Scheda di sviluppo ESP32 fai da te - ESPer: 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Di recente ho letto di molti IoT (Internet of Things) e fidati di me, non vedevo l'ora di testare uno di questi meravigliosi dispositivi, con la possibilità di connettermi a Internet, me stesso e mettere le mani sul lavoro. Fortunatamente l'opportunità si è presentata, grazie a DFRobot, e mi è stato fornito ESP32, un modulo potente, ibrido e fantastico.

Per cominciare, ho chiesto di proposito al team DFRobot di inviarmi il modulo ESP32 anziché la scheda di sviluppo perché non potevo lasciare che l'emozione di un'abile progettazione e produzione di circuiti mi sfuggisse di mano. E quindi, eccoci qui, a creare noi stessi la nostra scheda di sviluppo per ESP32.

I miei obiettivi principali per questa scheda erano i seguenti:

• La scheda di sviluppo deve essere compatibile con la breadboard.
• Deve avere interruttori tattili EN(Reset) e FLASH.
• Layout PCB unilaterale.

Ho scelto un layout unilaterale perché non tutti hanno accesso a PCB a doppia faccia, essendo io una di quelle persone.

Nessun circuito di comunicazione UART integrato

Questo è stato un vero compromesso perché il layout su un lato poteva dare solo abbastanza spazio. Pertanto utilizzeremo i convertitori da USB a TTL esternamente per eseguirne il flashing.

• Come Arduino, volevo avere un LED integrato per ridurre i cablaggi ricorrenti dei LED.
• Compatto, ma facile da saldare e realizzare.
• Una serigrafia dettagliata.
• Utilizzare il pad di saldatura GND in ESP32 per una migliore perdita di calore.

Fortunatamente, sono stato in grado di soddisfare tutti gli obiettivi sopra menzionati dopo aver progettato vari layout PCB. Detto questo, procediamo con l'istruibile.

Passaggio 1: raccogliere alcune cose

Realizzare questa scheda di sviluppo richiede solo gli articoli di base se si escludono i resistori SMD e, naturalmente, il nostro ESP32.

Requisiti primari:

• Modulo ESP32
• Pannello rivestito di rame

È necessario disporre di un blocco di rame di almeno 4 cm * 5 cm.

• Resistori SMD:

  • 10k - 2 pezzi
  • 1k - 1 pezzo
• LED da 3 mm (qualsiasi colore)
• Intestazioni maschili - 38 pin
• Interruttore tattile - 2 pezzi

Requisiti secondari:

Saldatore

Sto usando il kit di saldatura fornito da DFRobot. È stato molto utile nel rendere questo istruibile. Per la saldatura fine, ho dovuto utilizzare un'ulteriore punta a ferro di cavallo per saldatura fine.

Trapano PCB

Non ne hai uno? Perché non provare a crearne uno tu stesso! Ecco come

Cloruro ferrico

Questo sarà usato per scopi di incisione.

• Carta abrasiva - Grado zero
• Ferro da stiro
• Qualsiasi utensile da taglio PCB
• Nastro biadesivo
• Un pennarello indelebile
• Forbici
• Acetone

Volevo fare le cose in modo pulito, se non lo fai puoi semplicemente saltare questo.

Ho allegato i file della scheda di eagle per darti la libertà di modifica.

Questo è tutto per i requisiti, se hai tutte le cose sopra menzionate, procedi oltre.

Passaggio 2: realizzare il PCB

Farò il PCB utilizzando il metodo di trasferimento del toner correttivo. Stampa il PDF allegato sul passaggio dei requisiti su una carta lucida, quella che si sente bene al tatto. Una volta che hai una stampa nitida del layout su una carta (bianca) lucida, non c'è più niente che ti fermi, quindi inizia con il processo di creazione del PCB.

Sto insistendo sul fatto che la carta lucida sia bianca perché più tardi ne taglieremo la serigrafia. Non ho una carta lucida bianca, quindi ho fatto due stampe dello stesso layout.

Il processo di produzione del PCB è stato trattato in dettaglio in un altro dei miei Instructables.

Fare PCB a casa

Allego le foto di come è stato realizzato questo PCB, sopra.

Per la foratura, utilizzare punte da 1 mm o inferiori.

Passaggio 3: saldatura dei componenti

Inizia saldando l'ESP32 sul PCB. Di seguito sono riportate alcune cose da tenere a mente durante la saldatura di questo modulo impegnativo ma divertente.

• L'allineamento del modulo con i pad di saldatura, il primo passo, è la parte più cruciale dell'intera faccenda. Se sbagli, soffrirai di GPIO non funzionanti e forse anche di un modulo non funzionante!
• Utilizzare punte di saldatura appuntite per evitare lo smantellamento di tracce o piazzole di saldatura a causa del surriscaldamento.
• Durante la saldatura del modulo ESP32, saldare prima i pad diagonali in modo che il chip non rovini il suo allineamento.
• Saldare il pad GND di ESP32 riscaldando la saldatura in quel pad attraverso il foro praticato al centro. Questo riscalderà la saldatura sul pad GND di ESP32 e la fonderà con il pad GND sul PCB.

Una volta che hai finito, salda tutti i componenti uno per uno nei rispettivi posti facendo riferimento alle immagini sopra. L'ordine corretto per la saldatura dei componenti è:

1. ESP32
2. Resistori SMD
3. Interruttori tattili
4. GUIDATO
5. ponticelli
6. Intestazioni maschili

I saltatori sono in numero di tre. Nello screenshot del layout dell'aquila pubblicato sopra, i fili blu rappresentano i ponticelli. Qui, i fili smaltati sono stati usati come ponticelli. Mentre si saldano le intestazioni, posizionare ESPer sulle breadboard allinea perfettamente le intestazioni.

Dopo aver saldato accuratamente e correttamente tutti i componenti, pulire l'intero PCB utilizzando un vecchio spazzolino da denti (anch'esso inutile). Questo rimuove tutto il flusso in eccesso.

Passaggio 4: incollare la serigrafia

Ora il nostro ESPer è completamente funzionante ma manca ancora qualcosa, ed è una serigrafia. L'aggiunta di questa serigrafia ci eliminerà dal continuo riferimento ai pinout. Per attaccarlo alla lavagna, userò del nastro biadesivo. La serigrafia può essere ottenuta attraverso il layout stampato in precedenza.

Se hai dubbi sul tuo lavoro o sul cablaggio, questo è il momento di verificarlo. Perché dopo aver seguito i passaggi successivi, non sarai in grado di modificare la tua scheda in alcun modo. Procedi con cautela

Ora procedi con la serigrafia effettuando le seguenti operazioni:

• Coprire l'intera scheda ESPer con bit di nastro biadesivo, ad eccezione della parte ESP32.
• Quindi allineare la serigrafia e incollarla con attenzione nel nastro biadesivo.
• Successivamente, rimuovi la quantità di carta sopra ESP32 per esporla e riempi gli spazi vuoti lasciati usando la colla a caldo.

Questo è tutto per questo passaggio.

Passaggio 5: congratulazioni

Hai fatto tutti i passaggi precedenti? Se sì, congratulazioni perché è tutto per questo istruibile.

Ora puoi utilizzare il tuo modulo ESP32 proprio come qualsiasi altra scheda di sviluppo semplicemente collegandolo con qualsiasi convertitore da USB a TTL (anche il tuo Arduino). Il cablaggio è semplice, basta alimentare ESPer utilizzando un alimentatore da 3,3 V ed effettuare le connessioni UART (Rx, Tx). Quando si utilizza Arduino, mettere a terra il pin RESET per utilizzarlo come convertitore TTL. Tratterò di più su ESP32 usando questa scheda di sviluppo nei prossimi Instructables.

Ho creato un repository GitHub per archiviare i file per questo istruibile. Questo è il link se ti interessa:

github.com/UtkarshVerma/ESPer/

Ho incorporato un video che mostra ESP32 che gestisce il codice Blink che avevo visualizzato tramite il sistema operativo Mongoose.

Ho rimosso la mia serigrafia perché dovevo apportare ulteriori miglioramenti per altri progetti.

Puoi fare lo stesso seguendo questo Instructable che spiega come usare ESP32 come Arduino. Se invece vuoi usare Mongoose OS, visita questo mio post: Mongoose OS su ESPer

Nel frattempo, vorrei ringraziare DFRobot.com per avermi inviato cose fantastiche come ESP32 e avermi dato l'opportunità di armeggiare con loro. Nemmeno le parole bastano per esprimere la mia gratitudine.

Questo è tutto per questo istruibile. Se hai qualche dubbio, sentiti libero di commentare. Non dimenticare di seguirmi se ti è piaciuto questo tutorial. Per favore, supportami riaprendo i link abbreviati due o tre volte. Puoi supportarmi anche su Patreon.

Continua ad armeggiare!

Di:

Utkarsh Verma

Sponsorizzato da DFRobot.com

Grazie ad Ashish Choudhary per aver prestato la sua macchina fotografica.