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Arduino + ESP32 高分开源项目推荐

作为一个 ESP32 重度用户,并且一直使用 Arduino 框架开发嵌入式应用的爱好者,在过去开发的项目过程中使用过不少开源项目,这里稍微总结一下比较有意思的,以及比较有用的开源项目列表。

其中一些项目不光是固件方面的程序,也包含了对应的硬件设计,可以当作一个电子 DIY 入门的学习项目。

开源项目集合

awesome-esp

项目地址:https://github.com/agucova/awesome-esp

一个国外爱好者收集的 ESP32/ESP8266 开源项目集合,主要偏完整的固件应用。

固件应用

这里是一些完整的固件开源项目,通常也会包含一个完整的硬件项目,不管是用来学习硬件开发,还是学习嵌入式软件开发,都是很好的例子。

ESPHome

ESPHome Logo

项目地址:https://github.com/esphome/esphome

算是最流行的开源智能家居固件之一了,通过编写 YAML 配置文件的方式来快速集成各种传感器、开关、屏幕等设备到一个固件中,并且内置了 Home Assistant 等智能家居平台的支持,可以一键添加到这些平台中。

要使用 ESPHome,基于上只需要了解大概的 GPIO 知识,I2C 以及 SPI 总线的概念就可以上手了,传感器或者其他外设的驱动都已经包含在固件中,并且官方文档也包含了详细的配置教程。

之前就使用 ESPHome 快速搭建了两个应用:

tasmota

项目地址:…

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ESP32-S3 开发板配套物联网扩展板的设计与制作

在完成之前的 《ESP32-S3 最小开发板》 之后,想到很长一段时间,都是用 ESP32-S3 做物联网相关的应用。在这过程中,又会碰到一些会经常重复使用的模块,例如 LCD 屏幕、I2C 外设等,这个时候如果有一个现成的扩展板,就可以省去很多通过杜邦线连接模块的时间,提升应用开发效率。

在做完 ESP32-S3 最小开发板之后,我就根据自己的需求,并且参考了一些其他扩展板,开始设计一个主要用于物联网领域的扩展板。

设计目标

和 ESP32-S3 最小开发板一样,为了使初学者更容易使用,这次的扩展板也会基于容易焊接的前提去规划,主要使用 0805 元件和 2.54mm 排母插件,其中多数元件以模块的方式来引入,这样可以在淘宝购买对应的模块直插,避免在模块的电路设计上花费太多时间。

整个扩展板以输入模块、输出模块和总线模块三部分组成,对应到物联网开发中的大多数展示以及交互场景。

输入模块

  • 5 个用户按键
    • 接受用户输入,可以作为方向键,也可以模拟鼠标移动和按下操作
  • 多功能按键
    • 常见的手持设备,会提供一个多功能按键来实现向上、向下、按压三种操作
  • TF 读卡器
    • 用于数据文件的保存和读取

输出模块

  • LCD 屏幕
    • 显示界面和数据
  • WS2812 LED
    • 状态指示,灯光效果

总线模块

  • I2C 总线
    • 常见传感器模块都支持 I2C 通信,需要支持多个 I2C 模块同时连接
  • SPI 总线
    • 和屏幕或者 TF 读卡器模块进行通信


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做一个 ESP32-S3 开发板

接触立创 EDA 和嘉立创 PCB 打样服务之后,一直想从头设计一块 PCB,刚好前段时间立创硬件开源平台搞活动,就又薅了一把羊毛,蹭了立创商城的器件券,和嘉立创的打样券,相当于费用全免,做了一块开发板。

因为一直在玩 IoT,因此 MCU 就选择了最熟悉的乐鑫 ESP32-S3,这款 MCU 内置了 Wi-Fi 和蓝牙,官方支持 Arduino 开发框架,GPIO 数量相对前代 ESP8266 也多了很多,而且支持了 PSRAM,在一些高内存应用场合也可以放心使用了。看在免费的情况下,直接选了顶配 N16R8 型号,16MB Flash + 8MB PSRAM 足够应对绝大部分场景。

需求

除开嘉立创搞活动这个原因,在设计这款开发板之前,我也在淘宝上买过 ESP32-S3 的开发板,但是在使用过程中总会碰到各种不满意的地方,因此借这个机会就一起解决了。

宽度要小

在平时做原型验证的时候,会经常要使用到面包板,像下面这种常见的款式。

esp32devkit-breadboard

但是淘宝上常见的 ESP32-S3 开发板的宽度都稍微宽了一些,在插到这个面包板上之后,左右两侧的 GPIO 只能有一侧可以露出接线孔,这样在使用杜邦线或者跳线连接的时候,就非常不方便。

双 USB Type-C 接口

ESP32 系列在 ESP32-S2 之后, 就已经增加了对 USB 设备驱动的支持,可以通过 …

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使用 ESPHome + INA219 模块构建一个简易功率计

最近在使用 ESP32 做一些小东西,其中一个设备是使用电池供电,因此对使用电池时的续航比较关心,但是手头并没有合适的电子负载仪,在翻模块库存的时候,刚好发现有一个 INA219 模块,就直接拿它现做一个功率计了。

再配上一个 12864 OLED 屏幕,这样就可以实时去观测单片机设备的实时功率以及功耗了:

EasyPower Demo

ESPHome

ESPHome 是一个配置化生成 ESP32/ESP8266 智能家居固件的系统,一般都会用它来作为智能家居节点中的系统来使用,配合很便宜的 ESP32/ESP8266 模块,使用起来很是方便。

在查阅它所支持的模块时,发现 INA219 也在其中,并且 ESPHome 本身对 12864 OLED 也有良好的支持,因此最终就直接选择了 ESPHome 来作为功率计的基础系统,这样可以省去编写很多基础代码,例如任务设计、屏幕绘制、I2C 总线读写等,只需要关注功率计核心的功能即可。

最近也使用 ESPHome 比较好,发现它还是有很多优点的,基本可以作为一个 Arduino 项目的基础应用框架来使用:

  • 配置化生成代码,无需管理复杂的库依赖
  • 丰富的模组库支持,对于开发单片机应用来说,常见的输入输出模块都内置支持
  • 完整的运行框架,开发者只需要关注业务本身,其他相关内容都内置了,例如 MQTT、OTA 等功能
  • 灵活的 Lambda 支持,它的 Lambda 就是 C++ 的 Lambda,因此对于有能力的开发者来说,可以直接写代码

总的来说,对于一般 DIY 项目来说,ESPHome 足够强大、足够灵活来处理大部分需求了。

INA219



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阿里云 IoT LinkDevelop 案例实战

阿里云 IoT 在 3 月份的时候发布了 Link Develop 一站式开发平台,我根据平台的文档,编写了几个示例,便于外部开发者们来快速理解和掌握怎样使用 Link Develop 平台去加速和辅助物联网产品的开发工作。

示例包括空气监测站、智能灯、Home Assistant 设备接入等,涉及的技术包括 Arduino、React、iOS、前端开发等。

通过这个文档,可以快速了解 Link Develop 一站式开发平台所提供的功能,以及怎样基于平台实现一个物联网产品。

文档配套示例代码同样提供在 GitHub 中。

目录:

GitHub 地址:

https://github.com/aliyun-linkdevelop/linkdevelop-practice

https://github.com/aliyun-linkdevelop/airmonitor_demo

https://github.com/aliyun-linkdevelop/smartlight_demo

使用 python-broadlink 发送 BroadLink A1 数据到 Domoticz

之前在 smzdm 上看一些物联网的文章时,看到 Domoticz 这个平台,好像还蛮符合我的需求的,文章里还介绍了使用 RMBridge 来使用 Domoticz 来控制 RM Pro。

但是 RMBridge 并不是特别方便,需要一直跑一个 Android 来作为指令中转,于是在 GitHub 上去找找看有没有其他项目来支持 BroadLink 的 RM 设备,然后就找到了 python-broadlink 这个项目。

在研究 python-broadlink 的代码过程中,发现它同时还支持 BroadLink 的 A1 空气质量监测仪,刚好我就有一个 A1 设备,于是准备试试看能不能把 A1 的数据更新到 Domoticz 平台上。

最终的效果如下图所示:

准备工作

因为我有一个 DSM,并且 Domoticz 有现成的 DSM Package,所以所有工作都是基于 DSM 完成的,需要的软件如下:

  • DSM 6
  • Domoticz


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