espBerry ESP32 izstrādes padome ar Raspberry Pi GPIO

PRODUKTA INFORMĀCIJA

Specifikācijas

• Barošanas avots: Vairāki avoti
• GPIO: Savietojams ar Raspberry Pi 40-pin GPIO galveni
• Bezvadu iespējas: Jā
• Programmēšana: Arduino IDE

Beigāsview

EspBerry DevBoard apvieno ESP32DevKitC izstrādes plati ar jebkuru Raspberry Pi HAT, izveidojot savienojumu ar iebūvēto RPi saderīgo 40 kontaktu GPIO galveni. Tā nav domāta kā Raspberry Pi alternatīva, bet gan ESP32 funkcionalitātes paplašinājums, izmantojot plašo tirgū pieejamo RPi HAT klāstu.

Aparatūra

Barošanas avota savienotājs
EspBerry var darbināt no dažādiem avotiem. Lūdzu, skatiet lietotāja rokasgrāmatu, lai iegūtu detalizētu informāciju par pieejamajiem barošanas avotiem.

espBerry shēmas
EspBerry tika izstrādāts, lai kartētu pēc iespējas vairāk signālu (GPIO, SPI, UART utt.). Tomēr tas var neaptvert visas tirgū pieejamās cepures. Lai pielāgotu un izstrādātu savu HAT, skatiet espBerry shēmu. Jūs varat lejupielādēt visas espBerry shēmas (PDF) šeit.

ESP32 DevKit Pinout
ESP32 DevKit kontaktdakša nodrošina vizuālu plates tapu konfigurācijas attēlojumu. Par pilnu view piespraušanas attēla, noklikšķiniet šeit.

Raspberry Pi 40 kontaktu GPIO galvene
Raspberry Pi ir GPIO tapu rinda gar tāfeles augšējo malu. EspBerry ir saderīgs ar 40 kontaktu GPIO galveni, kas atrodama visās pašreizējās Raspberry Pi platēs. Lūdzu, ņemiet vērā, ka Raspberry Pi Zero, Raspberry Pi Zero W un Raspberry Pi Zero 2 W GPIO galvene nav aizpildīta. Pirms Raspberry Pi 1 modeļa B+ dēļiem bija īsāka 26 kontaktu galvene. GPIO galvenes tapas solis ir 0.1 (2.54 mm).

SPI porta savienojums
EspBerry SPI ports nodrošina seriālo pilnduplekso un sinhrono saziņu. Tas izmanto pulksteņa signālu, lai pārsūtītu un saņemtu datus starp centrālo vadību (galveno) un vairākām perifērijas ierīcēm (vergiem). Atšķirībā no UART komunikācijas, kas ir asinhrona, pulksteņa signāls sinhronizē datu pārraidi.

FAQ

• Vai espBerry var izmantot jebkuru Raspberry Pi HAT?
  EspBerry ir izstrādāts tā, lai tas būtu savietojams ar jebkuru Raspberry Pi HAT, pievienojot to borta 40 kontaktu GPIO galveni. Tomēr tas var neaptvert visas tirgū pieejamās cepures. Lai iegūtu papildinformāciju, lūdzu, skatiet espBerry shēmu.
• Kādu programmēšanas valodu var izmantot ar espBerry?
  EspBerry atbalsta programmēšanu, izmantojot populāro Arduino IDE, kas piedāvā lieliskas programmēšanas iespējas.
• Kur es varu atrast papildu informāciju un resursus?
  Lai gan šajā lietotāja rokasgrāmatā ir sniegta detalizēta informācija, varat arī izpētīt tiešsaistes ziņas un rakstus, lai iegūtu papildu resursus. Ja jums nepieciešama papildu informācija vai ieteikumi, lūdzu, sazinieties ar mums.

Beigāsview

• EspBerry DevBoard apvieno ESP32-DevKitC izstrāde savienojiet ar jebkuru Raspberry Pi HAT, izveidojot savienojumu ar iebūvēto RPi saderīgo 40 kontaktu GPIO galveni.
• EspBerry mērķis nav jāuztver kā Raspberry Pi alternatīva, bet gan kā ESP32 funkcionalitātes paplašināšana, izmantojot plašo RPi HAT piedāvājumu tirgū un izmantojot priekšrocības.tage no daudzajām un elastīgajām aparatūras opcijām.
• EspBerry ir ideāls risinājums prototipu veidošanai un lietiskā interneta (IoT) lietojumprogrammām, īpaši tām, kurām nepieciešamas bezvadu iespējas. Visi atvērtā pirmkoda kodi samples take advantage no populārā Arduino IDE ar izcilajām programmēšanas iespējām.
• Tālāk mēs izskaidrosim aparatūras un programmatūras funkcijas, tostarp visu informāciju, kas jums jāzina, lai pievienotu Raspberry HAT pēc savas izvēles. Turklāt mēs nodrošināsim aparatūras un programmatūras kolekcijuamples to demonstrē espBerry iespējas.
• Tomēr mēs atturēsimies atkārtot informāciju, kas jau ir pieejama citos resursos, ti, tiešsaistes ziņās un rakstos. Ja mēs uzskatām, ka ir nepieciešama papildu informācija, mēs pievienosim atsauces, lai jūs varētu izpētīt.
  Piezīme: Mēs ļoti cenšamies dokumentēt katru detaļu, kas var būt svarīga mūsu klientiem. Tomēr dokumentācija prasa laiku, un mēs ne vienmēr esam perfekti. Ja jums nepieciešama papildu informācija vai ieteikumi, lūdzu, nekautrējieties sazinieties ar mums.

espBerry funkcijas

• Procesors: ESP32 DevKitC
  • 32 bitu Xtensa divkodolu @ 240 MHz
  • WiFi IEEE 802.11 b / g / n 2.4 GHz
  • Bluetooth 4.2 BR/EDR un BLE
  • 520 kB SRAM (16 kB kešatmiņai)
  • 448 kB ROM
  • Programmējams ar USB A/mikro-USB B kabeli
• Raspberry Pi saderīga 40 kontaktu GPIO galvene
  • 20 GPIO
  • 2 x SPI
  • 1 x UART
• Ievades jauda: 5 V līdzstrāva
  • Apgrieztās polaritātes aizsardzība
  • Overvoltage Aizsardzība
  • Strāvas mucas savienotāja ligzda 2.00 mm ID (0.079 ʺ), 5.50 mm OD (0.217 ʺ)
  • Pieejamas 12/24 VDC opcijas
• Darbības diapazons: -40°C ~ 85°C
  Piezīme: Lielākā daļa RPi HAT darbojas 0°C ~ 50°C temperatūrā
• Izmēri: 95 mm x 56 mm – 3.75ʺ x 2.2ʺ
  Atbilst Standarta Raspberry Pi HAT mehāniskās specifikācijas…

Aparatūra

• Kopumā espBerry izstrādes panelis apvieno ESP32-DevKitC moduli ar jebkuru Raspberry Pi HAT, izveidojot savienojumu ar iebūvēto RPi saderīgo 40 kontaktu GPIO galveni.
• Visbiežāk izmantotie savienojumi starp ESP32 un RPi HAT ir SPI un UART ports, kā paskaidrots nākamajās nodaļās. Mēs esam arī kartējuši vairākus GPIO (vispārējas nozīmes ievades izvades) signālus. Lai iegūtu sīkāku informāciju par kartēšanu, lūdzu, skatiet shēmu.
• Mēs ļoti cenšamies nodrošināt labu dokumentāciju. Tomēr, lūdzu, saprotiet, ka mēs nevaram izskaidrot visu ESP32 informāciju šajā lietotāja rokasgrāmatā. Lai iegūtu sīkāku informāciju, lūdzu, skatiet ESP32-DevKitC V4 darba sākšanas rokasgrāmata.

espBerry dēļa sastāvdaļas

Barošanas avota savienotājs

• EspBerry var darbināt no vairākiem avotiem:
  • Mikro-USB savienotājs ESP32 DevKitC modulī
  • 5 V līdzstrāvas ligzda 2.0 mm
  • 5 VDC spaiļu bloks
  • Ārējais barošanas avots, kas pievienots RPi HAT
• Ir Raspberry Pi HAT, kas ļauj piegādāt ārējo strāvu (piem., 12 VDC) tieši uz HAT. Kad espBerry tiek darbināts, izmantojot šo ārējo barošanas avotu, strāvas avota atlasītājā jāiestata džemperis uz “EXT”. Pretējā gadījumā tam ir jābūt iestatītam uz “Onboard”.
• EspBerry ir iespējams darbināt iekšēji (“uz klāja”), vienlaikus saglabājot barošanu HAT.

espBerry shēmas 

• EspBerry tika izstrādāts, lai kartētu pēc iespējas vairāk signālu (GPIO, SPI, UART utt.). Tomēr tas ne vienmēr nozīmē, ka espBerry aptver visus tirgū pieejamos HAT. Jūsu galvenajam adaptāciju un CEPures izstrādes avotam ir jābūt espBerry shēmai.

  
• Noklikšķiniet šeit, lai lejupielādētu visas espBerry shēmas (PDF).
• Turklāt nākamajās nodaļās esam pievienojuši ESP32 DevKitC un Raspberry Pi 40 kontaktu GPIO galvenes kontaktdakšu.

ESP32 DevKit spraudnis
For a full view no iepriekš redzamā attēla, noklikšķiniet šeit.

Raspberry Pi 40 kontaktu GPIO galvene

• Jaudīga Raspberry Pi funkcija ir GPIO (vispārēja lietojuma ievades/izvades) tapu rinda gar plates augšējo malu. 40 kontaktu GPIO galvene ir atrodama visās pašreizējās Raspberry Pi platēs (neapdzīvotas uz Raspberry Pi Zero, Raspberry Pi Zero W un Raspberry Pi Zero 2 W). Pirms Raspberry Pi 1 modeļa B+ (2014. g.) dēļiem bija īsāka 26 kontaktu galvene. Visu paneļu GPIO galvenei (ieskaitot Raspberry Pi 400) ir 0.1 collas (2.54 mm) tapas solis.

  

• Lai iegūtu papildinformāciju, skatiet Raspberry Pi aparatūra — GPIO un 40 kontaktu galvene.
• Lai iegūtu papildinformāciju par Raspberry Pi Cepurēm, lūdzu, skatiet Papildu dēļi un cepures.

SPI porta savienojums

• SPI apzīmē Serial Peripheral Interface — seriālo pilnduplekso un sinhrono interfeisu. Sinhronajam interfeisam ir nepieciešams pulksteņa signāls, lai pārsūtītu un saņemtu datus. Pulksteņa signāls tiek sinhronizēts starp vienu centrālo vadību (“master”) un vairākām perifērijas ierīcēm (“vergi”). Atšķirībā no UART komunikācijas, kas ir asinhrona, pulksteņa signāls kontrolē, kad dati ir jānosūta un kad tiem jābūt gataviem nolasīšanai.
• Tikai galvenā ierīce var kontrolēt pulksteni un nodrošināt pulksteņa signālu visām palīgierīcēm. Datus nevar pārsūtīt bez pulksteņa signāla. Gan galvenais, gan slavenais var apmainīties ar datiem savā starpā. Adreses dekodēšana nav nepieciešama.
• ESP32 ir četras SPI kopnes, bet tikai divas ir pieejamas lietošanai, un tās ir pazīstamas kā HSPI un VSPI. Kā minēts iepriekš, SPI komunikācijā vienmēr ir viens kontrolieris (pazīstams arī kā galvenais), kas kontrolē citas perifērijas ierīces (pazīstamas arī kā vergus). Varat konfigurēt ESP32 kā galveno vai pakārtoto ierīci.

  

• EspBerry noklusējuma IO piešķirtie signāli:

  

• Zemāk redzamajā attēlā redzami SPI signāli no ESP32 moduļa uz RPi GPIO galveni kā shēmas fragments.

  
• Ir pieejami dažādi ESP32 dēļu veidi. Plātnēm, kas nav espBerry, var būt atšķirīgas noklusējuma SPI tapas, taču informāciju par noklusējuma tapām varat atrast to datu lapā. Bet, ja noklusējuma tapas nav minētas, varat tās atrast, izmantojot Arduino skici (izmantojiet pirmo saiti zemāk).
• Papildinformāciju skatiet:
  • ESP32 SPI apmācība Master Slave Communication Example…
  • Espressif GPIO Matrix un IO_MUX…
• EspBerry kā noklusējuma savienojumu izmanto VSPI savienojumu, kas nozīmē, ka, ja izmantojat noklusējuma signālus, jums nevajadzētu rasties problēmām. Ir veidi, kā mainīt tapas piešķiršanu un pārslēgties uz HSPI (kā paskaidrots iepriekš minētajās atsaucēs), taču mēs neesam izpētījuši šos espBerry scenārijus.
• Skatiet arī mūsu sadaļu par SPI portu programmēšanu.

Sērijas (UART) porta savienojums

• Papildus iebūvētajam USB portam ESP32 izstrādes modulim ir trīs UART saskarnes, ti, UART0, UART1 un UART2, kas nodrošina asinhronu saziņu ar ātrumu līdz 5 Mb/s. Šos seriālos portus var kartēt ar gandrīz jebkuru tapu. EspBerry mēs piešķīrām IO15 kā Rx un IO16 kā Tx, kas ir savienoti ar GPIO16 un GPIO20 40 kontaktu galvenē, kā parādīts šeit:

  
• Esam izvēlējušies ESP3 DevKit neizmantot standarta RX/TX (GPIO1/GPIO32) signālus, jo tos bieži izmanto testa izdrukām, izmantojot Arduino IDE seriālo monitoru. Tas var traucēt saziņu starp ESP32 un RPi HAT. Tā vietā jums ir jākartē IO16 kā Rx un IO15 kā Tx katrai programmatūrai, kā paskaidrots šīs rokasgrāmatas sadaļā Programmatūra.
• Skatiet arī mūsu sadaļu par seriālo (UART) programmēšanu.

Programmatūra

• Tālāk mēs īsi izskaidrosim svarīgākos espBerry programmēšanas aspektus. Kā minēts iepriekš šajā lietotāja rokasgrāmatā, mēs pievienosim tiešsaistes atsauces, ja uzskatīsim, ka ir nepieciešama papildu informācija.
• Lai iegūtu vairāk, praktiskais projekts samples, skatiet arī mūsu ESP32 programmēšanas padomi.
• Turklāt ir daudz bijušoamples no ESP32 programmēšanas literatūra, kas ir ieguldījuma vērti.
• Tomēr mēs ļoti iesakām izmantot Elektroniskie projekti ar ESP8266 un ESP32, īpaši jūsu bezvadu lietojumprogrammu projektiem. Jā, mūsdienās ir pieejamas daudzas labas grāmatas un bezmaksas tiešsaistes resursi, taču mēs izmantojam šo grāmatu. Tas padarīja mūsu pieeju Bluetooth, BLE un WIFI par vieglu. Bezvadu lietojumprogrammu programmēšana bez problēmām bija jautra, un mēs tās kopīgojam savās vietnēs web vietne.

  

Arduino IDE instalēšana un sagatavošana

• Visas mūsu programmēšanas samples ir izstrādāti, izmantojot Arduino IDE (Integrated Development Environment), jo to ir viegli uzstādīt un lietot. Turklāt ESP32 tiešsaistē ir pieejamas neskaitāmas Arduino skices.
• Lai instalētu, veiciet šīs darbības:
  • 1. darbība: Pirmais solis būtu lejupielādēt un instalēt Arduino IDE. To var viegli izdarīt, sekojot saitei https://www.arduino.cc/en/Main/Software un bez maksas lejupielādējot IDE. Ja jums tāda jau ir, pārliecinieties, vai jums ir jaunākā versija.
  • 2. darbība: Pēc instalēšanas atveriet Arduino IDE un dodieties uz Files -> Preferences, lai atvērtu preferenču logu un atrastu “Papildu paneļu pārvaldnieks URLs:”, kā parādīts zemāk:

    

    • Tekstlodziņš var būt tukšs vai tajā jau ir kāds cits URL ja esat to iepriekš izmantojis citam dēlim. Ja tas ir tukšs, vienkārši ielīmējiet tālāk norādīto URL into the text box.
      https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json
    • Ja tekstlodziņā jau ir kāds cits URL vienkārši pievienojiet šo URL atdaliet abus ar komatu (,). Mūsējiem jau bija Teensy URL. Mēs tikko iegājām URL un pievienoja komatu.
    • Kad tas ir izdarīts, noklikšķiniet uz Labi, un logs pazudīs.
  • 3. darbība: Dodieties uz Tools -> Boards -> Board Managers, lai atvērtu padomes pārvaldnieka logu un meklētu ESP32. Ja URL tika ielīmēts pareizi, jūsu logam jāatrod zemāk redzamais ekrāns ar pogu Instalēt, vienkārši noklikšķiniet uz pogas Instalēt, un jūsu dēlis tiks instalēts.

    
    Iepriekš redzamajā ekrānuzņēmumā ir parādīts ESP32 pēc tā instalēšanas.

  • 4. darbība: Pirms programmēšanas sākuma ir jāiestata atbilstošā ESP32 aparatūra (ir vairākas iespējas). Dodieties uz Tools -> Boards un atlasiet ESP32 Dev Module, kā parādīts šeit:

    

  • 5. darbība: Atveriet ierīču pārvaldnieku un pārbaudiet, kuram COM portam ir pievienots jūsu ESP32.

    
• Izmantojot espBerry, meklējiet Silicon Labs CP210x USB uz UART tiltu. Mūsu iestatījumos tas parāda COM4. Atgriezieties pie Arduino IDE un sadaļā Rīki -> Ports atlasiet portu, kuram ir pievienots jūsu ESP.

  
• Ja esat iesācējs ar Arduino IDE, lūdzu, skatiet Arduino programmatūras (IDE) izmantošana.

SPI portu programmēšana

• Tālāk ir sniegts tikai īss pārskatsview SPI programmēšana. SPI programmēšana nav vienkārša, taču ikreiz, kad sākam jaunu projektu, mēs meklējam kodu tiešsaistē (piemēram, github.com).
• Piemēram, lai programmētu MCP2515 CAN kontrolieri, mēs izmantojam Korija Faulera modificēto MCP_CAN bibliotēkas versiju Arduino, ti, mēs izmantojam viņa zināšanas un pūles mūsu projektam.
• Tomēr ir vērts tērēt laiku, lai izprastu SPI programmēšanu pamata līmenī. Piemēram, espBerry SPI signāli ir kartēti, kā parādīts šeit:

  
• Šie iestatījumi ir jāpiemēro lietojumprogrammas kodā. Lūdzu, skatiet tālāk norādītos resursus, lai uzzinātu vairāk par SPI programmēšanu ar ESP32:
  • ESP32 SPI komunikācija: iestatiet tapas, vairākas kopnes saskarnes un perifērijas ierīces…
  • Kā lietot SPI ar ESP32 un Arduino…

Serial Port (UART) programmēšana

• EspBerry mēs piešķīrām IO15 kā Rx un IO16 kā Tx, kas ir savienoti ar GPIO16 un GPIO20 40 kontaktu galvenē.
• Esam izvēlējušies ESP3 DevKit neizmantot standarta RX/TX (GPIO1/GPIO32) signālus, jo tos bieži izmanto testa izdrukām, izmantojot Arduino IDE seriālo monitoru. Tas var traucēt saziņu starp ESP32 un RPi HAT. Tā vietā jums ir jākartē IO16 kā Rx un IO15 kā Tx katrai programmatūrai.

  

• Iepriekš minētais kods apzīmē lietojumprogrammu, piemēram,ample izmantojot Serial1.
• Strādājot ar ESP32 ar Arduino IDE, pamanīsit, ka Serial komanda darbojas lieliski, bet Serial1 un Serial2 ne. ESP32 ir trīs aparatūras seriālie porti, kurus var kartēt ar gandrīz jebkuru tapu. Lai Serial1 un Serial2 darbotos, ir jāiesaista HardwareSerial klase. Kā atsauci sk ESP32, Arduino un 3 aparatūras seriālie porti.
• Skatiet arī mūsu ziņu espBerry projekts: ESP32 ar CH9102F USB-UART mikroshēmu seriālajam ātrumam līdz 3Mbit/s.

PAR UZŅĒMUMU

• Autortiesības © 2023 Copperhill Technologies Corporation — visas tiesības paturētas
• https://espBerry.com
• https://copperhilltech.com

Dokumenti / Resursi

espBerry ESP32 izstrādes padome ar Raspberry Pi GPIO [pdfLietotāja rokasgrāmata ESP32 izstrādes panelis ar Raspberry Pi GPIO, ESP32, izstrādes panelis ar Raspberry Pi GPIO, dēlis ar Raspberry Pi GPIO, Raspberry Pi GPIO

Atsauces

• Lietotāja rokasgrāmata