Το ESP32 είναι μια πλακέτα IoT που μπορεί να συνδεθεί με διαφορετικά εξωτερικά περιφερειακά για τη δημιουργία εξόδων. Το ESP32 λαμβάνει είσοδο από συσκευές όπως κουμπιά και παράγει αποκρίσεις σύμφωνα με τη ληφθείσα είσοδο. Τα κουμπιά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο πολλών αισθητήρων και συσκευών, όπως ο έλεγχος ενός LED ή η διατήρηση της ταχύτητας των κινητήρων. Εδώ σε αυτό το μάθημα, θα συζητήσουμε τη διεπαφή κουμπιών με το ESP32.
Ακολουθεί ο πίνακας περιεχομένου αυτού του μαθήματος:
2.1: Λειτουργίες εργασίας με πάτημα κουμπιού
3: Διασύνδεση κουμπιού με ESP32
3.1: Ψηφιακές ακίδες εξόδου εισόδου σε ESP32
3.2: Τρόπος ανάγνωσης ψηφιακών εισόδων στο ESP32
3.3: Διασύνδεση κουμπιού με ESP32 με χρήση της λειτουργίας ψηφιακής ανάγνωσης
3.6: Κωδικός για διασύνδεση ESP32 με κουμπιά
1: Εισαγωγή στο Push Button
Ένα κουμπί ώθησης είναι ένα απλό κουμπί με μηχανισμό ελέγχου των καταστάσεων διαφορετικών μηχανών ή διεργασιών. Το κουμπί ώθησης αποτελείται από σκληρό υλικό όπως πλαστικό ή μέταλλο και η επάνω επιφάνεια είναι συνήθως επίπεδη που επιτρέπει στους χρήστες να το πατήσουν.
Σε έργα ESP32 το κουμπί ώθησης χρησιμοποιείται ευρέως για τον έλεγχο των καταστάσεων εισόδου και εξόδου του ακροδέκτη. Οι διακόπτες εναλλαγής και τα κουμπιά λειτουργούν με ελαφρώς διαφορετικές αρχές. Ο συμβατικός ή εναλλαγή διακόπτη ακινητοποιείται μόλις πατηθεί, ενώ το κουμπί ώθησης είναι μια συσκευή δύο θέσεων που συνήθως ακινητοποιείται μόλις αφεθεί.
Ας εμβαθύνουμε στην αρχή λειτουργίας του Push button λεπτομερώς:
2: Λειτουργία κουμπιού
Ένα κουμπί έχει συνήθως 4 ακίδες. Αυτές οι 4 ακίδες συνδέονται με τη μορφή ενός ζεύγους, όπως δύο επάνω καρφίτσες συνδέονται εσωτερικά ομοίως οι άλλες δύο συνδέονται επίσης εσωτερικά.
Για να μάθετε ποιες δύο ακίδες είναι συνδεδεμένες, πάρτε ένα πολύμετρο (DMM) και ρυθμίστε το σε δοκιμή συνέχειας , τώρα συνδέστε τον θετικό αισθητήρα με οποιοδήποτε πόδι του κουμπιού και, στη συνέχεια, συνδέστε έναν προς έναν τον αρνητικό αισθητήρα του πολύμετρου με άλλα πόδια. Εάν η σύνδεση ολοκληρωθεί μεταξύ των δύο άκρων, μπορεί να ακουστεί ένας ήχος από το πολύμετρο. Αυτά τα δύο πόδια που είναι εσωτερικά συνδεδεμένα θα ολοκληρώσουν το κύκλωμα.
2.1: Λειτουργίες εργασίας με πάτημα κουμπιού
Για να χρησιμοποιήσουμε το μπουτόν σε ένα κύκλωμα χρειαζόμαστε έναν πείρο από κάθε εσωτερικά συνδεδεμένο ζεύγος. Εάν πάρουμε τις ακίδες του κουμπιού από το ίδιο ζεύγος που είναι εσωτερικά συνδεδεμένα θα έχει ως αποτέλεσμα βραχυκύκλωμα καθώς αυτοί είναι ήδη συνδεδεμένοι θα παρακάμψει τον μηχανισμό του κουμπιού.
Με βάση αυτόν τον μηχανισμό, το κουμπί μπορεί να λειτουργήσει με τους εξής δύο τρόπους:
Αν πάρουμε ένα παράδειγμα της λειτουργίας που φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Μπορούμε να δούμε ότι όταν δεν πατηθεί το κουμπί, η εσωτερική σύνδεση είναι ανοιχτή μόλις πατηθεί το κουμπί, ο εσωτερικός ακροδέκτης Α και Β θα συνδεθούν και το κύκλωμα θα ολοκληρωθεί.
Τώρα έχουμε ολοκληρώσει τη βασική αρχή πίσω από τη λειτουργία των κουμπιών. Στη συνέχεια θα συνδέσουμε ένα απλό κουμπί με το ESP32 και θα ελέγξουμε ένα LED χρησιμοποιώντας το.
3: Διασύνδεση κουμπιού με ESP32
Πριν από τη διασύνδεση του κουμπιού με το ESP32 πρέπει να γνωρίζουμε τις ακίδες GPIO που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως είσοδος. Τώρα θα συζητήσουμε τους ακροδέκτες εξόδου ψηφιακής εισόδου στο ESP32.
3.1: Ψηφιακές ακίδες εξόδου εισόδου σε ESP32
Το ESP32 έχει συνολικά 48 pins καθεμία από τις οποίες είναι συγκεκριμένη για μια συγκεκριμένη λειτουργία, από τις 48 ακίδες ορισμένες δεν είναι φυσικά εκτεθειμένες, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπορούμε να τις χρησιμοποιήσουμε για εξωτερικούς σκοπούς. Αυτές οι ακίδες είναι ενσωματωμένες στο ESP32 για διαφορετικές λειτουργίες.
Η πλακέτα ESP32 έχει 2 διαφορετικές παραλλαγές που έχουν 36 καρφίτσες και 30 καρφίτσες. Εδώ η διαφορά των 6 ακίδων μεταξύ των δύο πλακών έγκειται λόγω των 6 ενσωματωμένων ακίδων flash SPI που είναι διαθέσιμες για επικοινωνία SPI σε 36 παραλλαγή ακίδων της πλακέτας ESP32. Ωστόσο, αυτές οι 6 ακίδες SPI δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για άλλους σκοπούς, όπως η έξοδος εισόδου.
Το παρακάτω pinout είναι του 30 pin Πλακέτα ESP32:
Μεταξύ όλων των GPIO μόνο 4 ακίδες ( 34, 35, 36 και 39 ) εισάγονται μόνο ενώ όλες οι άλλες ακίδες μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο για είσοδο όσο και για έξοδο. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, οι 6 ακίδες SPI δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για είσοδο ή έξοδο.
3.2: Τρόπος ανάγνωσης ψηφιακών εισόδων στο ESP32
Η είσοδος κουμπιού μπορεί να διαβαστεί σε μια καθορισμένη ακίδα GPIO για την οποία υπάρχει μια λειτουργία pinMode() πρέπει να οριστεί πρώτα μέσα στον κώδικα Arduino. Αυτή η λειτουργία θα ορίσει την καρφίτσα GPIO ως είσοδο. pinMode() Η σύνταξη της συνάρτησης έχει ως εξής:
pinMode ( GPIO, ΕΙΣΟΔΟΣ ) ;
Για να διαβάσετε δεδομένα από ένα καθορισμένο pin GPIO digitalRead() θα κληθεί η συνάρτηση. Ακολουθεί η εντολή που μπορεί κανείς να χρησιμοποιήσει για τη λήψη δεδομένων από το κουμπί ώθησης σε μια καρφίτσα GPIO:
3.3: Διασύνδεση κουμπιού με ESP32 με χρήση της λειτουργίας ψηφιακής ανάγνωσης
Τώρα θα διασυνδέσουμε το ESP32 με το κουμπί χρησιμοποιώντας το ψηφιακή ανάγνωση λειτουργούν σε οποιοδήποτε pin GPIO. Λαμβάνοντας την είσοδο από το κουμπί, ένα LED θα ανάψει ή θα απενεργοποιηθεί.
3.4: Απαιτείται υλικό
Παρακάτω είναι η λίστα των απαιτούμενων εξαρτημάτων:
-
- Πλακέτα ESP32
- Ένα LED
- Αντιστάσεις 220 Ohm
- 4 Pin Push Button
- Breadboard
- Σύνδεση καλωδίων Jumper
3.5: Σχηματική
Η παρακάτω εικόνα είναι το σχηματικό διάγραμμα του κουμπιού με ESP32. Εδώ η είσοδος διαβάζεται από το κουμπί ώθησης στην ακίδα GPIO 15 και η λυχνία LED συνδέεται στην ακίδα GPIO 14.
3.6: Κωδικός για διασύνδεση κουμπιού με ESP32
Τώρα για τη μεταφόρτωση κώδικα στο ESP32 θα χρησιμοποιηθεί ο επεξεργαστής Arduino IDE. Ανοίξτε το IDE και συνδέστε την πλακέτα ESP32 και στη συνέχεια επιλέξτε τη θύρα COM από την ενότητα εργαλείων. Μόλις η πλακέτα ESP32 είναι έτοιμη, επικολλήστε τον κωδικό στο IDE και κάντε κλικ στο upload:
const int Push_Button = δεκαπέντε ; /* Ψηφιακή καρφίτσα δεκαπέντε ορίζεται Για Πιέστε το κουμπί */const int LED_Pin = 14 ; /* Ψηφιακή καρφίτσα 14 ορίζεται Για LED */
int Button_State = 0 ;
ρύθμιση κενού ( ) {
Serial.begin ( 115200 ) ;
pinMode ( Push_Button, INPUT ) ; /* GPIO δεκαπέντε σειρά όπως και Εισαγωγή */
pinMode ( LED_Pin, OUTPUT ) ; /* GPIO 14 σειρά όπως και Παραγωγή */
}
κενό βρόχο ( ) {
Button_State = DigitalRead ( Push_Button ) ; /* Ελέγξτε την κατάσταση του κουμπιού */
Serial.println ( Κουμπί_Κατάσταση ) ;
αν ( Button_State == ΥΨΗΛΗ ) { /* αν προϋπόθεση για να ελέγξετε την κατάσταση του κουμπιού */
digitalWrite ( LED_Pin, ΥΨΗΛΟ ) ; /* Η λυχνία LED ΥΨΗΛΗΣ κατάστασης είναι αναμμένη */
} αλλού {
digitalWrite ( LED_Pin, LOW ) ; /* Αλλιώς η λυχνία LED Σβηστή */
}
}
Ο κώδικας ξεκίνησε ορίζοντας τις ακίδες GPIO για LED και κουμπί. Μετά από αυτό το LED GPIO δηλώνεται ως έξοδος, ενώ το κουμπί GPIO έχει οριστεί ως είσοδος.
Στο τέλος, η κατάσταση του κουμπιού ελέγχεται χρησιμοποιώντας την συνθήκη if. Η κατάσταση του κουμπιού εκτυπώνεται επίσης στη σειριακή οθόνη χρησιμοποιώντας Serial.println(Button_State) .
Εάν η είσοδος του κουμπιού είναι led HIGH, θα ανάψει αλλιώς, θα παραμείνει ΑΠΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ.
3.7: Έξοδος
Αρχικά, μπορούμε να δούμε ότι το LED είναι Σβηστό.
Τώρα πατήστε το κουμπί ώθησης, θα σταλεί σήμα HIGH στο ESP32 GPIO 15 και το LED θα ανάψει.
Η ίδια έξοδος μπορεί να δει κανείς και στη σειριακή οθόνη Arduino.
συμπέρασμα
Το ESP32 διαθέτει πολλαπλές ακίδες GPIO που μπορούν να διαβάσουν ψηφιακά δεδομένα από αισθητήρες όπως κουμπιά. Η χρήση του κουμπιού λειτουργίας ψηφιακής ανάγνωσης μπορεί εύκολα να συνδεθεί με το ESP32 για τον έλεγχο διαφορετικών συσκευών. Η χρήση αυτού του άρθρου μία φορά μπορεί να διασυνδέσει το κουμπί ώθησης με οποιαδήποτε ακίδα GPIO του ESP32.