Mengenal Arsitektur dan Spesifikasi Teknis Raspberry Pi Pico

Raspberry Pi Pico adalah papan mikrokontroler yang menggunakan chip RP2040 dan dirancang oleh Raspberry Pi Foundation. Dirilis pada Januari 2021, Pico menjadi solusi hemat daya dengan performa tinggi untuk proyek elektronik, IoT, robotika, dan embedded system. Berbeda dari Raspberry Pi 4 yang termasuk dalam kategori single-board computer (SBC) dan menjalankan sistem operasi, Raspberry Pi Pico tidak memakai OS. Sebagai gantinya, perangkat ini diprogram langsung menggunakan bahasa pemrograman seperti MicroPython atau C/C++. Belum punya perangkatnya? Cek Starter Kit Raspberry Pi Pico di sini - lengkap untuk pemula, langsung bisa praktik!

Arsitektur Raspberry Pi Pico

 

1. Chip RP2040: Jantung dari Pico

Raspberry Pi Pico menggunakan RP2040, sistem-on-chip (SoC) yang dirancang khusus oleh Raspberry Pi Foundation. Berikut detail arsitekturnya:  

- Dual-Core ARM Cortex-M0+

  - Kecepatan clock hingga 133 MHz  

  - Mendukung eksekusi paralel untuk multitasking  

  - Efisiensi daya tinggi dengan mode sleep yang dapat dikonfigurasi  

- Memori On-Chip

  - Memiliki RAM sebesar 264 KB, termasuk 16 KB yang digunakan sebagai cache untuk meningkatkan performa.

  - Dibekali memori flash onboard sebesar 2 MB pada versi standar, cukup untuk menyimpan firmware dan program.

- Peripheral Interfaces  

  - GPIO multifungsi (digital I/O, PWM, ADC, dll.)  

  - USB 1.1 dengan dukungan host/device

  - Berbagai protokol komunikasi (UART, SPI, I2C)  

2. Desain PCB dan Pinout

Raspberry Pi Pico memiliki 40 pin GPIO dengan layout yang menyerupai Raspberry Pi biasa, namun hadir dalam desain lebih ringkas yang cocok untuk proyek embedded. Beberapa fitur pinout:  

    - 26 GPIO multifungsi (3.3V logic)  

    - 3 pin ADC (Analog-to-Digital Converter) 12-bit

    - Tersedia 16 saluran PWM (Pulse Width Modulation) yang dapat digunakan untuk mengatur kecepatan motor, kecerahan LED, dan kontrol sinyal lainnya.

    - Mendukung komunikasi serial melalui 2 UART, 2 SPI, dan I2C, memungkinkan konektivitas fleksibel dengan berbagai sensor dan modul.

    - Dilengkapi dengan PIO (Programmable I/O) - fitur unik dari chip RP2040 yang memungkinkan pengguna merancang protokol I/O khusus secara efisien.

Berikut beberapa pin penting:  

    - GP0-GP28: Pin GPIO digital  

    - 3V3_OUT: Output daya 3.3V (max 300mA)  

    - VSYS: Input daya (1.8V–5.5V)  

    - RUN: Reset pin  

 

Spesifikasi Teknis Lengkap Raspberry Pi Pico

 

1. Prosesor dan Kinerja

    - Menggunakan prosesor dual-core ARM Cortex-M0+ yang berjalan pada kecepatan hingga 133 MHz, cocok untuk multitasking ringan.

    - Mendukung instruksi Thumb-2 untuk efisiensi kode  

    - Tidak memiliki FPU (Floating Point Unit) secara bawaan, namun Raspberry Pi Pico tetap dapat menjalankan operasi bilangan pecahan melalui emulasi perangkat lunak.

2. Memori dan Penyimpanan

    - Dilengkapi SRAM sebesar 264 KB, termasuk 16 KB yang digunakan sebagai cache untuk meningkatkan efisiensi akses memori.

    - Memori flash sebesar 2 MB tersedia onboard, dan masih bisa diperluas melalui koneksi QSPI jika dibutuhkan kapasitas tambahan.

    - Dukungan boot dari flash eksternal

3. Input/Output (I/O) dan Peripheral

- 26 GPIO multifungsi

    - Setiap pin GPIO dapat digunakan untuk PWM, SPI, I2C atau UART, memberikan fleksibilitas tinggi dalam konektivitas perangkat eksternal.

    - Tersedia empat pin analog khusus untuk ADC, dengan resolusi 12-bit dan kecepatan sampling hingga 500 kS/s, cocok untuk pembacaan sensor analog.

- 2 × UART (Serial Communication)

- 2 × SPI (Serial Peripheral Interface)

- 2 × I2C (Inter-Integrated Circuit)

- 16 kanal PWM independen

- 8× Programmable I/O (PIO) state machines, fitur unggulan RP2040 yang memungkinkan pengguna membuat protokol komunikasi khusus secara efisien.

4. Komunikasi dan Konektivitas

- USB 1.1 dengan dukungan host/device

    - Dapat berfungsi sebagai HID (keyboard/mouse) 

    - Transfer data hingga 12 Mbps (full-speed)

- Mendukung DMA (Direct Memory Access) untuk memindahkan data dengan kecepatan tinggi tanpa membebani CPU.

5. Manajemen Daya

- Bekerja dalam rentang tegangan operasional 1.8V hingga 5.5V, sehingga kompatibel dengan berbagai sistem catu daya.

- Mode sleep dengan konsumsi daya ultra-rendah

- Dapat dihidupkan via USB atau sumber eksternal

 

Fitur Unik Raspberry Pi Pico

 

1. Programmable I/O (PIO)

Salah satu inovasi terbesar RP2040 adalah PIO (Programmable I/O). Hal ini adalah mesin state kecil yang dapat diprogram untuk mengimplementasikan protokol kustom seperti:  

    - Kontrol LED NeoPixel (WS2812) dapat dilakukan secara langsung tanpa perlu menggunakan pustaka tambahan, sehingga praktis untuk proyek visualisasi LED.

    - Selain saluran PWM bawaan, Raspberry Pi Pico juga mendukung PWM tambahan melalui perangkat lunak, sehingga memperluas kemampuan kontrol sinyal.

    - Emulasi protokol seperti DVI, MIDI, atau komunikasi paralel

2. Dukungan Software dan Pemrograman

Raspberry Pi Pico mendukung berbagai bahasa pemrograman:  

    - MicroPython (resmi didukung oleh Raspberry Pi)

    - C/C++ menggunakan SDK resmi

    - Rust, CircuitPython, dan Arduino (via third-party tools)

3. Kemampuan Debugging

    - SWD (Serial Wire Debug) interface

    - Dukungan breakpoint dan single-step execution

Butuh alat yang lebih kompleks untuk eksperimen lanjutan? Gunakan Trainer Kit Raspberry Pi Pico ini - cocok untuk proyek IoT, sensor, dan kendali motor.

Aplikasi dan Penggunaan Raspberry Pi Pico

 

1. Kontrol Motor (Drone, Robot)

    - Mampu mengendalikan berbagai jenis motor seperti DC motor, servo, maupun stepper motor dengan memanfaatkan fitur PWM yang tersedia.

    - Cocok untuk:

        - Proyek robotik sederhana, seperti robot line follower.

        - Cocok digunakan dalam proyek seperti drone rakitan, di mana pengguna bisa menyesuaikan kode kontrol stabilisasi sesuai kebutuhan.

    - Dapat dikombinasikan dengan driver motor seperti L298N, TB6612FNG, atau ESC untuk kontrol kecepatan.

2. Sensor Monitoring (Suhu, Kelembaban, Cahaya)

    - Pico mendukung berbagai jenis sensor seperti:

        - DHT11/DHT22 (suhu & kelembaban)

        - LDR atau BH1750 (cahaya)

        - MPU6050 (accelerometer/gyroscope)

    - Data dari sensor dapat:

        - Ditampilkan ke layar OLED/LED.

        - Dikirim via UART, Bluetooth, atau WiFi (melalui modul tambahan seperti ESP-01).

3. Perangkat USB Kustom (Macro Keyboard, Gamepad)

    - Pico bisa diubah menjadi perangkat USB HID (Human Interface Device).

    - Contoh:

        - Macro keyboard: menekan kombinasi tombol otomatis di komputer.

        - Gamepad DIY: untuk simulator atau retro gaming.

    - Fitur ini dimungkinkan karena RP2040 mendukung USB Device langsung.

4. Sistem Embedded Tanpa OS

    - Cocok untuk proyek bare-metal programming (tanpa sistem operasi).

    - Digunakan di:

        - Proyek kontrol industri skala kecil.

        - Alat ukur sederhana.

    - Dengan sistem tanpa OS, konsumsi daya menjadi sangat kecil dan start-up sangat cepat.

Tips Pengembangan dengan Raspberry Pi Pico

 

1. Gunakan MicroPython untuk Prototipe Cepat

    - Bahasa pemrograman MicroPython menjadi pilihan yang cocok bagi pemula karena memiliki sintaks yang sederhana dan mirip Python pada umumnya.

    - Tidak perlu toolchain rumit, cukup drag-and-drop file .uf2 ke Pico.

    - Sangat cepat untuk:

        - Membaca sensor

        - Menyalakan LED

        - Uji logika

2. Manfaatkan PIO untuk Antarmuka Kustom

    - PIO bisa digunakan untuk:

        - Membuat protokol komunikasi unik (misalnya untuk sensor lawas).

        - Mengontrol LED strip NeoPixel.

        - Emulasi sinyal PWM atau SPI/I2C custom.

    - Dengan PIO, kamu bisa menghemat sumber daya prosesor utama.

3. Optimalkan Daya dengan Sleep Mode

    - Pico bisa diatur ke sleep atau idle mode untuk hemat energi.

    - Penting untuk:

        - Proyek dengan baterai.

        - Sensor logging jangka panjang.

    - Pico mendukung mode wake-up dari mode sleep melalui interrput dari pin GPIO atau berdasarkan pengaturan waktu menggunakan timer internal.

4. Gunakan VSYS untuk Daya Eksternal (Baterai, Solar)

    - Pin VSYS memungkinkan Pico dihidupkan dengan sumber daya alternatif:

        - Baterai 3.7V (Li-Ion/Li-Po)

        - Panel surya + modul charging

    - Bisa digabung dengan modul seperti TP4056 agar bisa charging sambil dipakai.

 

Masih bingung mulai dari mana? Pelajari Raspberry Pi Pico langkah demi langkah lewat panduan ini:

Beli E-Book Raspberry Pi Pico – cocok untuk pelajar, mahasiswa, atau hobiis yang ingin belajar dari nol.

 

Baca juga : Apa Itu Raspberry Pi Pico? Pengertian, Fungsi, dan Keunggulannya

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Siap Untuk Membuat Proyek Impianmu Menjadi Kenyataan?

Klik di sini untuk chat langsung via WhatsApp dan dapatkan dukungan langsung dari tim ahli kami!