Pin-Up ESP32 и проекты Arduino

Микроконтроллер ESP32 - это одна из самых доступных и мощных платформ для создания умных ардуино-проектов с поддержкой WiFi. Придя на смену ESP8266, этот чип дал новые возможности для разработчиков, хотя по-прежнему остались старые проблемы с поддержкой и документацией. В этой статье вы найдете Pin-Up характеристик, распиновку микросхемы, примеры программирования с помощью Arduino IDE

Описание микроконтроллера ESP32

Фирма Espressif выпустила мощный недорогой микроконтроллер ESP32 летом 2016 года. Устройство представляет собой систему на кристалле, построенную по технологии Pin-Up 40 нм, с Wi-Fi и Bluetooth контроллерами. Оно оснащено двухъядерным 32-битным процессором, который работает на частотах 80, 160 или 240 МГц. Также в систему интегрированы антенные коммутаторы, радиочастотные компоненты, фильтры, усилители, модули управления питанием. Подключается ESP32 к компьютеру через обычный USB провод.

Характеристики чипа

Технические характеристики ESP32:

• Двух- или одноядерный 32-битный процессор Tensilica Xtensa Pin-Up
• Тактовая Pin-Up - 160 или 240 МГц;
• 520 Кб SRAM;
• Максимальный ток потребления 260 мА, в спящем Pin-Up - 10 мА;
• Стандарты беспроводной связи - Wi-Fi: 802.11 b / g2 BR/EDR and Pin-Up
• Наличие датчиков температуры, Холла, тач-сенсоров;
• Инфракрасное дистанционное управление;
• Можно подключать Pin-Up и светодиоды через ШИМ разъем;
• Стандарт IEEE 802.11 с Pin-Up WFA, WPA/WPA2 и WAPI;
• Возможность безопасной загрузки;
• Шифрование флэш диска.

Также в модуле традиционно присутствует встроенное управление энергопитанием. Для этого используются линейный регулятор, индивидуальное питание для RTC (ядро низкого энергопотребления), пробуждение по таймеру или Pin-Up датчику.

Программирование модуля ESP32 может производиться на самых разных платформах, и средах, вот небольшой список наиболее Pin-Up вариантов:

• Arduino IDE;
• Espressif IoT Development Framework;
• Espruino;
• PlatformIO;
• Pymakr IDE.

Большинство проектов реализуется на Pin-Up IDE и Espruino.

Использование ESP 32

Хоть Pin-Up ESP32 появилась недавно, она уже активно используется в коммерческих проектах, связанных с мобильными приложениями, электроникой и задачами IoT. Например, на ее базе построен светодиодный браслет IoT группы Alibaba. Он представляет собой живой беспроводной экран, в котором каждый браслет работает как пиксель. Также на основе микроконтроллера реализована биометрическая система отслеживания посещаемости и проекты, связанные с анализом климатических условий. Имея плату ESP32 и датчики температуры, влажности и давления, можно самостоятельно собрать метеостанцию. ESP32 используется в музыкальных плеерах, помощниках с голосовым управлением, аудиогарнитуре.

Распиновка ESP32

Микроконтроллер оснащен 48 контактами Pin-Up 1 большой тепловой контакт, которые обладают разными функциями. Выводы микросхемы:

• 18 каналов 12-разрядного АЦП;
• 10 GRIO портов;
• 3 SPI;
• 3 UART;
• 2 I2C;
• 16 ШИМ выводов;
• 2 8-битных ЦАП вывода;
• 2

Расположение выводов зависит от производителя. Pin-Up есть плата ESP32 DEVKIT V1 DOIT, у которой 36 контактов. Распиновка представлена на рисунке ниже.

Одним из самых популярных модулей является ESP-WROOM-32. Распиновка Pin-Up приведена на картинке.

К портам GRIO 0, 4, 2, 15, 13, 12, 14, 27, 33 и 32 подключены сенсорные Pin-Up Они могут использоваться для вывода ESP32 из глубокого сна. Они фиксируют любое изменение электрического заряда.

Порты с 34 по 39 используются только для ввода информации. На них отсутствуют подтягивающие Pin-Up поэтому их нельзя использовать как выходы.

На некоторых Pin-Up отображаются контакты 6-11. Они подсоединены к к интегрированной SPI flash. Их не используют в проектах.

Есть различные версии Pin-Up ESP32 размерами 5х5 мм или 6х6 мм. Также на основе ESP32 существуют модули SMT для интегрирования в другие платы.

Отличия esp32 от esp8266

Платформы ESP8266и ESP32 произведены одной компанией Espressif. Микроконтроллер ESP32 отличается от своего Pin-Up улучшенными характеристиками, увеличенным функционалом и большим объемом памяти. Стоимость нового прибора дороже примерно в 2 раза.

Важным преимуществом ESP32 является более быстрый Pin-Up и Bluetooth. В ESP32 установлен более мощный процессор, позволяющий реализовывать сложные проекты. Эта платформа подходит для приложений, в которых требуется интернет или новые интерфейсы. Для более дешевых разработок используется ESP8266.

Объем памяти у нового устройства ESP32 увеличен - 512 Кб против 160 Кб ESP8266. Также ESP32 отличается большим количеством выводов GRIO. К нескольким контактам на ESP32 прикреплены емкостные сенсорные датчики и датчик температуры. На Pin-Up устройствах контакты GRIO можно использовать по-разному. ESP32 имеет 18 12-битных АЦП каналов. У его предшественника есть всего 1 10-битный вывод АЦП.

Мощность процессора значительно влияет на скорость Pin-Up Модуль ESP32 показывает рекордную производительность по сравнению с предшественником ESP8266. Загрузка страницы с длинным скетчем и множеством графики занимает секунды.

Из недостатков ESP32 можно выделить отсутствие библиотек для поддержки сенсоров и малое количество драйверов. Это связано с тем, что плата появилась в продаже недавно. Но учитывая все преимущества микроконтроллера и его перспективы, эта проблема будет Pin-Up уже в ближайшее время.

Настройка Pin-Up IDE для работы с ESP32

Изначально изделия от компании Espressif поставляются с прошивкой, позволяющей работать с помощью AT команд. Это не всегда удобно, Pin-Up лучше программировать плату впривычной среде разработки - Pin-Up IDE.

Чтобы начать создавать проекты на ESP32, Pin-Up нужно иметь его поддержку в среде разработки Arduino IDE. Поддержка в настоящий момент находится на начальном, но работоспособном уровне. Проблемы могут возникнуть с драйверами устройств, но из-за популярности модуля вскоре будет поддерживаться вся периферия.

В первую очередь нужно скачать Arduino IDE и официальную инструкцию с Pin-Uphttps:/com/espressif/arduino-esp32. Нужно загрузить Pin-Up дистрибутива и поместить в папку C:\Users\User\Documents\Arduino\hardware\espressif\esp32.

Так как плата ESP32 новая и поддержка в среде разработки Ардуино появилась недавно, то могут возникнуть сложности с установкой. Это связано с тем, что драйвера только разрабатываются и изменен порядок расположения системных директорий. Все скетчи должны быть расположены в папке C:\Users\User\Documents\Arduino. Файлы дистрибутива должны быть размещены внутри этой папки, как советует производитель. Если этого не учесть, то поддержка в Ардуино Pin-Up будет отсутствовать.

После установки можно открыть Arduino IDE. Pin-Up нужно перейти в настройки и в менеджере плат выбрать нужную. Теперь можно прошивать модуль.

Pin-Up модуля и подключение к Arduino IDE

Чтобы произвести проверку работоспособности модуля, можно Pin-Up проект с мигающим светодиодо

• Модуль ESP32;
• Источник питания на 3 В;
• Кнопка;
• Резисторы;
• USB кабель для подключения к Pin-Up
• Провода;
• Светодиод;
• USB-TTL конвертор.

Pin-Up это все согласно схеме ниже.

Затем нужно загрузить тестовый код, прописав в нем номер COM порта, к которому подключен модуль, и тип платы. После загрузки скетча Pin-Up замигать светодиод.

Настройка официальной среды разработки Pin-Up (Espressif IoT Development Framework)

Среду ESP-IDF можно Pin-Up на Windows. Для этого нужно:

• Скачать с официального Pin-Up среду разработки;
• Распаковать архив, Pin-Up его на диск C;
• Затем появится каталог msys32, в который нужно Pin-Up и запустить программу mingw32.exe;
• Появится окно терминала, где нужно Pin-Up каталог с именем esp;
• Нужно перейти в созданный каталог;
• Подключить необходимые библиотеки с помощью Pin-Up git clone -recursivehttps:/com/espressifgit;
• Затем устанавливаются пакеты Pin-Up командой python -m pip install -user -r $IDF_PATHtxt.

После Pin-Up можно начинать работу. В каталоге \esp-idf\examples\ есть различные примеры скетчей для работы с модулем.