Układ ESP32 to jeden z najczęściej wykorzystywanych układów do systemów IoT w sieciach Wi-Fi oraz Bluetooth. Zaletami tej platformy jest niska cena, duże możliwości, popularność oraz prosty sposób programowania. Z tego powodu na rynku pojawiają się liczne płytki rozwojowe z tymi właśnie układami. Takie płytki mogą służyć zarówno do tworzenia prototypów urządzeń, jak i konstrukcji finalnego produktu. W artykule zaprezentujemy jedną z nich – FireBeetle ESP32-E z oferty DFRobot.
FireBeetle ESP32-E to płytka rozwojowa zaprojektowana i produkowana przez firmę DFRobot. Sercem zestawu jest moduł ESP32-WROOM-32E. Moduł zawiera oczywiście układ SoC ESP32 w wersji dwurdzeniowej – ESP32-D0WD-V3. Układ zawiera więc dwa rdzenie Xtensa LX6 o taktowaniu 240 MHz. Dysponuje rownież szerokim zakresem interfejsów komunikacyjnych, od tradycyjnych wyprowadzeń GPIO i PWM, przez standardowe interfejsy takie jak I2C, SPI i UART, po bardziej zaawansowaną komunikację, taką jak interfejsy SDIO, a także I2S. Mikrokontroler zawiera także czujnik Halla oraz czujniki pojemnościowe umożliwiające podłączenie np. przycisku dotykowego. Podobnie jak cała reszta rodziny ESP32, układy zastosowane w modułach ESP-WROOM-32E również dysponują komunikacją Wi-Fi oraz Bluetooth.
Oprócz układu SoC moduł zawiera także pamięć SPI Flash o pojemności 4 MB, oscylator kwarcowy 40 MHz, a także antenę PCB. Dysponuje również złączem do lutowania powierzchniowego, na które wyprowadzono wszystkie niezbędne połączenia.
Zestaw FireBeetle ESP32-E
Zestaw rozwojowy FireBeetle, oprócz modułu ESP32 zawiera m.in. złącze USB Typu C. Złącze służy do komunikacji z komputerem, a także dostarczania zasilania do płytki. Kolejnym elementem modułu jest złącze PH2.0 do podłączenia baterii Li-Ion o napięciu 3,5 – 4,2 V. Płytka zawiera także układ ładowania akumulatora, co umożliwia ładowanie baterii za pomocą zasilania ze złącza USB-C. Stan ładowania jest sygnalizowany przez diodę LED.
Płytka zawiera także złącze goldpin, na które wyprowadzono interfejsy służące do podłączenia układów rozszerzeniowych (czujników, sterowników, modułów komunikacyjnych itp.). Złącze umożliwia skorzystanie m.in. z wejść/wyjść cyfrowych, wejść przetwornika analogowo-cyfrowego, magistral cyfrowych oraz czujników pojemnościowych. Złącze jest zgodne z płytkami rozszerzeniowymi z rodziny FireBeetle produkowanych przez DFRobot.
W sprzedaży dostępne są wersje z niewlutowanymi złączami, a także z wlutowanymi złączami żeńskimi goldpin. Do obu wersji dołączono zestaw złącz do przylutowania.
Poniższa grafika prezentuje rozkład wyprowadzeń złącza rozszerzeń.
Rys. 1. Rozkład wyprowadzeń złącza rozszerzeń
Moduł FireBeetle ESP32-E zawiera także port GDI umożliwiający podłączenie wyświetlacza. GDI to specjalny port do podłączenia wyświetlaczy stosowany w rozwiązaniach firmy DFRobot. Cechuje się łatwością połączenia oraz programowania. Interfejs pozwala na podłączenie do FireBeetle ESP32-E m.in. wyświetlacza LCD IPS 1,54″ 240×240 z gniazdem microSD oraz wyświetlacza LCD IPS 2″ 320×240 z gniazdem microSD.
Rys. 2. Moduł wyświetlacza podłączony do płytki FireBeetle ESP32-E
Programowanie modułu FireBeetle ESP32-E
Moduł jest kompatybilny z platformą Arduino. Wymaga jedynie instalacji pakietu dla płytki DFRobot ESP32 Boards. Pakiet można zainstalować z poziomu Menedżera płytek po dodaniu w preferencjach dodatkowego adresu URL:
http://download.dfrobot.top/FireBeetle/package_DFRobot_index.json
Producent planuje w najbliższej przyszłości dodanie obsługi programowania w języku graficznym Scratch oraz MicroPython.
Tymczasem na stronie wiki DFRobot znajduje się kompletny opis płytki, przykłady, a także opis funkcji w frameworku Arduino przydatnych podczas programowania modułu FireBeetle ESP32-E. W dalszej części artykułu zaprezentujemy pracę jednego z przykładów. Będzie to kod umożliwiający sterowanie diodą LED za pośrednictwem strony www dostępnej przez sieć Wi-Fi.
Przykład – sterowanie diodą LED przez Wi-Fi
Poniższy kod uruchamia punkt dostępowy Wi-Fi i rozpoczyna nasłuch urządzeń, które chcą się połączyć. Jednocześnie uruchamia serwer www z prostą stroną, która umożliwia włączenie lub wyłączenie diody LED.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 |
/* WiFiAccessPoint.ino Create a wifi hotspot, and provide a web service Steps: 1. Connect to the wifi "yourAp" 2. Visit http://192.168.4.1/H to turn on the LED; Visit http://192.168.4.1/L to turn off the LED OR Run raw TCP "GET /H" and "GET /L" on PuTTY terminal with 192.168.4.1 as IP address and 80 as port */ #include #include #include // Set your wifi and password const char *ssid = "esp32"; const char *password = ""; WiFiServer server(80); void setup() { pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);//Set pin LED to output mode Serial.begin(115200); Serial.println(); Serial.println("Configuring access point..."); // Configure wifi and get IP address WiFi.softAP(ssid, password); IPAddress myIP = WiFi.softAPIP(); Serial.print("AP IP address: "); Serial.println(myIP); server.begin(); Serial.println("Server started"); } void loop() { WiFiClient client = server.available(); // listen for incoming clients if (client) { // if you get a client, Serial.println("New Client."); // print a message out the serial port String currentLine = ""; // make a String to hold incoming data from the client while (client.connected()) { // loop while the client's connected if (client.available()) { // if there's bytes to read from the client, char c = client.read(); // read a byte, then Serial.write(c); // print it out the serial monitor if (c == '\n') { // if the byte is a newline character // if the current line is blank, you got two newline characters in a row. // that's the end of the client HTTP request, so send a response: if (currentLine.length() == 0) { // HTTP headers always start with a response code (e.g. HTTP/1.1 200 OK) // and a content-type so the client knows what's coming, then a blank line: client.println("HTTP/1.1 200 OK"); client.println("Content-type:text/html"); client.println(); // the content of the HTTP response follows the header: client.print("Click <a href=\"/H\">here</a> to turn ON the LED.<br>");. client.print("Click <a href=\"/L\">here</a> to turn OFF the LED.<br>"); // The HTTP response ends with another blank line: client.println(); // break out of the while loop: break; } else { // if you got a newline, then clear currentLine: currentLine = ""; } } else if (c != '\r') { // if you got anything else but a carriage return character, currentLine += c; // add it to the end of the currentLine } // Check to see if the client request was "GET /H" or "GET /L": if (currentLine.endsWith("GET /H")) { digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // GET /H turns the LED on } if (currentLine.endsWith("GET /L")) { digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // GET /L turns the LED off } } } // close the connection: client.stop(); Serial.println("Client Disconnected."); } } |
Po uruchomieniu kompilacji i wgraniu kodu można zalogować się do sieci np. z telefonu lub komputera. O ile nie zmienimy tego w kodzie programu, to sieć nazywa się esp32 i jest dostępna bez hasła. Po zalogowaniu należy w przeglądarce wpisać adres IP 192.168.4.1 i uzyskać dostęp do prostej strony www.
Rys. 3. Strona www umożliwiająca sterowanie diodą LED
Jeden link służy do włączenia, a kolejny do wyłączenia diody. Dane są przekazywane za pomocą prostej metody GET.
Podsumowanie
Moduł FireBeetle ESP32-E to płytka rozwojowa z układem SoC ESP32. Cechuje się niewielkimi rozmiarami, komunikacją Wi-Fi i Bluetooth, dużą mocą obliczeniową, a także prostym sposobem programowania. Płytka może posłużyć do tworzenia prototypów projektów urządzeń IoT, a ze względu na niewielkie rozmiary można ją też stosować w finalnych rozwiązaniach. Jest to też ciekawa alternatywa dla oryginalnych płytek z ESP32.
