برمجة لوحة esp32 مع اردوينو بيئة تطوير متكاملة

ملاحظة: تمت كتابة هذا البرنامج التعليمي بعد أن أطلقت Arduino رسميًا دعمها للوحات ESP32. لذلك إذا كنت قد اتبعت الطريقة القديمة لاستخدام GIT لتثبيت اللوحات ، فسيتعين عليك اتباع هذه الخطوات مرة أخرى (موصى بها بشدة) إذا كنت بحاجة إلى دعم للمكتبات الجديدة. إذا كنت تعمل مع ESP32 لأول مرة ، فلا داعي للقلق بشأن هذا الأمر.

وصل الإنترنت إلى كل جيب تقريبًا من خلال الهواتف الذكية ، وتشير التقديرات إلى أن حوالي 3.2 مليار شخص يستخدمون الإنترنت ولكن من المدهش أن حوالي 8.4 مليار جهاز يستخدمون الإنترنت. هذا يعني أن الأجهزة الإلكترونية متصلة بالإنترنت أكثر من ضعف عدد السكان الذين يستخدمون الإنترنت وهي تجعل الأشياء من حولنا أكثر ذكاءً كل يوم. السبب الرئيسي هو ازدهار إنترنت الأشياء المعروف باسم IOT ، ومن المقدر أيضًا أنه بحلول نهاية عام 2020 سيكون لدينا 20.4 مليار جهاز متصل بالإنترنت. لذا فقد حان الوقت للاستعداد والاستعداد للعمل مع مشاريع إنترنت الأشياء إذا أردنا مواكبة هذا التطور ، فمن حسن حظنا أن المنصات مفتوحة المصدر مثل Arduino و Espressif Systems جعلت الأمور سهلة جدًا بالنسبة لنا.

أطلقت Espressif Systems الطراز ESP8266-01 منذ فترة طويلة والذي فتح الأبواب للعديد من الهواة للدخول إلى عالم IOT ، ومنذ ذلك الحين طور المجتمع بقوة وكثير من المنتجات وصلت إلى السوق. الآن ، أدى إطلاق ESP32 Espressif إلى نقل الأشياء إلى مستوى جديد. هذه الوحدة الصغيرة الرخيصة التي تبلغ تكلفتها 8 دولارات هي وحدة المعالجة المركزية ثنائية النواة 32 بت مع تقنية Wi-Fi مدمجة وبلوتوث مزدوج الوضع مع كمية كافية من 30 دبابيس I / O لجميع مشاريع الإلكترونيات الأساسية. كل هذه الميزات سهلة الاستخدام للغاية ، حيث يمكن برمجتها مباشرة من Arduino IDE. الخروج بما يكفي… لذلك دعونا نبدأ في برمجة ESP32 مع Arduino IDE ومن ثم يمكنك تجربة جميع المشاريع القائمة على إنترنت الأشياء باستخدام ESP32.

المواد المطلوبة:

• وحدة ESP32
• اردوينو IDE
• كابل البرمجة (كابل USB الصغير)
• حجر الروح من MCU (مجرد مزاح)

معلومات الأجهزة الخاصة بـ ESP32:

دعونا نلقي نظرة على وحدة ESP32. إنها أكبر قليلاً من وحدة ESP8266-01 وهي صديقة للوحة التجارب لأن معظم رؤوس الدبوس مكسورة لأن دبابيس الإدخال / الإخراج تواجه بعضها البعض وهو أمر رائع. دعنا نقسم اللوحة إلى أجزاء صغيرة لمعرفة الغرض من كل جزء

كما ترى فإن قلب الوحدة هو ESP-WROOM-32 وهو معالج دقيق 32 بت. يحتوي أيضًا على زوجين من الأزرار ومصابيح LED الموضحة أدناه.

مقبس Micro-USB: يُستخدم مقبس USB الصغير لتوصيل ESP32 بجهاز الكمبيوتر الخاص بنا من خلال كابل USB. يتم استخدامه لبرمجة وحدة ESP وكذلك يمكن استخدامه لتصحيح الأخطاء التسلسلي لأنه يدعم الاتصال التسلسلي

زر EN: زر EN هو زر إعادة تعيين وحدة ESP. سيؤدي الضغط على هذا الزر إلى إعادة تعيين الرمز الذي يعمل على وحدة ESP

زر التمهيد: يستخدم هذا الزر لتحميل البرنامج من Arduino إلى وحدة ESP. يجب الضغط عليه بعد النقر على أيقونة التحميل في Arduino IDE. عند الضغط على زر التمهيد مع الزر EN ، يدخل ESP في وضع تحميل البرامج الثابتة. لا تلعب بهذا الوضع إلا إذا كنت تعرف ما تفعله.

مؤشر LED الأحمر: يستخدم المصباح الأحمر الموجود على اللوحة للإشارة إلى مصدر الطاقة. يضيء باللون الأحمر عند تشغيل اللوحة.

مؤشر LED أزرق: مؤشر LED الأزرق على اللوحة متصل بدبوس GPIO. يمكن تشغيله أو إيقاف تشغيله من خلال البرمجة. في بعض الألواح الصينية المستنسخة مثل لوحتي ، قد يكون هذا المصباح باللون الأحمر أيضًا.

دبابيس الإدخال / الإخراج: هذا هو المكان الذي حدث فيه تطور كبير. على عكس ESP8266 ، في ESP32 ، يمكننا الوصول إلى كل دبوس الإدخال / الإخراج للوحدة من خلال دبابيس الفصل. هذه المسامير قادرة على القراءة / الكتابة الرقمية ، القراءة / الكتابة التناظرية ، PWM ، IIC ، SPI ، DAC وأكثر من ذلك بكثير. سوف ندخل أكثر في ذلك لاحقًا. ولكن إذا كنت مهتمًا ، فيمكنك التعلم من خلال وصف الدبوس في ورقة بيانات ESP32.

ESP-WROOM-32: هذا هو قلب وحدة ESP32. إنه معالج دقيق 32 بت تم تطويره بواسطة أنظمة Espressif. إذا كنت شخصًا تقنيًا ، يمكنك قراءة ورقة بيانات ESP-WROOM-32. لقد قمت أيضًا بإدراج بعض المعلمات المهمة أدناه.

ESP32
تخصيص	القيمة
عدد النوى	2
هندسة معمارية	32 بت
تردد وحدة المعالجة المركزية
واي فاي	نعم
بلوتوث	نعم
الرامات "الذاكرة العشوائية في الهواتف والحواسيب	512 كيلو بايت
فلاش	16 ميجا بايت
دبابيس GPIO	36
بروتوكولات الاتصال	SPI ، IIC ، I2S ، UART ، CAN
قنوات ADC	18 قناة
قرار ADC	12 بت
قنوات DAC	2
قرار DAC	8 بت

في الوقت الحالي ، هذه هي كل المعلومات التي نحتاج إلى معرفتها حول الأجهزة. سنغطي المزيد من التعمق أثناء تحركنا مع مشاريع مختلفة باستخدام ESP32.

إزالة الإصدار القديم من لوحة ESP32

يمكن تخطي هذه الخطوة من قبل المستخدمين الذين يستخدمون ESP32 مع Arduino لأول مرة. بالنسبة للآخرين الذين قاموا بالفعل بتثبيت لوحة ESP32 على Arduino باستخدام GIT ، يتعين عليهم حذف مجلد Espriff من Arduino Directory.

يمكن لمستخدمي Windows العثور على هذا المجلد في Documents / Arduino / Hardware ، ما عليك سوى العثور على المجلد وحذفه نهائيًا قبل متابعة الخطوات الأخرى.

تحضير Arduino IDE الخاص بك

الخطوة 1: لنبدأ الآن. ستكون الخطوة الأولى هي تنزيل Arduino IDE وتثبيته. يمكن القيام بذلك بسهولة عن طريق اتباع الرابط https://www.arduino.cc/en/Main/Software وتنزيل IDE مجانًا. إذا كان لديك بالفعل ، فتأكد من أنه من أحدث إصدار.

الخطوة 2: بمجرد التثبيت ، افتح Arduino IDE وانتقل إلى الملفات -> التفضيلات لفتح نافذة التفضيلات وتحديد "عناوين URL لمدير اللوحات الإضافية:" كما هو موضح أدناه

الخطوة 3: قد يكون مربع النص هذا فارغًا أو قد يحتوي أيضًا على عنوان URL آخر إذا كنت قد استخدمته مسبقًا لـ ESP8266. إذا كان فارغًا ، فقم ببساطة بلصق عنوان URL أدناه في مربع النص

dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json

إذا كان مربع النص يحتوي بالفعل على بعض عناوين URL الأخرى ، فما عليك سوى إضافة عنوان URL هذا إليه ، وفصلهما بفاصلة (،). كان لدي عنوان URL الخاص بـ ESP8266 ، لقد أضفت عنوان URL هذا وأضفت فاصلة ، مثل هذا

https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json ،

بمجرد الانتهاء ، بدت نوافذ التفضيلات الخاصة بي هكذا أدناه. فقط انقر فوق "موافق" وستختفي النافذة.

الخطوة 4: انتقل الآن إلى Tools -> Boards -> Board Managers لفتح نافذة مدير المجلس وابحث عن ESP32. إذا تم لصق عنوان URL بشكل صحيح ، فستجد نافذتك الشاشة أدناه مع زر التثبيت ، ما عليك سوى النقر على زر التثبيت ويجب تثبيت اللوحة الخاصة بك.

الخطوة 5: تأكد من أن لديك اتصال إنترنت نشط وانتظر حتى يكتمل التثبيت. قد يستغرق الأمر بضع دقائق بناءً على سرعة اتصالك بالإنترنت.

هذا هو الآن جاهز Arduino IDE الخاص بنا للعمل مع ESP32. دعنا نمضي قدمًا ونتحقق مما إذا كان يعمل.

برمجة ESP32 مع Arduino IDE:

الخطوة 1: قم بتوصيل لوحة ESP32 بجهاز الكمبيوتر الخاص بك من خلال كابل micro-USB. تأكد من ارتفاع مؤشر LED الأحمر في الوحدة لضمان مصدر الطاقة.

الخطوة 2: ابدأ Arduino IDE وانتقل إلى Tools -> Boards وحدد ESP32Dev board كما هو موضح أدناه

الخطوة 3: افتح مدير الجهاز وتحقق من منفذ com الذي يتصل به ESP32. المنجم متصل بـ COM 8 كما هو موضح أدناه

الخطوة 4: ارجع إلى Arduino IDE وتحت أدوات -> المنفذ ، حدد المنفذ الذي يتصل به ESP. بمجرد التحديد ، سترى شيئًا كهذا في الزاوية اليسرى السفلية من IDE.

الخطوة 5: لنقم بتحميل برنامج Blink ، للتحقق مما إذا كنا قادرين على برمجة وحدة ESP32 الخاصة بنا. يجب أن يومض هذا البرنامج مصباح LED بفاصل زمني من ثانية واحدة.

كثافة العمليات LED_BUILTIN = 2 ، إعداد باطل () {pinMode (LED_BUILTIN، OUTPUT) ؛ } حلقة باطلة () {digitalWrite (LED_BUILTIN، HIGH) ؛ تأخير (1000) ؛ الكتابة الرقمية (LED_BUILTIN ، منخفضة) ؛ تأخير (1000) ؛ }

البرنامج مشابه جدًا لرمز Arduino blink ومن ثم فأنا لا أشرحها بالتفصيل. لكن أحد التغييرات هو أنه ، هنا في ESP32 ، يتم توصيل مؤشر LED الموجود على اللوحة برقم التعريف الشخصي 2 ، بينما سيتم توصيله في Arduino برقم التعريف الشخصي 13.

الخطوة 6: لتحميل الكود ، ما عليك سوى النقر فوق تحميل وسترى وحدة تحكم Arduino تعرض ما يلي إذا كان كل شيء يعمل كما هو متوقع.

ملاحظة: بالنسبة لبعض الوحدات النمطية ، قد تضطر إلى الضغط باستمرار على زر التمهيد أثناء التحميل لتجنب الخطأ.

هذا هو أننا نجحنا في تحميل الكود الأول إلى لوحة ESP32 الخاصة بنا. الوحدة النمطية الخاصة بي مع وميض LED الخاص بها موضحة أدناه

هذه هي الطريقة التي يمكن بها تنفيذ برمجة ESP32 باستخدام Arduino IDE. يمكنك المضي قدمًا وتجربة برامج الأمثلة الأخرى المتوفرة في ملف -> مثال -> ESP32 للعمل مع وظائف أخرى لـ ESP32. إذا واجهت أي مشكلة في الحصول على هذا العمل ، فلا تتردد في نشر الاستعلام في أقسام التعليقات أدناه. يمكنك أيضًا استخدام المنتدى للحصول على مساعدة فنية.