История M5Stack Cardputer началась осенью 2023 года, когда была анонсирована первая версия устройства. Сердцем нового гаджета стал модуль M5StampS3 на базе SoC Espressif ESP32-S3FN8. Внутри был установлен довольно мощный двухъядерный 32-битный CPU Cadence Tensilica Xtensa LX7, способный в разгоне достигать тактовой частоты 240 МГц.

Это довольно специфичный RISC-процессор с возможностью кастомизации. Такие вендоры, как Espressif, могут добавлять туда собственные дополнительные блоки, контроллеры прерываний или механизмы энергосбережения. В итоге получается гибкая аппаратная платформа, умеющая работать в режиме реального времени. Именно она позволяет Cardputer прекрасно общаться с датчиками и внешними модулями.

После выхода первой версии стало ясно, что в девайсе есть масса шероховатостей, которые необходимо было как-то пофиксить. Так на свет появился Cardputer 1.1, сохранивший все достоинства оригинала, но с более мощным аккумулятором, контроллером управления подсветкой и усовершенствованным вариантом антенны. Но прогресс не стоит на месте, и 5 сентября 2025 года был анонсирован Cardputer ADV, значительно переработанный с учетом пожеланий пользователей. Детальнее об изменениях расскажу дальше.

Мозг Cardputer

Прежде чем начать говорить про обновленную версию, давайте взглянем на те возможности, которые предлагала первая. Модуль M5StampS3 из коробки поддерживает беспроводное соединение по Wi-Fi с поддержкой стандартов 802.11 b/g/n. Также он обладает Bluetooth 5, который позволяет обмениваться данными с большой скоростью и подключаться к внешним устройствам.

Количеством памяти модуль особо похвастаться не может: 384 Кб ПЗУ, 512 Кб ОЗУ, 8 Мб псевдостатической ОЗУ (PSRAM) и 8 Мб флеш. Такая организация памяти позволяет более грамотно распределить ее между разными типами задач. ПЗУ хранит в себе системный код Espressif, а именно — загрузчик, базовые библиотеки и функции загрузки. Мы уже упомянули, что Xtensa LX7 кастомизируется вендорами SoC и содержимое ПЗУ как раз является частью вносимых изменений.

ОЗУ — традиционно быстрая память и нужна для стека, выполнения инструкций и хранения переменных. Здесь располагается исполняемый код и данные, к которым нужен наиболее скоростной доступ. Псевдостатическая ОЗУ в этом устройстве играет особую роль. Она медленнее, так как подключается по Quad-SPI, но позволяет расширить размер «кучи» (head) и мапится в область памяти процессора.

Любое приложение видит ее просто как дополнительную ОЗУ и может туда помещать буферы изображений, сэмплы аудио или различные динамические структуры данных. Словом, все «тяжелое», которое не влезет в маленькую, но быструю ОЗУ. Работает PSRAM поверх того же самого интерфейса, который позволяет подключить внешнюю MicroSD-карту.

Интерфейсы и периферия

Отдельного внимания заслуживает наличие GPIO. Всего в модуле 23 порта, каждый из которых может быть сконфигурирован как вход, выход или отвечать за отдельную функцию (SPI, I2C, UART и тому подобное). Большая часть GPIO задействуется для стандартных устройств Cardputer (клавиатура, дисплей, программируемая кнопка и так далее), а часть нужна для реализации фирменного разъема HY2.0-4P (его еще называют Groove connector):

Этот 4-пиновый разъем позволяет подключать готовые модули и датчики. Обычная распиновка: GND-VCC-SDA-SDL. Это прекрасно подходит по умолчанию для I2C подключений. Его нельзя случайно перевернуть и вставить неправильно.

Весь Cardputer построен вокруг модуля M5StampS3 таким образом, чтобы крошечный чип превратился в настоящий карманный компьютер с экраном, клавиатурой, аудио и набором различных интерфейсов. В число штатной периферии входят:

• 1.14” TFT дисплей с разрешением 240×135 точек.

• Клавиатура (56 клавиш матрицей 4×14 на базе чипа декодера 74HC138).

• Звуковой пьезоэлемент (пищалка).

• Программируемый RGB-светодиод.

• Инфракрасный порт.

• Слот для карт MicroSD.

• Разъем Groove.

• Динамик 1 Вт.

• MEMS-микрофон.

За автономность устройства отвечают два аккумулятора емкостью 120 мАч и 1 400 мАч. Это одна из интересных особенностей — крошечная перезаряжаемая батарея установлена прямо на M5StampS3 и дает возможность поддерживать питание при перепрошивке или же при работе в некоторых проектах, когда модуль функционирует отдельно от Cardputer. Вторая батарея большей емкости отвечает как за питание M5StampS3, так и за работу периферии. Общая автономность, в среднем, составила 2-3 часа при активном использовании.

Особенность первой версии в том, что питание на дисплей подавалось напрямую от основного аккумулятора. Это было очень спорное решение, имевшее множество недостатков. Главная проблема такого подключения (без контроллера) — нестабильность уровня яркости и работа за пределами установленной производителем спецификации.

Когда аккумулятор полностью заряжен, то его напряжение может доходить до 4,1 В. Подсветка при этом горит очень ярко, но что самое главное — модуль рассчитан на 3,3 В ±10%. Когда батарея близка к разряду, ее напряжение опускается до 3 В и яркость, соответственно, сильно просаживается. Так что, при первом же аппаратном обновлении Cardputer до версии 1.1 инженеры добавили управляющий контроллер. Он отвечал за корректную подачу энергии на логическую часть и на подсветку, которая теперь получала питание в пределах спецификации.

Аудиоинтерфейс также довольно интересен. Разработчики изначально выбрали связку из чипа усилителя класса D (NS4168) и цифрового MEMS микрофона (SPM1423). Первый был способен без проблем раскачать слабенький динамик устройства, а второй не требует отдельного АЦП, поскольку микрофон сразу отдает оцифрованный сигнал, правда, вполне посредственного качества.

Масштабный апдейт

Если Cardputer 1.1 можно считать косметическим обновлением, то анонсированный недавно Cardputer ADV уже заслуживает максимального внимания. Создатели проекта пошли ва-банк, решившись на глобальные перемены. Отдельную батарею модуля убрали, а емкость основной была значительно увеличена. Суммарно вместо 1 520 мАч получили 1 750 мАч. Это изменение убрало избыточность и упростило схему электропитания. Да и у пользователей больше не будет вопросов относительно неравномерного износа и преждевременной деградации маленькой батареи модуля.

Любителей музыки также порадовали. От связки NS4168 + SPM1423 полностью отказались, а вместо этого поставили на плату полноценный аудиокодек ES8311 с 24-битным DAC, малошумящим предусилителем и поддержкой как аналоговых, так и цифровых микрофонов. Более того, в дополнение к динамику появился аудио разъем Jack 3,5”. Так что, теперь проекты вроде M5Mp3 получат новое дыхание. Более того, это позволит использовать Cardputer во множестве новых радиолюбительских проектов:

Еще одним значительным изменением стал новый датчик BMI270. Это компактный высокоточный гироскоп с акселерометром производства Bosch. Теперь пользователи смогут реализовать много интересных проектов без необходимости приобретать и подключать отдельный датчик. Cardputer ADV может мерять шаги, распознавать движение, определять свободное падение или понимать ориентацию гаджета в пространстве. Крайне полезная опция, которой в предыдущих версиях действительно не хватало.

Помимо всего прочего разработчики проекта решили отказаться от дискретной логики 74HC138 клавиатуры, поскольку та забирала кучу GPIO у ESP32-S3 и которую требовалось опрашивать программно. Вместо этого был установлен специализированный контроллер TCA8418RTWR от Texas Instruments, который поддерживает до 80 кнопок (матрица 10×8) и при этом управляется через I2C и имеет встроенную защиту от статического напряжения.

Таким образом, все заботы по сканированию матрицы клавиатуры и фильтрации «дребезга» кнопок ушли с CPU и легли на плечи контроллера. Более того, последний обладает собственным 10-байтным FIFO-буфером и позволяет создавать прерывания при нажатии/отжатии. Это настоящая эволюция, которая существенно повысит надежность работы клавиатуры и улучшит пользовательский опыт.

Вишенкой на торте стал новый разъем расширения EXT 2.54-14P. Вместо единственного Groove теперь у пользователей есть прямой доступ к GPIO, позволяющий как подключать модули напрямую, так и создавать собственные переходники. Это значительный шаг по превращению в настоящий dev-kit, наподобие Flipper Zero. Уверены, что скоро появится множество новых модулей, которые будут устанавливаться в этот разъем и значительно расширят сферу применения миниатюрного компьютера.

Подводим итоги

Cardputer ADV не просто работа над ошибками, это шаг навстречу пользователям. Вместо довольно закрытой «игрушки» с весьма ограниченными возможностями по расширению мы получаем гаджет, который можно будет использовать во множестве проектов — от пентеста до радиолюбительского дела. При этом, его низкая стоимость в 30 $ позволит девайсу стать инструментом в образовательных учреждениях.

Пока что единственная проблема Cardputer ADV — невозможность купить устройство на старте продаж. Практически мгновенно все произведенные экземпляры были раскуплены и на момент написания этого текста позиция Out of stock. Правда, это явление временное, остается лишь дождаться поступления новой партии в продажу.

Как вам обновление? Хотели бы купить себе такой?