Workshop: ESP-IDF a ESP32-C6: Úvod

Představení ESP-IDF

#

ESP-IDF (Espressif IoT Development Framework) je oficiální vývojový framework pro všechny čipy rodiny ESP32 od firmy Espressif Systems. Framework poskytuje kompletní prostředí pro vývoj, flashování a monitorování IoT aplikací, které mohou pokrývat vše od sítí přes bezpečnost, až po vysoce spolehlivé aplikace. Samotné čipy ESP32 jsou populární napříč odvětvími, od domácích kutilů a bastlířů až po profesionální a průmyslové nasazení.

ESP-IDF v sobě obsahuje také FreeRTOS, který vývojářům umožňuje tvořit real-time aplikace s podporou multitaskingu. Díky široké paletě knihoven, komponent, podporovaných protokolů (Wi-Fi, Bluetooth, Thread, ZigBee, MQTT a mnoho dalšího), nástrojům a podrobné dokumentaci ESP-IDF usnadňuje vývoj IoT aplikací a umožňuje jednoduché využití velkého spektra hardware a periferií.

Zároveň ESP-IDF obsahuje zhruba 400 příkladových projektů, pokrývajících základní případy použití, což umožňuje vývojářům dále zrychlit počáteční fázi vývoje a ti tak mohou rychleji začít pracovat na svých projektech.

Architektura

#

Architektura frameworku ESP-IDF je rozdělená do 3 vrstev:

• ESP-IDF platforma
  • Obsahuje samotné jádro ESP-IDF: FreeRTOS, ovladače, protokoly, build system…
• Middleware
  • Přidává další funkcionalitu do ESP-IDF, například audio framework ESP-ADF
• AIoT aplikace
  • Váš projekt

Frameworks

#

Na ESP-IDF je založených i několik dalších frameworků:

• Arduino for ESP32
• ESP-ADF (Audio Development Framework): Připravený pro audio aplikace
• ESP-WHO (AI Development Framework): Zaměřený na rozpoznávání a detekci obličeje
• ESP-RainMaker: Díky cloudovým službám zjednodušuje připojení a ovládání zařízení s ESP32
• ESP-Matter SDK: Oficiální vývojový framework pro Matter na čipech rodiny ESP32

Pokud se chcete podívat na všechny odvozené frameworky, navštivte náš GitHub.

Podpora různých verzí ESP-IDF

#

ESP-IDF se stále vyvíjí. Pro aktuální informace o podporovaných verzích navšitvte náš Github.

Představení ESP32-C6

#

ESP32-C6 je ultra-low-power čip s architekturou RISC-V. Obsahuje jedno “plnohodnotné” a jedno ULP (ultra-low-power) jádro a podporuje všechny běžné bezdrátové technologie: 2.4 GHz Wi-Fi 6 (802.11ax), Bluetooth® 5 (LE), Zigbee a Thread (802.15.4). K dispozici je volitelná 4MB flash paměť přímo v pouzdře čipu, 22 nebo 30 GPIO pinů a bohatá nabídka periferií:

• 30 (QFN40) nebo 22 (QFN32) pinů
• 5 strapping piny
• 6 GPIO pinů je potřebných pro in-package flash
• Analogová rozhraní:
  • 12-bit SAR ADC, až 7 kanálů
  • Senzor teploty
• Digitální rozhraní:
  • 2x UARTs
  • Low-power (LP) UART
  • 2x SPI pro komunikaci s flash pamětí
  • SPI pro obecné použití
  • I2C
  • Low-power (LP) I2C
  • I2S
  • Pulse count kontroler
  • USB Serial/JTAG kontroler
  • 2x TWAI® kontrolery, kompatibilní s ISO 11898-1 (CAN Specification 2.0)
  • SDIO 2.0 slave kontroler
  • LED PWM controller, až 6 kanálů
  • Motor Control PWM (MCPWM)
  • Remote control periferie (TX/RX)
  • Paralelní IO rozhraní (PARLIO)
  • Obecný DMA kontroler se 3 transmit 3 receive kanály
  • Event task matrix (ETM)
• Timery:
  • 52-bit systémový timer
  • 2x 54-bit timer pro obecné použití
  • 3x digitální watchdog
  • Analogový watchdog

Pro více detailů se podívejte na datasheet ESP32-C6.

Představení kitu ESP32-C6-DevKit-C

#

ESP32-C6-DevKitC-1 je vývojová deska určená (nejen) začátečníkům, v jejímž srdci je modul ESP32-C6-WROOM-1(U) spolu s 8 MB SPI flash paměti. Stejně jako samotný čip ESP32-C6, deska podporuje mnoho protokolů, od Wi-Fi, přes Blzuetooth LE, až po Zigbee a Thread.

Většina GPIO pinů je přístupná z vývodů po stranách desky se standardní roztečí 2.54 mm. Periferie na ně můžou být připojené pomocí klasických vodičů, případně lze desku zacvaknout do nepájivého pole.

Vlastnosti

#

Níže jsou uvedené základní vlastnosti vývojého kitu:

• ESP32-C6-WROOM-1 modul
• Pinové vývody po stranách
• 5 V to 3.3 V low-dropou regulátor
• 3.3 V Power On LED
• USB-to-UART Bridge
• ESP32-C6 USB Type-C Port pro flashování a debug
• Boot Button
• Reset Button
• USB Type-C to UART Port
• RGB LED na pinu GPIO8
• J5 jumper pro měření proudu

Popis desky

#

Pinout desky

#

J1 pinové pole

#

J3 pinové pole

#

Zdroje

#

• ESP32-C6 Datasheet
• ESP32-C6 Documentation
• ESP32-C6-DevKit-C Documentation
• ESP32-C6-DevKit-C Schematic

Další krok

#

Pro teoretickém úvodu již nastal čas pustit se do programování. Nejprve si ale musíme naisntalovat potřebné nástroje.

Úkol 1: Instalace ESP-IDF