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

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.

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Abaixo podemos ver a arquitetura do software.

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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