#esp32c3

In diesem Beitrag möchte ich dir den Mikrocontroller ESP32C3 von der Firma Seeed Studio vorstellen.

Dieser Mikrocontroller trägt durch seine geringen Abmaße mal wirklich zurecht die Bezeichnung "Mikrocontroller".

ESP32-C3 von Seeed Studio

ESP32-C3 von Seeed Studio (Rückseite) Von der Firma Seeed Studio habe ich dir bereits den Seeed Studio XIAO RP2040 – ein Zwerg mit großer Leistung vorgestellt, welcher die gleichen Abmaße hat, wie der hier gezeigte ESP32C3.

Vergleich XIAO RP2040 mit ESP32-C3 von Seeed Studio

Bezug des ESP32C3 von Seeed Studio

Den mir vorliegenden Mikrocontroller habe ich auf berrybase.de für 8,45 € zzgl. Versandkosten erstanden. ShopPreisVersandkostenhttps://www.berrybase.de8,45 €3,95 €https://botland.de7,90 €4,95 €https://eckstein-shop.de7,95 €1,99 € Lieferumfang Der Mikrocontroller wird zusammen mit einer externen Antenne in einer kleinen Plastiktüte geliefert.

Mikrocontroller ESP32-C3 verpackt

ESP32-C3 von Seeed Studio mit externer Antenne Damit du diesen also auf ein Breadboard stecken möchtest, benötigst somit noch zusätzlich zwei 7-Pin Stiftleisten im 2,54 mm Rasterformat. Diese Stiftleisten bekommst du auf ebay.de bereits ab knapp 3 € für ein ganzes Pack mit 5 Leisten mit je 20 Pins.

Technische Daten des ESP32C3

Nachfolgend zunächst die technischen Daten des ESP32C3. ProzessorESP32-C3, 32bit, RISC-VTaktgeschwindigkeit160 MHzSpeicher400 KB SRAM, 4 MB FlashSchnittstellenI²C, UART, SPI, I²Sdrahtlose SchnittstellenWiFi, Bluetooth Low Energy 5 (BLE)Pins11 digitale PWM Pins, 4 analoge PinsFeaturesReset-Button, Boot-Button, Lötaugen für JTAG & Batterie Einen Vergleich mit den anderen Mikrocontrollern sowie weitere Informationen findest du auf der englischen Seite Getting Started with Seeed Studio XIAO ESP32C3.

Pinout des ESP32C3

Der Mikrocontroller hat nachfolgendes Pinout.

Pinout des Mikrocontrollers ESP32-C3

Stiftleisten anlöten

Wie erwähnt liegen dem Mikrocontroller keine Stiftleisten bei, jedoch werden diese benötigt um diesen mit Sensoren & Aktoren per Breadboardkabel oder einem XIAO Grove Base zu verbinden. Ich empfehle dir den Mikrocontroller auf ein Breadboard zu stecken, denn so kannst du die Stiftleisten in einem vernünftigen 90° Winkel anlöten.

XIAO Grove Base Shield

Wenn wir die Stiftleisten angelötet haben, dann können wir den Mikrocontroller auf das XIAO Grove Base Shield stecken und haben somit nicht nur die Möglichkeit Sensoren/Aktoren per Breadboardkabel zu verbinden, sondern auch per Grove Adapter.

Auch hier habe ich noch zusätzlich die Stiftleisten angelötet und kann somit parallel Breadboardkabel und Grove Adapter anschließen.

Einrichten und Programmieren des ESP32-C3 in der Arduino IDE 2.0

Im nachfolgenden YouTube-Video erläutere ich dir, wie du den Mikrocontroller in der Arduino IDE 2.0 einrichtest und ein erstes kleines Programm schreibst. https://youtu.be/yu5lj6qLxVk

Programmieren in der Arduino IDE

Gem. Hersteller Seeed Studio kann dieser Mikrocontroller in der Arduino IDE programmiert werden. Dazu musst du jedoch zunächst den Boardtreiber installieren. Zunächst musst du jedoch die Adresse zu dem benötigten Boardtreiber in den Einstellungen der Arduino IDE hinzufügen. https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json Der Mikrocontroller wird unter Tools > Port als "Adafruit QT Py ESP32-C3" erkannt.

Wenn wir den Port gewählt haben, wählen wir noch aus der Liste der Mikrocontroller von Tools > Board: xyz > esp32 > XIAO_ESP32C3 aus.

LED blinken am ESP32-C3 von Seeed Studio

Zunächst ein kleines Beispiel mit einer LED am ESP32.

In diesem Beitrag zeige ich dir, wie du am ESP32C3 Bluetooth BLE verwenden kannst, um Aktoren zu steuern.

Den Mikrocontroller ESP32C3 von Seeed Studio habe ich dir bereits im gleichnamigen Beitrag Mikrocontroller ESP32C3 von Seeed Studio vorgestellt.

ESP32-C3 von Seeed Studio

ESP32-C3 von Seeed Studio (Rückseite) Der ESP32C3 kommt mit einer WiFi-Schnittstelle sowie Bluetooth daher. In diesem Beitrag soll es nun darum gehen, wie die Bluetooth-Schnittstelle in dein Projekt einbinden kannst.

Programmieren der Bluetooth-Schnittstelle am ESP32C3 in der Arduino IDE 2.0

Bevor wir mit der Programmierung beginnen können, müssen wir diesen Mikrocontroller zunächst in der Arduino IDE einrichten. Wie du dieses machst, habe ich ebenso im oben verlinkten Beitrag gezeigt. Ich gehe hier nun davon aus, dass dein Mikrocontroller am Computer eingerichtet und lauffähig ist. Bibliothek ArduinoBLE installieren Zusätzlich benötigen wir die Bibliothek Arduino BLE, welche wir über den internen Bibliotheksverwalter der Arduino IDE installieren können. Im Bibliotheksmanager (1) suchen wir zunächst nach "ArduinoBLE" (2), am gefundenen Eintrag "ArduinoBLE by Arduino" (3) wählen wir die Schaltfläche "INSTALL" (4). Wenn die Installation erfolgreich war, dann siehst du dieses an dem Lable " installed" (5).

Programmieren in des Services Für den BLE Service benötigt du eine UUID diese muss einem bestimmten Schema folgen, auf der Seite https://www.uuidgenerator.net/version1 kannst du mit nur einem Klick dir diese erzeugen und in deinen Code kopieren. //Bibliothek zum verarbeiten von BLE Schnittstellen am Arduino #include //Pins der LEDs #define ledBlau 10 #define ledGruen 9 #define ledGelb 8 //UUID Generator: https://www.uuidgenerator.net/version1 BLEService bleLEDService("6c20d8ea-e292-11ed-b5ea-0242ac120002"); // BLE Characteristic mit UUID und den Rechten zum Lesen & Schreiben BLEByteCharacteristic bleLEDcharacteristic("613d60f6-e292-11ed-b5ea-0242ac120002", BLERead | BLEWrite); //Felder zum speichern der Status der LEDs bool ledBlauStatus = false; bool ledGruenStatus = false; bool ledGelbStatus = false; void setup() { //Solang der Bluetooth Service nicht initialisiert wurde, dann //eine kleine Pause von 5ms. einlegen. while (!BLE.begin()) { delay(5); } //Name des Services, diesen findet man später in der App wieder BLE.setLocalName("LED-Control"); //koppeln der Services BLE.setAdvertisedService(bleLEDService); bleLEDService.addCharacteristic(bleLEDcharacteristic); BLE.addService(bleLEDService); //schreiben des Wertes 0 bleLEDcharacteristic.writeValue(0); BLE.advertise(); //die Pins der LEDs als Ausgang definieren pinMode(ledBlau, OUTPUT); pinMode(ledGruen, OUTPUT); pinMode(ledGelb, OUTPUT); } void loop() { BLEDevice central = BLE.central(); if (central) { //Wenn eine Verbindung aufgebaut wurde, dann... while (central.connected()) { if (bleLEDcharacteristic.written()) { //lesen des Wertes von der Schnittstelle int value = bleLEDcharacteristic.value(); //Wenn der Wert gleich 0 ist, dann... if (value == 0) { //blaue LED aktivieren ledBlauStatus = !ledBlauStatus; digitalWrite(ledBlau, ledBlauStatus); } else if (value == 1) { //gruene LED aktivieren ledGruenStatus = !ledGruenStatus; digitalWrite(ledGruen, ledGruenStatus); } else if (value == 2) { //gelbe LED aktivieren ledGelbStatus = !ledGelbStatus; digitalWrite(ledGelb, ledGelbStatus); } } } } } Wenn der obige Code auf den Mikrocontroller gespielt wurde, dann benötigst du noch eine App. Der ESP32C3 hat eine Bluetooth BLE 5.0 Schnittstelle, diese arbeitet deutlich anders als die Vorgängerversionen, daher kannst du das Gerät nicht einfach Koppeln und Daten hin und her senden, sondern benötigst eine spezielle App welche diesen Standard unterstützt. In meinem Fall nutze ich die App LightBlue, diese gibt für Android und auch Apple Geräte in den jeweiligen Stores.

In diesem Beitrag möchte ich dir den kleinen Mikrocontroller ESP32 C3 mit einem 0,42" LCD-Display vorstellen.

Mikrocontroller ESP32 C3 mit LCD-Display Auf der Vorderseite des Mikrocontrollers findest du das kleine 0,42" LCD-Display sowie die USB-C Schnittstelle. Die Pin Beschriftungen sind ebenfalls dort angebracht. Die Rückseite ist mit den beiden Tastern RESET & BOOT bestückt, zusätzlich findet sich dort der Batterieanschluss vom Typ SH1.0 4P.

ESP32 C3 - Vorderseite

ESP32 C3 - Rückseite

Bezug des ESP32 C3 mit LCD-Display

Diesen kleinen, pinken Mikrocontroller habe ich über aliexpress.com für knapp 12 € zzgl. Versandkosten von 6 € erstanden. Du bekommst diesen aber auch über die anderen bekannten chinesischen Portale wie banggood.com. Lieferumfang Der Mikrocontroller wird in einer kleinen Box geliefert, in welcher du neben dem besagten Mikrocontroller auch eine kleine Tüte mit Stift-/Buchsenleisten findest.

Verpackung des ESP32 C3

Lieferumfang des ESP32 C3

Technische Daten des Mikrocontrollers

Hier nun ein Auszug aus den offiziellen technischen Daten von Espressif. CPU32-bit RISC-V single-core Prozessor mit bis zu 160 MHzSpeicher4 MB Flash384 KB ROM400 KB SRAM (16 KB für den Cache)8 KB SRAM für die interne RealTimeClockSchnittstellen3x SPI (SPI, Dual SPI, Quad SPI)2x UART1x I²C1x I²SWi-FiIEEE 802.11 b/g/n kompatibelunterstützt 20 MHz, 40 MHz Bandbreite im 2.4 GHz BandGPIOs22 digitale Ein-/Ausgängedavon 1 GPIOs über Stift-/Buchsenleisten erreichbarFeatures1x 0,42" LCD-Display 1x RGB LED1x RESET Taster1x Boot Taster1x Batterieanschluss SH1.0 4P1x USB-C Schnittstelle

ESP32 C3 Chip

Größenvergleich des ESP32 C3 mit einem 10-Cent-Stück

Pinout des ESP32 C3 mit LCD-Display

Nachfolgend nun das Pinout des ESP32 C3 mit LCD-Display.

Der Mikrochip ESP32 C3 verfügt über weitaus mehr als die hier hinausgeführten Pins!

Löten der Stift / Buchsenleisten

Der ESP32 C3 mit LCD-Display wird mit jeweils einem Paar Buchsen & Stiftleisten geliefert. Diese müssen selber angelötet werden. Leider ist die eine Stiftleiste etwas zu dicht am Taster verbaut bzw. die Lötaugen sind zu dicht, sodass man mit einer kleinen Schlüsselfeile die Stiftleiste anpassen muss.

Stiftleiste stößt an Taster

"modifizierte" Stiftleiste

Stiftleiste passt Das ist jedoch nicht der einzige kleine "Fehler" welcher mit aufgefallen ist, denn das Rastermaß von der einen Stiftleiste zur anderen ist etwas kleiner bzw. größer als die Norm und somit kann man den Mikrocontroller auf kein Breadboard stecken, ohne dass man die Stiftleisten etwas biegen muss.

Rastermaß passt nicht auf Breadboard

ESP32 C3 mit langen Buchsenleisten auf Breadboard Hier kann man mit extra langen Buchsenleisten etwas biegen und somit das Board auf ein Breadboard stecken.

Programmieren in der Arduino IDE

Die nachfolgenden Beispiele findest du ebenfalls auf meinem GitHub Repository StefanDraeger/ESP32C3-LCD-Display. Einrichten des Boardtreibers Damit man den Mikrocontroller programmieren kann, muss man zunächst den Boardtreiber für diesen installieren. Im ersten Schritt erweitern wir die Liste der Boardverwalter URLs um den nachfolgenden Eintrag. https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_dev_index.json In den Voreinstellungen musst du die Schaltfläche (1) betätigen um im neuen Dialog "Zusätzliche Boardverwalter-URLs" die obige URL (2) einzutragen, wenn dieses geschehen ist, so kann dieser Dialog mit der Schaltfläche "OK" (3) geschlossen werden und der Dialog "Voreinstellungen" ebenfalls mit "OK" (4) verlassen werden.

Hinzufügen der URL in den Voreinstellungen der Arduino IDE Ein Neustarten der IDE ist nicht notwendig, die Änderungen sind sofort wirksam. Im nächsten Schritt muss nun der Boardtreiber über den Boardverwalter gesucht und installiert werden. Wenn der Boardverwalter geöffnet ist, wird zunächst nach "esp32" gesucht. In den Suchergebnissen sollte nun ein Eintrag wie im Bild zusehen gefunden werden, dort wird nun die Schaltfläche "Installieren" (2) betätigt. Wenn der Treiber heruntergeladen und installiert wurde, kann der Boardverwalter über die Schaltfläche "Schließen" (3) geschlossen werden.

Installieren des Treibers für den ESP32 C3 im Boardverwalter der Arduino IDE Wenn die 250 MB große Datei heruntergeladen und installiert wurde, kann das Board in der Arduino IDE unter "Werkzeuge" > "Board: xyz" > "ESP32 Arduino" > "ESP32C3 Dev Module" auswählen.

Auswahl des Mikrocontrollers aus der Liste der installierten Boards Nachfolgende Einstellungen müssen getroffen werden, damit der Upload eines Sketches erfolgreich ist:

Einstellungen für den ESP32 C3 in der Arduino IDE ein erster Test Wollen wir zunächst die verbaute RGB LED in den Farben, rot, grün und blau nacheinander aufleuchten lassen. Damit wir die RGB LED ansteuern können benötigen wir eine zusätzliche Bibliothek, ich verwende die Adafruit NeoPixel Bibliothek, welche du über den Bibliotheksverwalter der Arduino IDE installieren kannst. Dazu suchst du im geöffneten Bibliotheksverwalter nach "neopixel" (1) und wählst im Eintrag "Adafruit Neopixel by Adafruit" die Schaltfläche "Installieren", in meinem Fall habe ich diese bereits in der Version 1.10.0 installiert und könnte auf eine höhere Version, mit der Schaltfläche "Update" (2) aktualisieren. Wenn die Bibliothek installiert ist, können wir den Dialog über die Schaltfläche "Schließen" (3) verlassen.

#include // RGB LED is located at Pin 2 (IO02) #define PIN 2 Adafruit_NeoPixel neoPixel = Adafruit_NeoPixel(60, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); //define some colors const uint32_t colorRed = neoPixel.Color(255, 0, 0); const uint32_t colorGreen = neoPixel.Color(0, 255, 0); const uint32_t colorBlue = neoPixel.Color(0, 0, 255); //create a array with colors uint32_t colors = {colorRed, colorGreen, colorBlue}; void setup() { //setup the RGB LED neoPixel.begin(); //Brightness at 50% neoPixel.setBrightness(50); neoPixel.show(); } void loop() { //loop to the array of colors for (int i = 0; i < 3; i++) { //we have only one RGB LED so we can set this to index "0" neoPixel.setPixelColor(0, colors); neoPixel.show(); //wait 150 ms. delay(150); } } In dem Video erkennt man, dass die Farben sehr schnell wechseln (mit einer Frequenz von 150ms.). Die blaue Farbe an der Unterseite des Mikrocontrollers kommt von der Wi-Fi-LED, welche aktiv ist. Programmieren des 0,42" LCD-Displays Zur Programmierung des LCD-Displays benötigen wir ebenso eine Bibliothek. Hier gibt es ebenfalls eine sehr gute Bibliothek "u8g2". Diese Bibliothek kannst du ebenfalls recht einfach über den Bibliotheksverwalter der Arduino IDE installieren. Zunächst sucht du nach "U8g2" (1) und wählst die Schaltfläche "Installieren" (2) am Eintrag "U8g2 by oliver" zum Abschluss kannst du den Dialog über "Schließen" (3) verlassen.

Eine kleine Dokumentation findest du auf dem GitHub Repository olikraus/u8g2. #include #include #include //LCD-Display connected via I²C at #define SDA_PIN 5 #define SCL_PIN 6 U8G2_SSD1306_72X40_ER_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0, U8X8_PIN_NONE); //field for our counter int counter = 0; void setup(void) { //begin communication via I²C Wire.begin(SDA_PIN, SCL_PIN); u8g2.begin(); } void loop(void) { //clear memory u8g2.clearBuffer(); //set font style u8g2.setFont(u8g2_font_ncenB08_tr); //write some text to the memory //first value is column, second value is row u8g2.drawStr(0, 10, "Hello"); u8g2.drawStr(0, 20, "World!"); //If you want to write some numbers, you had to choose the print function. //set cursor to the position column zero and row 30 u8g2.setCursor(0, 30); //write the number from field counter u8g2.print(counter); //write the memory to our display u8g2.sendBuffer(); //take a break for 1 second delay(1000); //increment the counter counter = counter + 1; } Das LCD-Display ist nicht breit genug, um die gesamte Zeichenkette "Hello World!" anzeigen zu können, daher habe ich diese umgebrochen (in zwei Zeilen geschrieben). Die untere Zahl ist ein Zähler, welcher jede Sekunde um eins erhöht wird.