ESP32 fejlesztőkártya, ESP-WROOM-32, WiFi és Bluetooth BLE, DevKit1

Ez a bemutató az ESP32 DevKit V1 fejlesztőkártyát használja, benne az ESP-WROOM-32 modullal. A programot az Arduino IDE-ből töltjük fel USB Type-C csatlakozón keresztül, másik fejlesztőkártya nélkül. A kártya jó kiindulópont IoT projektekhez. Az első hasznos teszt egy külső LED vezérlése, hogy ellenőrizze, a program feltöltődik-e és a lábak működnek-e.

A példában egy 5 mm-es piros LED-et kapcsolunk be és ki. A LED a D23 lábra csatlakozik egy 220 ohmos ellenálláson keresztül. A LED állapotát a soros monitoron is követheti.

Hogyan működik:

A D23 láb a modul GPIO23 lábának felel meg. Amikor a program HIGH állapotba állítja, a láb 3.3 V feszültséget ad, és áram folyik a LED-en át. LOW állapotban a láb 0 V-on van, és a LED kialszik. Az 5 VDC tápfeszültséget a számítógép adja az USB Type-C kábelen keresztül. A kártyán lévő szabályozó 3.3 V-ra csökkenti a feszültséget a modul számára.

Az ellenállás korlátozza az áramot a LED-en. Egy piros LED feszültségesése körülbelül 2.0 V, ezért az áram I = (3.3 V - 2.0 V) / 220 ohm, vagyis körülbelül 5.9 mA. Ez az érték biztonságos egy GPIO lábhoz. 10 mA áramhoz körülbelül 130 ohmos ellenállás kellene, a 220 ohm pedig kényelmes tartalékot ad.

A HIGH állapotban eltöltött 500 ms és a LOW állapotban eltöltött 500 ms szünettel a villogás periódusideje 1000 ms, azaz 1 Hz.

A D23 lábat azért választottuk, mert ez egy szokványos kimeneti láb. A D34, D35, VP és VN lábak csak bemenetek. A D2, D12, D15 és GPIO0 lábak indításkor konfigurációs lábak, ezért egyszerű teszthez jobb elkerülni őket.

Csatlakoztatás:

A kártyát csak a számítógéphez csatlakoztatott USB Type-C kábelen keresztül tápolja (5 VDC). A lábak logikai szintje 3.3 V, ezért a LED közvetlenül, az ellenálláson keresztül csatlakozik, logikai szintillesztő nélkül. A LED hosszabb lába (anód, A) az ellenállás felé, a rövidebb lába (katód, K) a föld felé csatlakozik.

Gombok, beállítások és jelzőfények:

1. lépés: csatlakoztassa az USB Type-C kábelt a kártya és a számítógép közé. Ha a feltöltés nem sikerül, nyomja le és tartsa lenyomva a BOOT gombot a csatlakoztatás előtt és az UPLOAD alatt.

2. lépés: az Arduino IDE feltöltés befejezését jelző üzenete után engedje el a BOOT gombot, majd nyomja meg egyszer az EN gombot.

3. lépés: ellenőrizze, hogy a külső LED másodpercenként egyszer villog, és hogy a soros monitor felváltva ON és OFF üzeneteket ír ki.

Kártya és könyvtárak:

Az Arduino IDE-ben nyissa meg a File > Preferences menüpontot, és az Additional boards manager URLs mezőbe írja be a https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_index.json címet. Ezután nyissa meg a Tools > Board > Boards Manager menüt, keressen rá az esp32 kifejezésre, és telepítse az Espressif Systems készítette esp32 csomagot.

A Tools > Board > esp32 menüből válassza ki az ESP32 Dev Module kártyát, a Tools > Port menüben pedig a kártya soros portját.

A program csak az ESP32 csomagban lévő függvényeket használja, ezért nem kell könyvtárat telepíteni.

Kód:

Az alábbi program a D23 lábat kimenetként állítja be, és másodpercenként egyszer átkapcsolja, az állapotot pedig kiírja a soros monitorra.

/*
  ESP32 DevKit V1 - blink an external LED on GPIO23
  Board (Arduino IDE): ESP32 Dev Module
  Board package: esp32 by Espressif Systems (installed from Boards Manager)
  Libraries: none, only the core functions of the ESP32 package are used
  Wiring:
    D23 (GPIO23) -> 220 ohm resistor -> LED anode (long leg)
    LED cathode (short leg) -> GND
*/
// Pin the external LED is connected to (D23 = GPIO23)
const int LED_PIN = 23;
// Time spent in each state, in milliseconds
const unsigned long BLINK_DELAY_MS = 500;
void setup() {
  // Start the serial port used by the serial monitor
  Serial.begin(115200);
  // Configure the LED pin as a digital output
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  Serial.println("ESP32 LED blink started");
}
void loop() {
  // Turn the LED on (pin at 3.3 V)
  digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
  Serial.println("LED ON");
  delay(BLINK_DELAY_MS);
  // Turn the LED off (pin at 0 V)
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
  Serial.println("LED OFF");
  delay(BLINK_DELAY_MS);
}

Hogyan működik a kód:

A LED_PIN konstans értéke 23, és a külső LED-hez csatlakozó D23 (GPIO23) lábat jelöli. A BLINK_DELAY_MS konstans értéke 500, és milliszekundumban adja meg minden állapot hosszát.

A setup() függvényben a Serial.begin(115200) hívással a soros portot 115200 baudra indítjuk, majd a pinMode(LED_PIN, OUTPUT) hívással a LED_PIN lábat kimenetként állítjuk be.

A loop() függvényben a digitalWrite(LED_PIN, HIGH) hívással a lábat HIGH állapotba állítjuk, kiírjuk az LED ON üzenetet, és vársz a BLINK_DELAY_MS idejéig. Ezután a lábat LOW állapotba állítjuk, kiírjuk az LED OFF üzenetet, majd újra várunk. A függvény folyamatosan ismétlődik.

Eredmény:

Nyissa meg az Arduino IDE soros monitorát 115200 baud sebességgel. Az ON és OFF üzenetek félmásodpercenként felváltva jelennek meg, a külső LED pedig ugyanebben a ritmusban villog.

ESP32 LED blink started
LED ON
LED OFF
LED ON
LED OFF
LED ON
LED OFF
LED ON
LED OFF

Gyakori problémák:

A feltöltés csatlakozási hibával áll le. Az ok általában az, hogy a kártya nem lépett feltöltési módba. Nyomja le és tartsa lenyomva a BOOT gombot (vagy kösse a GPIO0 lábat a GND-re) a kábel csatlakoztatásakor és az UPLOAD alatt, majd nyomja meg az EN gombot.

A port nem jelenik meg az Arduino IDE-ben. Az ok lehet egy csak töltésre használható USB kábel, vagy a CP2102 átalakító hiányzó illesztőprogramja. Használjon adatátvitelre alkalmas kábelt, és telepítse a CP210x illesztőprogramot a gyártó weboldaláról.

A külső LED nem világít. Ellenőrizze a polaritást: a hosszú láb az ellenállás felé, a rövid láb a GND felé csatlakozik. Ellenőrizze azt is, hogy az ellenállás a D23 lábra van kötve, és nem egy szomszédos lábra.

A soros monitor furcsa karaktereket jelenít meg. A soros monitorban kiválasztott sebesség eltér a kódban megadottól. Válassza a 115200 baudot.

A kártya véletlenszerűen újraindul vagy leáll. A tápellátás nem elegendő, különösen WiFi aktív állapotban. Használjon legalább 500 mA-t szolgáltató USB portot vagy tápegységet, és rövid kábelt.

Korlátok és tanácsok:

A logikai szint 3.3 V, a lábak pedig nem bírják az 5 V-ot. 5 V-os kimenetű érzékelőkhöz használjon logikai szintillesztőt. A D34, D35, VP és VN lábak csak bemenetek, és WiFi aktív állapotban az ADC2 lábakról nem lehet olvasni.

A teszt után csatlakoztathat I2C érzékelőt a D21 (SDA) és D22 (SCL) lábakra, olvashat analóg feszültséget a D34 lábon, vagy használhatja a WiFi és Bluetooth BLE funkciót az adatok szerverre vagy telefonra küldéséhez.