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Nativamente o ESP32 já possuí conexão à Internet através do Wi-Fi, porém nem sempre poderemos contar apenas com esta forma de conexão, em aplicações onde não há rede Wi-Fi ou aplicações de longas distâncias, por exemplo, não é possível a utilização do Wi-Fi, então para contornar esta situação precisamos utilizar uma conexão cabeada. E é aí que surge a Shield Ethernet LAN8720 para utilizarmos em nossos projetos, permitindo que possamos conectar nosso ESP32 há uma rede Ethernet cabeada e neste post vamos te ensinar a realizar esta conexão.
Sumário:
1 – Pinout da Shield Ethernet LAN8720 com o ESP32;
2 – Diagrama da ligação (esquemático);
3 – Código;
4 – Material em vídeo;
5 – Referências.
1 – Pinout da Shield Ethernet LAN8720 com o ESP32
Infelizmente a Shield Ethernet LAN8720 não funciona apenas conectando diretamente ao ESP32, Para que possamos conecta-la teremos que realizar algumas alterações.
Seguindo está ligação:
Sendo os pinos sinalizados em azul pinos fixos, que não podem ser ligados em outras GPIO’s do ESP32.
O pino GPIO0 não pode estar no nível BAIXO durante a sequência de inicialização, caso contrário o bootloader irá aguardar a programação do serial e para que isso não ocorra o pino deve ser mantido ALTO durante a inicialização. Portanto para isso utilizamos um resistor de 4k7Ω para realizar um pullup na entrada. Esta conexão é feita porque o GPIO0 também é a entrada de clock para o bloco de funções EMAC do ESP32.
E também é necessário que os 50MHz do REFCLK sejam fornecidos pouco antes do LAN8720 ser inicializado. Para isto deve ser usado o pino “Enable”, que é o pino de habilitação do oscilador, se ele for mantido BAIXO a saída é desabilitada, e o pino GPIO17 definido como PHY_POWER no código, que é uma entrada de inicialização que após iniciar é reconfigurada como saída e definida como HIGH, logo está conexão é feita conectando o pino NC da Shield ao “Enable” do oscilador da Shield e ao pino GPIO17, para garantir que o pino de habilitação do oscilador esteja em nível BAIXO é adicionado um resistor de 4k7Ω realizando um pulldown.
2 - Diagrama da ligação
Figura 01: Ligação da Shield com ESP32.
Figura 02: Ligação do Enable do Oscilador da Shield.
3 – Código
Assim como nas ligações o código requer algumas alterações para que rode diretamente no ESP32. Partindo do código de exemplo disponível na IDE do Arduino, que pode ser encontrado dentro da IDE em:
Arquivo > Exemplos > WiFi > ETH_LAN8720
Figura 03: Código Exemplo.
Precisamos incluir no início do código a definição dos pinos que ligamos anteriormente e como o LAN8720 na placa Waveshare é inicializado para usar o endereço I2C 1 precisamos configurar isto no código também, abaixo demonstramos as alterações:
Figura 04: Definições dos pinos e Endereço I2C.
E dentro do void setup precisamos incluir no “ETH.begin( );” a inicialização destes pinos que definimos:
Figura 05: Inicialização.
Com estas alterações o código de exemplo já funciona e deve nos retornar no monitor serial uma confirmação de acesso ao google, desta forma:
Figura 06: Retorno código de exemplo.
Mas para este blog preferimos implementar um código mais interessante para demonstrarmos esta funcionalidade.
Portanto utilizaremos um código onde conectaremos a nossa a placa a rede e obtemos o endereço de IPv4, através dele podemos acessar uma página no navegador onde podemos realizar o acionamento de uma saída no ESP32.
#include <ETH.h>
// Pino do sinal de habilitação para o oscilador de cristal externo (-1 para desabilitar para fonte APLL interna)
#define ETH_PHY_POWER 17
// 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_MDC_PIN 23
// Pino do sinal I2C IO para Ethernet PHY
#define ETH_MDIO_PIN 18
// Clock
#define ETH_CLK_MODE ETH_CLOCK_GPIO0_IN
static bool eth_connected = false;
WiFiServer server(80);
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;
}
}
void setup()
{
Serial.begin(115200);
WiFi.onEvent(WiFiEvent);
ETH.begin( PHY1 , 17, 23, 18 , ETH_PHY_LAN8720 );
server.begin();
}
void loop()
{
WiFiClient client = server.available();
if (client) { // se obter client
Serial.println("New Client."); // imprimir uma mensagem pela porta serial
String currentLine = ""; // faz uma string para conter os dados de entrada do cliente
while (client.connected()) { // loop enquanto o cliente está conectado
if (client.available()) { // se houver bytes para ler do cliente
char c = client.read(); // lê um byte, então
Serial.write(c); // imprime no monitor serial
if (c == '\n') { // se o byte é um caractere de nova linha
// se a linha atual estiver em branco, você terá dois caracteres de nova linha em uma linha.
// esse é o fim da solicitação HTTP do cliente, então envie uma resposta:
if (currentLine.length() == 0) {
// Os cabeçalhos HTTP sempre começam com um código de resposta (e.g. HTTP/1.1 200 OK)
// e um tipo de conteúdo para que o cliente saiba o que está por vir, em seguida, uma linha em branco:
client.println("HTTP/1.1 200 OK");
client.println("Content-type:text/html");
client.println();
// o conteúdo da resposta HTTP segue o cabeçalho:
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>");
// A resposta HTTP termina com outra linha em branco:
client.println();
// sair do loop while:
break;
} else { // se você tiver uma nova linha, limpe currentLine:
currentLine = "";
}
} else if (c != '\r') { // se você tiver qualquer outra coisa além de um caractere de retorno de transporte,
currentLine += c; // adicione-o ao final da currentLine
}
// Verifique se o pedido do cliente foi "GET /H" ou "GET /L":
if (currentLine.endsWith("GET /H")) {
digitalWrite(5, HIGH); // GET /H liga o LED
}
if (currentLine.endsWith("GET /L")) {
digitalWrite(5, LOW); // GET /L desliga o LED
}
}
}
// feche a conexão:
client.stop();
Serial.println("Client Disconnected.");
}
}
Para obtermos o endereço de IPv4 que o ESP32 buscou na rede devemos abrir o monitor serial e com o ESP32 conectado ao cabo de rede ele irá imprimir o seguinte:
Figura 07: Obtendo endereço IPv4.
Após obtermos o endereço IPv4, devemos copiar e colar ele no navegador e então teremos acesso a página onde realizaremos o acionamento do nosso LED.
Figura 08: Acessando a página.
Quando clicarmos para acionar o LED a pagina enviará para o ESP32 o endereço com “/H” no final e o ESP32 irá identificar e acionar o LED e ao clicar em desligar ele enviará o endereço com “/L” no final. Cada vez que clicarmos em uma das opções o ESP32 irá imprimir no monitor serial confirmando o endereço que recebeu.
Neste trecho do código é onde realizamos o tratamentos destas condições:
Figura 09: trecho do código.
Retorno de confirmação dos comandos recebidos:
Figura 10: Comando da página.
Assim finalizamos e agora poderemos realizar nossos projetos com ESP32 que demandam de Ethernet cabeada.
4 - Material em vídeo
Também temos um vídeo abordando este assunto, assista aqui!
5 – Referências
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