Ασύρματο σειριακό (UART) για Arduino/STM32/κλπ .: 3 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Ας ελπίσουμε ότι όλοι θα συμφωνήσουν μαζί μου ότι το Arduino Serial είναι ένα εξαιρετικό εργαλείο για τον εντοπισμό σφαλμάτων στα έργα σας. Λοιπόν, είναι βασικά η μόνη επιλογή για τον εντοπισμό σφαλμάτων σε ένα Arduino. Αλλά μερικές φορές, δεν είναι δυνατό ή πρακτικό να τρέξετε ένα καλώδιο USB από το Arduino ή οποιοδήποτε άλλο μικροελεγκτή στον υπολογιστή σας.

Έτσι έφτιαξα αυτόν τον πίνακα UART-WiFi, βασισμένος στο ESP8266-01, ο οποίος είναι πολύ φτηνός αυτές τις μέρες. Οι πλακέτες είναι μικρές, μπορείτε να το συνδέσετε σε ένα breadboard, να συνδέσετε ρεύμα, RX, TX και γείωση και θα μεταδώσει όλα όσα λαμβάνει από το UART στον υπολογιστή σας μέσω WiFi και αντίστροφα.

Χαρακτηριστικά:

• baudrates έως 115200 (θεωρητικά ακόμη και έως 921600, αλλά αυτό δεν έχει δοκιμαστεί)
• λαμβάνει/στέλνει δεδομένα από το UART και στέλνει/λαμβάνει δεδομένα μέσω WiFi απευθείας στον υπολογιστή σας χρησιμοποιώντας τη θύρα 23 (Telnet)
• 18 εξαρτήματα, τα ανταλλακτικά κοστίζουν περίπου 3,50 USD
• PCB διπλής όψης 20 x 45 mm, συμβατό με breadboard
• Ακροδέκτης RX 5 V ανεκτικός
• τάση εισόδου από 12 V έως 3,3 V, ρεύμα ρεύμα περίπου 80 mA κατά μέσο όρο

Χρησιμοποιώ αυτούς τους πίνακες για περίπου μισό χρόνο τώρα και τους βρήκα εξαιρετικά χρήσιμους. Τα προτιμώ ακόμη και από τις γέφυρες USB-UART, γιατί με την πλακέτα μου, απλώς συνδέω ένα από αυτά σε ένα breadboard και δεν χρειάζεται να ανησυχώ για τη λειτουργία καλωδίων σε όλο το γραφείο μου. Επίσης, δεν διαθέτετε άλλο υλικό, δεν έχετε δωρεάν θύρες USB και αυτοί οι πίνακες παρέχουν πλήρη γαλβανική απομόνωση από τον υπολογιστή σας, κάτι που αποτελεί καλή προφύλαξη ασφάλειας και δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για τις διαφορετικές δυνατότητες εδάφους.

Βήμα 1: Πώς λειτουργεί

Μόλις εφαρμοστεί τροφοδοσία στη μονάδα, αρχίζει να προσπαθεί να συνδεθεί με το προκαθορισμένο WiFi. Κατά τη φάση αυτή, η κίτρινη λυχνία LED αναβοσβήνει. Μόλις συνδεθεί, το κίτρινο LED παραμένει αναμμένο. Μετά από αυτό, η μονάδα περιμένει σύνδεση από έναν πελάτη Telnet (δείτε το επόμενο βήμα) και η πράσινη λυχνία LED αναβοσβήνει. Μετά την επιτυχή εγκατάσταση της σύνδεσης, το τερματικό Telnet σας εμφανίζει μια ερώτηση που σας ρωτά σχετικά με το επιθυμητό baudrate. Εισάγετε το baudrate στο τερματικό και τελειώσατε! Τώρα οτιδήποτε πληκτρολογήσετε στο τερματικό αποστέλλεται μέσω WiFi και στη συνέχεια εξάγεται από την ακίδα TX του ESP8266. Ομοίως, οτιδήποτε εμφανίζεται στην ακίδα RX αποστέλλεται στο τερματικό. Βασικά, δεν μπορείτε να ξεχωρίσετε τη σειριακή και την telnet κονσόλα.

LED:

• κίτρινο (αριστερότερο) - Κατάσταση Wifi, αναβοσβήνει - προσπαθεί να συνδεθεί, αναμμένο - συνδεδεμένο
• πράσινο (δεύτερο από αριστερά) - Κατάσταση Telnet. αναβοσβήνει - αναμένεται σύνδεση, πράσινο - συνδεδεμένο
• μπλε (δύο δεξιά) - RX και TX

Βήμα 2: Πώς να το ρυθμίσετε

Σύνδεση

Η μόνη μικρή επιπλοκή είναι ότι χρειάζεστε ένα είδος αναγνωριστικού για κάθε συσκευή Telnet (παρόμοια με κάθε σειριακή θύρα που έχει έναν αριθμό). Στο έργο μου χρησιμοποίησα τη Στατική IP. Κανονικά, μόλις μια συσκευή συνδεθεί σε WiFi, λαμβάνει αυτόματα μια διεύθυνση IP από τον διακομιστή DHCP. Αυτό ονομάζεται δυναμική διεύθυνση IP, αλλά το πρόβλημα εδώ είναι ότι η διεύθυνση IP μπορεί να αλλάξει. Έτσι, προγραμματίζω τον πίνακα με τέτοιο τρόπο ώστε να λαμβάνει πάντα μια προκαθορισμένη διεύθυνση IP, στην περίπτωσή μου 192.168.2.20x, όπου x είναι ο αριθμός της πλακέτας. Αυτό ονομάζεται στατική διεύθυνση IP. Στη συνέχεια, απλώς συνδέετε μια κονσόλα Telnet στο 192.168.2.20x: 23 και είστε έτοιμοι.

Ως κονσόλα μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια ποικιλία εφαρμογών, οι δύο πιο γνωστές είναι πιθανώς PuTTY ή YAT (Yet Another Terminal). Χρησιμοποιώ το τελευταίο και στην ενότητα εικόνων μπορείτε να δείτε πώς να το ρυθμίσετε - απλώς πρέπει να γνωρίζετε την προηγουμένως αναφερθείσα στατική διεύθυνση IP.

Υλικολογισμικό

Το υλικολογισμικό είναι γραμμένο σε Arduino IDE και μπορείτε να το βρείτε στο GitHub μου. Εάν θέλετε να προγραμματίσετε το ESP8266, πρέπει να κοιτάξετε την κεφαλίδα και να τροποποιήσετε ορισμένες μεταβλητές εκεί, συγκεκριμένα:

• ssid - το όνομα του WiFi που θέλετε να συνδέσει ο πίνακας
• κωδικός πρόσβασης για αυτό το WiFi
• ip - τη στατική IP που επιθυμείτε να έχει ο πίνακας. επιλέξτε κάτι έξω από την πισίνα DHCP (ή απλώς επιλέξτε κάτι μεταξύ 200 - 250, που είναι συνήθως δωρεάν)
• πύλη - η IP του δρομολογητή σας
• υποδίκτυο

Μπορείτε να λάβετε τις δύο τελευταίες πληροφορίες από τη γραμμή εντολών, πατώντας Win + R, πληκτρολογώντας "cmd" και στη συνέχεια πληκτρολογώντας "ipconfig". Δείτε εικόνες.

Φυσικά χρειάζεστε το Arduino IDE, το εργαλείο εργαλείων esp8266 κ.λπ., αλλά υπάρχουν πολλά άλλα σεμινάρια σχετικά με αυτό.

Σανίδα

Πρέπει επίσης να κατασκευάσετε το PCB. Παρόλο που δεν είναι περίπλοκο και θεωρητικά θα μπορούσατε να το φτιάξετε στο σπίτι, σας συνιστώ να χρησιμοποιήσετε κάποιον κινέζο κατασκευαστή PCB. Είναι φθηνό και λειτουργεί ωραία. Χρησιμοποίησα το ALLPCB και έμεινα ικανοποιημένος.

Εξουσία

Πρέπει να παρέχετε ισχύ στον πίνακα. Μπορείτε είτε να το τροφοδοτήσετε απευθείας με 3,3 V (άλτης JP1 στη θέση 3,3 V) είτε να τροφοδοτήσετε την τάση μέσω ενός ρυθμιστή 3,3 V (άλτης στην άλλη θέση). Ο ρυθμιστής μπορεί να δεχθεί τάσεις έως 12 V. Όλοι οι πυκνωτές είναι ήδη ενσωματωμένοι επί του σκάφους.

Βήμα 3: Συμπέρασμα

Όπως είπα και πριν, βρήκα αυτούς τους πίνακες πολύ χρήσιμους για την πρωτοτυπία, όχι μόνο με ένα Arduino, αλλά με οποιοδήποτε MCU γενικά. Και τα χρησιμοποιώ περίπου μισό χρόνο τώρα και δεν είχα πρόβλημα μαζί τους.

Ο πηγαίος κώδικας, τα αρχεία Eagle και μερικές εικόνες μπορούν να βρεθούν είτε στο GitHub είτε στο αρχείο zip παρακάτω. Προτείνω όμως το GitHub, καθώς μπορεί να υπάρχει νεότερη έκδοση.

Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις, σχόλια ή προτάσεις, μη διστάσετε να τις αφήσετε παρακάτω.