Hola món amb l'Arduino IDE

▶ El vídeo

🎒 Prepara

Tingues-ho a sobre la taula abans de començar. Ve tot del kit de Freenove.

• Ordinador amb internet i permís d'administrador per instal·lar el driver, si cal
• Placa Freenove ESP32-WROVER els seus pins, a la xuleta nou
• Cable USB del kit ha de ser de dades, no només de càrrega nou

A cada classe, el material que ja has fet servir abans portarà la marca ja el tens · M0·1.

🔁 Escalfament

És la primera classe i no hi ha res a repassar. Aquestes quatre preguntes només escalfen: pensa la resposta abans de mirar-la. A partir de la M0·2, aquí hi haurà el repàs de la classe anterior, sense apunts.

1. L'ESP32 i el teu ordinador tenen tots dos un processador i memòria. Quina diferència important creus que hi ha?

   Mostra la resposta

2. Si un programa diu «encén el LED, espera 1 s, apaga'l, espera 1 s» i es repeteix, quantes vegades parpellejarà en un minut?

   Mostra la resposta

3. Per què creus que per programar la placa no serveix qualsevol cable USB?

   Mostra la resposta

4. Analògic o digital? Un termòmetre de mercuri, l'interruptor de la llum, el volum d'una ràdio i un polsador.

   Mostra la resposta

🧠 Teoria

Zeros i uns

Un senyal analògic pot prendre qualsevol valor: la temperatura, el volum d'una ràdio. Un de digital només en té dos, 0 i 1. A l'ESP32, un 1 vol dir 3,3 V i un 0 vol dir 0 V.

Un bit és un sol 0 o 1. Un byte són 8 bits, i permet 256 combinacions. Tot el que fa un microcontrolador, al final, és llegir i escriure zeros i uns, molt de pressa.

Què és un microcontrolador

Un microcontrolador és un ordinador petit dins d'un sol xip: processador, memòria i entrades i sortides. No té pantalla ni teclat, i fa una sola feina, la que li programes, sempre que estigui endollat.

La seva feina és llegir, decidir i actuar, milers de vegades per segon. Al Monitor Oficina, les entrades seran els sensors de temperatura i el detector de llum, i les sortides, un LED, un brunzidor, una pantalla i els missatges de Telegram.

L'ESP32 és un microcontrolador d'Espressif amb WiFi i Bluetooth. Per això el triem: més endavant haurà d'enviar avisos per internet.

La família ESP32

«ESP32» és el nom d'una família de xips. En aquest curs en fem servir dos: el clàssic per aprendre i l'S3 per al projecte.

La placa per dins

La placa del kit, la Freenove WROVER, porta l'ESP32 (sota la tapa metàl·lica, amb l'antena), un connector USB, un xip CH340 que tradueix entre l'USB i l'ESP32, un regulador que converteix els 5 V de l'USB en 3,3 V, un LED i dos botons:

• EN reinicia la placa: el programa torna a començar.
• BOOT connecta el GPIO 0 a terra. Si en arrencar el GPIO 0 és a 0, la placa espera un programa nou; si és a 1, executa el que ja té. Per això, si la pujada falla, mantenir BOOT la posa en mode de càrrega.

On viu cada cosa

La flash és la biblioteca: hi queda el programa encara que desendollis la placa. La SRAM és l'escriptori: molt ràpida, però s'esborra quan s'apaga. La PSRAM és una taula auxiliar més gran, a fora del xip. A més, hi ha una ROM de fàbrica que no s'esborra mai (per això sempre es pot tornar a programar la placa) i una petita memòria que sobreviu quan l'ESP32 dorm.

Com arriba el programa a la placa

1. 1Escrius el codi a l'Arduino IDE
2. 2Compila: el tradueix al llenguatge del xip (un fitxer binari)
3. 3Puja: l'envia pel cable USB
4. 4La placa es reinicia i l'executa

El programa queda desat a la placa: si la desendolles i la tornes a endollar, torna a començar sol, sense l'ordinador.

setup() i loop()

Tot programa d'Arduino té aquestes dues parts. setup() s'executa una vegada, quan la placa s'engega: és preparar la motxilla. loop() es repeteix per sempre: és la rutina de cada dia, la feina de la placa.

🔤 C++ d'avui

🔧 Instal·la i connecta

1. Instal·la l'Arduino IDE 2 des de arduino.cc/en/software.
2. Obre Arduino IDE → Settings… i, a Additional boards manager URLs, enganxa-hi aquesta adreça:
   https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_index.jsonCopia
3. Obre el Boards Manager (la icona de la placa, a l'esquerra), cerca esp32 i instal·la esp32 by Espressif Systems. Tarda uns minuts. Apunta't la versió: ha de ser la 3.x. Molts tutorials antics fan servir funcions que ja no hi són.
4. Connecta la placa a l'ordinador amb el cable USB. S'ha d'encendre un LED vermell d'alimentació.

5. A Tools → Board → esp32, tria ESP32 Wrover Module. A Tools → Port, tria el port de la placa.

Què farem servir de la placa

💻 Codi

Obre File → New Sketch, esborra el que hi ha i escriu-ho tu (millor que copiar-ho: així t'hi fixes). Desa'l com a hola-mon.

// M0·1 · Hola món
// Fa parpellejar el LED de la placa i saluda pel monitor sèrie.

void setup() {
  pinMode(2, OUTPUT);       // el pin 2 (el LED) serà una sortida
  Serial.begin(115200);     // obre el monitor sèrie a 115200 baud
}

void loop() {
  digitalWrite(2, HIGH);    // encén el LED
  Serial.println("Hola, sóc l'ESP32");
  delay(1000);              // espera 1 segon
  digitalWrite(2, LOW);     // apaga el LED
  delay(1000);              // espera 1 segon
}

Hola, sóc l'ESP32
Hola, sóc l'ESP32
Hola, sóc l'ESP32

1. Prem Upload (la fletxa →). Espera fins que a baix digui Hard resetting via RTS pin…
2. Obre Tools → Serial Monitor i, a baix a la dreta, tria 115200 baud.

✅ Has acabat quan…

• El LED de la placa parpelleja: 1 segon encès, 1 segon apagat.
• Has canviat els delay() per un ritme que tu triïs, l'has tornat a pujar i el LED l'ha seguit.
• Veus «Hola, sóc l'ESP32» al monitor sèrie, una vegada a cada volta.

🏋️ Repte

void punt() {
  digitalWrite(2, HIGH);
  delay(200);
  digitalWrite(2, LOW);
  delay(200);
}

void ratlla() {
  digitalWrite(2, HIGH);
  delay(600);
  digitalWrite(2, LOW);
  delay(200);
}

void setup() {
  pinMode(2, OUTPUT);
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  Serial.println("SOS");
  punt(); punt(); punt();
  delay(400);               // entre lletres: 3 unitats (ja n'hem esperat 1)
  ratlla(); ratlla(); ratlla();
  delay(400);
  punt(); punt(); punt();
  delay(1200);              // abans de repetir: 7 unitats
}

🏁 Tancament