_Negativo_pn.png)
Atendendo a algumas demandas, a Crescer desenvolveu um shield ethernet utilizando o LAN8720, pensado especificamente para funcionar com ESP32.
A CPB 32 permite conexão com WiFi, ler os sensores através dos pinos analógicos, acionar relés, pinos isolados por optoacopladores e outras ferramentas. A CPB MINI 32 é uma versão reduzida da anterior, a principal diferença é o fato de não possuir optoacopladores e relés. Nas figuras a seguir podemos ver as duas placas, sendo a preta a CPB 32 e a branca e MINI 32.
Para mais informações sobre o LAN8720 sugerimos a leitura do outro blog, onde mostramos como utilizar o módulo ethernet comercial. No blog de hoje vamos ver como utilizar o nosso shield ethernet nas duas placas.
Sumário
1. Shield Ethernet
O nosso shield foi desenvolvido especificamente para funcionar com as nossas placas que utilizam ESP32, porém, pode também ser utilizado com outros microcontroladores e outras placas, respeitando as ligações dis pinos.
Seu tamanho e disposição dos pinos permitem seu encaixe perfeito nas CPB 32 e MINI 32, pois, segue o mesmo padrão dos shields de Arduino. Na figura a seguir podemos ver o shield.
Na figura abaixo temos o pinout do shield, eles estão posicionados de modo que possam ser conectados nos pinos da ESP32 indicado na tabela a seguir.
O shield ethernet possui um jumper, indicado na figura a seguir, que é utilizado para interligar o GND do LAN8720 com o do “mundo externo”, nesse caso o dispositivo de rede que ele está conectado. Com base nos testes realizados, recomenda-se utilizar ela com o jumper aberto.
2. Preparando a CPB MINI 32
Para utilizar o shield com a CPB MINI 32 é necessário fazer uma pequena modificação na placa, para conectar o GPIO 0 à barra de pino correspondente a ele do shield. Como pode ser visto na figura a seguir:
Ele é conectado à CPB diretamente, como mostrado na figura a seguir:
3. Preparando a CPB 32
Para utilizar o shield com a CPB 32 devemos também ligar o GPIO 0 ao pino correto, próximo ao botão de reset temos o pad para acesso ao GPIO, ligação pode ser vista na figura a seguir:
Devido ao consumo de corrente do shield é aconselhado utilizar um regulador de tensão externo, para reduzir a dissipação de potência do LM1117. Veja como fazer essa alteração clicando no link. Após as modificações esse é o resultado:
Depois de feitas as modificações o shield é conectado à CPB diretamente, como mostrado na figura a seguir:
4. Programa exemplo
Como base utilizamos os exemplos SimpleWiFiServer e ETH_LAN8720, disponíveis na IDE do Arduino, podem ser encontrados em Arquivos -> Exemplos -> WiFi. O objetivo aqui é adaptar o SimpleWiFiServer para funcionar com o shield utilizando as funções mostradas no ETH_LAN8720.
Foi utilizada a CPB 32 com a topologia mostrada na figura a seguir, porém, funciona perfeitamente com a CPB MINI 32, afinal temos o mesmo microcontrolador em ambas.
A conexão com a rede será feita via ethernet, porém, utilizamos o WiFi para criar o Web Server, onde serão acessados os dados. Portanto, o primeiro passo é remover do SimpleWiFiServer as funções referentes a conexão WiFi com a rede, destacadas na figura a seguir.
Agora o próximo passo é colocar a biblioteca ETH.h e as definições dos pinos em que o shield está conectado, para as nossas placas, que utilizam ESP32, essa definição será sempre a mesma. Podem ser colocados logo após a inclusão da biblioteca WiFi.h.
#include <ETH.h>
//DEFINIÇÃO DOS PINOS PARA COMUNICAR COM A SHIELD ETHERNET ETH_LAN8720
// Pino do sinal de habilitação para o oscilador de cristal externo (-1 para desabilitar para fonte APLL interna)
// Tipo de Ethernet PHY
#define ETH_TYPE ETH_PHY_LAN8720
// Endereço I2C de Ethernet PHY (0 ou 1 para LAN8720)
#define ETH_ADDR 1
#define ETH_PHY_ADDR 1
// Pino do sinal de relógio I2C para Ethernet PHY
#define ETH_CLK_MODE ETH_CLOCK_GPIO0_IN
//#define ETH_CLK_MODE ETH_CLOCK_GPIO15_IN
static bool eth_connected = false;No setup vamos inicializar o shield, com a função ETH.begin(), onde devemos informar a ela os pinos 5 (PHY_POWER), 13 (MCD), 18 (MDIO). Também iniciamos a função WiFiEvent, que é responsável por executar a comunicação do shield.
WiFiServer server(80);
void setup()
{
Serial.begin(115200);
pinMode(32, OUTPUT);// Pino do relé
WiFi.onEvent(WiFiEvent); //Executa a função de comunicação da Shield
ETH.begin( PHY1 , 5, 13, 18 , ETH_PHY_LAN8720); //Inicia a Shield com os pinos configurados
server.begin();
}A função WiFiEvent é a seguinte:
void WiFiEvent(WiFiEvent_t event)
{
switch (event) {
case SYSTEM_EVENT_ETH_START:
Serial.println("ETH Started");
//set eth hostname here
ETH.setHostname("esp32-ethernet");
break;
case SYSTEM_EVENT_ETH_CONNECTED:
Serial.println("ETH Connected");
break;
case SYSTEM_EVENT_ETH_GOT_IP:
Serial.print("ETH MAC: ");
Serial.print(ETH.macAddress());
Serial.print(", IPv4: ");
Serial.print(ETH.localIP());
if (ETH.fullDuplex()) {
Serial.print(", FULL_DUPLEX");
}
Serial.print(", ");
Serial.print(ETH.linkSpeed());
Serial.println("Mbps");
eth_connected = true;
break;
case SYSTEM_EVENT_ETH_DISCONNECTED:
Serial.println("ETH Disconnected");
eth_connected = false;
break;
case SYSTEM_EVENT_ETH_STOP:
Serial.println("ETH Stopped");
eth_connected = false;
break;
default:
break;
}
}No loop a única alteração foi o pino que é acionado, no exemplo original é o pino 5 aqui vamos utilizar o 32, para acionar um relé da placa. Agora podemos carregar o código na placa, assim que ele se conectar na rede podemos pegar o IP do dispositivo através da serial, como podemos ver na figura a seguir.
Acessando esse IP no navegador poderemos ligar e desligar o relé da placa, clicando na opção indicada, como podemos ver na figura a seguir:
Para mais informações sobre a biblioteca ETH.h veja os outros exemplos presentes na IDE do Arduino ou veja essa pasta no GitHub.
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Autor: Thales Ferreira
ANEXO - Código exemplo
#include <WiFi.h>
#include <ETH.h>
//DEFINIÇÃO DOS PINOS PARA COMUNICAR COM A SHIELD ETHERNET ETH_LAN8720
// Pino do sinal de habilitação para o oscilador de cristal externo (-1 para desabilitar para fonte APLL interna)
// Tipo de Ethernet PHY
#define ETH_TYPE ETH_PHY_LAN8720
// Endereço I2C de Ethernet PHY (0 ou 1 para LAN8720)
#define ETH_ADDR 1
#define ETH_PHY_ADDR 1
// Pino do sinal de relógio I2C para Ethernet PHY
#define ETH_CLK_MODE ETH_CLOCK_GPIO0_IN
//#define ETH_CLK_MODE ETH_CLOCK_GPIO15_IN
static bool eth_connected = false;
WiFiServer server(80);
void setup()
{
Serial.begin(115200);
pinMode(32, OUTPUT);// Pino do relé
WiFi.onEvent(WiFiEvent); //Executa a função de comunicação da Shield
ETH.begin( PHY1 , 5, 13, 18 , ETH_PHY_LAN8720); //Inicia a Shield com os pinos configurados
server.begin();
}
int value = 0;
void loop(){
WiFiClient client = server.available(); // listen for incoming clients
if (client) { // if you get a client,
Serial.println("New Client."); // print a message out the serial port
String currentLine = ""; // make a String to hold incoming data from the client
while (client.connected()) { // loop while the client's connected
if (client.available()) { // if there's bytes to read from the client,
char c = client.read(); // read a byte, then
Serial.write(c); // print it out the serial monitor
if (c == '\n') { // if the byte is a newline character
// if the current line is blank, you got two newline characters in a row.
// that's the end of the client HTTP request, so send a response:
if (currentLine.length() == 0) {
// HTTP headers always start with a response code (e.g. HTTP/1.1 200 OK)
// and a content-type so the client knows what's coming, then a blank line:
client.println("HTTP/1.1 200 OK");
client.println("Content-type:text/html");
client.println();
// the content of the HTTP response follows the header:
client.print("Click <a href=\"/H\">here</a> to turn the LED on pin 5 on.<br>");
client.print("Click <a href=\"/L\">here</a> to turn the LED on pin 5 off.<br>");
// The HTTP response ends with another blank line:
client.println();
// break out of the while loop:
break;
} else { // if you got a newline, then clear currentLine:
currentLine = "";
}
} else if (c != '\r') { // if you got anything else but a carriage return character,
currentLine += c; // add it to the end of the currentLine
}
// Check to see if the client request was "GET /H" or "GET /L":
if (currentLine.endsWith("GET /H")) {
digitalWrite(32, HIGH); // GET /H turns the LED on
}
if (currentLine.endsWith("GET /L")) {
digitalWrite(32, LOW); // GET /L turns the LED off
}
}
}
// close the connection:
client.stop();
Serial.println("Client Disconnected.");
}
}
void WiFiEvent(WiFiEvent_t event)
{
switch (event) {
case SYSTEM_EVENT_ETH_START:
Serial.println("ETH Started");
//set eth hostname here
ETH.setHostname("esp32-ethernet");
break;
case SYSTEM_EVENT_ETH_CONNECTED:
Serial.println("ETH Connected");
break;
case SYSTEM_EVENT_ETH_GOT_IP:
Serial.print("ETH MAC: ");
Serial.print(ETH.macAddress());
Serial.print(", IPv4: ");
Serial.print(ETH.localIP());
if (ETH.fullDuplex()) {
Serial.print(", FULL_DUPLEX");
}
Serial.print(", ");
Serial.print(ETH.linkSpeed());
Serial.println("Mbps");
eth_connected = true;
break;
case SYSTEM_EVENT_ETH_DISCONNECTED:
Serial.println("ETH Disconnected");
eth_connected = false;
break;
case SYSTEM_EVENT_ETH_STOP:
Serial.println("ETH Stopped");
eth_connected = false;
break;
default:
break;
}
}
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