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Soluções Espressif ESP32-P4 e Display Macnica para Interfaces Homem-Máquina (IHM)

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A criação de interfaces homem-máquina (IHM) é essencial em um mundo cada vez mais conectado. Com o avanço das tecnologias, é possível desenvolver soluções robustas e eficientes utilizando microcontroladores como o Espressif ESP32-P4 e displays LCD de alta qualidade como os da Macnica. Essas ferramentas oferecem aos desenvolvedores uma plataforma poderosa para a criação de IHM, permitindo maior controle e interatividade em dispositivos inteligentes.

Crescimento do Mercado de Interfaces Homem-Máquina

O mercado de IHMs está em plena expansão, impulsionado pela crescente automação industrial e pela demanda por dispositivos conectados. De acordo com um relatório da Markets and Markets, o mercado global de IHMs deve alcançar US$ 7,7 bilhões até 2028, com um crescimento anual de 8,2% entre 2023 e 2028. Esse crescimento reflete a necessidade cada vez maior de soluções de controle e monitoramento eficiente em setores como manufatura, automotivo e dispositivos médicos.

Figura 1. Interface Home-Máquina (IHM) de um equipamento médico

O Potencial do Espressif ESP32-P4 na Criação de IHM

O microcontrolador Espressif ESP32-P4 é uma solução inovadora que se destaca pela sua capacidade de processamento e eficiência energética, sendo ideal para aplicações de IHM.

Diferente de outros microcontroladores da Espressif, como o ESP32 que é frequentemente utilizado em IHMs com as funções de conectividade desabilitadas, o ESP32-P4 foi projetado sem conectividade Wi-Fi e Bluetooth.

Essa característica permite um foco total no desempenho da interface e no processamento gráfico, sem comprometer recursos com conectividade, tornando-o uma escolha perfeita para IHMs em ambientes industriais e comerciais.

Além disso, o ESP32-P4 é altamente compatível com uma ampla gama de displays, incluindo os displays LCD da Macnica, que são conhecidos por sua alta resolução, contraste e eficiência energética. A combinação do ESP32-P4 com os displays Macnica oferece uma experiência visual superior, essencial para IHMs que demandam clareza e precisão nas informações exibidas.

Figura 2. IHM de um dispositivo industrial.

RainMaker e o Desenvolvimento de IHMs Conectadas

A Espressif já demonstrou sua força no mercado de IoT com a plataforma RainMaker, que facilita o desenvolvimento de dispositivos conectados. Em IHMs, a possibilidade de integrar esses dispositivos com plataformas de IoT abre novas oportunidades para automação residencial e comercial.

O ESP32-P4, embora não tenha conectividade nativa, pode ser parte de um sistema mais amplo de IoT, onde outros dispositivos gerenciam a conectividade, enquanto ele foca na interface e processamento local.

Saiba mais sobre o RainMaker aqui.

Macnica DHW: Mais do que um Distribuidor de Componentes

Na Macnica DHW, nosso time técnico é constantemente treinado pelos principais fabricantes, como a Espressif, garantindo que estamos sempre à frente das novidades tecnológicas.

Além de fornecer componentes como o ESP32-P4 e os displays Macnica, nosso diferencial está na distribuição inteligente. Isso significa que não apenas entregamos o componente ao cliente, mas também facilitamos a logística, garantindo que os componentes estejam sempre disponíveis quando necessários.

Nossa equipe técnica pode desenvolver e adaptar projetos de IHM de acordo com as necessidades específicas de cada cliente, oferecendo suporte desde a concepção até a implementação final. Isso permite que nossos clientes se concentrem em inovar e levar ao mercado soluções que realmente fazem a diferença.

Figura 3. Distribuição inteligente

A combinação do microcontrolador Espressif ESP32-P4 com os displays Macnica oferece uma solução robusta e eficiente para o desenvolvimento de interfaces homem-máquina (IHM). Com o suporte da Macnica DHW, que vai além da simples distribuição de componentes, é possível garantir a disponibilidade, qualidade e inovação necessária para se destacar em um mercado em rápida evolução.

Microcontrolador Espressif ESP32-P4


O microcontrolador ESP32-P4 é um SoC (System on Chip) de alto desempenho, que oferece uma ampla conectividade de IO, recursos para IHM e segurança.

O ESP32-P4 possui uma CPU RISC-V dual core, com extensões para instruções de Inteligência Artificial (IA), um subsistema de memória avançado e periféricos integrados de alta velocidade.

Projetado para aplicações de alto desempenho que exigem segurança robusta.

Posicionado para a próxima Era de aplicações embarcadas, o ESP32-P4 visa oferecer suporte sólido para Interfaces Homem-Máquina ricas, computação eficiente na borda e maior demanda por conectividade de IO.

Alto desempenho

Alimentado por uma CPU RISC-V dual-core rodando a velocidades de até 400 MHz, o ESP32-P4 também ostenta suporte para FPU de precisão única e extensões de IA, fornecendo recursos computacionais essenciais.

Além disso, ele integra um LP-Core capaz de rodar a até 40 MHz, crucial para suportar aplicativos de ultrabaixo consumo que podem exigir intermitentemente alto poder de computação. Em tais casos, os núcleos HP podem permanecer inativos na maior parte do tempo para conservar energia.

O ESP32-P4 apresenta um subsistema de memória altamente flexível e adaptável para atender a diversas necessidades de aplicativos. Seu sistema de núcleo HP inclui 768 KB de SRAM no chip, acessível como cache quando PSRAM externo está disponível, junto com 8 KB de RAM TCM zero-wait.

Interface homem-máquina

O ESP32-P4 inclui suporte para MIPI-CSI com ISP e MIPI-DSI integrados, facilitando a integração de câmeras de alta resolução e interfaces de exibição. Ele pode lidar com resolução de até 1080p para tela e câmera. Para garantir ampla compatibilidade, o ESP32-P4 inclui interfaces paralelas de tela e câmera.

Além disso, ele oferece entradas de touchscreen capacitivas e recursos de reconhecimento de fala, tornando-o o SoC preferido para qualquer aplicativo baseado em IHM. O ESP32-P4 integra aceleradores de hardware para vários protocolos de codificação e compressão de mídia, incluindo suporte à codificação H.264 com desempenho máximo de 1080p a 30 fps. O SoC também incorpora um acelerador de processamento de pixel (PPA) de hardware integrado e 2D-DMA, ideal para desenvolvimento de GUI (interface de usuário gráfica).

Periféricos altamente integrados

O ESP32-P4 possui 55 GPIOs programáveis, um aumento significativo em comparação a qualquer SoC Espressif anterior. Ele suporta uma gama abrangente de periféricos comumente usados, incluindo SPI, I2S, I2C, LED PWM, MCPWM, RMT, ADC, UART e TWAI™. Além disso, ele oferece suporte para USB OTG 2.0 HS, Ethernet e SDIO Host 3.0, facilitando a conectividade de alta velocidade.

Segurança de primeira classe

A segurança forte é essencial para o ESP32-P4. Recursos como Secure Boot, Flash Encryption, aceleradores criptográficos e TRNG garantem a segurança abrangente do dispositivo. Com o Digital Signature Peripheral e uma Key Management Unit dedicada, o ESP32-P4 garante que as chaves privadas sejam geradas dentro do próprio SoC, impedindo que sejam visíveis em texto simples para o software. Além disso, os mecanismos de proteção de acesso ao hardware ajudam a habilitar o Access Permission Management e a Privilege Separation.

Disponibilidade do software

Se o aplicativo exigir conectividade sem fio, qualquer produto da série ESP32-C/S pode servir como um chip complementar wireless para o ESP32-P4, conectando-se por meio de interfaces SPI/SDIO/UART usando soluções ESP-Hosted ou ESP-AT.

O ESP32-P4 também pode funcionar como Host MCU para outras soluções de conectividade, como ACK, AWS IoT ExpressLink, etc. O suporte para ESP32-P4 será fornecido por meio do IoT Development Framework (ESP-IDF) estabelecido pela Espressif, permitindo que os desenvolvedores aproveitem sua familiaridade com nossa plataforma comprovada em campo, que já aciona milhões de dispositivos conectados.

Sobre a Macnica DHW:

A Macnica DHW é operação na América do sul do Grupo Japonês Macnica Inc., que é o maior Distribuidor de Semicondutores do Japão, e o 5º maior do mundo. O Grupo Macnica possui equipes de desenvolvimento em soluções IoT, IA, Hardware e Software em vários pontos do globo. Nossa tecnologia avança para o seu negócio ir além. Com a gente, você tem soluções customizadas de acordo com sua necessidade. Leve essa e outras soluções que a Macnica DHW tem para o seu negócio.

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Franciele Nornberg

Mestre em Engenharia Elétrica pela UFSC (2019), graduada em Engenharia Elétrica pelo IFSul em 2017. Trabalha na Macnica DHW desde 2019. Seu conhecimento técnico somado a utilização das boas práticas de copywriter são responsáveis pelos excelentes conteúdos divulgados no blog da Macnica. Franciele é também Instrutora Autorizada FPGA Intel e portanto, responsável pelo Treinamento FPGA Intel.