Что такое Raspberry Pi Pico? Установка MicroPython, распиновка и первые проекты

Raspberry Pi Pico — очень дешёвая плата-микроконтроллер размером с ладонь на основе RP2040 — микросхемы, которую разработал сам фонд Raspberry Pi. Её главная особенность — программирование на MicroPython, то есть на Python: пишешь код, запускаешь и сразу видишь результат, без ожидания компиляции. Поэтому она отлично подходит ученикам, изучающим Python, и новичкам в электронике. При желании её можно программировать и на C/C++ или в Arduino IDE.

Что такое Raspberry Pi Pico? Чем она отличается от Raspberry Pi

Несмотря на похожее название, Pico — не компьютер, как Raspberry Pi 4 или 5. У неё нет операционной системы, выхода HDMI и рабочего стола; как и Arduino, это плата-микроконтроллер, которая выполняет одну программу. Программа запускается сразу после подачи питания, потребление очень маленькое, а такие задачи, как чтение датчиков, управление светодиодами и моторами, выполняются в реальном времени.

Характеристики: Pico, Pico W и Pico 2

Распиновка Pico

Всего у Pico 40 пинов по двум краям. Каждый из 26 пинов GPIO от GP0 до GP28 умеет выдавать PWM, а I2C, SPI и UART можно использовать на нескольких альтернативных пинах. Аналоговый вход есть только на GP26, GP27 и GP28. Полную карту пинов платы можно посмотреть в утилите Распиновка; важные пины питания и специальные пины такие:

Установка MicroPython (через Thonny)

1. Скачай и установи Thonny с сайта thonny.org.
2. Удерживая кнопку BOOTSEL на Pico, подключи USB-кабель к компьютеру; Pico появится как диск с именем RPI-RP2 (у Pico 2 — RP2350).
3. В меню интерпретатора в правом нижнем углу Thonny выбери MicroPython (Raspberry Pi Pico), затем через пункт «Install or update MicroPython» установи нужную версию для своей платы (Pico, Pico W или Pico 2). Файл .uf2 можно также скачать с micropython.org и перетащить на диск.
4. Когда установка закончится, Pico перезапустится. Если в нижней панели Shell в Thonny видно приглашение >>>, всё готово.
5. Если сохранить код на Pico под именем main.py, он будет запускаться автоматически при каждом включении платы, даже без подключения к компьютеру.

Первая программа: мигаем встроенным светодиодом

1from machine import Pin
2import time
3
4led = Pin(25, Pin.OUT)      # Pico'da dahili LED; Pico W ve Pico 2 W'de Pin("LED") yaz
5                            # onboard LED on Pico; use Pin("LED") on Pico W / Pico 2 W
6
7while True:
8    led.toggle()            # durumu tersine çevir / flip the state
9    time.sleep(0.5)

Управление светодиодом кнопкой

Подключи светодиод к GP15 через резистор 220 Ω, а кнопку — к GP14. Другая ножка кнопки идёт на GND, и включается внутренняя подтяжка (pull-up) Pico, поэтому отпущенная кнопка читается как 1, а нажатая — как 0:

1from machine import Pin
2
3led = Pin(15, Pin.OUT)
4button = Pin(14, Pin.IN, Pin.PULL_UP)   # butonun diğer ucu GND'de / other leg to GND
5
6while True:
7    led.value(not button.value())        # basılıyken yanar / on while pressed

Яркость светодиода через PWM

Каждый пин GPIO на Pico умеет выдавать PWM. В MicroPython значение заполнения лежит в диапазоне от 0 до 65535. Код ниже медленно разжигает светодиод и начинает заново; идея PWM подробно объяснена в статье Что такое PWM?

1from machine import Pin, PWM
2import time
3
4led = PWM(Pin(15), freq=1000)
5
6while True:
7    for d in range(0, 65536, 1024):   # yavaşça yan / fade in
8        led.duty_u16(d)
9        time.sleep_ms(10)

Аналоговое чтение и встроенный датчик температуры

Подключи средний вывод потенциометра к GP26, а крайние — к 3V3 и GND. read_u16() возвращает значение от 0 до 65535. Внутри Pico есть ещё и датчик температуры, подключённый к 4-му каналу АЦП; показания у него грубые, но это забавный способ измерить температуру без дополнительных деталей:

1from machine import ADC
2import time
3
4pot = ADC(26)                    # GP26 (ADC0) / potansiyometre orta ucu / pot wiper
5sensor = ADC(4)                  # dahili sıcaklık sensörü / internal temperature sensor
6
7while True:
8    value = pot.read_u16()                       # 0–65535
9    volts = sensor.read_u16() * 3.3 / 65535
10    temp = 27 - (volts - 0.706) / 0.001721       # °C (yaklaşık / approximate)
11    print(value, round(temp, 1))
12    time.sleep(1)

Программирование Pico в Arduino IDE

Если тебе ближе C++ и библиотеки Arduino, Pico можно использовать и с Arduino IDE. Добавь https://github.com/earlephilhower/arduino-pico/releases/download/global/package_rp2040_index.json в поле дополнительных ссылок для плат в «Файл › Настройки», затем установи пакет Raspberry Pi Pico/RP2040/RP2350 от Earle Philhower через «Менеджер плат». При первой загрузке удерживай кнопку BOOTSEL, подключая плату; дальше загрузка работает как обычно. Пример Blink с LED_BUILTIN и большинство библиотек Arduino работают без проблем.

Pico, ESP32 или Arduino?

Для проектов с беспроводной связью познакомься с ESP32 в статье Что такое ESP32? Сильная сторона, которая есть только у Pico, — блоки PIO (программируемый ввод-вывод): они берут на себя задачи, критичные к таймингам, например светодиодные ленты WS2812B или собственные протоколы связи, не нагружая процессор.

Идеи проектов на Raspberry Pi Pico

• Светофор: светофор из трёх светодиодов, которые загораются по очереди.
• Knight Rider: световой эффект, который бегает туда-обратно по шести светодиодам.
• Кнопки и прерывания (IRQ): код, который ловит нажатие кнопки, не дожидаясь основного цикла.
• Смена цветов RGB: эффект радуги на RGB-светодиоде тремя каналами PWM.
• Веб-сервер на Pico W: управляй светодиодом или реле со страницы, открытой на телефоне.
• Мини-термометр: показывай на OLED-дисплее показания встроенного датчика температуры.

Частые ошибки и как их исправить

• Диск RPI-RP2 не появляется: плата подключена без удержания BOOTSEL, или кабель только для зарядки; используй кабель с передачей данных.
• Thonny не находит плату: выбран не тот интерпретатор, или на плате не установлен MicroPython.
• На Pico W не загорается светодиод: на Pico W встроенный светодиод подключён к беспроводной микросхеме; используй Pin("LED") вместо Pin(25).
• Подключение сигналов 5 V: GPIO работают на 3,3 V; сигналы 5 V могут повредить пин.
• Код не работает без компьютера: он не сохранён на Pico под именем main.py.
• Слишком высокое напряжение на VSYS: VSYS принимает максимум 5,5 V; не подключай адаптер на 9 V или 12 V напрямую.

Благодаря низкой цене и поддержке Python Raspberry Pi Pico — один из самых простых способов соединить программирование и электронику. Основы светодиодов — в статье Что такое светодиод?; в приложении BlueGrays есть пошаговые проекты на Pico со схемами подключения и кодом на MicroPython: мигание светодиодами, светофор, Knight Rider, прерывания от кнопки, «дыхание» через PWM и смена цветов RGB.