Placa Dezvoltare ESP32, CH340C, 30P, USB-C, WiFi si Bluetooth

Placa de dezvoltare ESP32-WROOM-32D cu CH340C si USB-C este o platforma completa, cu procesor, WiFi si Bluetooth integrate, asa ca acest tutorial foloseste placa insasi, fara alta placa de dezvoltare alaturata. Scopul este sa o puneti in functiune prima data si sa verificati ca radioul WiFi functioneaza corect, pornind un punct de acces la care se poate conecta un telefon sau un laptop.

Cum functioneaza:

Modulul ESP32-WROOM-32D poate functiona ca punct de acces WiFi (Access Point), creand propria retea fara router, la care alte dispozitive se pot conecta direct. In acest mod placa aloca automat adresa IP 192.168.4.1 propriului server web, iar orice telefon sau laptop conectat la reteaua creata poate deschide aceasta adresa intr-un browser pentru a vedea o pagina generata de placa. Functia esp_wifi_ap_get_sta_list citeste din driverul WiFi lista clientilor conectati si puterea semnalului receptionat de la fiecare, exprimata in dBm, o valoare tipica fiind intre -40 dBm (semnal puternic, aproape de placa) si -80 dBm (semnal slab, la distanta mare). Testul mai citeste si motivul ultimei reporniri a placii, util pentru a observa daca sursa de alimentare este prea slaba, caz in care apare mesajul de brownout.

Ce ai nevoie:

• 1 x Placa Dezvoltare ESP32, CH340C, 30P, USB-C, WiFi si Bluetooth
• 1 x Cablu date Smart Charge, USB la USB-C, Fast Charging
• 1 x Alimentator 5V 1A USB

Conectare:

Pentru acest test nu se conecteaza niciun senzor sau modul extern, placa foloseste doar radioul WiFi integrat. Singura conexiune necesara este alimentarea si legatura de date prin portul USB-C, catre calculator pentru programare sau catre un alimentator de 5V pentru functionare independenta.

Placa si biblioteci:

In Arduino IDE selectati din Tools - Board placa ESP32 Dev Module, adusa de pachetul esp32 de la Espressif Systems, instalat din Boards Manager. Daca pachetul nu apare in lista, adaugati in File - Preferences, la Additional Boards Manager URLs, adresa https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json si cautati apoi esp32 in Boards Manager. Codul de mai jos nu are nevoie de nicio biblioteca instalata manual, foloseste doar WiFi.h si WebServer.h, incluse automat de pachetul esp32 pentru Arduino.

Codul:

Programul porneste placa in modul Access Point, ruleaza un mic server web pe adresa 192.168.4.1 si afiseaza pe monitorul serial starea conexiunilor si motivul ultimei reporniri.

/*
  ESP32-WROOM-32D 30-pin DevKit (CH340C, USB-C) - WiFi Access Point test
  Board: "ESP32 Dev Module" (installed from Boards Manager, package "esp32" by Espressif Systems)
  Additional Boards Manager URL (File > Preferences):
  https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json
  Libraries: none to install, WiFi.h and WebServer.h are included with the esp32 Arduino core
  Wiring: none, this test only uses the onboard WiFi radio of the ESP32-WROOM-32D module
  Power and programming through the onboard USB Type-C connector (use a good cable, or a 5V/1A supply)
  Usage: connect a phone or laptop to the "ESP32-TEST" WiFi network (password 12345678)
  then open a browser at http://192.168.4.1
*/
#include <WiFi.h>
#include <WebServer.h>
#include "esp_wifi.h"
const char* apSsid = "ESP32-TEST";
const char* apPassword = "12345678";   // Minimum 8 characters
const int apChannel = 6;               // Fixed 2.4 GHz channel
WebServer server(80);
unsigned long lastReport = 0;
// Text for the reason of the last reset (shows if the board restarted because of a weak power supply)
const char* resetReasonText(esp_reset_reason_t reason) {
  switch (reason) {
    case ESP_RST_POWERON:  return "Power on / EN button";
    case ESP_RST_SW:       return "Software reset";
    case ESP_RST_PANIC:    return "Crash (panic)";
    case ESP_RST_BROWNOUT: return "BROWNOUT - power supply too weak";
    case ESP_RST_INT_WDT:
    case ESP_RST_TASK_WDT:
    case ESP_RST_WDT:      return "Watchdog";
    default:               return "Other";
  }
}
// List of connected clients with the signal strength received by the ESP32 from each one
String stationReport() {
  wifi_sta_list_t list;
  if (esp_wifi_ap_get_sta_list(&list) != ESP_OK || list.num == 0) {
    return "No clients connected\n";
  }
  String out;
  for (int i = 0; i < list.num; i++) {
    char line[80];
    snprintf(line, sizeof(line), "Client %d: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X  RSSI: %d dBm\n",
             i + 1,
             list.sta[i].mac[0], list.sta[i].mac[1], list.sta[i].mac[2],
             list.sta[i].mac[3], list.sta[i].mac[4], list.sta[i].mac[5],
             list.sta[i].rssi);
    out += line;
  }
  return out;
}
// Web page served at http://192.168.4.1, refreshes every 2 seconds
void handleRoot() {
  String page = "<!DOCTYPE html><html><head><meta http-equiv='refresh' content='2'>";
  page += "<title>ESP32 AP test</title></head><body>";
  page += "<h2>ESP32 AP test - OK</h2>";
  page += "<p>Signal received by the ESP32 from each client:</p><pre>";
  page += stationReport();
  page += "</pre><p>Uptime: ";
  page += String(millis() / 1000);
  page += " s</p></body></html>";
  server.send(200, "text/html", page);
}
void setup() {
  Serial.begin(115200);     // Start serial communication at 115200 baud
  delay(1000);
  Serial.println();
  Serial.println("ESP32-WROOM-32D WiFi Access Point test starting...");
  Serial.print("Last reset reason: ");
  Serial.println(resetReasonText(esp_reset_reason()));
  WiFi.mode(WIFI_AP);
  bool ok = WiFi.softAP(apSsid, apPassword, apChannel);
  if (!ok) {
    Serial.println("ERROR: softAP() failed to start, check power supply");
  }
  IPAddress ip = WiFi.softAPIP();
  Serial.print("Access Point \"");
  Serial.print(apSsid);
  Serial.print("\" started, IP address: ");
  Serial.println(ip);
  server.on("/", handleRoot);
  server.begin();
  Serial.println("Web server started, connect a phone and open http://192.168.4.1");
}
void loop() {
  server.handleClient();
  // Print a short status line every 5 seconds, useful to spot brownouts
  if (millis() - lastReport > 5000) {
    lastReport = millis();
    Serial.print("Uptime: ");
    Serial.print(millis() / 1000);
    Serial.print(" s  Free heap: ");
    Serial.print(ESP.getFreeHeap());
    Serial.println(" bytes");
  }
}

Cum functioneaza codul:

In sectiunea de definitii, apSsid si apPassword stabilesc numele si parola retelei create de placa, iar apChannel fixeaza canalul WiFi 2.4 GHz folosit de punctul de acces. Obiectul server, de tip WebServer, gestioneaza cererile primite pe portul 80. Functia resetReasonText traduce codul intern al ultimei reporniri intr-un text usor de citit, inclusiv avertismentul de brownout cand sursa de alimentare este prea slaba. Functia stationReport interogheaza lista de clienti conectati prin esp_wifi_ap_get_sta_list si construieste un text cu adresa MAC si puterea semnalului (RSSI) pentru fiecare client. Functia handleRoot construieste pagina HTML trimisa catre browser, incluzand raportul clientilor si timpul de functionare. In setup, placa porneste comunicarea seriala, afiseaza motivul ultimei reporniri, activeaza modul WIFI_AP, porneste punctul de acces cu WiFi.softAP si apoi serverul web cu server.begin. In loop, server.handleClient proceseaza cererile primite, iar la fiecare 5 secunde placa afiseaza pe monitorul serial timpul de functionare si memoria RAM libera, utila pentru a observa eventuale probleme de alimentare.

Rezultat:

Deschideti monitorul serial la 115200 baud, veti vedea mesajul de pornire, adresa IP a punctului de acces si apoi un raport la fiecare 5 secunde. Conectati un telefon la reteaua ESP32-TEST cu parola 12345678 si deschideti in browser adresa 192.168.4.1, pagina trebuie sa afiseze mesajul de confirmare si puterea semnalului receptionat de placa de la telefon.

ESP32-WROOM-32D WiFi Access Point test starting...
Last reset reason: Power on / EN button
Access Point "ESP32-TEST" started, IP address: 192.168.4.1
Web server started, connect a phone and open http://192.168.4.1
Uptime: 5 s  Free heap: 212340 bytes
Uptime: 10 s  Free heap: 211980 bytes
Client 1: A4:C1:38:5E:2F:9B  RSSI: -52 dBm
Uptime: 15 s  Free heap: 211980 bytes
Uptime: 20 s  Free heap: 211976 bytes

Probleme frecvente:

Nu apare nimic pe monitorul serial: verificati ca ati selectat portul COM corect si viteza de 115200 baud, iar daca portul nu apare deloc, instalati driverul CH340C pentru sistemul de operare folosit.

Incarcarea programului esueaza sau se blocheaza la inceput: tineti apasat butonul BOOT exact in momentul in care Arduino IDE incepe uploadul, apoi eliberati-l dupa cateva secunde, sau folositi un cablu USB-C cu fire de date, nu doar de incarcare.

Placa se reseteaza singura sau afiseaza mesajul de brownout exact cand porneste WiFi-ul: cauza aproape sigura este o sursa de alimentare sau un cablu USB ce nu poate oferi varful de curent de pana la 500 mA, incercati un alt port USB din spatele calculatorului sau un alimentator separat de 5V 1A.

Punctul de acces ESP32-TEST nu apare in lista de retele WiFi a telefonului: asteptati cateva secunde dupa pornire, verificati ca telefonul cauta retele pe banda de 2.4 GHz si ca placa nu s-a resetat din cauza alimentarii slabe.

Pagina de la adresa 192.168.4.1 nu se incarca desi telefonul este conectat la retea: dezactivati temporar datele mobile ale telefonului, pentru ca unele telefoane incearca sa foloseasca internetul in loc de reteaua locala creata de placa.

Limitari si sfaturi:

Placa functioneaza doar la tensiuni 3.3V pe toti pinii de date, iar aplicarea a 5V direct pe un pin GPIO poate distruge modulul ESP32, folositi convertoare de nivel logic pentru senzori sau module la 5V. Memoria flash de 4 MB si cele 520 KB de SRAM sunt suficiente pentru majoritatea proiectelor IoT, dar aplicatiile ce combina WiFi, Bluetooth si procesare grafica intensa pot ajunge la limita de memorie RAM disponibila. Pornind de la acest test, placa poate fi extinsa cu senzori pe I2C sau SPI, module de relee pentru automatizari, sau poate trimite date catre un server cloud prin WiFi, folosind aceeasi retea locala in loc de modul Access Point.