Беспроводной последовательный порт (UART) для Arduino / STM32 / и т. Д .: 3 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Надеюсь, все согласятся со мной, что Arduino Serial - отличный инструмент для отладки ваших проектов. Что ж, это практически единственный вариант отладки Arduino. Но иногда невозможно или нецелесообразно подключить кабель USB от Arduino или любого другого микроконтроллера к вашему компьютеру.

Поэтому я сделал эту плату UART-WiFi на основе ESP8266-01, которая в наши дни стоит очень дешево. Платы небольшие, вы можете подключить их к макету, подключить питание, RX, TX и землю, и он будет передавать все, что получает от UART, на ваш компьютер через Wi-Fi и наоборот.

Функции:

• скорость передачи до 115200 (теоретически даже до 921600, но это не проверено)
• получает / отправляет данные от UART и отправляет / принимает данные через WiFi прямо на ваш компьютер через порт 23 (Telnet)
• 18 компонентов, детали стоят около 3,50 долларов США.
• Двусторонняя печатная плата 20 x 45 мм, совместимая с макетной платой
• 5 В толерантный вывод RX
• входное напряжение от 12 В до 3,3 В, потребление тока в среднем около 80 мА

Я использую эти доски около полугода и считаю их чрезвычайно полезными. Я даже предпочитаю их мостам USB-UART, потому что с моей платой я просто подключаю один из них к макетной плате, и мне не нужно беспокоиться о том, чтобы проложить кабели по всему моему столу. У вас также нет никакого другого оборудования, никаких свободных портов USB, и эти платы обеспечивают полную гальваническую развязку от вашего компьютера, что является хорошей мерой безопасности, и вам не нужно беспокоиться о различных потенциалах земли.

Шаг 1. Как это работает

После подачи питания на модуль он начинает попытки подключиться к заранее заданной сети Wi-Fi. Во время этой фазы мигает желтый светодиод. После подключения желтый светодиод продолжает гореть. После этого модуль ожидает подключения от клиента Telnet (см. Следующий шаг) и мигает зеленый светодиод. После успешного установления соединения терминал Telnet покажет вам подсказку с вопросом о желаемой скорости передачи. Вы вводите скорость передачи в терминал, и все готово! Теперь все, что вы вводите в терминал, отправляется через Wi-Fi, а затем выводится с контакта TX ESP8266. Точно так же все, что появляется на выводе RX, отправляется на терминал. По сути, вы не можете отличить последовательную консоль от telnet.

Светодиоды:

• желтый (крайний слева) - статус Wi-Fi, мигает - пытается подключиться, горит - подключено
• зеленый (второй слева) - статус Telnet. мигает - ожидает подключения, зеленый - подключено
• синий (два крайних правых) - RX и TX

Шаг 2: как его настроить

Связь

Единственная небольшая сложность заключается в том, что вам нужен какой-то идентификатор для каждого устройства Telnet (аналогично каждому последовательному порту, имеющему номер). В своем проекте я использовал статический IP. Обычно, когда устройство подключается к Wi-Fi, оно автоматически получает IP-адрес от DHCP-сервера. Это называется динамической IP-адресацией, но проблема в том, что IP-адрес может измениться. Поэтому я запрограммировал плату таким образом, чтобы она всегда получала предопределенный IP-адрес, в моем случае 192.168.2.20x, где x - номер платы. Это называется статической IP-адресацией. Затем вы просто подключаете консоль Telnet к 192.168.2.20x: 23, и все готово.

В качестве консоли вы можете использовать множество приложений, два из которых наиболее известны, вероятно, PuTTY или YAT (еще один терминал). Я использую последний, и в разделе изображений вы можете увидеть, как его настроить - вам просто нужно знать ранее упомянутый статический IP-адрес.

Прошивка

Прошивка написана в среде Arduino IDE, и вы можете найти ее на моем GitHub. Если вы хотите запрограммировать свой ESP8266, вам нужно заглянуть в заголовок и изменить там некоторые переменные, а именно:

• ssid - имя Wi-Fi, к которому плата должна подключаться
• pass - пароль для этого Wi-Fi
• ip - статический IP-адрес, который должна иметь плата; выберите что-то за пределами пула DHCP (или просто выберите что-то от 200 до 250, что обычно бесплатно)
• шлюз - IP вашего роутера
• подсеть

Вы можете получить последние две информации из командной строки, нажав Win + R, набрав «cmd», а затем набрав «ipconfig». Смотрите картинки.

Конечно, вам понадобится Arduino IDE, набор инструментов esp8266 и т. Д., Но есть много других руководств по этому поводу.

Доска

Вам также необходимо изготовить печатную плату. Хотя это несложно и теоретически вы можете сделать это дома, я рекомендую вам использовать печатную плату какого-нибудь китайского производителя. Это дешево и прекрасно работает. Я использовал ALLPCB и остался доволен.

Власть

Вам нужно подать питание на плату. Вы можете запитать его напрямую напряжением 3,3 В (перемычка JP1 в положении 3,3 В) или подать напряжение через регулятор 3,3 В (перемычка в другом положении). Регулятор может принимать напряжения до 12 В. Все конденсаторы уже встроены в плату.

Шаг 3: Заключение

Как я уже сказал, эти платы очень полезны для прототипирования не только с Arduino, но и с любым MCU в целом. И пользуюсь ими уже около полугода и проблем с ними не было.

Исходный код, файлы Eagle и некоторые изображения можно найти на моем GitHub или в zip-файле ниже. Но я рекомендую GitHub, так как может быть более новая версия.

Если у вас есть какие-либо вопросы, комментарии или предложения, не стесняйтесь оставлять их ниже.