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Versione di ESP32

NodeMCU ESP32 (standard)

ESP32 - Cam (con telecamera)

ESP32 CYD (con display)


La basetta sperimentale (BDS)

La basetta sperimentale (BDS)  per ESP32x

Download dei file necessari

Assemblare la basetta sperimentale

Il settaggio della basetta

La  piedinatura di ESP32 e la gestione delle porte (GPIOx)

Le cinque  configurazioni della basetta sperimentale (BDS)

Elenco dei sensori/attuatori testati per ogni slot di collegamento


Programmi di test per la basetta
didattica e sperimentale




Informazioni di base:

- Come installare la IDE di Arduino
- Configurazione della IDE 
- Caricamento dei programmi
- Il problema dei permessi sulle porte seriali con Linux
- Come caricare le librerie necessarie

I sensori/attuatori compatibili con ESP32




Programmi per ESP32x

Programmi di test per la BDS
Programmi con display LVGL
Stazioni meteorologiche
Programmi vari
Programmi con Telegram
Programmi con ThingSpeak
Programmi con il DB Firebase
Programmi con MQTT (Mosquitto)
















ESP32
Assemblaggio della basetta

Finalmente è arrivata la nostra basetta, perfettamente stampata a doppia traccia e serigrafata, di un bel colore rosso fiammante!
Adesso non vediamo l'ora di assemblarla...

Clicca qui per andare alla pagina di download dei file per realizzare/stampare la basetta didattica e sperimentale (BDS).

Clicca qui per aldare alla pagina per il settaggio della basetta assemblata.

Clicca qui per andare alla lista dei componenti necessari per l'assemblaggio della BDS.

Clicca qui per verificare i tipi di ESP32x che possono essere inseriti sulla BDS.



pcb1
La basetta sperimentale e didattica per ESP32 in scala 1:1
le sue dimensioni (200 x 140 mm) sono equivalenti ad un foglio A5.



La costruzione inizia normalmente inserendo prima i componenti di minori dimensioni, in sequenza progressiva, quali:
  • resistenze e diodi;
  • transistor, mos-fet, riduttori di tensione;
  • condensatori. In questo progetto si è preferito inserire i condensatori elettrolitici in orizzontale, per non entrare in contatto con altri componenti;
  • i led, il connettore di alimentazione e il jack di uscita audio;
  • i connettori per gli ESP32 (30 pin) ed ESP32S (38 pin);
  • i connettori maschi e femmine che accoglieranno le periferiche esterne, quali sensori, attuatori, display, ecc.

Nota 1: dalla mia breve ricerca, non sono riuscito a trovare degli zoccoli di dimensioni corrette per ESP32 (30 pin) ed ESP32S (38 pin). Sicuramente con una ricerca approfondita, si troveranno.
Personalmente ho adattato degli zoccoli per integrati da 30 pin (15+ 15), tagliandoli e adattandoli alle tracce presenti sulla basetta. Vedi immagine n. 4.
Nota 2: l'alloggiamento per ESP32 a 30 pin (contrassegnato con sigla "U2"), presenta su di un lato una doppia fila di pin, in modo da poterlo adattare per microcontroller di varie dimensioni. Per utilizzare ESP32 a 30 pin con chipset CH340C, inserire il connettore nella fila più interna. Vedi immagine precedente, riquadro evidenziato in blu.


pcb2
La basetta sperimentale con i componenti necessari per il montaggio.



Per il montaggio della basetta sperimentale e didattica (per brevità, "BDS"),  sono necessari veramente pochi attrezzi.
Ecco quelli indispensabili:
  • un saldatore con punta sottile, per circuiti integrati;
  • dello stagno di piccolo diametro (0,7/0.8 mm) di buona qualità;
  • un piccolo tronchese per tagliare i reofori dei componenti elettronici.

Attrezzi utili:

  • un tester per misurare le tensioni e la continuità del circuito e i vari componenti, quali resistenze, ecc;
  • un piccolo attrezzo, comunemente chiamato "terza mano", con alcune pinze a coccodrillo snodate per facilitare il montaggio;
  • una lente per vedere correttamente i componenti più piccoli e la qualità delle saldature.

tester
Un tester
3mani
la "terza mano"



Per montare la basetta sono necessari vari connettori, sia maschi che femmine. Ne abbiamo utilizzati di vari colori, per renderne più intuitivo l'uso.
I connettori maschi, usati principalmente per selezionare la tensione di alimentazione (+3,3v o +5v), oppure per scegliere a quale porta collegare la periferica, si possono dividere facilmente, perchè hanno già una scanalatura che rende agevole spezzarli della dimensione richiesta.
Mentre i connettori femmina, che si acquistano abitualmente in file da 40 pin, non hanno questa facilitazione.
Per cui si possono seguire due strade:
  • acquistare direttamente i connettori già della misura giusta. Ma questo è sicuramente più dispendioso, e comunque non si trovano sempre in commercio i connettori con il giusto numero di pin e del colore desiderato.
  • Una seconda soluzione, che ho sempre adottato, è quella di acquistare le solite file da 40 pin,  per poi tagliarle con un tronchesino alla misura giusta. Una soluzione semplice, rapida ed economica. Dopo il taglio, si possono pareggiare le superfici con una lima o con della carta vetrata. Ho trovato che per questo scopo, la più adatta è quella con grana 120, anche adatta da montare come disco su di una piccola smerigliatrice.

La stessa soluzione è stata adottata per gli zoccoli dei microcontroller.

  • Non avendoli trovati della misura adeguata, ho diviso le due file di pin con un tronchesino e le ho inserite nella BDS alla giusta distanza. 
  • Oppure si possono usare le "solite" file da 40 pin femmina, troncandole per ottenere da esse due file da 15 o 19 pin (a seconda del tipo di ESP32), da saldare come connettori per i microcontroller sulla BDS.

taglio
Il taglio dei connettori alla giusta misura
con un tronchesino.
Si possono tagliare anche questi connettori, ottenendo due file da 15 o 19 pin , da inserire sulla BDS come zoccoli per ESP32 o ESP32S.

tz
Non è l'ideale tagliare lo zoccolo per i microcontroller, perchè la distanza longitudinale non è adeguata, ma se non si trovano altre soluzioni...



pcb3
La BDS in scala 1:1
parzialmente assemblata con alcuni componenti elettronici



Sulla basetta sono stati montati iprincipali componenti elettronici;nel riquadro sulla destra si vedono quelli necessari per l'alimentazione della basetta. Attenzione al corretto montaggio di semiconduttori, quali diodi, mos-fet, regolatori di tensione, come pure dei condensatori elettrolitici, che sono polarizzati.
In questa immagine si è già collegato il connettore di alimentazione, e si vede la basetta prendere vita: i tre led dell'alimentazione (VIN, +3,3v e +5v) si accendono correttamente !
Attenzione! Per un problema di configurazione del  connettore di alimentazione, è stato necessario eseguire un poncicello presso i suoi connettori, pena la mancanza della connessione a massa (ground) e quindi mancata alimentazione della basetta! (vedi immagini di lato). Il problema sarà risolto nella prossima versione della basetta, 1.1.

alim3
Questa è l'immagine del rendering con
il ponticello necessario, solo nella
versione 1.0 della BDS.


alim 1
Il connettore di alimentazione
alim2
il ponticello eseguito



pcb4
La BDS completamente assemblata, in scala 1:1



Ed infine ecco la BDS competamente assemblata e pronta per iniziare i nostri esperimenti!
Come si vede, gli zoccoli hanno colori diversi, per comprendere anche ad un primo sguardo, qual'è la loro funzione.
Naturalmente questo non è strettamente necessario, quindi anche per motivi economici, è possibile usarli tutti dello stesso colore (abitualmente neri).
Ecco una breve descrizione delle varie funzioni dei connettori femmina:
  • connettori bianchi: dedicati alle periferiche (sensori, attuatori, display, ecc.) da collegare al microcontroller;
  • connettori blu: dedicati anch'essi alle periferiche, ma con la possibilità di essere parzialmente configurabili;
  • connettori neri: massa (GND);
  • connettori rossi: alimentazione, + 3,3v o +5v

Ed ecco la descrizione sintetica dei connettori maschi:

  • l'unico connettore maschio utilizzato da una periferica è quello contrassegnato "SV1" (in alto a sinistra della BDS), dedicato ai servomotori, perchè abitualmente hanno in connettori co collegamento alla basetta femmine.
  • Tutti connettori seguenti servono per dei settaggi, a mezzo connettori (jumper).
  • connettori maschi con base rossa (e jumper ugualmente rosso): servono per selezionare il tipo di alimentazione (+3,3v o +5v), oppure per i led se si alimenterà le schede con anodo o con catodo comune;
  •  connettori maschi con base nera (e jumper verde): per selezionare porte (GPIO) alternative, per ampliare la gamma di scelte ed evitare conflitti tra periferiche.



I componenti necessari per il montaggio della BDS



Qui di seguito si trova l'elenco dei componenti necessari per montale la BDS, oltre ad un'altra breve lista, relativa ai microcontroller, displai, modulo da 8 led e modulo di 8 pulsanti.
Segue anche il link dei siti (Aliexpress e Amazon) da cui ho acquistato i componenti. Questi link sono inseriti solo come indicazione, e non un invito all'acquisto. Personalmente non ho alcun accordo commerciale con alcun sito di acquisti on line.
Cliccando qui potrai visualizzare/scaricare il file PDF con i link attivi.



comp1



comp2



Gli ESP32/ESP32 utilizzati sulla BDS



Nota importante 1: gli ESP32x sono presenti in vari formati e dimensioni diverse, dipendenti dal numero di pin(30, 36 o 38) e dal tipo di adattatore seriale (CH340 o CP2102).
Qui troverai i modelli che ho usato per progettare la BDS.
Nota importante 2: anche se ESP32 ed ESP32S usano lo stesso chipset, e quindi hanno lo stesso ingombro laterale, non sono intercambiabili, perché hanno una diversa disposizione dei piedini. Perciò un ESP32 non può issere inserito sullo zoccolo "U1".



esp32
ESP32 con
chipset CH340C

ESP32 con 30 pin utilizzato sulla nostra BDS, inserito sullo zoccolo "U2".
Sulla BDS con lo zoccolo "U2" si possono montare solo gli ESP32 con il chipset CH340C.
L'ingombro laterale  dei corrispondenti microcontroller con chipset CP2102
è leggermente inferiore. E per questo motivo, purtroppo, questi ultimi non possono essere inseriti sullo stesso zoccolo.



32ant
ESP32S con
 presa antenna
con chipset CP2102

32na
ESP32S
senza presa
per antenna

con chipset CP2102
ESP32S con 38 pin utilizzati sulla nostra BDS, sullo zoccolo "U1".
Sulla BDS con lo zoccolo "U1" si possono montare solo gli ESP32S con il chipset CP2102.
Viene mostrato nelle due versioni testate: quello a sinistra ha il alto, vicino al processore una mini-presa per inserire un antenna Wi-Fi, mentre quello a destra non ha la presa antenna.
L'ingombro laterale  dei corrispondenti microcontroller con chipset CH340C è leggermente superiore. E per questo motivo, purtroppo, questi ultimi non possono essere inseriti sullo stesso zoccolo.



esp32cyd

Un ESP32CYD (Cheap Yellow Display), ovvero un ESP32 inserito in un display LVGL da 2,4", che si collega per mezzo di lcuni cavetti alla porta "ESP32_LVGL" della BDS.







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