web sunucusu olarak ayağa kaldırmayı başardık. Gelişmiş donanım mimarisi ve zengin MicroPython kütüphaneleri sayesinde Pico W, dünya genelinde akıllı tarım uygulamalarından endüstriyel telemetri sistemlerine kadar binlerce IoT cihazına güç veriyor.
Raspberry Pi Pico’ya Başlarken
Raspberry Pi Pico, mimari açıdan kendisinden önceki tüm Raspberry Pi modellerinden tamamen ayrılır. Gücünü, Raspberry Pi ekibinin kendi laboratuvarlarında tasarladığı özel bir silikon olan RP2040 mikrodenetleyicisinden alır. Bu yonga; 133 MHz’e kadar esnek bir şekilde hız aşırtma (overclock) yapılabilen çift çekirdekli ARM Cortex-M0+ işlemciye, 264 KB boyutunda ultra hızlı dahili SRAM’e ve kod/veri depolama için 2 MB harici QSPI flash belleğe sahiptir. Ayrıca derin uyku ve düşük güç tüketim modları sayesinde pil ile çalışan taşınabilir projeler için mükemmel bir alternatiftir.
Orijinal Raspberry Pi Pico’nun en çok eleştirilen yönü kablosuz bağlantı yeteneğinin olmamasıydı; ancak bu eksiklik yukarıda bahsettiğimiz Pico W modeliyle tamamen ortadan kalktı. Geleneksel tek kart bilgisayarlardan farklı olarak Pico, doğrudan monitör ve klavye bağlayıp masaüstü işletim sistemi çalıştırabileceğiniz bir bilgisayar değildir. Bunun yerine, ana bilgisayarınızda (Windows, macOS veya Linux) yazdığınız kodları USB arayüzü üzerinden derleyip Pico’nun flash belleğine “UF2” formatında yüklemeniz (flash etmeniz) gerekir. Başlangıç rehberimizde, Thonny IDE kullanarak Pico’ya nasıl hızlıca bağlanacağınızı ve MicroPython kodlarını nasıl koşturacağınızı adım adım ele alacağız.
Raspberry Pi Pico ile Kodlama Dünyası
Pico ve piyasadaki diğer üçüncü taraf RP2040 tabanlı geliştirme kartları, zengin yazılım desteğiyle öne çıkıyor. Bu ekosistemde MicroPython, CircuitPython, C/C++ SDK ve popüler Arduino IDE (Earle Philhower’ın mükemmel arduino-pico çekirdeği desteğiyle) gibi diller aktif olarak kullanılabiliyor. Hatta blok tabanlı kodlama yapmak isteyen çocuklar ve yeni başlayanlar için Piper Play gibi görsel arayüzler de mevcuttur.
MicroPython ve C/C++ dilleri resmi olarak Raspberry Pi Vakfı tarafından desteklenmektedir. Ancak Adafruit öncülüğünde geliştirilen CircuitPython, yerleşik USB HID (Human Interface Device) desteği gibi muazzam avantajlar sunar. Bu sayede Pico’nuzu anında özel bir klavyeye, fareye, MIDI kontrol cihazına veya makro pad’e dönüştürebilirsiniz. Geleneksel ve ucuz Arduino kartlarının birçoğunda (örneğin popüler ATmega328P tabanlı Arduino Uno) USB donanımsal HID desteğinin olmadığını, bu iş için alternatif olarak daha sınırlı kaynaklara sahip ATtiny85 gibi mikrodenetleyicilere başvurulduğunu belirtmekte fayda var.
Raspberry Pi Pico ile MicroPython Kullanımı
MicroPython, kısıtlı kaynaklara sahip mikrodenetleyiciler üzerinde Python 3 kodlarının çalıştırılabilmesi amacıyla Damien George tarafından 2014 yılında geliştirilmiş, optimize edilmiş bir Python yorumlayıcısıdır. Kolay anlaşılır yapısı ve donanım kontrolünü basitleştiren zengin kütüphaneleri sayesinde kısa sürede gömülü sistemler dünyasının standartlarından biri haline gelmiştir. Adafruit’in CircuitPython çatallaması ise bu ekosisteme devasa bir sensör kütüphanesi kazandırmıştır. Pico’da MicroPython kullanmak için tek yapmanız gereken, BOOTSEL butonuna basılı tutarak kartı bilgisayarınıza bağlamak ve açılan harici sürücüye resmi web sitesinden indirdiğiniz UF2 bellenim dosyasını sürükleyip bırakmaktır. Ardından Thonny IDE üzerinden saniyeler içinde ilk kodlarınızı yazıp koşturabilirsiniz.
Raspberry Pi Pico W modelinin piyasaya sürülmesiyle, bellenim (firmware) tarafında önemli bir ayrım ortaya çıktı. Biri standart Pico, diğeri ise Wi-Fi/Bluetooth özelliklerini içeren Pico W için olmak üzere iki farklı UF2 bellenimi dağıtılıyor. Raspberry Pi kurucusu Eben Upton, bu ayrımın nedenini şu şekilde açıklamıştır:
“Pico W için kullanıma sunduğumuz bu UF2 bellenimi, orijinal Pico kartımız için mevcut MicroPython belleniminden ayrı bir yapıdır. Lansmandan hemen sonra değişiklikleri ana MicroPython deposuna aktaracağız, ancak MicroPython’un üzerinde ayrı ikili dosyaları olduğundan mimari bazında değil, kart başına bir temel, ileriye dönük olarak her zaman iki farklı UF2 ürün yazılımı sürümü olacaktır: Biri standart Pico için, diğeri ise kablosuz özelliklere sahip Pico W için.”
Eben Upton
Adafruit tarafından hazırlanan ve RP2040 kartlarını destekleyen CircuitPython bellenimi de sürekli güncellenmektedir. Bu bellenim; I2C OLED/LCD ekranlar, sıcaklık/nem sensörleri, ivmeölçerler ve termal yazıcılar için önceden optimize edilmiş geniş bir açık kaynaklı sürücü arşivi sunar. Kartı dilediğiniz zaman MicroPython veya orijinal C/C++ SDK moduna geri döndürmek son derece basittir.
C/C++ ile İleri Seviye Performans
Maksimum hız, bellek optimizasyonu ve donanım kaynaklarına tam hakimiyet gerektiren projelerde C/C++ dili tek seçenektir. RP2040 C/C++ SDK’sı son derece güçlü ve ayrıntılı belgelendirilmiştir. Kodlarınızı VS Code (Visual Studio Code) üzerinde CMake araç zinciri ile derleyebilir ve SWD (Serial Wire Debug) hata ayıklama arayüzünü kullanarak gerçek zamanlı olarak işlemci çekirdeklerindeki register seviyesine kadar debug yapabilirsiniz.
Alternatif ve daha pratik bir yol olarak, Arduino IDE’ye ekleyeceğiniz RP2040 kart desteği sayesinde standart C++ sözdizimi ile programlama yapabilirsiniz. Arduino’nun popüler `arduino-pico` çekirdeği, arka planda FreeRTOS tabanlı çalışarak çift çekirdek yönetimini ve karmaşık kesmeleri (interrupts) oldukça basitleştirir.
Raspberry Pi Pico GPIO Pin Yapısı ve Özellikleri
- 3.3V lojik seviyede çalışan 26 × çok fonksiyonlu GPIO pini
- 2 × SPI, 2 × I2C, 2 × UART, 3 × 12-bit analog-dijital dönüştürücü (ADC), 16 × donanımsal PWM kanalı
- İşlemciden bağımsız çalışan 8 × Programlanabilir Giriş/Çıkış (PIO) durum makinesi (state machine) bloğu
- Castellated (yarım delikli) kenar tasarımı sayesinde prototipleme sonrasında doğrudan seri üretim taşıyıcı kartlarına SMD olarak lehimlenebilme özelliği
Raspberry Pi Pico ve Pico W modellerinin her ikisi de 3.3V lojik seviyesinde çalışan 40 pinli DIP form faktörüne sahiptir. Eski tek kart bilgisayar serilerindeki 40 pinli pin şemasından tamamen farklıdırlar. GPIO pinleri üzerinden gelişmiş donanımsal iletişim protokolleri olan SPI, I2C ve UART kesintisiz olarak yürütülebilir. ADC kanalları 12 bit çözünürlüğe sahiptir; ancak donanımsal tasarımda referans voltaj hattında (ADC_VREF) oluşabilecek gürültülere karşı harici filtre devreleri eklenmesi önerilir (yaklaşık 8.7-9.0 bandında efektif bit çözünürlüğü – ENOB sunar).
Kartın kenarlarında yer alan yarım dairesel lehim yuvaları (castellated holes), Pico’yu harici bir konnektör kullanmaksızın doğrudan tasarladığınız ana PCB üzerine yüzey montaj elemanı (SMD) gibi yerleştirip lehimlemenize olanak tanır.
Prototipleme aşamasında ise standart 2.54mm erkek header pinlerini karta lehimleyerek breadboard üzerinde hızlıca devrelerinizi kurabilirsiniz.
Raspberry Pi Pico ile Neler Yapılabilir?
Fiyat-performans oranıyla gömülü sistemler pazarını sarsan Raspberry Pi Pico, en basit hobi projelerinden endüstriyel otomasyon sistemlerine kadar son derece geniş bir kullanım alanına sahiptir. Çift çekirdeğin gücü ve zengin GPIO yetenekleri sayesinde karmaşık kontrol algoritmalarını kolaylıkla işleyebilir.
Pico’yu akıllı robotik sistemlerin, çok eksenli CNC ve 3D yazıcı kontrol kartlarının kalbi haline getirebilir; sıcaklık, nem, basınç veya mesafe sensörleriyle hassas telemetri verileri toplayabilirsiniz. Ayrıca PIO (Programmable I/O) bloklarını kullanarak işlemci çekirdeklerini yormadan WS2812B adreslenebilir LED şeritleri sürebilir, hatta doğrudan DVI/VGA video sinyalleri üreterek retro oyun konsolları tasarlayabilirsiniz.
RP2040: Gelişen Mikrodenetleyici Ekosistemi
RP2040 yongasının başarısı, onu sadece resmi Raspberry Pi kartlarıyla sınırlı bırakmadı. Adafruit, SparkFun, Pimoroni ve Arduino gibi dünya devi donanım üreticileri, bu güçlü silikonu kendi tasarım felsefeleriyle harmanlayarak harika geliştirme kartları piyasaya sürdüler.
Örneğin, en popüler alternatif kartlardan biri olan Adafruit Feather RP2040; 8 MB harici depolama alanı, donanımsal LiPo batarya şarj devresi (MCP73831), STEMMA QT/Qwiic konnektörü, dahili NeoPixel RGB LED’i ve Adafruit’in zengin FeatherWing modül ekosistemiyle entegrasyonu sayesinde taşınabilir giyilebilir teknolojiler için muazzam bir çözümdür.
Bir diğer mühendislik harikası olan ve breadboard dostu boyutuyla dikkat çeken Pimoroni Tiny 2040 ise, standart Pico’nun neredeyse dörtte biri boyutunda olmasına rağmen 8 MB flash bellek, USB-C girişi, kullanıcı butonları ve RGB durum LED’i barındırır. SparkFun MicroMod serisi ise M.2 form faktörünü kullanarak RP2040’ı farklı endüstriyel taşıyıcı kartlarla birleştirmenize olanak tanır.
Piyasadaki popüler RP2040 tabanlı geliştirme kartlarının teknik karşılaştırmasını aşağıdaki detaylı tabloda bulabilirsiniz:
RP2040 Geliştirme Kartları Detaylı Karşılaştırma Tablosu
Raspberry Pi Pico W | Raspberry Pi Pico | Adafruit Feather RP2040 | Adafruit ItsyBitsy RP2040 | Adafruit QT Py RP2040 | Adafruit Trinkey QT2040 | Arducam Pico4ML | Arduino Nano RP2040 Connect | Cytron Maker Pi Pico | Cytron Maker Pi RP2040 | Pimoroni Keybow 2040 | Pimorono Pico Lipo | Pimoroni Tiny 2040 | SparkFun MicroMod | SparkFun Pro Micro | SparkFun Thing Plus |
| GPIO Yetenekleri | • 26 × çok fonksiyonlu GPIO pini • 2 × SPI, 2 × I2C, 2 × UART • 3 × 12-bit ADC kanalı • 16 × donanımsal PWM kanalı • 8 × PIO durum makinesi • Castellated lehim yuvaları | • 26 × çok fonksiyonlu GPIO pini • 2 × SPI, 2 × I2C, 2 × UART • 3 × 12-bit ADC kanalı • 16 × donanımsal PWM kanalı • 8 × PIO durum makinesi • Castellated lehim yuvaları | • 21 × çok fonksiyonlu GPIO pini • 2 × SPI, 2 × I2C, 2 × UART • 4 × 12-bit ADC kanalı • 16 × donanımsal PWM kanalı • 8 × PIO durum makinesi • Castellated lehim yuvaları | • 23 × GPIO pini • 16 × PWM kanalı • 10 × Dijital I/O • 4 × 12-bit ADC kanalı • 2 × I2C, 1 × SPI, 2 × UART | • 11 × GPIO pini • 7 × Dijital I/O • 4 × 12-bit ADC kanalı • 2 × I2C (STEMMA QT konnektör), SPI, UART | STEMMA QT / Qwiic konnektörü üzerinden donanımsal I2C arayüzü | • 26 × çok fonksiyonlu GPIO pini • 2 × SPI, 2 × I2C, 2 × UART • 3 × 12-bit ADC kanalı • 16 × donanımsal PWM kanalı • 8 × PIO durum makinesi | • 20 × çok fonksiyonlu 3.3V GPIO pini • 1 × SPI, 1 × I2C, 1 × UART • 8 × 12-bit ADC kanalı • 20 × donanımsal PWM kanalı • 8 × PIO durum makinesi • Dahili durum LED’i (GPIO 13) | • 26 × çok fonksiyonlu GPIO pini • 2 × SPI, 2 × I2C, 2 × UART • 3 × 12-bit ADC kanalı • 16 × PWM kanalı • 8 × PIO durum makinesi | • Doğrudan standart pin erişimi yok • 7 × Grove genişleme yuvası • 4 × Servo motor bağlantısı • Grove ve Servo çıkışları GPIO olarak atanabilir | Kısıtlı GPIO seçimi (I2C ve Seri/UART). Pinlere erişim için doğrudan lehimleme yapılması gerekir. | • 26 × çok fonksiyonlu GPIO pini • 2 × SPI, 2 × I2C, 2 × UART • 3 × 12-bit ADC kanalı • 16 × donanımsal PWM kanalı • 8 × PIO durum makinesi | • 12 × GPIO pini • 7 × Dijital I/O • 4 × Analog 12-bit ADC kanalı • 2 × I2C, SPI, UART, SWD hata ayıklama pinleri | • 30 × çok fonksiyonlu GPIO pini • 2 × SPI, 2 × I2C, 2 × UART • 3 × 12-bit ADC kanalı • 16 × donanımsal PWM kanalı • 8 × PIO durum makinesi | • 20 × çok fonksiyonlu GPIO pini • 1 × SPI, 1 × I2C (Qwiic), 2 × UART • 4 × 12-bit ADC kanalı • 10 × PWM kanalı • 8 × PIO durum makinesi |
| Flash Depolama | 2 MB (QSPI) | 2 MB (QSPI) | 8 MB (QSPI) | 8 MB (QSPI) | 8 MB (QSPI) | 8 MB (QSPI) | 2 MB (QSPI) | 16 MB (QSPI) | 2 MB (QSPI) | 2 MB (QSPI) | 2 MB (QSPI) | 4 MB / 16 MB seçenekli | 8 MB (QSPI) | 16 MB (QSPI) | 16 MB (QSPI) |
| Kablosuz Bağlantı | Infineon CYW43439 2.4 GHz Wi-Fi ve Bluetooth 5.2 / BLE | Yok | Yok | Yok | Yok | Yok | Yok | u-blox NINA-W102 Wi-Fi & Bluetooth 4.2 modülü | ESP-01S / ESP8266 harici modül soketi | Yok | Yok | Yok | Yok | Yok | Yok |
| Ekstra Özellikler | Yerleşik Boşluklu Anten tasarımı | BOOTSEL butonu ve dahili termometre | WS2812B NeoPixel RGB LED, STEMMA QT/Qwiic, yerleşik LiPo şarj ünitesi ve otomatik güç anahtarlama devresi | WS2812B NeoPixel RGB LED durum göstergesi | WS2812B NeoPixel, STEMMA QT/Qwiic konnektörü | Doğrudan bilgisayara takılabilen USB-A erkek konnektörü, STEMMA QT bağlantısı | HiMax HM01B0 QVGA Kamera Sensörü, 0.96 inç LCD SPI ekran (ST7735), 9 eksenli dahili IMU, PDM MEMS mikrofon | ST LSM6DSOXTR 6 eksenli IMU sensörü, ST MP34DT06JTR MEMS dijital mikrofon, ATECC608A kriptografik güvenlik yongası | Micro SD kart yuvası, 6 × Grove yuvası, her GPIO hattında yerleşik teşhis LED’leri, 3.5mm ses jakı, pasif buzzer ve RGB kullanıcı LED’leri | İki adet DC motor sürücü çıkışı (MX1508), donanımsal motor yön test butonları, LiPo şarj devresi, 2 × WS2812B NeoPixel RGB LED | 16 adet çalışırken değiştirilebilir (hot-swappable) Kailh tuş yuvası ve 16 adet adreslenebilir RGB tuş altı LED’leri | 215mA şarj akımlı MCP73831 şarj çipi, XB6096I2S pil koruma entegresi, STEMMA QT/Qwiic, güç butonu ve durum LED’leri | Kullanıcı tarafından kontrol edilebilir RGB LED göstergesi | M.2 MicroMod standardı sayesinde kolayca farklı endüstriyel taşıyıcı kartlarla birleşebilme yeteneği | Dahili WS2812B adreslenebilir RGB LED, Qwiic/STEMMA QT konnektörü |
| USB Arayüzü | Micro USB | Micro USB | USB Type-C | USB Type-C | USB Type-C | Doğrudan PCB tipi USB-A | Micro USB | Micro USB | Micro USB | Micro USB | USB Type-C | USB Type-C | USB Type-C | Taşıyıcı kartın konnektör tipine bağlı | USB Type-C |
| Fiziksel Ölçüler | 51 × 21 mm | 51 × 21 mm | 50.8 × 22.8 mm | 36 × 18 mm | 22 × 18 mm | 2.54 × 17.8 mm | 51 × 21 mm | 45 × 18 mm | 94 × 68 mm | 88 × 64 mm | 76 × 76 mm | 53 × 21 mm | 22.9 × 18.2 mm | 22 × 22 mm | 33 × 17.8 mm |
Zengin Aksesuar ve Eklenti Dünyası
Mikrodenetleyicileri asıl güçlü kılan unsurlar, etrafında şekillenen donanımsal eklenti ekosistemleridir. Raspberry Pi Pico, pazara girdiğinden beri üreticiler tarafından geliştirilen geniş bir aksesuar yelpazesine kavuştu.
İngiltere merkezli resmi üretici Pimoroni başta olmak üzere, Pico için özel olarak tasarlanmış onlarca genişleme kartı mevcuttur. Birden fazla shield kartını aynı anda takmanıza olanak tanıyan breadboard tipi taşıyıcılardan, yüksek kaliteli I2S ses kartlarına (DAC), RP2040’ın PIO bloklarını kullanarak doğrudan dijital görüntü çıkışı (DVI/VGA) üreten VGA Demo kartlarına kadar pek çok harika eklenti mevcuttur. Görsel projelere meraklıysanız, Pico’nun üzerine tam oturan ve 112 adet son derece parlak adreslenebilir RGB LED barındıran Unicorn Pack gibi modüllerle projelerinize ışık katabilirsiniz.
Daha fazla teknik inceleme, kodlama kılavuzu ve pratik proje örneği için Raspberry Pi Pico kategorimizi takip edebilirsiniz:
Yorum yapma özelliği, forum tarafından gelen istek sebebiyle kapatılmıştır. Lütfen tartışmalar ve sorularınız için topluluk forumumuza katılın.