Bodi ya Maendeleo ya espBerry ESP32 iliyo na Raspberry Pi GPIO

HABARI ZA BIDHAA

Vipimo

• Chanzo cha Nguvu: Vyanzo vingi
• GPIO: Inatumika na kichwa cha GPIO cha pini 40 cha Raspberry Pi
• Uwezo wa Waya: Ndiyo
• Kupanga: Kitambulisho cha Arduino

Zaidiview

EspBerry DevBoard inachanganya bodi ya ukuzaji ya ESP32DevKitC na HAT yoyote ya Raspberry Pi kwa kuunganisha kwenye kichwa cha GPIO cha pini 40 kinachooana na RPi. Haikusudiwi kuwa mbadala wa Raspberry Pi, lakini badala yake ni upanuzi wa utendaji wa ESP32 kwa kutumia aina mbalimbali za kofia za RPi zinazopatikana sokoni.

Vifaa

Kiunganishi cha Chanzo cha Nguvu
EspBerry inaweza kuendeshwa kupitia vyanzo mbalimbali. Tafadhali rejelea mwongozo wa mtumiaji kwa maelezo ya kina juu ya vyanzo vya nishati vinavyopatikana.

espBerry Schematics
EspBerry iliundwa ili kuweka ishara nyingi (GPIO, SPI, UART, nk.) iwezekanavyo. Hata hivyo, huenda isifunike KOFIA zote zinazopatikana sokoni. Ili kurekebisha na kuendeleza HAT yako mwenyewe, rejelea mpangilio wa espBerry. Unaweza kupakua miundo kamili ya espBerry (PDF) hapa.

ESP32 DevKit Pinout
ESP32 DevKit pinout hutoa uwakilishi unaoonekana wa usanidi wa pini ya bodi. Kwa kamili view ya picha ya pinout, bofya hapa.

Kichwa cha GPIO chenye pini 40 cha Raspberry Pi
Raspberry Pi ina safu ya pini za GPIO kwenye ukingo wa juu wa ubao. EspBerry inaoana na kichwa cha GPIO cha pini 40 kinachopatikana kwenye mbao zote za sasa za Raspberry Pi. Tafadhali kumbuka kuwa kichwa cha GPIO hakijajazwa kwenye Raspberry Pi Zero, Raspberry Pi Zero W, na Raspberry Pi Zero 2 W. Kabla ya Raspberry Pi 1 Model B+, mbao zilikuwa na kichwa kifupi cha pini 26. Kichwa cha GPIO kina pini ya 0.1 (2.54mm).

Uunganisho wa Bandari ya SPI
Bandari ya SPI kwenye espBerry inaruhusu mawasiliano ya mfululizo kamili ya duplex na synchronous. Inatumia ishara ya saa kuhamisha na kupokea data kati ya udhibiti mkuu (bwana) na vifaa vingi vya pembeni (watumwa). Tofauti na mawasiliano ya UART, ambayo ni ya asynchronous, ishara ya saa inasawazisha uhamisho wa data.

Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara

• Ninaweza kutumia Raspberry Pi HAT yoyote na espBerry?
  EspBerry imeundwa ili iendane na Raspberry Pi HAT yoyote kwa kuunganisha kwenye kichwa cha GPIO cha pini 40. Hata hivyo, huenda isifunike KOFIA zote zinazopatikana sokoni. Tafadhali rejelea mpangilio wa espBerry kwa habari zaidi.
• Ninaweza kutumia lugha gani ya programu na espBerry?
  EspBerry inasaidia upangaji kwa kutumia Arduino IDE maarufu, ambayo inatoa uwezo bora wa upangaji.
• Ninaweza kupata wapi maelezo ya ziada na nyenzo?
  Ingawa mwongozo huu wa mtumiaji unatoa maelezo ya kina, unaweza pia kuchunguza machapisho na makala mtandaoni kwa nyenzo za ziada. Ikiwa unahitaji maelezo zaidi au una mapendekezo, jisikie huru kuwasiliana nasi.

Zaidiview

• EspBerry DevBoard inachanganya Maendeleo ya ESP32-DevKitC ubao na kofia yoyote ya Raspberry Pi kwa kuunganisha kwenye kichwa cha GPIO cha pini 40 kinachooana na RPi.
• Madhumuni ya espBerry haipaswi kutambuliwa kama mbadala wa Raspberry Pi lakini kama kupanua utendakazi wa ESP32 kwa kugusa matoleo mengi ya RPi HAT kwenye soko na kuchukua advan.tage ya chaguzi nyingi na rahisi za maunzi.
• EspBerry ndiyo suluhisho bora kwa protoksi na programu za Mtandao wa Mambo (IoT), hasa zile zinazohitaji uwezo wa pasiwaya. Msimbo wa chanzo-wazi wote samples take advantage ya Arduino IDE maarufu na uwezo wake bora wa upangaji.
• Katika zifuatazo, tutaelezea vipengele vya vifaa na programu, ikiwa ni pamoja na maelezo yote unayohitaji kujua ili kuongeza kofia ya Raspberry ya uchaguzi wako. Kwa kuongeza, tutatoa mkusanyiko wa vifaa na programu samples ili kuonyesha uwezo wa espBerry.
• Hata hivyo, tutajiepusha na kurudia habari ambayo tayari inapatikana kupitia rasilimali nyingine, yaani, machapisho ya mtandaoni na makala. Popote tunapoona kuwa maelezo ya ziada ni muhimu, tutaongeza marejeleo ili ujifunze.
  Kumbuka: Tunajaribu kwa bidii sana kuandika kila maelezo ambayo yanaweza kuwa muhimu kwa wateja wetu kujua. Walakini, uhifadhi wa hati huchukua muda, na sisi sio wakamilifu kila wakati. Ikiwa unahitaji maelezo zaidi au una mapendekezo, tafadhali jisikie huru wasiliana nasi.

Vipengele vya espBerry

• Kichakataji: ESP32 DevKitC
  • 32-Bit Xtensa dual-core @240 MHz
  • WiFi IEEE 802.11 b/g/n 2.4 GHz
  • Bluetooth 4.2 BR/EDR na BLE
  • 520 kB SRAM (kB 16 kwa akiba)
  • 448 kB ROM
  • Inaweza kupangwa kwa kebo ya USB A/micro–USB B
• Raspberry Pi Inaoana na kichwa cha GPIO cha pini 40
  • GPIO 20
  • 2 x SPI
  • 1 x UART
• Nguvu ya Kuingiza: 5 VDC
  • Reverse ulinzi wa polarity
  • Kupindukiatage Ulinzi
  • Kiunganishi cha Kiunganishi cha Pipa la Nguvu Jack 2.00mm ID (0.079ʺ), 5.50mm OD (0.217ʺ)
  • Chaguzi za VDC 12/24 zinapatikana
• Masafa ya Uendeshaji: -40°C ~ 85°C
  Kumbuka: Kofia nyingi za RPi hufanya kazi kwa 0°C ~ 50°C
• Vipimo: 95 mm x 56 mm - 3.75ʺ x 2.2ʺ
  Inakubali Vipimo vya Mitambo ya Raspberry Pi HAT…

Vifaa

• Kwa ujumla, ubao wa ukuzaji wa espBerry unachanganya moduli ya ESP32-DevKitC na HAT yoyote ya Raspberry Pi kwa kuunganisha kwenye kichwa cha GPIO cha pini 40 kinachooana na RPi.
• Viunganishi vinavyotumika zaidi kati ya ESP32 na RPi HAT ni SPI na bandari ya UART kama ilivyoelezwa katika sura zifuatazo. Pia tumepanga ishara kadhaa za GPIO (Pato la Kusudi la Jumla la Kuingiza Data). Kwa maelezo zaidi juu ya ramani, tafadhali rejelea mpangilio.
• Tunajaribu sana kutoa hati nzuri. Hata hivyo, tafadhali elewa kwamba hatuwezi kueleza maelezo yote ya ESP32 katika mwongozo huu wa mtumiaji. Kwa habari zaidi, tafadhali rejelea Mwongozo wa Kuanza wa ESP32-DevKitC V4.

Vipengele vya Bodi ya espBerry

Kiunganishi cha Chanzo cha Nguvu

• EspBerry inaweza kuendeshwa kupitia vyanzo kadhaa:
  • Kiunganishi cha Micro-USB kwenye moduli ya ESP32 DevKitC
  • 5 VDC Jack 2.0 mm
  • Sehemu 5 ya VDC Terminal Block
  • Ugavi wa umeme wa nje uliounganishwa na RPi HAT
• Kuna kofia za Raspberry Pi zinazoruhusu kusambaza nguvu za nje (kwa mfano, VDC 12) moja kwa moja kwenye HAT. Unapowasha espBerry kupitia usambazaji huu wa nishati ya nje, unahitaji kuweka kirukaji kwenye Kiteuzi cha Chanzo cha Nishati kuwa "EXT." La sivyo, lazima iwekwe kuwa "Kwenye Bodi."
• Inawezekana kuwasha espBerry ndani (“Kwenye Ubao”) huku nguvu ikitumika kwenye HAT.

espBerry Schematics 

• EspBerry iliundwa ili kuweka ishara nyingi (GPIO, SPI, UART, nk.) iwezekanavyo. Hata hivyo, hiyo haimaanishi kuwa espBerry inashughulikia HAT zote zinazopatikana sokoni. Chanzo chako kikuu cha urekebishaji na kutengeneza HAT yako mwenyewe lazima kiwe ni mpangilio wa espBerry.

  

• Bofya hapa ili kupakua miundo kamili ya espBerry (PDF).
• Kwa kuongeza, tumeongeza ESP32 DevKitC na pini 40 ya GPIO ya kichwa cha Raspberry Pi katika sura zifuatazo.

ESP32 DevKit pinout
Kwa kamili view ya picha hapo juu, bofya hapa.

Kichwa cha GPIO chenye pini 40 cha Raspberry Pi

• Kipengele chenye nguvu cha Raspberry Pi ni safu mlalo ya GPIO (ingizo/toleo la kusudi la jumla) kwenye ukingo wa juu wa ubao. Kichwa cha GPIO cha pini 40 kinapatikana kwenye mbao zote za sasa za Raspberry Pi (hazina watu kwenye Raspberry Pi Zero, Raspberry Pi Zero W na Raspberry Pi Zero 2 W). Kabla ya Raspberry Pi 1 Model B+ (2014), mbao zilikuwa na kichwa kifupi cha pini 26. Kichwa cha GPIO kwenye mbao zote (pamoja na Raspberry Pi 400) kina sauti ya pini ya 0.1" (2.54mm).

  

• Kwa habari zaidi, rejelea Vifaa vya Raspberry Pi - GPIO na Kichwa cha pini 40.
• Kwa habari zaidi juu ya kofia za Raspberry Pi, tafadhali rejelea Vibao vya Kuongeza na Kofia.

Uunganisho wa Bandari ya SPI

• SPI inawakilisha Kiolesura cha Pembeni cha Serial, kiolesura kamili cha duplex na kisawazisha. Kiolesura cha kusawazisha kinahitaji ishara ya saa ili kuhamisha na kupokea data. Ishara ya saa inasawazishwa kati ya udhibiti mmoja wa kati ("bwana") na vifaa vingi vya pembeni ("watumwa"). Tofauti na mawasiliano ya UART, ambayo hayalinganishwi, mawimbi ya saa hudhibiti wakati data inapaswa kutumwa na wakati inapaswa kuwa tayari kusomeka.
• Kifaa kikuu pekee kinaweza kudhibiti saa na kutoa ishara ya saa kwa vifaa vyote vya watumwa. Data haiwezi kuhamishwa bila ishara ya saa. Bwana na mtumwa wanaweza kubadilishana data na kila mmoja. Hakuna usimbaji wa anwani unaohitajika.
• ESP32 ina mabasi manne ya SPI, lakini mawili tu yanapatikana kwa matumizi, na yanajulikana kama HSPI na VSPI. Kama ilivyoelezwa hapo awali, katika mawasiliano ya SPI, daima kuna kidhibiti kimoja (pia kinajulikana kama bwana) ambacho hudhibiti vifaa vingine vya pembeni (pia hujulikana kama watumwa). Unaweza kusanidi ESP32 kama bwana au mtumwa.

  

• Kwenye espBerry, ishara zilizopewa IO chaguo-msingi:

  

• Picha iliyo hapa chini inaonyesha ishara za SPI kutoka kwa moduli ya ESP32 hadi kichwa cha RPi GPIO kama dondoo kutoka kwa mpangilio.

  

• Kuna aina nyingi za bodi za ESP32 zinazopatikana. Bodi mbali na espBerry zinaweza kuwa na pini chaguomsingi tofauti za SPI, lakini unaweza kupata taarifa kuhusu pini chaguomsingi kutoka kwenye hifadhidata yao. Lakini ikiwa pini chaguo-msingi hazijatajwa, unaweza kuzipata kwa kutumia mchoro wa Arduino (tumia kiungo cha kwanza hapa chini).
• Kwa habari zaidi, tazama:
  • ESP32 SPI Mafunzo Mwalimu Mawasiliano Mtumwa Example…
  • Espressif GPIO Matrix na IO_MUX…
• EspBerry hutumia muunganisho wa VSPI kama chaguo-msingi, kumaanisha ukienda na mawimbi chaguo-msingi, hupaswi kupata matatizo. Kuna njia za kubadilisha mgawo wa pini na kubadili hadi HSPI (kama ilivyoelezewa katika marejeleo hapo juu), lakini hatujachunguza hali hizi za espBerry.
• Tazama pia sehemu yetu juu ya Upangaji wa Bandari ya SPI.

Uunganisho wa Bandari ya Serial (UART).

• Kando na bandari ya USB iliyo kwenye ubao, moduli ya ukuzaji ya ESP32 ina violesura vitatu vya UART, yaani, UART0, UART1, na UART2, ambavyo hutoa mawasiliano ya asynchronous kwa kasi ya hadi 5 Mbps. Bandari hizi za mfululizo zinaweza kuchorwa kwa karibu pini yoyote. Kwenye espBerry, tuligawa IO15 kama Rx na IO16 kama Tx, ambayo imeunganishwa kwa GPIO16 na GPIO20 kwenye kichwa cha pini 40 kama inavyoonyeshwa hapa:

  

• Tumechagua kutotumia mawimbi ya kawaida ya RX/TX (GPIO3/GPIO1) kwenye ESP32 DevKit, kwa kuwa mara nyingi hutumiwa kwa machapisho ya majaribio kupitia Serial Monitor ya Arduino IDE. Hii inaweza kutatiza mawasiliano kati ya ESP32 na RPi HAT. Badala yake, lazima upange ramani ya IO16 kama Rx na IO15 kama Tx kwa kila programu kama ilivyoelezwa katika sehemu ya Programu ya mwongozo huu.
• Tazama pia sehemu yetu juu ya Utayarishaji wa Serial (UART).

Programu

• Ifuatayo, tutaelezea kwa ufupi vipengele muhimu zaidi vya programu kwa espBerry. Kama ilivyotajwa hapo awali katika mwongozo huu wa mtumiaji, tutaongeza marejeleo ya mtandaoni ambapo tunaona kuwa maelezo ya ziada ni muhimu.
• Kwa zaidi, mradi wa mikono samples, tazama pia yetu Vidokezo vya Kuandaa vya ESP32.
• Kwa kuongeza, kuna wengi wa zamaniamples ya Fasihi ya programu ya ESP32, ambayo ni ya thamani ya uwekezaji.
• Walakini, tunapendekeza sana kutumia Miradi ya Kielektroniki yenye ESP8266 na ESP32, haswa kwa miradi yako ya programu isiyotumia waya. Ndiyo, vitabu vingi vizuri na rasilimali za mtandaoni za bure zinapatikana siku hizi, lakini hiki ndicho kitabu tunachotumia. Ilifanya mbinu yetu ya Bluetooth, BLE, na WIFI kuwa nyepesi. Kupanga programu zisizo na waya bila shida ilikuwa ya kufurahisha, na tunashiriki kwenye yetu web tovuti.

  

Kufunga na Kuandaa IDE ya Arduino

• programu zetu zote samples zimetengenezwa kwa kutumia Arduino IDE (Mazingira Jumuishi ya Maendeleo) kwa sababu ya urahisi wa usakinishaji na utumiaji. Zaidi ya hayo, kuna maelfu ya michoro ya Arduino inayopatikana mtandaoni kwa ESP32.
• Kwa ufungaji, fuata hatua hizi:
  • Hatua ya 1: Hatua ya kwanza itakuwa kupakua na kusakinisha Arduino IDE. Hili linaweza kufanywa kwa urahisi kwa kufuata kiungo https://www.arduino.cc/en/Main/Software na kupakua IDE bila malipo. Ikiwa tayari unayo, hakikisha una toleo jipya zaidi.
  • Hatua ya 2: Mara tu ikiwa imewekwa, fungua IDE ya Arduino, na uende kwa Files -> Mapendeleo ya kufungua dirisha la mapendeleo na kupata "Kidhibiti cha Bodi za Ziada URLs:” kama inavyoonyeshwa hapa chini:

    

    • Kisanduku cha maandishi kinaweza kuwa tupu au tayari kina zingine URL ikiwa umeitumia hapo awali kwa bodi nyingine. Ikiwa ni tupu, bandika tu hapa chini URL kwenye sanduku la maandishi.
      https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json
    • Ikiwa kisanduku cha maandishi tayari kina zingine URL ongeza tu hii URL kwake, tenganisha zote mbili na koma (,). Wetu tayari walikuwa na Vijana URL. Tumeingia hivi punde URL na kuongeza koma.
    • Mara baada ya kufanyika, bofya OK na dirisha litatoweka.
  • Hatua ya 3: Nenda kwa Zana -> Bodi -> Wasimamizi wa Bodi ili kufungua dirisha la msimamizi wa Bodi na utafute ESP32. Ikiwa URL ilibandikwa kwa usahihi dirisha lako linapaswa kupata skrini iliyo chini iliyo na kitufe cha Kusakinisha, bofya tu kwenye kitufe cha Sakinisha na ubao wako unapaswa kusakinishwa.

    
    Picha ya skrini iliyo hapo juu inaonyesha ESP32 baada ya kusakinishwa.

  • Hatua ya 4: Kabla ya kuanza programu, lazima uweke chagua vifaa vinavyofaa vya ESP32 (kuna chaguo nyingi). Nenda kwenye Zana -> Bodi na uchague Moduli ya ESP32 Dev kama inavyoonyeshwa hapa:

    

  • Hatua ya 5: Fungua kidhibiti cha kifaa na uangalie ni mlango gani wa COM ESP32 yako imeunganishwa.

    

• Unapotumia espBerry, tafuta Silicon Labs CP210x USB hadi UART Bridge. Katika usanidi wetu inaonyesha COM4. Rudi kwa Arduino IDE na chini ya Zana -> Bandari, chagua Bandari ambayo ESP yako imeunganishwa.

  

• Ikiwa wewe ni mwanzilishi na Arduino IDE, tafadhali rejelea Kutumia Programu ya Arduino (IDE).

Upangaji wa Bandari ya SPI

• Ifuatayo inawakilisha muda mfupi tuview ya programu ya SPI. Kupanga programu kwa SPI si rahisi, lakini kila tunapoanzisha mradi mpya, tunatafuta msimbo mtandaoni (kwa mfano, github.com).
• Kwa mfano, ili kupanga kidhibiti cha MCP2515 CAN, tunatumia toleo lililorekebishwa la Maktaba ya MCP_CAN ya Arduino na Cory Fowler, yaani, tunatumia maarifa na juhudi zake kwa mradi wetu.
• Walakini, inafaa kutumia wakati kuelewa upangaji wa SPI kwa kiwango cha msingi. Kwa mfano, espBerry ina ishara za SPI zilizopangwa kama inavyoonyeshwa hapa:

  

• Mipangilio hii lazima itumike katika msimbo wa programu. Tafadhali rejelea nyenzo zifuatazo ili kujifunza zaidi kuhusu upangaji programu wa SPI na ESP32:
  • Mawasiliano ya ESP32 SPI: Weka Pini, Violesura Nyingi vya Mabasi, na Vifaa vya pembeni…
  • Jinsi ya kutumia SPI na ESP32 na Arduino…

Utayarishaji wa Bandari ya Ufuatiliaji (UART).

• Kwenye espBerry, tuliweka IO15 kama Rx na IO16 kama Tx, ambayo imeunganishwa kwa GPIO16 na GPIO20 kwenye kichwa cha pini 40.
• Tumechagua kutotumia mawimbi ya kawaida ya RX/TX (GPIO3/GPIO1) kwenye ESP32 DevKit, kwa kuwa mara nyingi hutumiwa kwa machapisho ya majaribio kupitia Serial Monitor ya Arduino IDE. Hii inaweza kutatiza mawasiliano kati ya ESP32 na RPi HAT. Badala yake, lazima uweke ramani IO16 kama Rx na IO15 kama Tx kwa kila programu.

  

• Nambari iliyo hapo juu inawakilisha programu ya zamaniampkwa kutumia Serial1.
• Unapofanya kazi na ESP32 chini ya Arduino IDE, utagundua kuwa amri ya Serial inafanya kazi vizuri lakini Serial1 na Serial2 hazifanyi kazi. ESP32 ina milango mitatu ya mfululizo ya maunzi ambayo inaweza kuchorwa kwa karibu pini yoyote. Ili kupata Serial1 na Serial2 kufanya kazi, unahitaji kuhusisha darasa la HardwareSerial. Kama kumbukumbu, ona ESP32, Arduino na Bandari 3 za Sekta ya Vifaa.
• Tazama pia chapisho letu Mradi wa espBerry: ESP32 yenye CH9102F USB-UART Chip kwa Kasi ya Siri hadi 3Mbit/s.

KUHUSU KAMPUNI

• Hakimiliki © 2023 Copperhill Technologies Corporation – Haki Zote Zimehifadhiwa
• https://espBerry.com
• https://copperhilltech.com

Nyaraka / Rasilimali

Bodi ya Maendeleo ya espBerry ESP32 iliyo na Raspberry Pi GPIO [pdf] Mwongozo wa Mtumiaji Bodi ya Maendeleo ya ESP32 yenye Raspberry Pi GPIO, ESP32, Bodi ya Maendeleo yenye Raspberry Pi GPIO, Bodi yenye Raspberry Pi GPIO, Raspberry Pi GPIO

Marejeleo

• Mwongozo wa Mtumiaji