LinkedIn YouTube Facebook
Szukaj

Newsletter

Proszę czekać.

Dziękujemy za zgłoszenie!

Wstecz
SoM / SBC

Zestaw rozwojowy KAmod ESP32 POW+RS485 z modułem ESP32 i interfejsem RS485

ESP32 to niezwykle popularna wśród projektantów platforma wbudowana. Wyróżnia się niską ceną, łatwością aplikacji i obowiązkową obsługą komunikacji Bluetooth i Wi-Fi. Z tego powodu układy są chętnie wykorzystywane w urządzeniach IoT, automatyki domowej, zdalnych czujnikach i tym podobnych zadaniach.

Podobnie jak dla innych popularnych platform, dla ESP32 powstał ogrom płytek rozwojowych – od najprostszych, umożliwiających łatwy start i zapoznanie się z możliwościami modułów, po bardzo rozbudowane, która dają możliwość zbudowania skomplikowanego projektu już tylko dzięki elementom na płytce. Gdzieś pomiędzy plasuje się nowa płytka ewaluacyjna KAmod ESP32 POW+RS485, która poza ESP32 zawiera także wyjście interfejsu RS485, popularne rozwiązanie w automatyce domowej i przemysłowej.

Zestaw rozwojowy KAmod ESP32 POW+RS485

KaMod

Rys. 1. Zestaw rozwojowy KAmod ESP32 POW+RS485

Na płytce ewaluacyjnej zastosowano moduł ESP32-WROOM-32D. Moduł zawiera dwa rdzenie Xtensa LX6 o taktowaniu 240 MHz. Układ dysponuje 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. ESP32-WROOM-32D oczywiście dysponuje komunikacją Wi-Fi w wersji 802.11 b/g/n oraz Bluetooth 4.2. Oprócz układu SoC moduł zawiera także pamięć SPI Flash o pojemności 32 MBit, oscylator kwarcowy 40 MHz, a także antenę PCB.

KAmod ESP32

Rys. 2. Moduł ESP32-WROOM-32D na płytce KAmod ESP32 POW+RS485

Interfejs RS-485

Na płytce zaimplementowano interfejs komunikacyjny RS485 działający w trybie half-duplex. To standard komunikacyjny używany w automatyce przemysłowej, sterowaniu silnikami czy systemach HVAC. Opiera się o transmisję szeregową i w przeciwieństwie do popularnego portu RS-232, oprócz komunikacji punkt-punkt umożliwia także tworzenie sieci logicznych. Standard dobrze sprawdza się w systemach przemysłowych ze względu na długi dystans transmisji (nawet do 1200 m) oraz bardzo dużą odporność na zakłócenia.

Dane w standardzie są wysyłane różnicowo, w trybie half-duplex za pośrednictwem skrętki dwuprzewodowej. Stosuje się różne przewody, m.in. skrętki STP. Transmisja różnicowa daje dużą ochronę przed zakłóceniami, co jest bardzo istotne w środowiskach przemysłowych. W celu zwiększenia poziomu ochrony można także zastosować ekranowanie kabla.

Sieć ma topologię magistrali, w której według standardu może pracować do 32 nadajników i 32 odbiorników. Nowoczesne kontrolery pracują już jednak z wyższą rezystancją wyjściową – określaną jako 1/4 unit-load lub nawet 1/8 unit-load. Takich urządzeń można podłączyć więcej – odpowiednio do 128 lub 256.

Nadajniki są podłączane do sieci na czas nadawania, odbiorniki podłączone są przez cały czas pracy. Magistrala musi być zakończona rezystorem terminującym o rezystancji 120 Ω z obu stron.

W module KAmod ESP32 POW+RS485 w roli sterownika zastosowano układ ST485, który umożliwia dołączenie maksymalnie 64 urządzeń, pracuje w trybie half-duplex i jest w stanie realizować komunikację z maksymalną prędkością 1 Mbps. Wysyłanie danych na magistralę jest sygnalizowane miganiem diody LED D4. Dodatkowo na płytce znajduje się rezystor terminujący 120 Ω, który można podłączyć do magistrali za pomocą odpowiedniej zworki. Medium transmisyjnym jest 2-żyłowa skrętka, którą należy doprowadzić do złącza śrubowego.

KAmod ESP32

Rys. 3. Port śrubowy z wyprowadzeniami zasilania i RS485

 Pozostałe właściwości modułu

Moduł KAmod ESP32 POW+RS485 ma konstrukcję płytki taką jak komputery Raspberry Pi. Płytka ma identyczne wymiary – 81 mm × 56 mm – oraz wyprowadzone charakterystyczne 40-pinowe złącze goldpin. Wyprowadzenia interfejsów UART (TXD, RXD), I2C (SDA, SCL) oraz SPI (MOSI, MISO, SCLK, CS0) zostały rozmieszczone tak, jak ma to miejsce w płytkach rodziny Raspberry Pi.

KAmod ESP32

Rys. 4. Rozkład wyprowadzeń złącza rozszerzeń

Płytka zawiera wydajny układ zasilania, który pracuje przy napięciu wejściowym z zakresu od 8 do 32 V i dostarcza stabilizowanych napięć 5 V oraz 3,3 V o znacznej wydajności prądowej – przy odpowiednim źródle zasilania do linii 3,3 V można dostarczyć 1 A prądu ciągłego, a do linii 5 V aż 3 A. Zasilanie można dostarczyć do modułu za pomocą złącza śrubowego znajdującego się obok wyprowadzeń interfejsu RS485 (patrz rys. 3.).

Płytka ma też wbudowane złącze USB Typu C połączone z kontrolerem typu CH340, który realizuje funkcje konwertera USB-UART. Interfejs UART może być używany w docelowej aplikacji, ale służy także do programowania modułu ESP32. Złącze USB-C może służyć także jako alternatywne wejście zasilania dla płytki KAmod ESP32 POW RS485, jednak wtedy parametry obwodów zasilania nie będą aż tak wysokie.

Programowanie

Płytkę KAmod ESP32 POW+RS485 można programować zarówno za pomocą środowiska Arduino, co jest chyba najbardziej dostępną i łatwą opcją, jak i za pomocą oficjalnego frameworku ESP-IDF, który można zainstalować jako dodatek do środowiska Eclipse i VS Code. ESP32 umożliwia też programowanie za pomocą takich narzędzi, jak MicroPython czy Platform.IO.

Producent płytki udostępnia na stronie wiki bogatą dokumentację płytki. Umieszczono tam wskazówki dotyczące użytkowania, szczegóły implementacyjne, kod przykładowy pozwalający przetestować moduł oraz wiele ciekawych informacji dotyczących płytki. Warto tam zajrzeć, aby dowiedzieć się o konstrukcji modułu i szczegółach dotyczących programowania.

Podsumowanie

Moduł KAmod ESP32 POW+RS485 zawierający układ ESP32 oraz interfejs RS485, to ciekawa płytka ewaluacyjna. Dzięki zastosowaniu interfejsu RS485 dobrze sprawdzi się w projektach z zakresu automatyki domowej i przemysłowej. ESP32 zapewnia niezłą moc obliczeniową i komunikację bezprzewodową w standardach Wi-Fi i Bluetooth. Moduł pozwala więc na budowę nawet zaawansowanych projektów automatyki w dość prosty i przyjazny sposób.

Płytkę KAmod ESP32 POW+RS485 kupisz w sklepie internetowym Kamami.pl.

Polski portal branżowy dedykowany zagadnieniom elektroniki. Przeznaczony jest dla inżynierów i konstruktorów, projektantów hardware i programistów oraz dla studentów uczelni technicznych i miłośników elektroniki. Zaglądają tu właściciele startupów, dyrektorzy działów R&D, zarządzający średniego szczebla i prezesi dużych przedsiębiorstw. Oprócz artykułów technicznych, czytelnik znajdzie tu porady i pełne kursy przedmiotowe, informacje o trendach w elektronice, a także oferty pracy. Przeczyta wywiady, przejrzy aktualności z branży w kraju i na świecie oraz zadeklaruje swój udział w wydarzeniach, szkoleniach i konferencjach. Mikrokontroler.pl pełni również rolę patrona medialnego imprez targowych, konkursów, hackathonów i seminariów. Zapraszamy do współpracy!