CPB32h - Barramento de conexão com shields

A CPB32h dispõe de uma área de prototipagem com pinos auxiliares, facilitando a conexão com shields, atuadores externos e a incorporação de pequenos circuitos eletrônicos adicionais. Isso inclui todos os shields do mundo Arduino, tanto aquelas criadas pela Crescer quanto por outros fabricantes.

Neste blog, vamos ver como funciona a conexão da CPB32h com shields e também um exemplo utilizando o nosso shield Ethernet.

Sumário

1. Visão geral

2. Como utilizar com shield ethernet

1. Visão geral

A região de conexão com shields da CPB32h segue o mesmo padrão de posição e distância utilizado nas placas Arduino. No entanto, a numeração dos pinos é adaptada para as necessidades da CPB32h e de alguns dos nossos shields. Na figura a seguir, podemos ver essa região em destaque.

Com a imagem ampliada, conseguimos ver onde cada pino do ESP32 está conectado, permitindo-nos projetar a aplicação com maior precisão. Veja a figura a seguir.

Na figura, podemos identificar 5 conectores, designados como J1, J2, J3, J4 e J5. O conector J1 nos concede acesso aos pinos de alimentação e ao Enable do ESP32, com algumas especificações adicionais. Por exemplo, o pino IO0 está presente para atender à Shield LAN 8720 da Crescer, enquanto o Vin fornece uma tensão de 7 volts. Essa tensão é destinada a alimentar shields do barramento, de modo que não necessitem utilizar os 3,3V da CPB32h caso consumam uma corrente alta (por exemplo, superior a 100mA). Nesse caso, se a corrente for superior, é recomendado que haja um regulador 3,3V no próprio shield.

O conector J2 tem o objetivo de fornecer 4 entradas analógicas nos pinos 36, 39, 34 e 35, além de disponibilizar também os 2 pinos de saída analógica 25 e 26. É importante observar sempre as condições de uso dos pinos. Por exemplo, os pinos 25 e 26 também podem ser utilizados como entrada analógica. No entanto, se o Wifi estiver em uso, não é possível utilizá-los como entrada.

Os conectores J3 e J4 fornecem acesso direto aos outros pinos do ESP32, sendo que no J3 estão os pinos 21 e 22, comumente utilizados para comunicação I2C. O conector J5 fornece acesso aos pinos comumente usados para comunicação SPI.

De um modo geral, a disposição dos pinos permite a conexão com shields de outros fabricantes, entretanto, devemos sempre analisar a compatibilidade dos pinos da CPB32h com o shield que será utilizado. Na figura a seguir, podemos ver um exemplo de conexão com um shield de outro fabricante.

Para saber mais sobre as funções dos pinos, recomendamos que assista o vídeo a seguir.

2. Como utilizar com shield ethernet

Para demonstrar o funcionamento do barramento de conexão da CPB32h com shields, vamos utilizar o nosso shield Ethernet LAN8720. Com ele, podemos conectar a CPB32h à rede cabeada, utilizando o LAN8720. Na figura a seguir, podemos ver o shield que será utilizado.

Para saber mais sobre o shield LAN8720 e o exemplo que será utilizado aqui, visite  este blog. No exemplo deste blog, vamos utilizar o shield para controlar um relé da CPB32h pelo computador. Na figura a seguir, podemos ver a topologia do sistema montado.

Como base para o programa, utilizamos os exemplos SimpleWiFiServer e ETH_LAN8720, disponíveis na IDE do Arduino, que podem ser encontrados em Arquivos -> Exemplos -> WiFi. Adaptamos o SimpleWiFiServer para funcionar com o shield, utilizando as funções mostradas no ETH_LAN8720. A seguir veja o código desenvolvido.

#include <WiFi.h>
#include <ETH.h>

//DEFINIÇÃO DOS PINOS PARA COMUNICAR COM A SHIELD ETHERNET ETH_LAN8720
// Pino do sinal de habilitação para o oscilador de cristal externo (-1 para desabilitar para fonte APLL interna)
// Tipo de Ethernet PHY
#define ETH_TYPE ETH_PHY_LAN8720
// Endereço I2C de Ethernet PHY (0 ou 1 para LAN8720)
#define ETH_ADDR 1
#define ETH_PHY_ADDR 1
// Pino do sinal de relógio I2C para Ethernet PHY

#define ETH_CLK_MODE ETH_CLOCK_GPIO0_IN
//#define ETH_CLK_MODE ETH_CLOCK_GPIO15_IN

static bool eth_connected = false;

WiFiServer server(80);

void setup()
{
   Serial.begin(115200);
    pinMode(32, OUTPUT);// Pino do relé
   WiFi.onEvent(WiFiEvent); //Executa a função de comunicação da Shield
    ETH.begin( PHY1 , 5, 13, 18 , ETH_PHY_LAN8720); //Inicia a Shield com os pinos configurados
    server.begin();
}

int value = 0;

void loop(){
 WiFiClient client = server.available();   // listen for incoming clients

  if (client) {                             // if you get a client,
   Serial.println("New Client.");           // print a message out the serial port
    String currentLine = "";                // make a String to hold incoming data from the client
    while (client.connected()) {            // loop while the client's connected
      if (client.available()) {             // if there's bytes to read from the client,
        char c = client.read();             // read a byte, then
       Serial.write(c);                    // print it out the serial monitor
        if (c == '\n') {                    // if the byte is a newline character

          // if the current line is blank, you got two newline characters in a row.
          // that's the end of the client HTTP request, so send a response:
          if (currentLine.length() == 0) {
            // HTTP headers always start with a response code (e.g. HTTP/1.1 200 OK)
            // and a content-type so the client knows what's coming, then a blank line:
           client.println("HTTP/1.1 200 OK");
           client.println("Content-type:text/html");
           client.println();

            // the content of the HTTP response follows the header:
           client.print("Click <a href=\"/H\">here</a> to turn the LED on pin 5 on.<br>");
           client.print("Click <a href=\"/L\">here</a> to turn the LED on pin 5 off.<br>");

            // The HTTP response ends with another blank line:
           client.println();
            // break out of the while loop:
            break;
          } else {    // if you got a newline, then clear currentLine:
           currentLine = "";
          }
        } else if (c != '\r') {  // if you got anything else but a carriage return character,
          currentLine += c;      // add it to the end of the currentLine
        }

        // Check to see if the client request was "GET /H" or "GET /L":
        if (currentLine.endsWith("GET /H")) {
         digitalWrite(32, HIGH);              // GET /H turns the LED on
        }
        if (currentLine.endsWith("GET /L")) {
         digitalWrite(32, LOW);               // GET /L turns the LED off
        }
      }
    }
    // close the connection:
    client.stop();
   Serial.println("Client Disconnected.");
  }
}

void WiFiEvent(WiFiEvent_t event)
{
  switch (event) {
    case SYSTEM_EVENT_ETH_START:
     Serial.println("ETH Started");
      //set eth hostname here
     ETH.setHostname("esp32-ethernet");
      break;
    case SYSTEM_EVENT_ETH_CONNECTED:
     Serial.println("ETH Connected");
      break;
    case SYSTEM_EVENT_ETH_GOT_IP:
     Serial.print("ETH MAC: ");
     Serial.print(ETH.macAddress());
     Serial.print(", IPv4: ");
     Serial.print(ETH.localIP());
      if (ETH.fullDuplex()) {
       Serial.print(", FULL_DUPLEX");
      }
     Serial.print(", ");
     Serial.print(ETH.linkSpeed());
     Serial.println("Mbps");
      eth_connected = true;
      break;
    case SYSTEM_EVENT_ETH_DISCONNECTED:
     Serial.println("ETH Disconnected");
      eth_connected = false;
      break;
    case SYSTEM_EVENT_ETH_STOP:
     Serial.println("ETH Stopped");
      eth_connected = false;
      break;
    default:
      break;
  }
 }

Agora podemos carregar o código na placa. Assim que ela se conectar à rede, podemos pegar o IP do dispositivo através da porta serial, como podemos ver na figura a seguir.

Acessando esse IP no navegador, poderemos ligar e desligar o relé da placa, clicando na opção indicada, como podemos ver na figura a seguir:

Neste blog, vimos como utilizar o barramento de conexão com shields da CPB32h. Essa interface permite a utilização de diversos shields desenvolvidos por nós e por outros fabricantes.

Se você deseja ver mais detalhes sobre a CPB32h, acessar o seu manual ou adquirir uma unidade, clique neste link.

Autor: Thales Ferreira