لوحة تطوير espBerry ESP32 مع Raspberry Pi GPIO

معلومات المنتج

تحديد

• مصدر الطاقة: مصادر متعددة
• GPIO: متوافق مع رأس Raspberry Pi 40-pin GPIO
• القدرات اللاسلكية: نعم
• برمجة: أردوينو IDE

زيادةview

يجمع espBerry DevBoard بين لوحة تطوير ESP32DevKitC وأي قبعة Raspberry Pi HAT من خلال الاتصال برأس GPIO المتوافق مع 40 سنًا والمتوافق مع RPi. ليس المقصود منه أن يكون بديلاً لـ Raspberry Pi، بل امتدادًا لوظائف ESP32 من خلال استخدام مجموعة واسعة من قبعات RPi المتوفرة في السوق.

الأجهزة

موصل مصدر الطاقة
يمكن تشغيل espBerry من خلال مصادر مختلفة. يرجى الرجوع إلى دليل المستخدم للحصول على معلومات مفصلة عن مصادر الطاقة المتاحة.

مخططات إسببيري
تم تصميم espBerry لتعيين أكبر عدد ممكن من الإشارات (GPIO، SPI، UART، وما إلى ذلك). ومع ذلك، قد لا يغطي جميع القبعات المتوفرة في السوق. لتكييف وتطوير القبعة الخاصة بك، راجع مخطط espBerry. يمكنك تنزيل مخططات espBerry الكاملة (PDF) هنا.

دبوس ESP32 DevKit
يوفر دبوس ESP32 DevKit تمثيلاً مرئيًا لتكوين طرف اللوحة. للحصول على كامل view من صورة pinout، انقر فوق هنا.

رأس Raspberry Pi 40-pin GPIO
يتميز Raspberry Pi بصف من دبابيس GPIO على طول الحافة العلوية للوحة. يتوافق espBerry مع رأس GPIO ذو 40 سنًا الموجود في جميع لوحات Raspberry Pi الحالية. يرجى ملاحظة أن رأس GPIO غير مأهول في Raspberry Pi Zero وRaspberry Pi Zero W وRaspberry Pi Zero 2 W. قبل Raspberry Pi 1 Model B+، كانت اللوحات تحتوي على رأس أقصر مكون من 26 سنًا. يحتوي رأس GPIO على مسافة دبوس تبلغ 0.1 (2.54 مم).

اتصال منفذ SPI
يسمح منفذ SPI الموجود على espBerry بالاتصال التسلسلي المزدوج والمتزامن. يستخدم إشارة الساعة لنقل واستقبال البيانات بين جهاز التحكم المركزي (الرئيسي) والأجهزة الطرفية المتعددة (التابعة). على عكس اتصال UART، وهو غير متزامن، تقوم إشارة الساعة بمزامنة نقل البيانات.

التعليمات

• هل يمكنني استخدام أي قبعة Raspberry Pi HAT مع espBerry؟
  تم تصميم espBerry ليكون متوافقًا مع أي قبعة Raspberry Pi HAT من خلال توصيلها برأس GPIO المكون من 40 سنًا. ومع ذلك، قد لا يغطي جميع القبعات المتوفرة في السوق. يرجى الرجوع إلى مخطط espBerry لمزيد من المعلومات.
• ما هي لغة البرمجة التي يمكنني استخدامها مع espBerry؟
  يدعم espBerry البرمجة باستخدام Arduino IDE الشهير، والذي يوفر إمكانات برمجة ممتازة.
• أين يمكنني العثور على معلومات وموارد إضافية؟
  بينما يوفر دليل المستخدم هذا معلومات تفصيلية، يمكنك أيضًا استكشاف المنشورات والمقالات عبر الإنترنت للحصول على موارد إضافية. إذا كنت بحاجة إلى مزيد من المعلومات أو لديك اقتراحات، فلا تتردد في الاتصال بنا.

زيادةview

• يجمع espBerry DevBoard بين تطوير ESP32-DevKitC لوحة مع أي قبعة Raspberry Pi عن طريق الاتصال برأس GPIO المتوافق مع RPi ذو 40 سنًا.
• لا ينبغي أن يُنظر إلى الغرض من espBerry على أنه بديل لـ Raspberry Pi ولكن على أنه توسيع لوظائف ESP32 من خلال الاستفادة من العروض الواسعة لـ RPi HATs في السوق والاستفادة من المزايا المتقدمة.tagهـ من خيارات الأجهزة المتعددة والمرنة.
• يعد espBerry الحل الأمثل لتطبيقات النماذج الأولية وإنترنت الأشياء (IoT)، خاصة تلك التي تتطلب قدرات لاسلكية. جميع الأكواد مفتوحة المصدرampلنأخذ تقدماtage من Arduino IDE الشهير بقدراته البرمجية الممتازة.
• فيما يلي، سنشرح ميزات الأجهزة والبرامج، بما في ذلك جميع التفاصيل التي تحتاج إلى معرفتها لإضافة Raspberry HAT من اختيارك. وبالإضافة إلى ذلك، سوف نقدم مجموعة من الأجهزة والبرامجampليه لتوضيح قدرات espBerry.
• ومع ذلك، فإننا سوف نمتنع عن تكرار المعلومات المتوفرة بالفعل من خلال الموارد الأخرى، أي المنشورات والمقالات عبر الإنترنت. أينما نرى أن المعلومات الإضافية ضرورية، فسنضيف لك مراجع للدراسة.
  ملحوظة: نحن نحاول جاهدين توثيق كل التفاصيل التي قد يكون من المهم أن يعرفها عملاؤنا. ومع ذلك، يستغرق التوثيق وقتًا، ونحن لسنا دائمًا مثاليين. إذا كنت بحاجة إلى مزيد من المعلومات أو لديك اقتراحات، فلا تتردد في ذلك اتصل بنا.

مميزات إسبيبيري

• المعالج: ESP32 ديفكيت سي
  • Xtensa ثنائي النواة 32 بت بسرعة 240 ميجاهرتز
  • واي فاي IEEE 802.11 b/g/n 2.4 جيجا هرتز
  • بلوتوث 4.2 BR/EDR وBLE
  • 520 كيلو بايت SRAM (16 كيلو بايت لذاكرة التخزين المؤقت)
  • 448 كيلو بايت روم
  • قابل للبرمجة لكل كابل USB A/micro–USB B
• رأس GPIO متوافق مع Raspberry Pi ذو 40 سنًا
  • 20 GPIO
  • 2 × SPI
  • 1 × UART
• طاقة الإدخال: 5 فولت تيار مستمر
  • حماية من عكس القطبية
  • أوفرفولtagالحماية
  • مقبس موصل أسطوانة الطاقة مقاس 2.00 مم معرف (0.079ʺ)، 5.50 مم OD (0.217ʺ)
  • تتوفر خيارات 12/24 VDC
• نطاق التشغيل: -40 درجة مئوية ~ 85 درجة مئوية
  ملحوظة: تعمل معظم قبعات RPi عند درجة حرارة 0 درجة مئوية إلى 50 درجة مئوية
• أبعاد: 95 مم × 56 مم - 3.75 بوصة × 2.2 بوصة
  يتوافق مع المواصفات الميكانيكية القياسية لـ Raspberry Pi HAT…

الأجهزة

• بشكل عام، تجمع لوحة تطوير espBerry بين وحدة ESP32-DevKitC وأي قبعة Raspberry Pi HAT من خلال الاتصال بموصل GPIO المتوافق مع RPi والمزود بـ 40 سنًا.
• الاتصالات الأكثر استخدامًا بين ESP32 وRPi HAT هي SPI ومنفذ UART كما هو موضح في الفصول التالية. لقد قمنا أيضًا بتعيين العديد من إشارات GPIO (مخرجات الإدخال للأغراض العامة). للحصول على معلومات أكثر تفصيلاً حول رسم الخرائط، يرجى الرجوع إلى المخطط.
• نحن نحاول جاهدين تقديم وثائق جيدة. ومع ذلك، يرجى تفهم أنه لا يمكننا شرح جميع تفاصيل ESP32 في دليل المستخدم هذا. لمزيد من المعلومات التفصيلية، يرجى الرجوع إلى دليل البدء لـ ESP32-DevKitC V4.

مكونات لوحة espBerry

موصل مصدر الطاقة

• يمكن تشغيل espBerry من خلال عدة مصادر:
  • موصل Micro-USB على وحدة ESP32 DevKitC
  • مقبس 5 فولت تيار مستمر 2.0 ملم
  • كتلة طرفية 5 VDC
  • مصدر طاقة خارجي متصل بـ RPi HAT
• هناك قبعات Raspberry Pi التي تسمح بتزويد الطاقة الخارجية (على سبيل المثال، 12 فولت تيار مستمر) مباشرة إلى القبعة. عند تشغيل جهاز espBerry من خلال مصدر الطاقة الخارجي هذا، فإنك تحتاج إلى ضبط وصلة العبور في محدد مصدر الطاقة على "EXT". وبخلاف ذلك، يجب ضبطه على "على متن الطائرة".
• من الممكن تشغيل espBerry داخليًا ("على اللوحة") مع الاستمرار في تطبيق الطاقة على القبعة.

مخططات إسببيري 

• تم تصميم espBerry لتعيين أكبر عدد ممكن من الإشارات (GPIO، SPI، UART، وما إلى ذلك). ومع ذلك، هذا لا يعني بالضرورة أن espBerry يغطي جميع القبعات المتوفرة في السوق. يجب أن يكون مصدرك النهائي للتكيفات وتطوير القبعة الخاصة بك هو مخطط espBerry.

  

• انقر هنا لتنزيل مخططات espBerry الكاملة (PDF).
• بالإضافة إلى ذلك، أضفنا ESP32 DevKitC وRaspberry Pi 40-pin GPIO في الفصول التالية.

دبوس ESP32 DevKit
للحصول على كامل view من الصورة أعلاه، انقر هنا.

رأس Raspberry Pi 40-pin GPIO

• الميزة القوية لـ Raspberry Pi هي صف دبابيس GPIO (الإدخال / الإخراج للأغراض العامة) على طول الحافة العلوية للوحة. يوجد رأس GPIO ذو 40 سنًا في جميع لوحات Raspberry Pi الحالية (غير مأهولة في Raspberry Pi Zero وRaspberry Pi Zero W وRaspberry Pi Zero 2 W). قبل طرح Raspberry Pi 1 Model B+ (2014)، كانت اللوحات تحتوي على رأس أقصر مكون من 26 سنًا. يحتوي رأس GPIO الموجود على جميع اللوحات (بما في ذلك Raspberry Pi 400) على مسافة دبوس تبلغ 0.1 بوصة (2.54 مم).

  

• لمزيد من المعلومات، راجع أجهزة Raspberry Pi – GPIO والرأس ذو 40 سنًا.
• لمزيد من المعلومات حول قبعات Raspberry Pi، يرجى الرجوع إلى لوحات الوظائف الإضافية والقبعات.

اتصال منفذ SPI

• يرمز SPI إلى الواجهة الطرفية التسلسلية، وهي واجهة تسلسلية مزدوجة الاتجاه ومتزامنة. تتطلب الواجهة المتزامنة إشارة ساعة لنقل البيانات واستقبالها. تتم مزامنة إشارة الساعة بين جهاز تحكم مركزي واحد ("رئيسي") وأجهزة طرفية متعددة ("تابعة"). على عكس اتصال UART، وهو غير متزامن، تتحكم إشارة الساعة في وقت إرسال البيانات ومتى يجب أن تكون جاهزة للقراءة.
• يمكن للجهاز الرئيسي فقط التحكم في الساعة وتوفير إشارة الساعة لجميع الأجهزة التابعة. لا يمكن نقل البيانات دون إشارة الساعة. يمكن لكل من السيد والعبد تبادل البيانات مع بعضهما البعض. لا يلزم فك تشفير العنوان.
• يحتوي ESP32 على أربع حافلات SPI، لكن اثنين فقط متاحان للاستخدام، ويعرفان باسم HSPI وVSPI. كما ذكرنا سابقًا، في اتصال SPI، هناك دائمًا وحدة تحكم واحدة (تُعرف أيضًا باسم الرئيسي) تتحكم في الأجهزة الطرفية الأخرى (تُعرف أيضًا باسم العبيد). يمكنك تكوين ESP32 إما كرئيس أو تابع.

  

• على espBerry، الإشارات المخصصة لعمليات الإدخال والإخراج الافتراضية:

  

• توضح الصورة أدناه إشارات SPI من وحدة ESP32 إلى رأس RPi GPIO كمقتطف من المخطط.

  

• هناك أنواع عديدة من لوحات ESP32 المتاحة. قد تحتوي اللوحات الأخرى غير espBerry على منافذ SPI افتراضية مختلفة، ولكن يمكنك العثور على معلومات حول المنافذ الافتراضية من ورقة البيانات الخاصة بها. ولكن إذا لم يتم ذكر الأطراف الافتراضية، فيمكنك العثور عليها باستخدام رسم Arduino (استخدم الرابط الأول أدناه).
• لمزيد من المعلومات، انظر:
  • ESP32 SPI البرنامج التعليمي الرئيسي للاتصالات التابعة Example…
  • Espressif GPIO Matrix وIO_MUX…
• يستخدم espBerry اتصال VSPI كاتصال افتراضي، مما يعني أنه إذا اتبعت الإشارات الافتراضية، فلن تواجه مشاكل. هناك طرق لتغيير تعيين الدبوس والتحول إلى HSPI (كما هو موضح في المراجع أعلاه)، ولكننا لم نستكشف هذه السيناريوهات الخاصة بـ espBerry.
• راجع أيضًا قسمنا الخاص ببرمجة منفذ SPI.

اتصال المنفذ التسلسلي (UART).

• إلى جانب منفذ USB المدمج، تحتوي وحدة التطوير ESP32 على ثلاث واجهات UART، أي UART0 وUART1 وUART2، والتي توفر اتصالاً غير متزامن بسرعة تصل إلى 5 ميجابت في الثانية. يمكن تعيين هذه المنافذ التسلسلية لأي طرف تقريبًا. في espBerry، قمنا بتعيين IO15 كـ Rx وIO16 كـ Tx، وهما متصلان بـ GPIO16 وGPIO20 على رأس 40 سنًا كما هو موضح هنا:

  

• لقد اخترنا عدم استخدام إشارات RX/TX (GPIO3/GPIO1) القياسية على ESP32 DevKit، نظرًا لأنها غالبًا ما تستخدم لطباعة الاختبار من خلال Serial Monitor في Arduino IDE. قد يتداخل هذا مع الاتصال بين ESP32 وRPi HAT. بدلاً من ذلك، يجب عليك تعيين IO16 كـ Rx وIO15 كـ Tx لكل برنامج كما هو موضح في قسم البرامج بهذا الدليل.
• راجع أيضًا قسمنا الخاص بالبرمجة التسلسلية (UART).

برمجة

• وفيما يلي سنشرح بإيجاز أهم الجوانب البرمجية لجهاز espBerry. كما ذكرنا سابقًا في دليل المستخدم هذا، سنضيف مراجع عبر الإنترنت عندما نرى أن المعلومات الإضافية ضرورية.
• للمزيد، التدريب العملي على المشاريع قampليه، انظر أيضا لدينا نصائح برمجة ESP32.
• بالإضافة إلى ذلك، هناك العديد من السابقينampليه من أدب البرمجة ESP32، والتي تستحق الاستثمار.
• ومع ذلك، فإننا نوصي بشدة باستخدام المشاريع الإلكترونية مع ESP8266 وESP32، وخاصة بالنسبة لمشاريع التطبيقات اللاسلكية الخاصة بك. نعم، تتوفر هذه الأيام العديد من الكتب الجيدة والموارد المجانية عبر الإنترنت، ولكن هذا هو الكتاب الذي نستخدمه. لقد جعل أسلوبنا في التعامل مع تقنية Bluetooth وBLE وWIFI أمرًا سهلاً. لقد كانت برمجة التطبيقات اللاسلكية دون متاعب أمرًا ممتعًا، ونحن نشاركها على موقعنا web موقع.

  

تثبيت وإعداد Arduino IDE

• جميع برامجناampتم تطوير البرامج باستخدام Arduino IDE (بيئة التطوير المتكاملة) نظرًا لسهولة تركيبها واستخدامها. علاوة على ذلك، هناك عدد لا يحصى من رسومات Arduino المتاحة عبر الإنترنت لـ ESP32.
• للتثبيت، اتبع الخطوات التالية:
  • الخطوة 1: ستكون الخطوة الأولى هي تنزيل وتثبيت Arduino IDE. يمكن القيام بذلك بسهولة عن طريق اتباع الرابط https://www.arduino.cc/en/Main/Software وتنزيل IDE مجانًا. إذا كان لديك بالفعل واحد، فتأكد من أن لديك الإصدار الأحدث.
  • الخطوة 2: بمجرد التثبيت، افتح Arduino IDE، وانتقل إلى Files -> التفضيلات لفتح نافذة التفضيلات وتحديد موقع "مدير اللوحات الإضافية". URLق:" كما هو موضح أدناه:

    

    • قد يكون مربع النص فارغًا أو يحتوي بالفعل على بعض العناصر الأخرى URL إذا كنت قد استخدمته سابقًا للوحة أخرى. إذا كان فارغًا، فما عليك سوى لصق ما يلي URL في مربع النص.
      https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json
    • إذا كان مربع النص يحتوي بالفعل على بعض العناصر الأخرى URL فقط أضف هذا URL وافصل بينهما بفاصلة (،). كان لدينا بالفعل Teensy URL. لقد دخلنا للتو URL وأضفت الفاصلة.
    • بمجرد الانتهاء، انقر فوق "موافق" وسوف تختفي النافذة.
  • الخطوة 3: انتقل إلى الأدوات -> اللوحات -> مديري اللوحات لفتح نافذة مدير اللوحة وابحث عن ESP32. إذا URL تم لصقه بشكل صحيح، يجب أن تجد نافذتك الشاشة أدناه مع زر التثبيت، فقط انقر على زر التثبيت وسيتم تثبيت اللوحة الخاصة بك.

    
    تُظهر لقطة الشاشة أعلاه ESP32 بعد تثبيته.

  • الخطوة 4: قبل البدء في البرمجة، يجب عليك تحديد جهاز ESP32 المناسب (توجد خيارات متعددة). انتقل إلى الأدوات -> اللوحات وحدد ESP32 Dev Module كما هو موضح هنا:

    

  • الخطوة 5: افتح مدير الجهاز وتحقق من منفذ COM المتصل به ESP32.

    

• عند استخدام espBerry، ابحث عن Silicon Labs CP210x USB إلى UART Bridge. في الإعداد لدينا يظهر COM4. ارجع إلى Arduino IDE وضمن الأدوات -> المنفذ، حدد المنفذ الذي يتصل به ESP.

  

• إذا كنت مبتدئًا في Arduino IDE، فيرجى الرجوع إلى استخدام برنامج الاردوينو (IDE).

برمجة منفذ SPI

• ما يلي لا يمثل سوى فترة وجيزةview برمجة SPI. برمجة SPI ليست سهلة، ولكن عندما نبدأ مشروعًا جديدًا، فإننا نبحث عن الكود عبر الإنترنت (على سبيل المثال، github.com).
• على سبيل المثال، لبرمجة وحدة التحكم MCP2515 CAN، نستخدم نسخة معدلة من مكتبة MCP_CAN لـ Arduino بواسطة Cory Fowler، أي أننا نستخدم معرفته وجهده في مشروعنا.
• ومع ذلك، من المفيد قضاء بعض الوقت في فهم برمجة SPI على المستوى الأساسي. على سبيل المثال، يحتوي espBerry على إشارات SPI محددة كما هو موضح هنا:

  

• يجب تطبيق هذه الإعدادات في كود التطبيق. يرجى الرجوع إلى الموارد التالية لمعرفة المزيد حول برمجة SPI باستخدام ESP32:
  • اتصال ESP32 SPI: مجموعة الدبابيس وواجهات الحافلات المتعددة والأجهزة الطرفية…
  • كيفية استخدام SPI مع ESP32 واردوينو…

برمجة المنفذ التسلسلي (UART).

• في espBerry، قمنا بتعيين IO15 كـ Rx وIO16 كـ Tx، وهما متصلان بـ GPIO16 وGPIO20 على رأس 40 سنًا.
• لقد اخترنا عدم استخدام إشارات RX/TX (GPIO3/GPIO1) القياسية على ESP32 DevKit، نظرًا لأنها غالبًا ما تستخدم لطباعة الاختبار من خلال Serial Monitor في Arduino IDE. قد يتداخل هذا مع الاتصال بين ESP32 وRPi HAT. بدلاً من ذلك، يجب عليك تعيين IO16 كـ Rx وIO15 كـ Tx لكل برنامج.

  

• يمثل الرمز أعلاه تطبيقًا على سبيل المثالampلو باستخدام Serial1.
• عند العمل مع ESP32 ضمن Arduino IDE، ستلاحظ أن الأمر التسلسلي يعمل بشكل جيد ولكن Serial1 وSerial2 لا يعملان. يحتوي ESP32 على ثلاثة منافذ تسلسلية للأجهزة يمكن تعيينها لأي طرف تقريبًا. لكي يعمل Serial1 وSerial2، تحتاج إلى إشراك فئة HardwareSerial. كمرجع، انظر ESP32 واردوينو و3 منافذ تسلسلية للأجهزة.
• انظر أيضا منشورنا مشروع espBerry: ESP32 مع شريحة CH9102F USB-UART لسرعة تسلسلية تصل إلى 3 ميجابت/ثانية.

عن الشركة

• حقوق الطبع والنشر © 2023 شركة كوبرهيل تكنولوجيز - جميع الحقوق محفوظة
• https://espBerry.com
• https://copperhilltech.com

المستندات / الموارد

لوحة تطوير espBerry ESP32 مع Raspberry Pi GPIO [بي دي اف] دليل المستخدم لوحة تطوير ESP32 مع Raspberry Pi GPIO، ESP32، لوحة تطوير مع Raspberry Pi GPIO، لوحة مع Raspberry Pi GPIO، Raspberry Pi GPIO

مراجع

• دليل المستخدم