Начало работы с платой разработки ESP32

ESP32 — это серия недорогих и энергоэффективных систем на кристалле (SoC) микроконтроллеров, разработанных компанией Espressif. Они включают возможности беспроводной связи Wi-Fi и Bluetooth и имеют двухъядерный процессор. Если вы знакомы с ESP8266, то ESP32 — его преемник, оснащенный множеством новых функций.

Содержание

1. Введение в ESP32
2. Характеристики ESP32
3. ESP32 vs ESP8266
4. ESP32 с Arduino IDE

Введение в ESP32

Сначала давайте разберемся, что такое ESP32? ESP32 — это серия микроконтроллеров на кристалле, разработанных компанией Espressif.

Почему они так популярны? В основном благодаря следующим характеристикам:

• Низкая стоимость: можно приобрести ESP32, начиная с $6, что делает его легко доступным для широкой публики;
• Низкое энергопотребление: ESP32 потребляет очень мало энергии по сравнению с другими микроконтроллерами, и поддерживает режимы низкого энергопотребления, такие как глубокий сон для экономии энергии;
• Возможности Wi-Fi: ESP32 может легко подключиться к Wi-Fi сети для доступа в интернет (режим станции) или создать собственную беспроводную Wi-Fi сеть (режим точки доступа), чтобы другие устройства могли подключаться к нему — это важно для IoT и проектов домашней автоматизации, вы можете использовать несколько устройств, которые общаются друг с другом, используя свои возможности Wi-Fi;
• Bluetooth: ESP32 поддерживает классический Bluetooth и Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE), что полезно для различных IoT приложений;
• Двухъядерный процессор: большинство ESP32 двухъядерные — они оснащены двумя 32-битными микропроцессорами Xtensa LX6: ядро 0 и ядро 1.
• Богатый интерфейс периферийного ввода/вывода: ESP32 поддерживает широкий спектр периферийных устройств ввода (считывание данных из внешнего мира) и вывода (отправка команд/сигналов во внешний мир), таких как емкостное касание, АЦП, ЦАП, UART, SPI, I2C, PWM и многое другое.
• Совместимость с "языком программирования" Arduino: те, кто уже знаком с программированием плат Arduino, будут рады узнать, что они могут программировать ESP32 в стиле Arduino.
• Совместимость с MicroPython: вы можете программировать ESP32 с помощью прошивки MicroPython, которая представляет собой повторную реализацию Python 3, ориентированную на микроконтроллеры и встроенные системы.

Характеристики ESP32

Если вы хотите получить более технические и конкретные данные, можете ознакомиться со следующими детальными характеристиками ESP32 (источник: http://esp32.net/) — для получения дополнительной информации, ознакомьтесь с техническим описанием):

• Беспроводная связь:

  • WiFi: скорость передачи данных 150,0 Мбит/с с HT40
  • Bluetooth: BLE (Bluetooth Low Energy) и классический Bluetooth

• Процессор: Двухъядерный 32-битный микропроцессор Tensilica Xtensa LX6, работающий на частоте 160 или 240 МГц

• Память:

  • ПЗУ: 448 КБ (для загрузки и основных функций)
  • SRAM: 520 КБ (для данных и инструкций)
  • Быстрая SRAM RTC: 8 КБ (для хранения данных и основного ЦПУ во время загрузки RTC из режима глубокого сна)
  • Медленная SRAM RTC: 8 КБ (для доступа сопроцессора во время глубокого сна)
  • eFuse: 1 Кбит (из которых 256 бит используются для системы (MAC-адрес и конфигурация чипа), а оставшиеся 768 бит зарезервированы для пользовательских приложений, включая шифрование флэш-памяти и идентификатор чипа)
  • Встроенная флэш-память: флэш-память, подключенная внутренне через IO16, IO17, SD_CMD, SD_CLK, SD_DATA_0 и SD_DATA_1 на чипах ESP32-D2WD и ESP32-PICO-D4.
  • 0 МБ (чипы ESP32-D0WDQ6, ESP32-D0WD и ESP32-S0WD)
  • 2 МБ (чип ESP32-D2WD)
  • 4 МБ (модуль SiP ESP32-PICO-D4)

• Низкое энергопотребление: гарантирует, что вы можете использовать, например, АЦП-преобразования даже в режиме глубокого сна.

• Ввод/вывод периферийных устройств: интерфейс периферийных устройств с DMA, который включает емкостное касание, АЦП, ЦАП, I²C, UART, SPI, I²S, RMII, PWM и многое другое.

• Безопасность: аппаратные ускорители для AES и SSL/TLS.

Основные различия между ESP32 и ESP8266

Установка ESP32 в Arduino IDE

Чтобы начать программировать ESP32 с использованием Arduino IDE, вам нужно сначала установить необходимые инструменты и настроить среду разработки. Следуйте шагам ниже:

Шаг 1: Установите Arduino IDE

Если у вас еще нет установленной Arduino IDE, скачайте и установите её с официального сайта Arduino. Выберите версию, подходящую для вашей операционной системы (Windows, macOS или Linux), и следуйте инструкциям по установке.

Шаг 2: Добавьте ESP32 в Arduino IDE

1. Откройте Arduino IDE.
2. Перейдите в меню Файл -> Настройки.
   

1. Найдите поле "Дополнительные ссылки для менеджера плат" и вставьте туда следующий URL: https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json
   
2. Нажмите OK.

Шаг 3: Установите платформу ESP32

1. Перейдите в меню Инструменты -> Плата -> Менеджер плат.
   
2. В окне менеджера плат введите в поле поиска "ESP32".
3. Найдите платформу "ESP32 by Espressif Systems" и нажмите кнопку Установка.
   
4. Подождите, пока установка завершится. Это может занять несколько минут.

Шаг 4: Выберите ESP32 Dev Module

1. Если вы используете ESP32 Dev Module, обязательно выберите его в списке плат. Перейдите в меню Инструменты -> Плата и выберите ESP32 Dev Module.
   

Шаг 5: Установите драйверы (если требуется)

Если вы не видите COM-порт в Arduino IDE, вам, вероятно, нужно установить драйверы USB-to-UART на вашем компьютере. Большинство плат ESP32 используют либо чип CP210x, либо CH340, в зависимости от используемой вами платы.

Если вам нужно установить драйверы CP210x, мы рекомендуем ознакомиться с этим руководством:  Install ESP32/ESP8266 USB Drivers – CP210x USB to UART Bridge

Шаг 6: Загрузите пример кода

1. Перейдите в меню Файл -> Примеры -> WiFi и выберите пример WiFiScan
   
2. Нажмите кнопку Загрузить (иконка со стрелкой вправо), чтобы скомпилировать и загрузить код на плату.

Шаг 7: Откройте монитор порта

1. Откройте Монитор порта в меню Инструменты -> Монитор порта.
2. Убедитесь, что скорость соединения установлена на 115200 бод.
3. Наблюдайте за выводом данных с платы в реальном времени.

Возможные проблемы и решения

Если вы попытаетесь загрузить новый эскиз в ESP32 и получите сообщение об ошибке «Произошла неустранимая ошибка: не удалось подключиться к ESP32: истекло время ожидания… Подключение… ». Это означает, что ваш ESP32 не находится в режиме прошивки / загрузки.

Выбрав правильное имя платы и COM-порт, выполните следующие действия:

Выбрав правильное название платы и COM-порт, выполните следующие действия:

• Удерживайте нажатой кнопку “BOOT” на вашей плате ESP32
  
• Нажмите кнопку “Загрузить” в Arduino IDE, чтобы загрузить свой эскиз:
  

• После того, как вы увидите сообщение “Подключение ....” в вашей Arduino IDE, отпустите палец от кнопки “BOOT”:
  

   

• После этого вы должны увидеть сообщение “Загрузка завершена”

Вот и все. На вашем ESP32 должен быть запущен новый sketch. Нажмите кнопку “ВКЛЮЧИТЬ”, чтобы перезапустить ESP32 и запустить новый загруженный sketch.

Заключение

Теперь, когда вы установили все необходимые драйверы и настроили Arduino IDE для работы с вашим ESP32, вы готовы к экспериментам и созданию собственных проектов! С помощью этого мощного микроконтроллера вы сможете подключать свои устройства к Wi-Fi, управлять различными датчиками, работать с Bluetooth и многое другое.

Не бойтесь пробовать новое — ESP32 предлагает огромное количество возможностей для творчества. И помните, если у вас возникнут вопросы или что-то пойдет не так, всегда можно обратиться за помощью и найти решение.

Удачи в ваших проектах с ESP32, и пусть ваши идеи воплотятся в реальность!