espBerry ESP32 þróunarborð með Raspberry Pi GPIO

VÖRUUPPLÝSINGAR

Tæknilýsing

• Aflgjafi: Margar heimildir
• GPIO: Samhæft við Raspberry Pi 40-pinna GPIO haus
• Þráðlausir eiginleikar: Já
• Forritun: Arduino IDE

Yfirview

espBerry DevBoard sameinar ESP32DevKitC þróunarborðið með hvaða Raspberry Pi HAT sem er með því að tengja við RPi samhæfðan 40 pinna GPIO haus um borð. Það er ekki ætlað að vera Raspberry Pi valkostur, heldur framlenging á virkni ESP32 með því að nýta fjölbreytt úrval RPi HAT sem eru til á markaðnum.

Vélbúnaður

Aflgjafatengi
Hægt er að knýja espBerry í gegnum ýmsar heimildir. Vinsamlegast skoðaðu notendahandbókina fyrir nákvæmar upplýsingar um tiltæka aflgjafa.

espBerry Schematics
The espBerry var hannað til að kortleggja eins mörg merki (GPIO, SPI, UART, osfrv.) og mögulegt er. Hins vegar gæti það ekki náð yfir alla HAT sem eru til á markaðnum. Til að laga og þróa þinn eigin HAT skaltu skoða skýringarmynd espBerry. Þú getur halað niður espBerry skýringarmyndinni í heild sinni (PDF) hér.

ESP32 DevKit Pinout
ESP32 DevKit pinout gefur sjónræna framsetningu á pinnastillingu borðsins. Fyrir fullt view af pinout myndinni, smelltu hér.

Raspberry Pi 40-pinna GPIO hausinn
Raspberry Pi er með röð af GPIO pinna meðfram efstu brún borðsins. espBerry er samhæft við 40 pinna GPIO hausinn sem er að finna á öllum núverandi Raspberry Pi borðum. Vinsamlegast athugaðu að GPIO hausinn er óbyggður á Raspberry Pi Zero, Raspberry Pi Zero W og Raspberry Pi Zero 2 W. Áður en Raspberry Pi 1 Model B+ var sett voru töflurnar með styttri 26 pinna haus. GPIO hausinn er með 0.1 (2.54 mm) pinnahæð.

SPI tengi
SPI tengið á espBerry gerir ráð fyrir fullri tvíhliða og samstilltum samskiptum. Það notar klukkumerki til að flytja og taka á móti gögnum á milli miðstýringar (meistara) og margra jaðartækja (þræla). Ólíkt UART samskiptum, sem er ósamstillt, samstillir klukkumerkið gagnaflutning.

Algengar spurningar

• Get ég notað hvaða Raspberry Pi HAT sem er með espBerry?
  espBerry er hannað til að vera samhæft við hvaða Raspberry Pi HAT sem er með því að tengja við innbyggða 40 pinna GPIO hausinn. Hins vegar gæti það ekki náð yfir alla HAT sem eru til á markaðnum. Vinsamlegast skoðaðu skýringarmynd espBerry fyrir frekari upplýsingar.
• Hvaða forritunarmál get ég notað með espBerry?
  The espBerry styður forritun með því að nota vinsæla Arduino IDE, sem býður upp á framúrskarandi forritunargetu.
• Hvar get ég fundið frekari upplýsingar og úrræði?
  Þó að þessi notendahandbók veiti nákvæmar upplýsingar, geturðu líka skoðað færslur og greinar á netinu til að fá frekari úrræði. Ef þig vantar frekari upplýsingar eða hefur ábendingar skaltu ekki hika við að hafa samband við okkur.

Yfirview

• espBerry DevBoard sameinar ESP32-DevKitC þróun borð með hvaða Raspberry Pi HAT sem er með því að tengja við innbyggða RPi-samhæfða 40 pinna GPIO hausinn.
• Tilgangur espBerry ætti ekki að líta á sem Raspberry Pi val heldur sem að auka virkni ESP32 með því að nýta sér hið mikla úrval af RPi HAT á markaðnum og nýtatage af mörgum og sveigjanlegum vélbúnaðarvalkostum.
• espBerry er fullkomin lausn fyrir frumgerð og Internet of Things (IoT) forrit, sérstaklega þau sem krefjast þráðlausrar getu. Allur opinn kóða samples taka advantage af hinum vinsæla Arduino IDE með framúrskarandi forritunargetu.
• Hér á eftir munum við útskýra vélbúnaðar- og hugbúnaðareiginleikana, þar á meðal allar upplýsingar sem þú þarft að vita til að bæta við Raspberry HAT að eigin vali. Að auki munum við útvega safn af vél- og hugbúnaðiamples til sýnir getu espBerry.
• Hins vegar munum við forðast að endurtaka upplýsingar sem þegar eru tiltækar í gegnum önnur úrræði, þ.e. færslur og greinar á netinu. Hvar sem við teljum að frekari upplýsingar séu nauðsynlegar munum við bæta við tilvísunum fyrir þig til að læra.
  Athugið: Við erum að reyna að skrá hvert smáatriði sem gæti verið mikilvægt fyrir viðskiptavini okkar að vita. Hins vegar tekur skjölun tíma og við erum ekki alltaf fullkomin. Ef þig vantar frekari upplýsingar eða hefur ábendingar skaltu ekki hika við að gera það hafðu samband við okkur.

espBerry eiginleikar

• Örgjörvi: ESP32 DevKitC
  • 32-bita Xtensa tvíkjarna @240 MHz
  • Þráðlaust net IEEE 802.11 b/g/n 2.4 GHz
  • Bluetooth 4.2 BR/EDR og BLE
  • 520 kB SRAM (16 kB fyrir skyndiminni)
  • 448 kB ROM
  • Forritanleg á USB A/micro–USB B snúru
• Raspberry Pi samhæfður 40 pinna GPIO haus
  • 20 GPIO
  • 2 x SPI
  • 1 x UART
• Inntaksstyrkur: 5 VDC
  • Öfug skautvörn
  • Yfirvoltage vernd
  • Power Barrel Connector Jack 2.00 mm auðkenni (0.079″), 5.50 mm OD (0.217″)
  • 12/24 VDC valkostir í boði
• Rekstrarsvið: -40°C ~ 85°C
  Athugið: Flestir RPi HATs virka við 0°C ~ 50°C
• Stærðir: 95 mm x 56 mm – 3.75' x 2.2'
  Uppfyllir Staðlaðar Raspberry Pi HAT vélrænar upplýsingar…

Vélbúnaður

• Almennt séð sameinar espBerry þróunarborðið ESP32-DevKitC eininguna við hvaða Raspberry Pi HAT sem er með því að tengja við innbyggða RPi-samhæfðan 40 pinna GPIO haus.
• Mest notuðu tengingarnar á milli ESP32 og RPi HAT eru SPI og UART tengið eins og útskýrt er í eftirfarandi köflum. Við höfum einnig kortlagt nokkur GPIO (General Purpose Input Output) merki. Nánari upplýsingar um kortlagningu er að finna í skýringarmyndinni.
• Við erum mjög að reyna að útvega góð skjöl. Hins vegar skaltu skilja að við getum ekki útskýrt allar upplýsingar um ESP32 í þessari notendahandbók. Fyrir frekari upplýsingar, vinsamlegast vísa til ESP32-DevKitC V4 Byrjunarhandbók.

espBerry Board hluti

Aflgjafatengi

• Hægt er að knýja espBerry í gegnum nokkrar heimildir:
  • Ör-USB tengið á ESP32 DevKitC einingunni
  • 5 VDC tengi 2.0 mm
  • 5 VDC tengiblokkin
  • Ytri aflgjafi tengdur við RPi HAT
• Það eru til Raspberry Pi húfur sem gera kleift að veita utanaðkomandi afli (td 12 VDC) beint á húfuna. Þegar þú kveikir á espBerry í gegnum þennan ytri aflgjafa þarftu að stilla stökkvarann ​​á Power Source Selector á „EXT“. Annars verður það að vera stillt á „Um borð“.
• Það er hægt að knýja espBerry innbyrðis („um borð“) á meðan enn er vald beitt á HAT.

espBerry Schematics 

• The espBerry var hannað til að kortleggja eins mörg merki (GPIO, SPI, UART, osfrv.) og mögulegt er. Hins vegar þýðir það ekki endilega að espBerry nái yfir alla HAT sem til eru á markaðnum. Endanleg uppspretta þín fyrir aðlögun og að þróa þinn eigin HAT verður að vera skýringarmynd espBerry.

  
• Smelltu hér til að hlaða niður espBerry skýringarmyndinni í heild sinni (PDF).
• Að auki höfum við bætt við ESP32 DevKitC og Raspberry Pi 40 pinna GPIO haus pinout í eftirfarandi köflum.

ESP32 DevKit pinoutinn
Fyrir fullt view af myndinni hér að ofan, smelltu hér.

Raspberry Pi 40-pinna GPIO hausinn

• Öflugur eiginleiki Raspberry Pi er röðin af GPIO (almennt inntak/úttak) pinna meðfram efstu brún borðsins. 40-pinna GPIO haus er að finna á öllum núverandi Raspberry Pi töflum (óbyggð á Raspberry Pi Zero, Raspberry Pi Zero W og Raspberry Pi Zero 2 W). Áður en Raspberry Pi 1 Model B+ (2014) kom til sögunnar voru plöturnar styttri 26 pinna haus. GPIO hausinn á öllum borðum (þar á meðal Raspberry Pi 400) er með 0.1 tommu (2.54 mm) pinnahæð.

  

• Fyrir frekari upplýsingar, sjá Raspberry Pi vélbúnaður – GPIO og 40 pinna hausinn.
• Fyrir frekari upplýsingar um Raspberry Pi HATs, vinsamlegast vísa til Viðbótartöflur og húfur.

SPI tengi

• SPI stendur fyrir Serial Peripheral Interface, serial full-duplex og samstillt tengi. Samstillta viðmótið krefst klukkumerkis til að flytja og taka á móti gögnum. Klukkumerkið er samstillt á milli einnar miðstýringar ("master") og margra jaðartækja ("þræla"). Ólíkt UART samskiptum, sem er ósamstillt, stjórnar klukkumerkið hvenær gögn á að senda og hvenær þau eiga að vera tilbúin til að lesa.
• Aðeins aðaltæki getur stjórnað klukkunni og gefið klukkumerki til allra þrælatækja. Ekki er hægt að flytja gögn án klukkumerkis. Bæði húsbóndi og þræll geta skipt gögnum sín á milli. Engin heimilisfangafkóðun er nauðsynleg.
• ESP32 hefur fjóra SPI rútur, en aðeins tveir eru fáanlegir til notkunar, og þeir eru þekktir sem HSPI og VSPI. Eins og fyrr segir, í SPI samskiptum er alltaf einn stjórnandi (einnig þekktur sem meistari) sem stjórnar öðrum jaðartækjum (einnig þekkt sem þrælar). Þú getur stillt ESP32 annað hvort sem meistara eða þræl.

  

• Á espBerry, merkin sem eru úthlutað sjálfgefnum IO:

  

• Myndin að neðan sýnir SPI merki frá ESP32 einingunni yfir í RPi GPIO hausinn sem útdrátt úr skýringarmyndinni.

  
• Það eru margar gerðir af ESP32 borðum í boði. Önnur bretti en espBerry geta verið með mismunandi sjálfgefna SPI pinna, en þú getur fundið upplýsingar um sjálfgefna pinna í gagnablaði þeirra. En ef sjálfgefna pinnar eru ekki nefndir geturðu fundið þá með því að nota Arduino skissu (notaðu fyrsta hlekkinn hér að neðan).
• Fyrir frekari upplýsingar, sjá:
  • ESP32 SPI Kennsla Master Slave Communication Example…
  • Espressif GPIO Matrix og IO_MUX…
• The espBerry notar VSPI tenginguna sem sjálfgefið, sem þýðir að ef þú ferð með sjálfgefna merki, ættir þú ekki að lenda í vandræðum. Það eru leiðir til að breyta pinnaúthlutuninni og skipta yfir í HSPI (eins og útskýrt er í ofangreindum tilvísunum), en við höfum ekki kannað þessar aðstæður fyrir espBerry.
• Sjá einnig hlutann okkar um SPI Port Forritun.

Raðtenging (UART) tengi

• Fyrir utan USB-tengi um borð hefur ESP32 þróunareiningin þrjú UART tengi, þ.e. UART0, UART1 og UART2, sem veita ósamstillt samskipti á allt að 5 Mbps hraða. Þessar raðtengi er hægt að kortleggja á næstum hvaða pinna sem er. Á espBerry úthlutaðum við IO15 sem Rx og IO16 sem Tx, sem eru tengd við GPIO16 og GPIO20 á 40 pinna hausnum eins og sýnt er hér:

  
• Við höfum valið að nota ekki staðlaða RX/TX (GPIO3/GPIO1) merki á ESP32 DevKit, þar sem þau eru oft notuð til prufuprentunar í gegnum Serial Monitor Arduino IDE. Þetta gæti truflað samskipti ESP32 og RPi HAT. Þess í stað verður þú að kortleggja IO16 sem Rx og IO15 sem Tx fyrir hvern hugbúnað eins og útskýrt er í hugbúnaðarhlutanum í þessari handbók.
• Sjá einnig hlutann okkar um Serial (UART) forritun.

Hugbúnaður

• Hér á eftir munum við í stuttu máli útskýra mikilvægustu forritunarþættina fyrir espBerry. Eins og áður hefur komið fram í þessari notendahandbók munum við bæta við tilvísunum á netinu þar sem við teljum að frekari upplýsingar séu nauðsynlegar.
• Fyrir meira, praktískt verkefni samples, sjá einnig okkar ESP32 Forritunarráð.
• Auk þess eru mörg fyrrvamples af ESP32 forritunarbókmenntir, sem eru fjárfestingarinnar virði.
• Hins vegar mælum við eindregið með notkun Rafræn verkefni með ESP8266 og ESP32, sérstaklega fyrir þráðlausa forritaverkefnin þín. Já, margar góðar bækur og ókeypis auðlindir á netinu eru fáanlegar þessa dagana, en þetta er bókin sem við erum að nota. Það gerði nálgun okkar við Bluetooth, BLE og WIFI gola. Það var skemmtilegt að forrita þráðlaus forrit án vandræða og við deilum þeim á okkar web síða.

  

Uppsetning og undirbúningur Arduino IDE

• Öll forritun okkar samples hafa verið þróuð með Arduino IDE (Integrated Development Environment) vegna auðveldrar uppsetningar og notkunar. Ennfremur eru mýgrútur af Arduino skissum fáanlegar á netinu fyrir ESP32.
• Fyrir uppsetningu, fylgdu þessum skrefum:
  • Skref 1: Fyrsta skrefið væri að hlaða niður og setja upp Arduino IDE. Þetta er auðvelt að gera með því að fylgja hlekknum https://www.arduino.cc/en/Main/Software og hlaða niður IDE ókeypis. Ef þú ert nú þegar með einn, vertu viss um að þú sért með nýjustu útgáfuna.
  • Skref 2: Þegar það hefur verið sett upp skaltu opna Arduino IDE og fara á Files -> Óskir til að opna kjörstillingargluggann og finna „Additional Boards Manager URLs:" eins og sýnt er hér að neðan:

    

    • Textareiturinn kann að vera tómur eða innihalda eitthvað annað URL ef þú hefur notað það áður fyrir annað borð. Ef það er tómt skaltu einfaldlega líma hér að neðan URL inn í textareitinn.
      https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json
    • Ef textareiturinn inniheldur þegar eitthvað annað URL bættu þessu bara við URL við það, aðskilja báðar með kommu (,). Okkar var þegar með Teensy URL. Við fórum bara inn í URL og bætti við kommu.
    • Þegar því er lokið, smelltu á OK og glugginn hverfur.
  • Skref 3: Farðu í Tools -> Boards -> Board Managers til að opna stjórnarstjóragluggann og leitaðu að ESP32. Ef URL var límt á réttan hátt ætti glugginn þinn að finna skjáinn fyrir neðan með Install hnappinn, smelltu bara á Install hnappinn og borðið þitt ætti að vera sett upp.

    
    Skjámyndin hér að ofan sýnir ESP32 eftir að hann var settur upp.

  • Skref 4: Áður en þú byrjar að forrita verður þú að velja viðeigandi ESP32 vélbúnað (það eru margir valkostir). Farðu í Tools -> Boards og veldu ESP32 Dev Module eins og sýnt er hér:

    

  • Skref 5: Opnaðu tækjastjórann og athugaðu hvaða COM tengi ESP32 þinn er tengdur.

    
• Þegar þú notar espBerry skaltu leita að Silicon Labs CP210x USB til UART Bridge. Í uppsetningu okkar sýnir það COM4. Farðu aftur í Arduino IDE og undir Tools -> Port, veldu portið sem ESP þinn er tengdur við.

  
• Ef þú ert byrjandi með Arduino IDE, vinsamlegast vísaðu til Að nota Arduino hugbúnaðinn (IDE).

SPI Port Forritun

• Eftirfarandi táknar aðeins stutt yfirview af SPI forritun. SPI forritun er ekki auðveld, en alltaf þegar við byrjum á nýju verkefni leitum við að kóða á netinu (td github.com).
• Til dæmis, til að forrita MCP2515 CAN stjórnandi, erum við að nota breytta útgáfu af MCP_CAN bókasafninu fyrir Arduino eftir Cory Fowler, þ.e. við erum að nýta þekkingu hans og fyrirhöfn fyrir verkefnið okkar.
• Engu að síður er þess virði að eyða tíma í að skilja SPI forritun á grunnstigi. Til dæmis, espBerry hefur SPI merki kortlögð eins og sýnt er hér:

  
• Þessar stillingar verða að vera notaðar í kóða forritsins. Vinsamlegast skoðaðu eftirfarandi úrræði til að læra meira um SPI forritun með ESP32:
  • ESP32 SPI samskipti: Stilltu pinna, mörg rútuviðmót og jaðartæki…
  • Hvernig á að nota SPI með ESP32 og Arduino…

Serial Port (UART) forritun

• Á espBerry úthlutaðum við IO15 sem Rx og IO16 sem Tx, sem eru tengd við GPIO16 og GPIO20 á 40 pinna hausnum.
• Við höfum valið að nota ekki staðlaða RX/TX (GPIO3/GPIO1) merki á ESP32 DevKit, þar sem þau eru oft notuð til prufuprentunar í gegnum Serial Monitor Arduino IDE. Þetta gæti truflað samskipti ESP32 og RPi HAT. Þess í stað verður þú að kortleggja IO16 sem Rx og IO15 sem Tx fyrir hvern hugbúnað.

  

• Ofangreindur kóði táknar forrit tdample með Serial1.
• Þegar þú vinnur með ESP32 undir Arduino IDE muntu taka eftir því að Serial skipunin virkar fínt en Serial1 og Serial2 gera það ekki. ESP32 hefur þrjú vélbúnaðarraðtengi sem hægt er að kortleggja á næstum hvaða pinna sem er. Til að fá Serial1 og Serial2 til að virka þarftu að taka þátt í HardwareSerial bekknum. Til viðmiðunar, sjá ESP32, Arduino og 3 vélbúnaðarraðtengi.
• Sjá einnig færsluna okkar espBerry Project: ESP32 með CH9102F USB-UART flís fyrir raðhraða allt að 3Mbit/s.

UM FYRIRTÆKIÐ

• Höfundarréttur © 2023 Copperhill Technologies Corporation – Allur réttur áskilinn
• https://espBerry.com
• https://copperhilltech.com

Skjöl / auðlindir

espBerry ESP32 þróunarborð með Raspberry Pi GPIO [pdfNotendahandbók ESP32 þróunarborð með Raspberry Pi GPIO, ESP32, þróunarborð með Raspberry Pi GPIO, borð með Raspberry Pi GPIO, Raspberry Pi GPIO

Heimildir

• Notendahandbók