Placa dezvoltare ESP32-DevKitC, ESP32-WROOM-32D, 38P

Placa de dezvoltare ESP32-DevKitC cu modulul ESP32-WROOM-32D este ea insasi microcontrolerul central al proiectului, nu un modul care se adauga pe langa alta placa, asa ca acest tutorial foloseste chiar aceasta placa si arata cum verificati rapid radioul WiFi integrat pe modul, inainte de a trece la proiecte care se conecteaza efectiv la o retea sau la servicii din cloud.

Platforma folosita in tutorial este placa ESP32-DevKitC cu ESP32-WROOM-32D, programata din Arduino IDE cu pachetul de placi ESP32 al Espressif. Testul nu foloseste niciun senzor sau modul extern, este nevoie doar de placa si de un cablu USB Type-C catre calculator.

Cum functioneaza:

Modulul ESP32-WROOM-32D integreaza un radio WiFi 802.11 b/g/n care poate functiona atat ca statie conectata la o retea existenta cat si ca punct de acces propriu. In acest test, functia WiFi.scanNetworks() comuta radioul in modul statie si trimite cereri de sondare pe canalele benzii de 2.4 - 2.5 GHz, masurand pentru fiecare retea gasita puterea semnalului receptionat RSSI, exprimata in dBm, o valoare negativa la care cifrele mai apropiate de 0 inseamna semnal mai puternic, de exemplu -40 dBm este un semnal foarte bun iar -85 dBm este aproape de limita de receptie.

Scanarea pornita cu WiFi.scanNetworks() este blocanta, adica programul asteapta pana cand aceasta se termina inainte de a continua, durata fiind de la cateva sute de milisecunde pana la putin peste o secunda, in functie de numarul de retele din zona si de canalele acoperite.

Pe fisa tehnica a modulului ESP32-WROOM-32D consumul mediu este dat ca aproximativ 80 mA, insa in momentele de emisie radio, cum se intampla la inceputul fiecarei scanari WiFi, pot aparea varfuri de curent de ordinul a 300 mA, motiv pentru care producatorul recomanda o sursa de alimentare capabila sa furnizeze minimum 500 mA. Daca portul USB sau cablul folosit au o rezistenta interna mare, aceste varfuri de curent pot provoca o cadere scurta de tensiune pe pinul 3V3, suficienta pentru a declansa resetarea placii prin circuitul de brownout, mai ales pe porturi USB 2.0 mai slabe sau pe huburi fara alimentare proprie.

Ce ai nevoie:

• 1 x Placa dezvoltare ESP32-DevKitC, ESP32-WROOM-32D, 38P
• 1 x Cablu USB cu display, PD, QC4.0, Type-C la Type-C, 100W
• 1 x Set 120 condensatori electrolitici, 0.22-470uF

Conectare:

Pentru acest test nu este nevoie de nicio conexiune pe pinii GPIO, placa foloseste doar radioul WiFi integrat pe modulul ESP32-WROOM-32D, iar singura legatura necesara este cablul USB Type-C dintre placa si calculator, folosit atat pentru alimentarea placii la 5 VDC cat si pentru programare si pentru afisarea rezultatelor in monitorul serial. Daca portul USB folosit nu poate furniza minimum 500 mA sau cablul are rezistenta mare, adaugati intre pinii 3V3 si GND de pe placa un condensator electrolitic de 100 - 470 uF, montat cat mai aproape de modul, pentru a tampona varfurile de curent aparute la scanare.

Codul:

Programul comuta radioul WiFi in modul statie, porneste la fiecare cinci secunde o scanare blocanta a retelelor din jur si afiseaza pe portul serial numele SSID si puterea semnalului RSSI pentru fiecare retea gasita.

// ESP32-DevKitC (ESP32-WROOM-32D) - WiFi network scan test
// Board: ESP32-DevKitC with ESP32-WROOM-32D (select "ESP32 Dev Module" in Arduino IDE)
// Wiring: none required on GPIO pins, 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 USB port or charger able to supply at least 500 mA, WiFi TX current spikes can reset the board on weak supplies
// No external library required, WiFi.h is included with the ESP32 Arduino core
#include <WiFi.h>
void setup() {
  Serial.begin(115200);        // Start serial communication at 115200 baud
  delay(1000);                 // Give the serial monitor time to connect
  WiFi.mode(WIFI_STA);         // Set WiFi to station mode for scanning
  WiFi.disconnect();           // Make sure WiFi is not connected to any network
  delay(100);
  Serial.println("ESP32-DevKitC WiFi scan test starting...");
}
void loop() {
  Serial.println("Scanning for WiFi networks...");
  int networksFound = WiFi.scanNetworks(); // Perform a blocking WiFi scan
  if (networksFound == 0) {
    Serial.println("No networks found.");
  } else {
    Serial.print(networksFound);
    Serial.println(" networks found:");
    for (int i = 0; i < networksFound; i++) {
      // Print SSID and signal strength (RSSI) for each network found
      Serial.print(i + 1);
      Serial.print(": ");
      Serial.print(WiFi.SSID(i));
      Serial.print(" (RSSI: ");
      Serial.print(WiFi.RSSI(i));
      Serial.println(" dBm)");
    }
  }
  Serial.println("");
  delay(5000); // Wait five seconds before scanning again, avoids repeated back-to-back current spikes
}

Cum functioneaza codul:

In functia setup se initializeaza comunicatia seriala la 115200 baud cu Serial.begin, apoi WiFi.mode(WIFI_STA) seteaza radioul in modul statie, necesar pentru scanare, iar WiFi.disconnect() se asigura ca placa nu ramane legata de o retea anterioara inainte de a incepe testul.

In functia loop, WiFi.scanNetworks() porneste scanarea si returneaza in networksFound numarul de retele gasite. Daca networksFound este 0 se afiseaza mesajul ca nu s-a gasit nicio retea, altfel un ciclu for parcurge fiecare retea gasita si afiseaza, pentru fiecare, numele cu WiFi.SSID(i) si puterea semnalului cu WiFi.RSSI(i), exprimata in dBm.

La finalul fiecarui ciclu, delay(5000) opreste executia timp de cinci secunde inainte de a repeta scanarea, atat pentru a nu incarca inutil procesorul si portul serial cat si pentru a evita varfuri de curent repetate la intervale foarte scurte.

Rezultat:

In Serial Monitor, cu viteza setata la 115200 baud, veti vedea la fiecare cinci secunde lista retelelor WiFi gasite in apropiere, cu numele si puterea semnalului fiecareia.

ESP32-DevKitC WiFi scan test starting...
Scanning for WiFi networks...
4 networks found:
1: HomeNetwork_24G (RSSI: -42 dBm)
2: Office_WiFi (RSSI: -58 dBm)
3: NeighborAP (RSSI: -71 dBm)
4: IoT_Guest (RSSI: -80 dBm)
Scanning for WiFi networks...
3 networks found:
1: HomeNetwork_24G (RSSI: -44 dBm)
2: Office_WiFi (RSSI: -61 dBm)
3: IoT_Guest (RSSI: -79 dBm)

Probleme frecvente:

Placa se reseteaza sau reporneste chiar in timpul scanarii WiFi, cauza fiind de obicei un port USB sau un cablu care nu pot sustine varful de curent de ordinul a 300 mA cerut de emisia radio, rezolvarea fiind conectarea la un port USB 3.0 capabil de minimum 2 A sau la un incarcator USB separat, folosirea unui cablu USB Type-C de date de calitate si, daca problema persista, adaugarea unui condensator electrolitic de 100 - 470 uF intre pinii 3V3 si GND langa modul.

Daca nu apare nimic pe monitorul serial, verificati ca viteza selectata in Serial Monitor este 115200 baud si ca portul COM ales este cel al placii ESP32-DevKitC.

Daca mesajul afisat este mereu No networks found desi telefonul vede retele in apropiere, verificati ca reteaua respectiva functioneaza pe banda de 2.4 GHz, pentru ca modulul ESP32-WROOM-32D nu poate scana retele pe banda de 5 GHz.

Daca o retea cunoscuta nu apare in lista desi semnalul este bun, verificati daca routerul are dezactivata difuzarea SSID-ului, caz in care reteaua ascunsa nu apare intr-o scanare standard.

Daca placa nu este recunoscuta de calculator la conectare, instalati driverul pentru bridge-ul CP2102 de pe site-ul producatorului chip-ului si incercati un alt cablu USB Type-C care sa suporte transfer de date, nu doar alimentare.

Daca incarcarea programului nu porneste, placa nu este in modul Boot, deconectati cablul, tineti apasat butonul BOOT, reconectati cablul si reluati incarcarea din Arduino IDE.

Limitari si sfaturi:

Modulul ESP32-WROOM-32D scaneaza si se conecteaza doar pe banda de 2.4 GHz, nu are suport pentru 5 GHz. Functia WiFi.scanNetworks() este blocanta si ocupa procesorul pe toata durata scanarii, asa ca intr-un proiect mai complex scanarea trebuie plasata cu grija fata de alte sarcini in timp real. Pentru functionare stabila, sursa de alimentare conectata la portul USB Type-C sau la pinii 5V trebuie sa poata furniza minimum 500 mA in regim de varf, nu doar in medie. Pornind de la acest test, placa poate fi extinsa pentru conectarea efectiva la o retea WiFi ca statie, pentru crearea unui punct de acces propriu sau pentru proiecte care trimit date catre servicii din cloud prin MQTT sau HTTP.