个人创客DIY制作无线网络电子开关的利器-ESP32

某天,网上看到一款支持蓝牙、WIFI的芯片模组,外观小巧,价格低廉,感觉挺不错,仔细一查,原来这款ESP32芯片早已经火爆全网,受到众多创客、DIY和电子爱好者的热捧。

一、ESP32是什么?

ESP32是国内厂商乐鑫公司出品的一款低功耗高性能系统级芯片,专为物联网应用而设计,其高度集成、强大性能以及高性价比的特点,是火爆的关键。

简单的编程就能实现端口的控制,ESP32是理想的智能家居、可穿戴消费电子产品、以及工业无线联网自动化、个人DIY项目和创客的首选开发利器。

单芯片它比指甲盖还要小,是让人喜欢的主要原因,几块钱就能买到,非常适合个人DIY、创客制作。

许多人喜欢玩单片机,STM32是一款成名多年好用的芯片,但要想它实现无线联网,一般还要外加ESP8266模组方案,ESP32系列则是ESP8266的升级产品,同时具有STM32的功能。

二、ESP32的特点

ESP32是Espressif公司产品,有许多应用方向不同的系列芯片,一般用户购买S系列或者C系列比较多,原因无它,经济又实用。

ESP各种系列的芯片,有些注重成本控制,有些优化节能省电,有些则加速对AI智能的识别,高端的适用于视频监控等高端AIoT场景。

C系列模组只需要几块钱,厂商封装好带电路板,接上电源录入写好的程序马上就能投入使用,使用简单方便应该也是这款芯片火爆的原因之一,不像其它单片机需要购买编译器或者专用烧录设备,ESP32入门门槛极低。

如果你担心不会编程用不好芯片,在这个全民AI的时代,依靠AI的普及,只要你找教程搭好开发环境,学一点基础的编程语法,然后知道怎么问AI,逻辑程序的编写你就会觉得非常简单,随便摸索几天,完全能把这款芯片开发利用起来。

说句题外话,AI已经打败了程序员岗位。

三、ESP32的功能

ESP32拥有丰富的外设与接口,其它单片机具有的功能、相关通信协议它都不会缺少,能够非常方便的连接各类传感器、显示屏等外设。

低功耗设计和多种省电睡眠模式,使得芯片非常适合用于电池供电的物联网设备,接上太阳能电池板,就是非常实用的户外电子用品。

ESP32优于其它单片机,主要原因是内置蓝牙和WIFI,通过简单的编程,很容易就能与家庭网络连一起,在现在车联网、物联网的网络时代,设备联网是常态。

当芯片实现联网,扩展方向明显更加地宽广,比如获取网络实时时间、天气预报、AI交互、手机APP小程序远程操作等。

利用时间信号,控制输出端口自动化运行,就实现了时控开关的功能,通过逻辑判断,很容易实现多样化,比如希望间歇性开关,或者多个控制端同时控制打开或关闭、轮换流水、开关时序等丰富的控制方式。

加个光敏传感器,就有了光控开关,如果将时控与光控结合起来,你的ESP32就是个多功能开关,非常适合普通的家庭或工地需求,比如设置当天色亮暗自动开关灯,同时追加设置满足时间要求,即使天色未亮,也可以在凌晨两点自动关灯。

网上很火的“小智智能”,基本都是使用ESP32S3芯片,通过联网API服务器实现实时问答。

现在网上出售的ESP32S3模组,基本都会免费提供“小智”的源码程序,烧录进芯片马上就能拥有小智,由大牛开发者虾哥奉献的开源免费程序,这里要给开发者点个大大的赞!牛!!!

四、ESP32的产品实现

又有人会问,只有指甲盖大小的芯片,能控制家里的大功率水泵或者工业使用的三相用电设备吗?

了解过继电器功能的都应该知道,一般家用电器或自动化生产设备,其中的控制电路都是通过中间继电器、实现小电流控制大电流,或者说是弱电控制强电。

ESP32只负责端口发出信号,驱动信号较弱,通常需要三极管放大信号,去控制中间继电器。

如果加一级继电器还不够实现大电流的控制,还可以继续累加驱动,比如再加个交流接触器,交流接触器原理与继电器一样,内部是利用电磁线圈吸合以控制磁极开关,完全可以实现大电流设备的自动化控制。

ESP32内部还具有ADC采样功能,可以直连模拟传感器或其它各种电压变化电路,比如常见的光敏信号或电流检测等都用到ADC功能。

五、ESP32的开发软件

开发ESP32的编程软件,一般使用Arduino或者VScode+IDF插件,IDF是官方开发的免费编程软件。

初学建议使用Arduino,免费、简单、易懂、教程多,而且软件安装完成自带不少常用范例,加载烧录就能运行,不需要编写任何代码也能很好的用起来。

如果有C语言基础,使用VScode加装IDF插件更好,同样也全都是免费软件,编程自由度更高。

六、结语

如果你想制作一款需要无线网络的控制设备,不妨试试这个芯片。

后续会发布利用ESP32C3/S3制作支持内网、远程多功能电子开关的全流程文章,从模组搭建到最后3D打印封箱成品,以及开发过程中遇到的各种问题以及工具的使用,学习实践中成长,欢迎关注指导!

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