Меню

Esp32 работа с аналоговыми датчиками

ESP32: Аналоговые входы

У платы ESP32 15 аналоговых входов с АЦП (12 бит): 2, 4, 12–15, 25–27, 32–36 и 39. Позволяет представить аналоговое напряжение в цифровом виде с разрядностью 12 бит.

Для получения показаний достаточно вызвать функцию analogRead(GPIO), указав нужный пин.

При этом мы считываем уровень напряжения от 0В до 3.3В, которые распределяются от 0 до 4095.

Для примера подключим потенциометр к пину 34 и будем считывать показания через монитор порта.

Следует учитывать, что показания не являются строго линейными. Так напряжение от 3.2 до 3.3 всё равно будет выводить значение 4095, аналогично для напряжения от 0 до 0.1, которое будет равно 0.

При использовании WiFi для аналоговых входов используйте пины 32, 33, 34, 35, 36, 39. Остальные могут вызвать проблемы.

Другие функции

Существует свои нестандартные функции для работы с аналоговыми входами.

  • analogReadResolution(resolution) — устанавливает разрешение. Можно использовать значение 9 (0 – 511) или 12 (0 – 4095). По умолчанию используется 12 бит
  • analogSetWidth(width) — аналогичная функция. Можно использовать значение 9 (0 – 511) или 12 (0 – 4095). По умолчанию используется 12 бит
  • analogSetCycles(cycles) — set the number of cycles per sample. Default is 8. Range: 1 to 255
  • analogSetSamples(samples) — set the number of samples in the range. Default is 1 sample. It has an effect of increasing sensitivity
  • analogSetClockDiv(attenuation) — set the divider for the ADC clock. Default is 1. Range: 1 to 255
  • analogSetAttenuation(attenuation) — sets the input attenuation for all ADC pins. Default is ADC_11db. Accepted values:
    ADC_0db: sets no attenuation (1V input = ADC reading of 1088).
    ADC_2_5db: sets an attenuation of 1.34 (1V input = ADC reading of 2086).
    ADC_6db: sets an attenuation of 1.5 (1V input = ADC reading of 2975).
    ADC_11db: sets an attenuation of 3.6 (1V input = ADC reading of 3959).
  • analogSetPinAttenuation(pin, attenuation) — sets the input attenuation for the specified pin. The default is ADC_11db. Attenuation values are the same from previous function.
  • adcAttachPin(pin) — Attach a pin to ADC (also clears any other analog mode that could be on). Returns TRUE or FALSE result.
  • adcStart(pin), adcBusy(pin), resultadcEnd(pin) — starts an ADC convertion on attached pin’s bus. Check if conversion on the pin’s ADC bus is currently running (returns TRUE or FALSE). Get the result of the conversion: returns 16-bit integer.

Источник

ESP32 WROOM DevKit v1: распиновка, схема подключения и программирование

ESP32 DevKit — это универсальная платформа для разработки IoT-решений.

Программирование на C++

После выполненных действий плата ESP32 DevKit готова к программированию через Arduino IDE.

Подробности о функциях и методах работы ESP32 на языке C++ читайте на ESP32 Arduino Core’s.

Примеры работы для Arduino

ESP32 может подключиться к Wi-Fi сети, создать собственную точку доступа, представляться сервером и клиентом, формировать GET и POST запросы. Также микроконтроллер имеет два АЦП и датчик Хола.

Читайте также:  Датчик горючих газов термохимический

Пример WebClient

После подключения к Wi-Fi микроконтроллер напишет в COM порт ответ от сервера.

Пример Analog WebServer

ESP32 имеет 15 аналоговых пинов. Выведем через веб-интерфейс значения с 36, 39 и 34 пина.

Когда микроконтроллер подключится к Wi-Fi сети, в монитор порта будет выведен IP-адрес веб-страницы с данными. Получить к ней доступ можно из локальной сети, перейдя по указанному IP-адресу. Скопируйте IP-адрес из монитора порта и вставьте в адресную строку браузера. Если вы подключены к той же локальной сети, что и ESP32, то вы увидите веб-интерфейс.

Пример blink WebServer

Создадим WEB-сервер на порту 80. С помощью веб-интерфейса будем мигать светодиодами на 16 и 17 пинах.

При переходе по IP-адресу из монитора порта, выводится веб-страница с кнопками.

Программирование на JavaScript

Подробнее о функциях и методах работы ESP32 на языке JavaScript читайте документацию на Espruino.

Элементы платы

Мозг платформы

Платформа для разработки ESP32 DevKit основана на модуле ESP32-WROOM с чипом ESP32-D0WDQ6 от Espressif.

Чип ESP32-D0WDQ6

Чип ESP32-D0WDQ6 — выполнен по технологии SoC (англ. System-on-a-Chip — система на кристалле), в которую входит 2-ядерный 32-битный процессор Tensilica Xtensa LX6 с блоками памяти ROM на 448 КБ и SRAM на 520 КБ. В кристалле также расположены беспроводные технологии Wi-Fi/Bluetooth, радио-модуль, датчик Холла и сенсор температуры.

Для работы с чипом необходима внешняя Flash-память и другая электронная обвязка. Кристалл ESP32-D0WDQ6 является основой на базе которой выпускаются модули с необходимой периферией: например ESP32-WROOM или ESP32-WROVER .

Модуль ESP32-WROOM

ESP32-WROOM — модуль с чипом ESP32-D0WDQ6, Flash-памятью на 4 МБ и всей необходимой обвязкой, которые спрятаны под металлическим кожухом. Pins SCK/CLK, SDO/SD0, SDI/SD1, SHD/SD2, SWP/SD3 and SCS/CMD, namely, GPIO6 to GPIO11 are connected to the integrated SPI flash integrated on the module and are not recommended for other uses.

Рядом с кожухом расположена миниатюрная антенна из дорожки на верхнем слое печатной платы в виде змейки. Металлический кожух экранирует компоненты модуля и тем самым улучшает электромагнитные свойства.

Модуль является основной, на которой выполняются промышленные устройства или отладочные платы, например: ESP32 DevKit или ESP32-Sense Kit .

USB-UART преобразователь

Преобразователь USB-UART на микросхеме CP2102 обеспечивает связь модуля ESP32-WROOM с USB-портом компьютера. При подключении к ПК — платформа ESP32 DevKit определяется как виртуальный COM-порт.

Разъём micro-USB

Разъём micro-USB предназначен для прошивки и питания платформы ESP32 DevKit с помощью компьютера.

Светодиодная индикация

Имя светодиода Назначение
ON Индикатор питания платформы.
LED Пользовательский светодиод на 2 пине микроконтроллера. При задании значения «высокого уровня» светодиод включается, при «низком» – выключается.

Кнопка EN

Кнопка предназначена для ручного сброса программы — аналог кнопки RESET обычного компьютера.

Кнопка BOOT

Кнопка служит для ручного перевода модуля в режим прошивки:

Регулятор напряжения

Линейный понижающий регулятор напряжение AMS1117-3.3 обеспечивает питание микроконтроллера. Выходное напряжение 3,3 вольта с максимальным током 1 А.

Распиновка

Пины питания

Порты ввода/вывода

В отличие от большинства плат Arduino, родным напряжением ESP32 DevKit является 3,3 В, а не 5 В. Выходы для логической единицы выдают 3,3 В, а в режиме входа ожидают принимать не более 3,3 В. Более высокое напряжение может повредить микроконтроллер!

Будьте внимательны при подключении периферии: убедитесь, что она может корректно функционировать в этом диапазоне напряжений.

Интерфейсы

Каждый пин ввода-вывода платформы поддерживает аппаратные интерфейсы.

Источник

Справочник по распиновке ESP32: Какие выводы GPIO следует использовать?

Чип ESP32 поставляется с 48 контактами с разными функциями. Не все пины ESP32 доступны для использования.

Есть много вопросов о том, как использовать ESP32 GPIO. Какие контакты необходимо использовать? Какие выводы лучше избегать в своих проектах? Этот пост призван стать простым и понятным справочным руководством для ESP32 GPIO.

На рисунке ниже показана распиновка ESP-WROOM-32:

Периферийные устройства ESP32

К периферийным устройствам ESP32 относятся:

  • 18 Каналов аналого-цифрового преобразователя (АЦП )
  • 3 Интерфейса SPI3
  • Интерфейс UART2
  • Интерфейс I2C16
  • Выходные каналы ШИМ
  • 2 Цифро-аналоговых преобразователя (ЦАП)
  • 2 Интерфейса I2S10
  • Емкостные считывающие GPIO

Функции АЦП (аналого-цифровой преобразователь) и ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь) назначены строго определённым пинам. Тем не менее, вы сами решаете, какие контакты будут отведены под интерфейсы UART, I2C, SPI, PWM и т. д. — они определяются в коде прошивки. Это возможно благодаря функции мультиплексирования чипа ESP32.

Существуют пины, назначенные по умолчанию, как показано на следующем рисунке (это пример платы ESP32 DEVKIT V1 DOIT с 36 контактами — расположение контактов может меняться в зависимости от производителя). Вы можете их переопределять.

Кроме того, есть контакты с определенными функциями, которые делают их подходящими или не подходящими для конкретного проекта. В следующей таблице показано, какие выводы лучше всего использовать в качестве входов, выходов, а с какими следует соблюдать осторожность.

Контакты, с «ОК», подходят для использования. Пины без «ОК», подходят для использования, но вы должны обратить на них внимание, потому что они могут иметь неожиданное поведение, в основном при загрузке.

GPIO Input Output Notes
pulled up OK outputs PWM signal at boot
1 TX pin OK debug output at boot
2 OK OK connected to on-board LED
3 OK RX pin HIGH at boot
4 OK OK
5 OK OK outputs PWM signal at boot
6 x x connected to the integrated SPI flash
7 x x connected to the integrated SPI flash
8 x x connected to the integrated SPI flash
9 x x connected to the integrated SPI flash
10 x x connected to the integrated SPI flash
11 x x connected to the integrated SPI flash
12 OK OK boot fail if pulled high
13 OK OK
14 OK OK outputs PWM signal at boot
15 OK OK outputs PWM signal at boot
16 OK OK
17 OK OK
18 OK OK
19 OK OK
21 OK OK
22 OK OK
23 OK OK
25 OK OK
26 OK OK
27 OK OK
32 OK OK
33 OK OK
34 OK input only
35 OK input only
36 OK input only
39 OK input only

Пины только для входа

GPIO с 34 по 39 являются GPI — только входные. Эти контакты не имеют внутренних подтягивающих или понижающих резисторов. Они не могут быть использованы как выходы, поэтому используйте эти контакты только как входы:

SPI-flash встроена в ESP-WROOM-32

От GPIO 6 до GPIO 11 представлены в некоторых платах ESP32. Однако эти пины подключены к встроенной флэш-памяти SPI на микросхеме ESP-WROOM-32 их рекомендуется использовать для других целей. Назначение этих пинов:

  • GPIO 6 (SCK / CLK)
  • GPIO 7 (SDO / SD0)
  • GPIO 8 (SDI / SD1)
  • GPIO 9 (SHD / SD2)
  • GPIO 10 (SWP / SD3)
  • GPIO 11 (CSC / CMD)

Емкостные сенсорные GPIO

ESP32 имеет 10 внутренних емкостных сенсорных датчиков. Они могут отслеживать всё, что содержит электрический заряд, например, они могут обнаруживать изменения, возникающие при касании пальцами GPIO. Эти контакты могут быть легко встроены в датчики касания и заменять механические кнопки. Емкостные сенсорные контакты также могут быть использованы для пробуждения ESP32 от глубокого сна.

Внутренние сенсорные датчики подключены к этим GPIO:

  • T0 (GPIO 4)
  • T1 (GPIO 0)
  • T2 (GPIO 2)
  • T3 (GPIO 15)
  • T4 (GPIO 13)
  • T5 (GPIO 12)
  • T6 (GPIO 14)
  • T7 (GPIO 27)
  • T8 (GPIO 33)
  • T9 (GPIO 32)

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

ESP32 имеет входные каналы АЦП 18 x 12 бит. Это GPIO, которые можно использовать в качестве АЦП:

  • ADC1_CH0 (GPIO 36)
  • ADC1_CH1 (GPIO 37)
  • ADC1_CH2 (GPIO 38)
  • ADC1_CH3 (GPIO 39)
  • ADC1_CH4 (GPIO 32)
  • ADC1_CH5 (GPIO 33)
  • ADC1_CH6 (GPIO 34)
  • ADC1_CH7 (GPIO 35)
  • ADC2_12 GPO (0)
  • ADC2_CH2 (GPIO 2)
  • ADC2_CH3 (GPIO 15)
  • ADC2_CH4 (GPIO 13)
  • ADC2_CH5 (GPIO 12)
  • ADC2_CH6 (GPIO 14)
  • ADC2_CH7 (GPIO 27)
  • ADC2_CH8 (GPIO 25)
  • ADC2_CH9 (GPIO 26)

Примечание: контакты ADC2 нельзя использовать при использовании Wi-Fi. Поэтому, если вы используете Wi-Fi и у вас возникают проблемы с получением значения от GPIO ADC2, вы можете вместо этого рассмотреть возможность использования GPIO ADC1, что должно решить вашу проблему.

Входные каналы АЦП имеют разрешение 12 бит. Это означает, что вы можете получить аналоговые показания в диапазоне от 0 до 4095, в которых 0 соответствует 0 В, а 4095 — 3,3 В. У вас также есть возможность установить разрешение ваших каналов в коде, а также диапазон АЦП.

Выводы АЦП ESP32 работают не линейно. Об этом следует помнить при использовании выводов АЦП. Ниже представлен график получемых значений в зависимости от напряжения:

Источник

Adblock
detector