Плата разработчика Мини ESP32-C3 с OLED-дисплеем

1. Идентификация и основные компоненты

flowchart TD
      subgraph ESP32["ESP32-C3 с OLED-Дисплеем"]
        direction TB
        
        subgraph Components["Основные компоненты"]
          USB["USB Type-C
порт"]
          OLED["OLED-дисплей
0.42 дюйма"]
          LED["RGB
светодиод"]
          BOOT["Кнопка BOOT
(GPIO9)"]
          RST["Кнопка RST
(Reset)"]
          MCU["ESP32-C3
RISC-V MCU"]
          PWR["Индикатор
питания"]
        end
        
        subgraph GPIO["GPIO пины"]
          direction TB
          
          subgraph LEFT["Левая сторона"]
            direction TB
            GPIO0["GPIO0 (A0)"]
            GPIO1["GPIO1 (A1)"]
            GPIO2["GPIO2 (A2)"]
            GPIO20["GPIO20 (RX)"]
            GPIO21["GPIO21 (TX)"]
          end
          
          subgraph RIGHT["Правая сторона"]
            direction TB
            GPIO3["GPIO3 (A3)"]
            GPIO4["GPIO4 (A4)"]
            GPIO5["GPIO5 (MSIO, I2C SDA)"]
            GPIO6["GPIO6 (MOSI, I2C SCL)"]
            GPIO7["GPIO7 (SS)"]
            GPIO8["GPIO8 (GPIO)"]
            GPIO9["GPIO9 (GPIO)"]
            GPIO10["GPIO10 (GPIO)"]
          end
          
          LEFT --- RIGHT
        end
        
        subgraph POWER["Питание"]
          direction LR
          GND["GND"]
          V33["3.3V"]
          V5["5V"]
          BAT["BAT"]
        end
        
        Components --- GPIO
        Components --- POWER
      end
      
      classDef component fill:#f8f9fa,stroke:#333,stroke-width:1px
      class USB,OLED,LED,BOOT,RST,MCU,PWR component
      
      classDef power fill:#ffe0b2,stroke:#e65100,stroke-width:1px
      class GND,V33,V5,BAT power
      
      classDef gpio fill:#e1f5fe,stroke:#0056b3,stroke-width:1px
      class GPIO0,GPIO1,GPIO2,GPIO3,GPIO4,GPIO5,GPIO6,GPIO7,GPIO8,GPIO9,GPIO10,GPIO20,GPIO21 gpio
    

2. Схема подключения к компьютеру

flowchart LR
      PC["ПК/Ноутбук"] -- "USB Type-C кабель" --> ESP["ESP32-C3
с OLED-дисплеем"]
      ESP -- "COM-порт" --> ARDUINO["Arduino IDE"]
      
      classDef device fill:#e1f5fe,stroke:#0288d1,stroke-width:2px
      classDef software fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:2px
      
      class PC,ESP device
      class ARDUINO software
    

2.1. Пошаговая инструкция подключения к компьютеру

1. Физическое подключение:
   • Используйте кабель USB Type-C для подключения модуля к USB-порту компьютера.
   • После подключения должен загореться индикатор питания, а на OLED-дисплее может появиться демонстрационная программа (если она не была перезаписана).
2. Проверка COM-порта:
   • На компьютере с Windows откройте "Диспетчер устройств" (правый клик на "Этот ПК" → "Управление" → "Диспетчер устройств").
   • Разверните раздел "Порты (COM и LPT)".
   • После подключения модуля должен появиться новый виртуальный COM-порт. Запомните его номер.
   • Если порт не появляется, возможно, нужно установить драйвер CH340/CH341 или CP210x.

3. Настройка Arduino IDE

1. Установка поддержки ESP32:
   • Откройте Arduino IDE.
   • Перейдите в File → Preferences.
   • В поле "Additional Boards Manager URLs" добавьте ссылку:
     https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json
   • Нажмите "OK".
   • Перейдите в Tools → Board → Boards Manager...
   • В поле поиска введите "esp32".
   • Найдите пакет "esp32 by Espressif Systems" и нажмите "Install".
   • Дождитесь завершения установки.
2. Выбор платы и порта:
   • Перейдите в Tools → Board → ESP32 Arduino.
   • Из списка плат выберите "XIAO_ESP32C3" (настройки для этой платы совместимы с ESP32-C3).
   • Перейдите в Tools → Port и выберите COM-порт, который появился после подключения модуля.

4. Загрузка прошивки

flowchart TB
      START["Начало"] --> CODE["Подготовка кода"]
      CODE --> BOOT["Переход в режим загрузки
(нажать BOOT + RESET)"]
      BOOT --> UPLOAD["Загрузка кода
через Arduino IDE"]
      UPLOAD --> RESET["Нажатие кнопки RESET
для запуска программы"]
      RESET --> END["Программа запущена"]
      
      classDef process fill:#e1f5fe,stroke:#0288d1,stroke-width:2px
      classDef action fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:2px
      classDef start fill:#f5f5f5,stroke:#333,stroke-width:1px
      
      class START,END start
      class CODE,UPLOAD process
      class BOOT,RESET action
    

1. Подготовка кода:
   • Напишите собственный скетч или откройте пример (например, File → Examples → 01.Basics → Blink).
2. Перевод платы в режим загрузки:
   • Нажмите и удерживайте кнопку B (Boot, GPIO9).
   • Не отпуская кнопку B, нажмите и отпустите кнопку R (Reset).
   • Отпустите кнопку B.
   • Плата теперь в режиме ожидания прошивки.
3. Загрузка кода:
   • В Arduino IDE нажмите кнопку "Upload" (стрелка вправо).
   • Следите за процессом в нижней части окна Arduino IDE.
   • После сообщения "Done uploading" нажмите кнопку R (Reset) на плате, чтобы запустить только что загруженный код.

5. Подключение внешних компонентов

5.1. Подключение светодиода

flowchart LR
      ESP["ESP32-C3
с OLED-дисплеем"] -- "GPIO0" --> LED_A["LED (+)"]
      LED_A --- LED_C["LED (-)"]
      LED_C -- "Через резистор
220-330 Ом" --> ESP_GND["GND"]
      
      classDef device fill:#e1f5fe,stroke:#0288d1,stroke-width:2px
      classDef component fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:2px
      
      class ESP,ESP_GND device
      class LED_A,LED_C component
    

1. Подключите длинную ножку светодиода (анод, "+") к пину GPIO0 на плате.
2. Подключите короткую ножку светодиода (катод, "-") через резистор 220-330 Ом к пину GND на плате.
3. Загрузите код, который управляет пином GPIO0.

5.2. Подключение релейного модуля

flowchart TB
      subgraph ESP32["ESP32-C3 с OLED-дисплеем"]
        ESP_IO["GPIO0"] --> RELAY_IN["IN (Сигнал)"]
        ESP_GND["GND"] --> RELAY_GND["GND"]
      end
      
      subgraph POWER["Внешнее питание"]
        BATT["+5В (Батарея/БП)"] --> RELAY_VCC["VCC"]
        BATT_GND["GND"] --> RELAY_GND
      end
      
      subgraph RELAY["Релейный модуль"]
        RELAY_IN
        RELAY_GND
        RELAY_VCC
        RELAY_COM["COM"]
        RELAY_NO["NO"]
      end
      
      subgraph LOAD["Нагрузка (лампа)"]
        AC_L["L (фаза)"] --> RELAY_COM
        RELAY_NO --> LAMP["Лампа"]
        LAMP --> AC_N["N (ноль)"]
      end
      
      classDef esp fill:#e1f5fe,stroke:#0288d1,stroke-width:2px
      classDef relay fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:2px
      classDef power fill:#fff3e0,stroke:#ef6c00,stroke-width:2px
      classDef ac fill:#ffebee,stroke:#c62828,stroke-width:2px
      
      class ESP_IO,ESP_GND esp
      class RELAY_IN,RELAY_GND,RELAY_VCC,RELAY_COM,RELAY_NO relay
      class BATT,BATT_GND power
      class AC_L,AC_N,LAMP ac
    

1. Управление реле:
   • Подключите пин GPIO0 платы к входу IN (или SIG) релейного модуля.
   • Подключите пин GND платы к пину GND релейного модуля.
2. Питание реле:
   • Подключите положительный выход внешнего источника питания (5В) к пину VCC релейного модуля.
   • Подключите отрицательный выход (землю) внешнего источника питания к пину GND релейного модуля.
   • Важно: земля питания реле должна быть соединена с землёй ESP32-C3.
3. Подключение нагрузки:
   • Один провод от розетки (фаза) подключите к клемме COM (Common) на реле.
   • Клемму NO (Normally Open) на реле соедините с одним контактом нагрузки (например, лампочки).
   • Второй контакт нагрузки соедините со вторым проводом от розетки (ноль).

5.3. Подключение I2C устройств

flowchart LR
      subgraph ESP32["ESP32-C3 с OLED-дисплеем"]
        ESP_SDA["GPIO5 (SDA)"] --> I2C_SDA["SDA"]
        ESP_SCL["GPIO6 (SCL)"] --> I2C_SCL["SCL"]
        ESP_3V3["3.3В"] --> I2C_VCC["VCC"]
        ESP_GND["GND"] --> I2C_GND["GND"]
      end
      
      subgraph I2C_DEVICE["I2C устройство (сенсор, дисплей и т.д.)"]
        I2C_SDA
        I2C_SCL
        I2C_VCC
        I2C_GND
      end
      
      classDef esp fill:#e1f5fe,stroke:#0288d1,stroke-width:2px
      classDef i2c fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:2px
      
      class ESP_SDA,ESP_SCL,ESP_3V3,ESP_GND esp
      class I2C_SDA,I2C_SCL,I2C_VCC,I2C_GND i2c
    

Модуль ESP32-C3 имеет удобный разъём SH1.0 4P для I2C подключений:

1. Подключите GND платы к GND I2C устройства.
2. Подключите 3.3В платы к VCC I2C устройства (если оно работает от 3.3В).
3. Подключите GPIO5 (SDA) платы к SDA устройства.
4. Подключите GPIO6 (SCL) платы к SCL устройства.

5.4. Подключение аккумулятора

1. Подключите положительный выход аккумулятора (Li-ion/LiPo 3.7В) к пину BAT IN.
2. Подключите отрицательный выход аккумулятора к пину GND.

6. Интересные аспекты использования

6.1. Компактность и интеграция

Сверхмалый размер модуля с интегрированным дисплеем делает его идеальным для проектов с ограниченным пространством. Можно интегрировать в носимые устройства, миниатюрные IoT-датчики и компактные системы автоматизации.

6.2. Интегрированный OLED-дисплей

Встроенный OLED-дисплей позволяет:

• Отображать служебную информацию (IP-адрес, статус подключения Wi-Fi)
• Выводить показания сенсоров в реальном времени
• Создавать простой пользовательский интерфейс
• Отлаживать код без подключения к компьютеру (выводя значения переменных)
• Отображать небольшие графики или пиктограммы

6.3. Программируемый RGB-светодиод

Встроенный RGB-светодиод можно использовать для:

• Индикации различных режимов работы (по цвету)
• Сигнализации об ошибках или важных событиях
• Визуальной обратной связи без подключения дополнительных компонентов

6.4. Гибкость Wi-Fi и Bluetooth

ESP32-C3 имеет встроенные модули Wi-Fi (2.4 ГГц) и Bluetooth 5 LE, что позволяет:

• Подключаться к существующим Wi-Fi сетям или создавать собственную точку доступа
• Управлять устройством через веб-интерфейс
• Подключаться к смартфонам и другим Bluetooth-устройствам
• Создавать сети из нескольких устройств

6.5. Практические примеры использования

• Мини-метеостанция: подключение датчиков температуры, влажности, давления с выводом показателей на встроенный дисплей и передачей данных через Wi-Fi
• Умный пульт управления: управление домашней автоматикой через реле с индикацией статуса на дисплее
• Система мониторинга: отслеживание параметров окружающей среды или технических систем с удалённым доступом
• Портативный IoT-гаджет: компактное устройство с питанием от аккумулятора для сбора и отображения данных
• Датчик с уведомлениями: отправка уведомлений на смартфон при определённых условиях (например, датчик движения)