Curs de configurare și programare ESP32 IoT

Lecția 1 • Configurația pinilor, GPIO și specificațiile electrice

Maparea fiecărui pin GPIO la funcțiile, limitele de tensiune și valorile nominale de curent ale acestuia. Studenții dobândesc cunoștințele necesare pentru a conecta perifericele în siguranță și a evita deteriorarea hardware-ului.

Lecția 2 • Arhitectura ESP32 și caracteristicile principale

Analizează procesoarele Xtensa cu două nuclee, structura memoriei și perifericele integrate. Oferă modelul mental necesar pentru a scrie cod eficient și adaptat la hardware.

Lecția 3 • Introducere în ecosistemul ESP32

Acoperă istoria ESP32, variantele de cip și poziționarea pe piață față de alternative. Stabilește contextul pentru toate deciziile hardware și software luate pe parcursul cursului.

Lecția 1 • Configurarea lanțului de instrumente ESP-IDF

Configurează cadrul oficial Espressif pentru dezvoltarea de firmware de nivel profesional. Oferă o alternativă la Arduino IDE pentru proiecte critice din punct de vedere al performanței sau pentru proiecte de producție.

Lecția 2 • Structura proiectului și controlul versiunilor

Stabilește cele mai bune practici pentru organizarea fișierelor de firmware și urmărirea modificărilor cu Git. Pregătește studenții pentru întreținerea colaborativă și pe termen lung a proiectelor.

Lecția 3 • Flashing Firmware și monitorizarea serială

Acoperă ciclul complet de compilare-încărcare-monitorizare și erori comune de încărcare. Cursanții pot implementa fiabil codul și pot citi ieșirea de depanare de pe dispozitiv.

Lecția 4 • Integrarea VS Code și PlatformIO

Configurează VS Code cu extensia PlatformIO pentru o experiență modernă și bogată în funcționalități a IDE-ului. Face legătura între fluxurile de lucru Arduino prietenoase pentru începători și gestionarea profesională a proiectelor.

Lecția 1 • Controlarea LED-urilor și a dispozitivelor de ieșire

Aplică competențele de ieșire GPIO pentru a acționa LED-uri, relee și sarcini comutate prin tranzistoare. Consolidează practicile sigure de cablare și calculele rezistorilor de limitare a curentului.

Lecția 2 • Configurarea pinilor GPIO în cod

Demonstrează API-urile pinMode, digitalWrite și digitalRead pentru controlul de bază al pinilor. Stabilește modelele de cod reutilizate în fiecare interacțiune hardware ulterioară.

Lecția 3 • Citirea butoanelor și a senzorilor digitali

Acoperă tehnici de debounce și citire a intrărilor bazată pe întreruperi pentru interfețe utilizator receptive. Leagă teoria intrărilor digitale de modele practice de integrare a senzorilor.

Lecția 1 • Controlul vitezei servomotoarelor și motoarelor

Aplică PWM pentru a controla servomotoare de hobby și viteza motoarelor de curent continuu prin drivere în punte H. Consolidează abilitățile de ieșire analogică în aplicații mecatronice practice.

Lecția 2 • Ieșire PWM cu perifericul LEDC

Configurează timerul LEDC al ESP32 pentru controlul precis al frecvenței PWM și al ciclului de lucru. Permite reglajul intensității LED-urilor, tonurile de sonerie și poziționarea servomotoarelor în proiectele studenților.

Lecția 3 • Fundamentele conversiei analog-digitale

Explică rezoluția ADC, tensiunea de referință și setările de atenuare pe ESP32. Permite citiri precise ale senzorilor de la potențiometre, termistoare și senzori de lumină.

Lecția 4 • Ieșirea DAC și generarea de forme de undă

Utilizează DAC-ul pe 8 biți al ESP32 pentru a produce tensiuni analogice și forme de undă simple. Demonstrează generarea directă a semnalelor fără circuite integrate DAC externe.

Lecția 1 • Selectarea protocolului și depanarea

Ghidează alegerea protocolului pe baza constrângerilor de viteză, distanță și număr de pini. Echipează studenții cu tehnici de analizor logic pentru a diagnostica defecțiunile de comunicare.

Lecția 2 • Protocolul SPI și Perifericele de Viteză Mare

Configurează modul master SPI pentru a comunica cu carduri SD, afișaje și module RF. Acoperă polaritatea ceasului, faza și gestionarea selecției de cip pentru transferuri fiabile.

Lecția 3 • Comunicația serială UART

Configurează porturile UART hardware pentru schimbul de date seriale full-duplex cu dispozitive externe. Stabilește baza pentru module GPS, modemuri GSM și console de depanare.

Lecția 4 • Configurarea magistralei I2C și scanarea dispozitivelor

Configurează magistrala I2C, scanează adresele dispozitivelor și citește registrele acestora. Pregătește studenții să integreze orice senzor sau afișaj I2C cu un număr minim de conexiuni.

Lecția 1 • Protocolul MQTT pentru mesageria IoT

Conectează ESP32 la un broker MQTT pentru a publica citiri ale senzorilor și a se abona la subiecte de comenzi. Prezintă modelul publicare-abonare, esențial pentru arhitecturi IoT scalabile.

Lecția 2 • Modurile stației Wi-Fi și ale punctului de acces

Configurează ESP32 ca stație Wi-Fi care se alătură rețelelor existente și ca punct de acces soft. Acoperă gestionarea credentialelor și gestionarea evenimentelor de conexiune.

Lecția 3 • Client HTTP pentru integrarea API-urilor REST

Folosește biblioteca HTTPClient pentru a realiza cereri GET și POST către API-uri REST. Permite ESP32 să trimită date de la senzori către platforme cloud și să preia configurații.

Lecția 4 • Securitatea rețelei și criptarea TLS

Aplică TLS conexiunilor MQTT și HTTP pentru a proteja datele în tranzit. Abordează validarea certificatelor, stocarea cheilor și capcanele comune de securitate.

Lecția 1 • Protocolul ESP-NOW între perechi

Folosește ESP-NOW pentru schimbul de date cu latență scăzută și fără conexiune între dispozitivele ESP32. Ideal pentru rețele senzoriale de tip plasă care nu necesită un router Wi-Fi.

Lecția 2 • Publicitate BLE și difuzare de balize

Configurează pachetele de publicitate BLE pentru formatele iBeacon și Eddystone. Permite detectarea proximității și cazurile de utilizare pentru urmărirea activelor fără o conexiune persistentă.

Lecția 3 • Comunicarea serială Bluetooth clasic

Configurează BluetoothSerial pentru a crea o legătură serială wireless între ESP32 și un dispozitiv gazdă. Permite depanarea fără cabluri și transferul simplu de date pentru gazde Bluetooth mai vechi.

Lecția 1 • Actualizări de firmware Over-the-Air

Implementează actualizări OTA prin ArduinoOTA și distribuire pe bază de server HTTP pentru livrarea de firmware la distanță. Elimină necesitatea accesului fizic pentru întreținerea dispozitivelor implementate.

Lecția 2 • Depanare, profilare și întărire pentru producție

Utilizează analiza dump-ului de memorie, temporizatoare de supraveghere și gestionare a excepțiilor pentru a diagnostica și preveni blocările. Pregătește firmware-ul pentru o funcționare fiabilă pe termen lung pe teren.

Lecția 3 • Gestionarea energiei și modurile de repaus profund

Configurează modurile de somn ușor, somn profund și hibernare cu multiple surse de trezire. Permite dispozitivelor alimentate cu baterie să funcționeze luni de zile cu o singură încărcare.

Lecția 4 • Stocare nevolatilă și preferințe

Stochează și recuperează date de configurare persistente utilizând bibliotecile NVS și Preferences. Asigură că setările dispozitivului supraviețuiesc ciclurilor de alimentare și actualizărilor de firmware.