Общие сведения
Используйте платформу Piranha ESP32 v2 на модуле Espressif ESP32-S для создания устройств на базе интернета вещей. Например, плата станет отличным контролером умного дома, веб-сервером для отображения показаний датчиков или мозгом робота управляемого по Wi-Fi или Bluetooth.
Предыдущие версии
Платформа Piranha ESP32 v2 пришла на замену v1. Во второй версии мы внесли следующие изменения:
- Аналоговые входы могут работать параллельно с Wi-Fi
- Крепкий и надёжный micro-USB порт
- Разъём для подключение внешней антенны.
Видеообзор
Подробности
Платформа для разработки Piranha ESP32 v2 выполнена на модуле ESP32-S c чипом ESP32-D0WDQ6. Кристалл SoC ESP32-D0WDQ6 работает на тактовой частоте до 240 МГц с поддержкой беспроводных технологий Wi-Fi 802.11 b/g/n и Bluetooth v4.2 с BLE.
На плате расположена гребёнка PLS в стиле G-V-S для подключения внешних модулей и сенсоров:
- Всего контактов общего назначения: 17
- Контакты ввода-вывода GPIO: 15
- Контакты ввода GPI: 2
- Контакты с ШИМ: 15 с разрядностью до 16 бит (по умолчанию 8 бит)
- Контакты с АЦП: 6 с разрядностью до 16 бит (по умолчанию 14 бит)
- Контакты с ЦАП: 2 с разрядностью 8 бит
- Возможность сконфигурировать интерфейсы: 3×UART, 3×SPI, 2×I²C и 2×I²S
На плате также распаяна электронная обвязка, которая даёт всем пинам общего назначения совместимость с 5 вольтовой логикой.
Все подробности по контактам и интерфейсам платформы читайте в текущей статье в разделе распиновка.
Подключение и настройка
- Подключите платформу Piranha ESP32 v2 к компьютеру через кабель micro-USB. При успешном подключении должен загореться индикаторный светодиод PWR.
- Скачайте и установите среду программирования Arduino IDE.
- По умолчанию IDE настроена только на AVR-платы. Для работы с платформой Piranha ESP32 v2 — добавьте в менеджере плат поддержку платформ ESP32 Arduino.
- Если при подключении контроллера Piranha ESP32 v2 в Arduino IDE не появляется новый COM-порт, установите драйвер USB-UART преобразователя для Windows 7 или Windows 10.
- На этом настройка закончена, смело переходите к примерам работы.
Примеры работы
Маячок
Для начала сделаем привычный «Hello, world» в DIY-мире — соберем маячок.
Что понадобится
Схема устройства
Подключите светодиод к Piranha ESP32 v2 к сигнальному пину 33 через трёхпроводной шлейф.
Исходный код
Прошейте платформу Piranha ESP32 v2 кодом ниже.
// GPIO пин, к которому подключен светодиод
constexpr int PIN_LED = 33;
void setup() {
// Настраиваем пин со светодиодом в режим выхода
pinMode(PIN_LED, OUTPUT);
}
void loop() {
// Зажигаем светодиод
digitalWrite(PIN_LED, HIGH);
// Ждём 1000 мс
delay(1000);
// Гасим светодиод
digitalWrite(PIN_LED, LOW);
// Ждём 1000 мс
delay(1000);
}
Результат
После прошивки, светодиод начнёт мигать раз в секунду.
Интернет часы
Мигать светодиодом можно на любой ардуинке. Давайте соберём что то связано с IoT, например интернет часы.
Что понадобится
- 1× Piranha ESP32 v2
- 1× Кабель USB (A — Micro USB)
- 1× Четырехразрядный LED-индикатор Flash-I²C (Trema-модуль)
Схема устройства
Подключите LED-индикатор Flash-I²C к Piranha ESP32 v2 к сигнальным пинам I²C — SDA и SCL через четырёхпроводной шлейф.
Исходный код
Прошейте платформу Piranha ESP32 v2 кодом ниже.
// Подключаем библиотеки для Piranha ESP32
#include <WiFi.h>
#include "time.h"
#include "sntp.h"
// Подключаем библиотеку для LED-индикатора Flash-I²C
#include <iarduino_I2C_4LED.h>
// Создаём объект для работы с LED-индикатором
// Передаём I²C по умолчанию 0x09
iarduino_I2C_4LED display4LED(0x09);
// Задаём точку доступа Wi-Fi сети и пароль
const char* ssid = "your ssid";
const char* password = "your password";
// Задаём сервера для получения времени
const char* ntpServer1 = "pool.ntp.org";
const char* ntpServer2 = "time.nist.gov";
// Устанавливаем временную зону TZ_Europe_Moscow
// Найти вашу временную зону можно тут:
// https://github.com/esp8266/Arduino/blob/master/cores/esp8266/TZ.h
const char* time_zone = "MSK-3";
void setup() {
// Открываем Serial-порт
Serial.begin(9600);
// Инициализируем четырехразрядный LED-индикатор
display4LED.begin();
// Подключаемся к Wi-Fi сети
Serial.printf("Connecting to %s ", ssid);
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
// Выдаём сообщение об успешном подключении
Serial.println("\nСonnected");
// Устанавливаем временную зону
configTzTime(time_zone, ntpServer1, ntpServer2);
}
void loop() {
// Создаём объект для получения доступа к данным времени
struct tm timeinfo;
// Пытаемся обновить данные времени
if(!getLocalTime(&timeinfo)){
Serial.println("No time available...");
return;
}
// Получаем текущее время в часах и минутах
int hour = timeinfo.tm_hour;
int minute = timeinfo.tm_min;
// Выводим время на LED-индикатор
display4LED.print(hour, minute, TIME);
// Дублируем вывод времени в Serial-порт
Serial.printf("Time now %d:%d\n", hour, minute);
// Ждём 1 секунду
delay(1000);
}
Результат
После прошивки, ESP32 выйдет в сеть → запросит время у сервера по NTP → отразит его на четырехразрядном LED-индикаторе. Для отладки программы время также дублируется в консоль.
Элементы платы
Модуль ESP32-S
Платформа для разработки Piranha ESP32 v2 выполнена на модуле ESP32-S.
Под металлической крышкой модуля ESP32-S расположена система на кристалле SoC ESP32-D0WDQ6 с тактовой частотой до 240 МГц, Flash-память на 4 МБ и другая электронная обвязка. Также в кристалл ESP32-D0WDQ6 встроен датчик температуры, датчик Холла и контроллер сенсорного ввода. Поддерживаются беспроводные стандарты связи Wi-Fi 802.11 b/g/n (2,4 ГГц) и протокол Bluetooth v4.2 с BLE.
Преобразователь USB-UART CH340
Преобразователь USB-UART на чипе CH340 обеспечивает связь модуля ESP-12S с USB-портом компьютера. При подключении к ПК — Piranha ESP32 v2 определяется как виртуальный COM-порт.
Если при подключении контроллера Piranha ESP32 v2 в Arduino IDE не появляется новый COM-порт, установите драйвер USB-UART преобразователя для Windows 7 или Windows 10.
Индикаторные светодиоды
| Имя | Цвет | Назначение |
|---|---|---|
| IO-2 | Синий | Индикатор питания платформы. |
| PWR | Зелёный | Пользовательский светодиод на GPIO33 пине микроконтроллера. При задании высокого уровня светодиод загорается, при низком – гаснет. |
| TX | Красный | Мигает при прошивки и отправление данных из Piranha ESP32 v2 в USB. |
| RX | Красный | Мигает при прошивки и получение данных из USB в Piranha ESP32 v2. |
Кнопка RESET
Кнопка RESET служит для ручного сброса питания — аналог кнопки RESET обычного компьютера.
Кнопка BOOT
Кнопка BOOT служит для ручного перевода модуля в режим прошивки:
- Зажмите кнопку BOOT;
- Нажмите и отпустите кнопку RESET;
- Отпустите кнопку BOOT.
При прошивки платформы через Arduino IDE специальная схема на плате сбрасывает микроконтроллер автоматически и никаких манипуляций с кнопкой проделывать не нужно. Однако кнопка всё же будет полезна, если вы хотите специально перевести модуль в режим прошивки или когда автоматический сброс не работает.
Порт micro-USB
Разъём micro-USB предназначен для прошивки и питания платформы Piranha ESP32 v2 по USB. Для коммуникации понадобится кабель Micro USB.
Преобразователь питания
Понижающий преобразователь питания AMS1117-3.3 с выходом 3,3 вольта, обеспечивает питание модуля ESP32-S. Максимальный выходной ток составляет 500 мА.
Контактная гребёнка G-V-S
На плате расположена гребёнка PLS в стиле G-V-S для подключения внешних модулей и сенсоров. Каждый контакт общего назначения подключен к электронной обвязки, которая даёт всем пинам общего назначения совместимость с 5 вольтовой логикой.
Все подробности по контактам и интерфейсам платформы читайте в текущей статье в разделе распиновка.
Контактная гребёнка I²C
На плате расположена гребёнка PLS на 4 контакта для подключения внешних модулей и сенсоров по интерфейсу I²C. Контактная гребёнка I²C, дублирует пины питания и сигналов интерфейса I²C c общей колодки G-V-S.
Все подробности по контактам и интерфейсам платформы читайте в текущей статье в разделе распиновка.
Распиновка
Пины питания
| Имя | Описание |
|---|---|
| 5V | Пин питания с напряжением 5 вольт. |
| GND | Пин земли. |
Пины ввода-вывода
Все пины GPIO/GPI совместимы с 5 вольтовой логикой.
| Категория | Количество пинов | Имена пинов | Описание |
|---|---|---|---|
| Пины ввода-вывода GPIO | 15 | GPIO0, GPIO1, GPIO3, GPIO5, GPIO16–GPIO19, GPIO21–GPIO23, GPIO25, GPIO26, GPIO32 и GPIO33. | Пины могут быть настроены на вход или на выход. Логический уровень выходной единицы — 3,3 В, нуля — 0 В. На вход можно подавать сигнал до 5 В. |
| Пины ввода GPI | 2 | GPI34 и GPI35. | Пины могут быть настроены только на вход. На вход можно подавать сигнал до 5 В. |
| ШИМ / PWM | 15 | GPIO13, GPIO15–GPIO19, GPIO21, GPIO22, GPIO25, GPIO26, GPIO32 и GPIO33. | Позволяет выводить аналоговое напряжение в виде ШИМ-сигнала из цифровых значений. Разрядность ШИМ по умолчанию установлена в 8 бит, но можно поднять до 16 бит. |
| АЦП / ADC | 6 | GPIO25, GPIO26, GPIO32, GPIO33, GPI34 и GPI36. | Позволяет представить аналоговое напряжение в виде цифровом виде. Диапазон входного напряжения от 0 до 3,3 В. Можно подавать сигнал и до 5 В, однако микроконтроллер будет его воспринимать как 3,3 В. Разрядность АЦП по умолчанию установлена в 14 бит, но можно поднять до 16 бит. |
| ЦАП / DAC | 2 | GPIO25 и GPIO26. | Позволяет выводить аналоговое напряжение в чистом виде. Разрядность ЦАП установлена в 8 бит и не меняется. |
Каждый пин ввода-вывода GPIO платформы можно сконфигурировать на аппаратные интерфейсы: 3×UART, 3×SPI, 2×I²C и 2×I²S.
Габаритный чертёж
Характеристики
- Модель: Piranha ESP32 v2
- Интерфейс USB-UART: CH340
- Процессор: ESP32-S
- Стандарт Wi-Fi: 802.11 b/g/n
- Стандарт Bluetooth: BLE v4.2 BR/EDR
- Тактовая частота: 240 МГц
- Flash-память: 4 МБ
- SRAM-память: 520 КБ
- Входное напряжение питания: 5 В
- Напряжение логических уровней: 3,3 В с толератностью к 5 В
-
Контакты общего назначения:
- Всего контактов: 17
- Контакты ввода-вывода GPIO: 15
- Контакты ввода GPI: 2
- Контакты с ШИМ: 15 с разрядностью до 16 бит (по умолчанию 8 бит)
- Контакты с АЦП: 6 с разрядностью до 16 бит (по умолчанию 14 бит)
- Контакты с ЦАП: 2 с разрядностью 8 бит
- Возможность сконфигурировать интерфейсы: 3×UART, 3×SPI, 2×I²C и 2×I²S
Полезные товары
Ресурсы
- Установка и настройка среды Arduino IDE
- Установка поддержки платформы Piranha ESP32 v2 в Arduino IDE
- Установка драйвера USB для Windows 7
- Установка драйвера USB для Windows 10
- Облачный сервис «ioControl» для связки устройств по Wi-Fi
- Библиотека для Arduino «iocontrol» для связки устройств по Wi-Fi
Обсуждение