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Módulo SPWF04S: Wi-Fi + ARM Cortex-M4 + MicroPython

SPWF04S

O módulo SPWF04S

O módulo SPWF04S é um produto da empresa STMicroelectronics que foi lançado em 07 de março deste ano e é uma evolução do SPWF01S. Dentre suas aplicações estão: conexões sem fio (wireless) para projetos do tipo IoT (Internet of Things), M2M (Machine to Machine), automação industrial e projetos portáteis devido ao baixo consumo e pequenas dimensões, além da agilidade time-to-market.

O módulo é composto por um microcontrolador ARM Cortex-M4 (STM32F439), da mesma empresa, caracterizado por ter um cripto-core para acelerar operações AES-128, AES-192 e AES-256, memória de 2 MB (microcontrolador) dispondo de metade para “user application”, um rádio CW1100 compatível com 802.11b/g/n cuja banda abrange somente em 2.4 GHz, além de oferecer um mecanismo de coexistência com Bluetooth (interação por serial através de comandos AT com um host, se houver) e, o mais importante, possui MicroPython engine embutido (versão 1.6) já com bibliotecas prontas para web, pilha TCP/IP e periféricos (UART, GPIO, SPI, I²C, etc), possibilitando a execução de scripts no próprio microcontrolador sem a necessidade de outro externamente.

Características

  • Transmissor de 2.4 GHz IEEE 802.11 b/g/n; 
  • Microcontrolador de alta performance STM32F439
    • ARM® Cortex®-M4;
    • 256 KB SRAM;
    • 2 MB de memória Flash de alta velocidade;
    • 1 MB de memória Flash para aplicações do usuário, extensível via SD/MMC ou SPI Flash externa;
  • Pilha protocolo TCP/IP integrado
    • 8 clientes TCP ou UDP simultâneos e 2 servidores socket (suportando até 8 clientes cada);
    • Secured socket e upper layers (ex.: HTTPS) suportando até TLS 1.2, incluindo AES (128, 256), hash (MD5, SHA-1, SHA-256) e RSA (1024, 2048);
    • Web server suportando SSI;
  • Open, WEP, WPA2 PSK e WPA2 Enterprise;
  • WPS para station;
  • System modes: Station, IBSS e miniAP (suportando até 5 Stations);
  • miniAP facilmente provisionado (SSID, PWD);
  • Rápida reassociação do Wi-Fi depois do reset;
  • Atualização do Secure Firmware e FileSystem através do ar (OTA – Over The Air);
  • 19 GPIOs disponíveis e configuráveis;
  • Interface UART e SPI para um sistemas host;
  • Modos avançados de baixa potência:
    • Standby com RTC: 43 µA;
    • Sleep = 3 mA;
    • Idle conectado (DTIM=1) = 5 mA;
  • Conjunto de comandos AT para interface através da UART;
  • Interface SPI com protocolo simples;
  • Application subsystem
    • Ambiente MicroPython real-time embutido para customizar aplicações e desenvolvimento on-board;
    • Biblioteca MicroPython para fácil acesso às capacidades Wi-Fi subsystem e periféricos (ex.: UART, SPI, I²C);
  • Pequenas dimensões: 26.92 x 15.24 x 2.35 mm;
  • Fonte única de tensão (3.3 V);
  • Opções de antena: antena integrada ou conector U.FL;
  • Faixa de temperatura industrial: -40°C to 85°C;
  • Certificados FCC/CE/IC; 
  • Complacente a RoHS. 

Variações do módulo

O SPWF04S possui duas variações: o SPWF04SA com antena e o SPWF04SC sem antena. Além disso, há também um versão da STM32 Nucleo que  já contempla este módulo: a X-NUCLEO-IDW04A1.

Software

Graças ao MicroPython embutido, todo o software é desenvolvido em Python, o qual pode utilizar o REPL para depuração. No entanto, aconselha-se ler o AN4964 (MicroPython scripting language over SPWF04S) para usufruir de todos os recursos do hardware adequadamente.

Abaixo podemos ver a arquitetura do software.

Arquitetura de Software do SPWF04S
Figura 1: Arquitetura de Software do SPWF04S

Conclusão

O SPWF04S é um módulo Wi-Fi bem promissor para projetos que demandam conectividade web, low power e um time-to-market ágil, já que possui MicroPython embutido e bibliotecas para desfrutar do módulo. Assim, basta ter um conhecimento em linguagem Python que a prototipagem rapidamente acontece!

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Rafael Gebert
Rafael Gebert
31/05/2017 08:55

Olá! Já havia lido sobre esse módulo mas uma coisa nunca ficou claro para mim:
– É possível programar diretamente no microcontrolador desse módulo e usar a stack WIFI internamente (sem interpretadores como uPython)? Será que existe uma LIB da wifi para integrar com o projeto? Obrigado!

Eder Andrade
Eder
Reply to  Rafael Gebert
31/05/2017 11:34

Olá Rafael.

Esse módulo já vem com um firmware programado neste uC, ou seja, já com o uPython e para acessar essa lib Wifi, somente com script em Python conforme AN.

Porém a MicroPython.org dispõe de todas as libs criadas:

https://github.com/micropython/micropython-lib

Eder.

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