ESP32 और Arduino

क्या हुआ जो हर कोई इतने लंबे समय तक इंतजार कर रहा था और वे क्या बात करते थे - नए ईएसपी 32 मॉड्यूल को व्यापक रूप से बेचा जाने लगा और लोगों के पास गया। आज हम इन मॉड्यूल के बारे में एक अव्यवसायिक उपयोगकर्ता के दृष्टिकोण से बात करेंगे, जो कि Arduino के साथ काम करने और होम ऑटोमेशन के लिए या केवल मनोरंजन और स्व-अध्ययन के लिए छोटे प्रोजेक्ट बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।

क्या यह बिल्कुल काम करता है? Arduino IDE में इन मॉड्यूल के समर्थन के साथ क्या है? क्या यह अधिक भुगतान करने के लिए लायक है या क्या पहले से परिचित ESP8266 के लिए खुद को सीमित करना बेहतर है? हम इन सभी सवालों का एक साथ जवाब देने की कोशिश करेंगे, और लेख के अंत में मैं Arduino के साथ ESP32 के काम के वास्तविक अवतार के लिए एक लिंक दूंगा - ESPP मंच के लिए Arduino मेगा सर्वर के मुफ्त संस्करण का वितरण।

विनिर्देश

मैं यहां ईएसपी 32 के विनिर्देशों पर ध्यान नहीं दूंगा, आप उन्हें इंटरनेट पर आसानी से पा सकते हैं: प्रत्येक समीक्षक ईएसपी 32 समीक्षा की शुरुआत में विशिष्टताओं की एक शीट लाना अपना कर्तव्य समझता है। मैं केवल यह कह सकता हूं कि वे प्रभावशाली हैं और यदि आप मामले को गंभीरता से और सोच-समझकर अपनाते हैं, तो आप मॉड्यूल की सभी क्षमताओं का अध्ययन करने और इसके साथ प्रयोग करने में एक वर्ष से अधिक का समय लगा सकते हैं।

आइए हम इसे पेशेवरों (या जो लोग खुद को ऐसा मानते हैं) पर छोड़ दें और इस मुद्दे के व्यावहारिक पक्ष पर ध्यान केंद्रित करें, जो कि मात्र नश्वर के लिए समझ और सुलभ है।

मूल्य जारी करें

चलो कीमत के साथ शुरू करते हैं। फिलहाल, चीनी ऑनलाइन स्टोर में ईएसपी 32 मॉड्यूल बोर्ड के संस्करण में एक हार्नेस और यूएसबी इंटरफ़ेस के साथ 350 रूबल और 500 की लागत है। यह क्रमशः ईएसपी 8266 मॉड्यूल के लिए 100 और 160 रूबल के खिलाफ है। जैसा कि आप देख सकते हैं, अंतर तीन गुना से अधिक है, हालांकि पूर्ण मूल्य छोटे हैं, प्रत्येक, यदि वांछित है, तो एक माइक्रोकंट्रोलर पर 350 - 500 रूबल खर्च कर सकते हैं। तुलना के लिए, एक ही चीन में Arduino मेगा 2560 की कीमत 600 रूबल है, और रूस में लगभग 1000 (प्लस ईथरनेट ढाल की लागत) है।

यह केवल यह पता लगाने के लिए बनी हुई है कि क्या यह ESP8266 के लिए तीन गुना अधिक भुगतान करने लायक है या नहीं और इसके लिए हमें क्या मिलेगा। (आगे देखते हुए, मैं कहूंगा कि, मेरी राय में, यह निश्चित रूप से इसके लायक है।)

Arduino IDE में सहायता

मॉड्यूल के साथ कुछ करने के लिए, आपको पहले Arduino IDE में इसका समर्थन करना होगा। फिलहाल, Arduino IDE में ESP32 के लिए समर्थन प्रारंभिक, लेकिन काफी सभ्य और व्यावहारिक स्तर पर है। जो लोग यहां दुर्गम कठिनाइयों का सामना करने से डरते हैं, वे चिंता नहीं कर सकते हैं - मुख्य कार्य ठीक काम करते हैं और आप सबसे अधिक संभावना अन्य नियंत्रकों पर काम करने की तुलना में कोई अंतर नहीं देखेंगे।

डिवाइस ड्राइवरों के साथ चीजें थोड़ी खराब हैं, लेकिन यह निश्चित रूप से एक अस्थायी घटना है। मॉड्यूल इतना लोकप्रिय है कि निकट भविष्य में किसी भी बाह्य उपकरणों के लिए समर्थन अनिवार्य रूप से दिखाई देगा।

Arduino IDE में ESP32 सपोर्ट जोड़ना

अब Arduino IDE में ESP32 समर्थन स्थापित करने पर कुछ व्यावहारिक जानकारी। इंटरनेट इस विषय पर निर्देशों से भरा है, आप उन्हें इसमें प्रचुर मात्रा में भी पा सकते हैं। मैं केवल ध्यान देता हूं कि सभी निर्देशों को "पुराने" में विभाजित किया गया है, जहां पायथन का उल्लेख किया गया है और "नया", जहां जीआईटी का उल्लेख किया गया है। स्वाभाविक रूप से, आपको नए लोगों द्वारा निर्देशित होने की आवश्यकता है।

कई निर्देशों में से, सर्वश्रेष्ठ को (विचित्र रूप से पर्याप्त) मॉड्यूल के निर्माता से आधिकारिक निर्देश कहा जा सकता है।

github.com/espressif/arduino-esp32

जिसे मैं इस्तेमाल करने की सलाह देता हूं। एकमात्र चेतावनी: जीआईटी वैकल्पिक है, आप बस वितरण पैकेज डाउनलोड कर सकते हैं और इसे वांछित निर्देशिका में खोल सकते हैं।

नोट। निम्न में से सभी विंडोज 7 64-बिट के तहत इंस्टॉलेशन पर लागू होते हैं, क्योंकि मैंने इस पर सभी प्रयोग किए हैं, अन्य ऑपरेटिंग सिस्टम में संकेत दिए गए रास्तों से भिन्न हो सकते हैं।

वितरण फ़ाइलों को फ़ोल्डर में होना चाहिए

C:\Users\User\Documents\Arduino\hardware\espressif\esp32 

जहां C: आपके विंडोज ड्राइव का नाम है, और उपयोगकर्ता ऑपरेटिंग सिस्टम में उपयोगकर्ता का नाम है (दोनों जिनमें से कोई भी आपके निर्दिष्ट से भिन्न हो सकता है)।

ईएसपी 32 के लिए अविशिष्ट स्थापना अंक

कई उपयोगकर्ता शिकायत करते हैं कि उनके लिए कुछ भी काम नहीं करता है और Arduino IDE में ESP32 समर्थन प्रकट नहीं होता है। यहां यह बात है: चूंकि ESP32 ड्राइवर केवल विकसित किए जा रहे हैं, सिस्टम निर्देशिकाओं के स्थान का क्रम थोड़ा बदल गया है। Arduino IDE सेटिंग्स में स्केच के स्थान के लिए फ़ोल्डर निर्दिष्ट फ़ोल्डर होना चाहिए

 C:\Users\User\Documents\Arduino 

(ड्राइव और उपयोगकर्ता नाम के समान संशोधनों के साथ), और वितरण फ़ाइलों को निर्माता द्वारा अनुशंसित इस फ़ोल्डर के अंदर स्थित होना चाहिए। यदि इस बिंदु पर ध्यान नहीं दिया जाता है, तो Arduino IDE में ESP32 के लिए समर्थन दिखाई नहीं देगा और कुछ भी काम नहीं करेगा।

Arduino आईडीई संस्करण

आप अक्सर सुनते हैं कि ESP32 समर्थन केवल Arduino IDE के नवीनतम संस्करणों में उपलब्ध है, ऐसा नहीं है - ESP32 पहले के संस्करणों में ठीक काम करता है, उदाहरण के लिए, ESP32 के लिए Arduino मेगा सर्वर वितरण संस्करण 1.6.1 r2 में विकसित किया गया था।

ईएसपी 32 के लाभ

अब इसके पूर्ववर्ती, ESP8266 पर ESP32 के फायदों के बारे में बात करते हैं। मैं प्रोसेसर पावर और रैम जैसी स्पष्ट चीजों पर ध्यान नहीं दूंगा, मैं केवल यह कह सकता हूं कि आपको ESP32 को पूरी तरह से DIY और होम ऑटोमेशन कार्यों पर लोड करने के लिए कड़ी मेहनत करने की आवश्यकता है।

पिना

अपने पूर्ववर्ती, ईएसपी 8266 मॉड्यूल के अकिलीस एड़ी, निष्कर्षों की एक बहुत छोटी संख्या थी (और है)। Arduino Mega और Arduino जैसे नियंत्रकों के साथ काम करने के बाद, उनके दर्जनों डिजिटल और एनालॉग पिन के साथ, ESP8266 के साथ काम करना बहुत ही चौंकाने वाला है: GPIO गिनती शाब्दिक रूप से एक है, और यह वास्तविक परियोजनाओं में इस मॉड्यूल के उपयोग को बहुत सीमित करता है।



ईएसपी 32, यदि पूरी तरह से नहीं है, तो काफी हद तक इस खामी से रहित है। उपलब्ध पिन की संख्या में काफी वृद्धि हुई है, और कई एनालॉग इनपुट भी दिखाई दिए हैं। 13 निष्कर्षों को उपयोग के लिए पूरी तरह से स्वतंत्र और सुलभ कहा जा सकता है।

 GPIO 2, 4, 12, 14, 13, 15, 16, 17, 25, 25, 27, 32, 33 

यदि आवश्यक हो, तो उन्हें सीमित कार्यक्षमता के साथ जोड़ा जा सकता है और केवल इनपुट पर काम किया जा सकता है

 GPIO 34, 35, 36, 39 

यदि आप कुछ सुविधाओं का त्याग करते हैं और विशिष्ट परियोजनाओं में सीरियल, एसपीआई या I2C का उपयोग नहीं करते हैं, तो आप इस संख्या में 8 और पिन जोड़ सकते हैं

 GPIO 1, 3, 5, 18, 19, 21, 22, 23 

खैर, 6 और पिन का उपयोग करना संभव है जो आंतरिक फ्लैश मेमोरी के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं (उदाहरण के लिए, यदि आप बाहरी एसडी डिवाइस कनेक्ट करते हैं)

 GPIO 6, 7, 8, 9, 10, 11 

जैसा कि आप देख सकते हैं, ईएसपी 8266 के साथ कोई तुलना नहीं है - नया मॉड्यूल संभव कनेक्शन की संख्या में ठीक दिखता है और यह वास्तविक परियोजनाओं में बहुत मूल्यवान है जिसमें हर पिन महंगा है।

काम की गति

मैंने पहले ही एक शक्तिशाली प्रोसेसर का उल्लेख किया है, अब कुछ शब्दों को नेटवर्क ऑपरेशन की गति के बारे में कहा जाना चाहिए। मुझे यह कहना मुश्किल है कि यह किससे जुड़ा है, संभवतः एक शक्तिशाली प्रोसेसर के साथ, शायद नेटवर्क स्टैक के अनुकूलन के साथ, लेकिन Arduino मेगा सर्वर के नियंत्रण में ESP32 मॉड्यूल ने रिकॉर्ड नेटवर्क प्रदर्शन दिखाया।



वॉल्यूमिनस सीएसएस और जावास्क्रिप्ट कोड के साथ एक पृष्ठ लोड हो रहा है और ग्राफिक्स की एक बहुतायत बस एक छोटे से दूसरे को लेती है - किसी भी अन्य परीक्षण नियंत्रक की तुलना में तेज, जिसमें W5100 और W5500 ईथरनेट इंटरफ़ेस के साथ वायर्ड नियंत्रक शामिल हैं।

Arduino मेगा सर्वर के संबंध में, यह ग्राफिक्स और किसी भी जावास्क्रिप्ट पुस्तकालयों के उपयोग पर सभी प्रतिबंधों को हटा देता है, दोनों आकार और संख्या में।

अन्य फायदे

ESP32 एक अत्यंत उच्च तकनीक वाला उपकरण है, बस उपलब्ध सुविधाओं की एक सूखी लिस्टिंग में एक से अधिक पेज हो सकते हैं, और टिप्पणियों के साथ फायदे और सुविधाओं को सूचीबद्ध करने में पूरी मात्रा लगेगी। इसलिए, मैं अपने आप को इस तक सीमित करूंगा, ताकि लेख को अव्यवस्थित न करें और Arduino वातावरण में ESP32 कोड के साथ काम करने के कुछ उदाहरण दें।

कोड उदाहरण

गैर-वाष्पशील मेमोरी

इसी को हम Arduino Mega के लिए EEPROM कहते थे। ESP32 में इस तरह की मेमोरी नहीं है, लेकिन इस मॉड्यूल में इसके एनालॉग और इसके साथ काम करने के लिए संबंधित लाइब्रेरी है। इस मेमोरी को "एनवीएस" (गैर-वाष्पशील भंडारण) कहा जाता है।

लेकिन हमारे लिए कोई अंतर नहीं है - आप मूल्यों को उसी तरह से बचा सकते हैं और बंद करने के बाद उन्हें पढ़ सकते हैं और फिर नियंत्रक को चालू कर सकते हैं।

उदाहरण का उपयोग करें। हम पुस्तकालय कनेक्ट करते हैं:

 #include <Preferences.h> 

एक Prefs ऑब्जेक्ट बनाएँ

 Preferences prefs; 

हम पहचानकर्ता के साथ रिपॉजिटरी शुरू करते हैं, उदाहरण के लिए, "nvs":

 prefs.begin("nvs", false); 

असत्य पढ़ने / लिखने के विकल्प को संदर्भित करता है, इस मामले में, पढ़ना और लिखना दोनों। हम "addr" नाम के तहत बाइट को बचाते हैं:

 prefs.putUChar("addr", 65); 

हमने सेव बाइट को पढ़ा:

 byte b = prefs.getUChar("addr", 0); 

उसी तरह, आप किसी अन्य डेटा प्रकार के मूल्यों को सहेज और पढ़ सकते हैं। अब स्टोरेज को डिलीट कर दें।

 prefs.remove("nvs"); 

यदि आप देखते हैं, तो यह Arduino नियंत्रकों पर मानक गैर-वाष्पशील EEPROM मेमोरी के साथ काम करने से भी आसान है।

एनालॉग वाइट ()

एक अन्य नवाचार जो नौसिखिए उपयोगकर्ता को भ्रमित कर सकता है वह यह है कि ESP32 में परिचित एनालॉगवर्इट () फ़ंक्शन गायब है। सबसे पहले, यह बहुत ही असामान्य है, लेकिन वास्तव में, यह फ़ंक्शन केवल इसके अधिक कार्यात्मक समकक्ष द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है।

एक उदाहरण पर विचार करें। आइए संबंधित लाइब्रेरी को कनेक्ट करके शुरू करें, हालांकि इसे शब्द के पूर्ण अर्थ में लाइब्रेरी नहीं कहा जा सकता है, बल्कि यह आवश्यक कार्यों के विवरण के साथ एक विशेष फ़ाइल है। तथ्य यह है कि सभी फ़ंक्शन सीधे Arduino IDE में मौजूद नहीं हैं, कुछ फ़ंक्शन निर्देशिका में स्थित फ़ाइलों में उपलब्ध हैं

 ...\Documents\Arduino\hardware\espressif\esp32\cores\esp32 

इस मामले में, हम पीडब्लूएम और एलईडी के साथ काम करने के लिए फाइल में रुचि रखते हैं, जिसे हम निम्नलिखित निर्देश से जोड़ते हैं:

 #include "esp32-hal-ledc.h" 

अगला, हमें चैनल नंबर (0), PWM आवृत्ति (उदाहरण के लिए, 50 हर्ट्ज) और रिज़ॉल्यूशन (8 बिट्स) सेट करने की आवश्यकता है।

 ledcSetup(0, 50, 8); 

चैनल संख्या को 0 से 15 तक और 1 से 16 बिट्स तक के रिज़ॉल्यूशन में सेट किया जा सकता है। यदि आप 8 बिट्स के रिज़ॉल्यूशन का चयन करते हैं, तो PWM को नियंत्रित करने वाली डेटा सीमा 0 से 255 तक होगी।

अगला, हमें अपने चैनल (0) को कुछ GPIO पिन से बांधने की आवश्यकता है, इस मामले में, पिन 22:

 ledcAttachPin(22, 0); 

और आपको सामान्य तरीके से आउटपुट में 22 वें पिन को कॉन्फ़िगर करना नहीं भूलना चाहिए।

 pinMode(22, OUTPUT); 

यही है, अब हम नियंत्रण कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, एलईडी की चमक, केवल चैनल संख्या और PWM (चमक) मान को 0 से 255 तक की सीमा से दर्शाता है।

 ledcWrite(0, 50); 

अन्य ESP32 कोड उदाहरण

Arduino मेगा सर्वर वितरण, जिस लिंक को मैं लेख के अंत में दूंगा, पूरी तरह कार्यात्मक प्रणाली को छोड़कर, संरचित कोड का एक व्यापक संग्रह है जिसे ESP32 मॉड्यूल पर काम करने के लिए परीक्षण और सत्यापित किया गया है। आप ESP32 के तहत प्रोग्रामिंग के विषय में प्रवेश करने के लिए एक ट्यूटोरियल के रूप में इसका उपयोग कर सकते हैं।

काम की स्थिरता

ESP8266 के लिए Arduino मेगा सर्वर ने कई महीनों के अपटाइम की पुष्टि की है और बिल्कुल स्थिर संचालन प्रदर्शित करता है और मेरे पास यह सोचने का कोई कारण नहीं है कि ESP32 मॉड्यूल में स्थिरता की कोई समस्या हो सकती है। कम से कम पूरे समय के लिए मैंने ईएसपी 32 के लिए एएमएस वितरण बनाया, मैंने मॉड्यूल की एक भी विफलता या अनधिकृत रिबूट का निरीक्षण नहीं किया। सब कुछ बहुत स्पष्ट और अनुमानित रूप से काम करता है।

ESP32 के लिए Arduino मेगा सर्वर

यह एएमएस इकोसिस्टम का एक अन्य प्रतिनिधि है, जिसमें कंट्रोलर और बोर्ड शामिल हैं Arduino Mega, Due, 101, M0, AMS Home, ESP8266, Sonoff, ESP32, OLIMEX ESP32-EVB, आदि। शक्तिशाली प्रोसेसर और ESP32 मॉड्यूल के फास्ट नेटवर्क ऑपरेशन के लिए धन्यवाद। Arduino मेगा सर्वर इंटरफ़ेस में ग्राफिक्स और स्क्रिप्ट की बहुतायत है और यह इसकी गति को बिल्कुल प्रभावित नहीं करता है - पृष्ठ लगभग तुरंत लोड होता है।



सब कुछ पूरी तरह से और अनुमानित रूप से काम करता है, सिस्टम या मॉड्यूल की कोई विफलता या अपर्याप्त व्यवहार का पता नहीं चला। नीचे एएमएस डाउनलोड लॉग है, जिससे आप सिस्टम के बारे में कुछ विवरण जान सकते हैं।



मॉड्यूल का तापमान, अंतर्निहित तापमान सेंसर द्वारा मापा जाता है, ऑपरेशन के दौरान स्टार्टअप पर 50 डिग्री सेल्सियस से 55 डिग्री तक होता है। ऑपरेशन के दौरान, मॉड्यूल की वर्तमान खपत लगभग 130 एमए है।

संभावनाओं

आपको यह भविष्यवाणी करने के लिए एक विशेष विशेषज्ञ होने की आवश्यकता नहीं है कि अब, बारिश के बाद मशरूम की तरह, विभिन्न स्वरूपों के ईएसपी 32 पर और विभिन्न कार्यों के साथ बोर्ड दिखाई देने लगेंगे। यहां ओएलआईएमईएक्स ईएसपी 32-ईवीबी के पहले संकेतों में से एक है, एक बहुत ही दिलचस्प बोर्ड जिसके लिए निकट भविष्य में एक विशेष वितरण किट अरुडिनो मेगा सर्वर जारी किया जाएगा।

निष्कर्ष

वास्तव में, यह है कि मैं सभी नए ESP32 मॉड्यूल और Arduino के साथ इसके काम के बारे में कह सकता हूं। वह बेहद सकारात्मक छाप छोड़ता है, कम से कम उसके साथ काम करना मेरे लिए बहुत सुखद और दिलचस्प था। सेंसर और बाह्य उपकरणों का समर्थन करने के लिए पुस्तकालयों की कमी से तस्वीर थोड़ी खराब हो जाती है, लेकिन यह एक अस्थायी घटना है और जल्द ही इसके साथ सबकुछ ठीक हो जाएगा।

आप आधिकारिक साइट के डाउनलोड पृष्ठ पर ESP32 के लिए Arduino मेगा सर्वर वितरण किट डाउनलोड कर सकते हैं, जल्द ही संबंधित दस्तावेज वहां दिखाई देंगे, और अब आप वितरण किट में स्थित readme.txt फ़ाइल से संक्षिप्त निर्देशों का उपयोग कर सकते हैं।