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ESP32 - Ethernet

ESP32 - GPIO-Unterbrechung

ESP32 - DIP-Schalter

DIP-Schalter (Dual-In-Line-Package) werden in der Elektronik häufig zu Konfigationszwecken verwendet, z. B. zum Festlegen von Geräteadressen, zum Aktivieren oder Deaktivieren von Funktionen usw. In diesem Tutorial werden wir lernen, wie man den DIP-Schalter mit dem ESP32 verwendet. Im Detail werden wir lernen:

Was ist ein DIP-Schalter und wie funktioniert er?
Wie verbindet man den DIP-Schalter mit dem ESP32?
Wie programmiert man den ESP32, um den Ein/Aus-Zustand des DIP-Schalters auszulesen?
Wie programmiert man den ESP32, um die vom DIP-Schalter festgelegte Ganzzahl auszulesen?

DIP-Schalter (Dual In-line Package) werden in der Elektronik häufig zu Konfigurationszwecken eingesetzt, z. B. zur Festlegung von Geräteadressen, zum Aktivieren oder Deaktivieren von Funktionen und mehr. In diesem Tutorial werden wir die Verwendung des DIP-Schalters mit dem ESP32 untersuchen. Konkret behandeln wir die folgenden Themen:

Verstehen, was ein DIP-Schalter ist und wie er funktioniert.
Den DIP-Schalter mit dem ESP32 verbinden.
Den ESP32 programmieren, um den Ein-/Aus-Zustand des DIP-Schalters zu erkennen.
Den ESP32 programmieren, um den vom DIP-Schalter festgelegten Ganzzahlwert zu interpretieren.

Erforderliche Hardware

1	×	ESP32 ESP-WROOM-32 Entwicklungsmodul
1	×	USB-Kabel Typ-A zu Typ-C (für USB-A PC)
1	×	USB-Kabel Typ-C zu Typ-C (für USB-C PC)
1	×	DIP Schalter
1	×	Breadboard
1	×	Verbindungskabel
1	×	(Empfohlen) Schraubklemmen-Erweiterungsboard für ESP32
1	×	(Empfohlen) Breakout Expansion Board for ESP32
1	×	(Empfohlen) Stromverteiler für ESP32

Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:

1	×	DIYables ESP32 Starter-Kit (ESP32 enthalten)
1	×	DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays)
1	×	DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays)

Offenlegung: Einige der in diesem Abschnitt bereitgestellten Links sind Amazon-Affiliate-Links. Wir können eine Provision für Käufe erhalten, die über diese Links getätigt werden, ohne zusätzliche Kosten für Sie. Wir schätzen Ihre Unterstützung.

Über DIP-Schalter

DIP-Schalter dienen als grundlegende Komponenten zur Gerätekonfiguration und ermöglichen es Benutzern, Parameter wie Geräteadressen, Kommunikationseinstellungen, Sicherheitscodes, Betriebsmodi und Systemeinstellungen in verschiedenen Branchen und Anwendungen anzupassen.

Ein DIP-Schalter besteht aus mehreren kleinen Schiebeschaltern, die zu einer Gruppe zusammengefasst sind, wobei jeder Schalter als eine „Position“ bezeichnet wird. DIP-Schalter gibt es in verschiedenen Typen, die durch die Anzahl der Positionen bestimmt werden, die sie anbieten. Zu den Optionen gehören DIP-Schalter mit 2 Positionen, 4 Positionen, 5 Positionen, 6 Positionen, 8 Positionen und 10 Positionen...

Jede Stellung eines DIP-Schalters entspricht einem Bit einer konfigurierbaren Zahl. Durch das Umschalten der Stellung zwischen AN und AUS können Benutzer den gewünschten numerischen Wert festlegen. Diese Flexibilität ermöglicht eine präzise Konfiguration der Parameter gemäß spezifischer Anforderungen.

Pinbelegung

image source: diyables.io

Ein DIP-Schalter besteht aus zwei Reihen von Pins, wobei die Anzahl der Pins in jeder Reihe den verfügbaren Schalterpositionen entspricht. Zum Beispiel enthält ein DIP-Schalter mit 4 Positionen insgesamt 8 Pins, gleichmäßig verteilt, jeweils 4 Pins pro Seite. Innerhalb der Struktur des DIP-Schalters bildet jedes Paar gegenüberliegender Pins einen Schiebeschalter. Es ist wichtig zu beachten, dass das Unterscheiden der Pins auf den beiden Seiten nicht erforderlich ist, da sie austauschbar sind.

Wie es funktioniert

Bei DIP-Schaltern bedeutet die ON-Stellung, dass der Schalter geschlossen ist und eine elektrische Verbindung herstellt, durch die der Strom fließen kann.

Umgekehrt bedeutet dies, dass der Schalter in der Aus-Position offen ist. In diesem Zustand ist die elektrische Verbindung unterbrochen, wodurch der Stromfluss durch den Schalter verhindert wird.

Zur Klarstellung:

EIN-Position: Schließt einen Stromkreis, wodurch der Stromfluss ermöglicht wird.
AUS-Position: Führt zu einem offenen Stromkreis, der den Stromfluss blockiert.

Wenn eine Seite des Schalters mit GND verbunden ist und die andere Seite mit einem ESP32-Pin, und der ESP32-Pin als Pull-up-Digitaleingang konfiguriert ist, veranschaulicht die folgende Tabelle die Beziehung zwischen der Schalterstellung und den vom ESP32 gelesenen Werten:

DIP switch position	Binary representation	Circuit state	ESP32 pin state
ON	1	CLOSED	LOW
OFF	0	OPEN	HIGH

In den nächsten Teilen verwenden wir zum Beispiel einen 4-Positionen-DIP-Schalter. Sie können ihn leicht an DIP-Schalter mit 2 Positionen, 3 Positionen, 5 Positionen, 6 Positionen, 8 Positionen oder 10 Positionen anpassen.

Verdrahtungsdiagramm

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Wenn Sie nicht wissen, wie Sie ESP32 und andere Komponenten mit Strom versorgen, finden Sie Anleitungen im folgenden Tutorial: Wie man ESP32 mit Strom versorgt.

ESP32-Code - DIP-Schalter

Wir lernen anhand von zwei Codeabschnitten:

Das Ablesen des Ein-/Aus-Zustands einer einzelnen Position am DIP-Schalter.
Die Positionen in eine Zahl codieren.

ESP32-Code – Lesen des Ein- und Auszustands des DIP-Schalters

/* * Dieser ESP32 Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser ESP32 Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/esp32/esp32-dip-switch */ #define POSITION_NUM 4 #define ON LOW #define OFF HIGH // define the pins connected to the dip switch const int SWITCH_PINS[] = { 26, 27, 14, 12 }; void setup() { // initialize serial communication Serial.begin(9600); // set the dip switch pins as inputs with pull-up resistors enabled for (int i = 0; i < POSITION_NUM; i++) pinMode(SWITCH_PINS[i], INPUT_PULLUP); } void loop() { // Read the state of each switch position for (int i = 0; i < POSITION_NUM; i++) { Serial.print("position "); Serial.print(i + 1); Serial.print(": "); int state = digitalRead(SWITCH_PINS[i]); if (state == ON) Serial.println("ON "); else Serial.println("OFF "); } Serial.println(); // add a delay to prevent rapid readings delay(500); }

Schnelle Schritte

Wenn Sie den ESP32 zum ersten Mal verwenden, sehen Sie sich wie man die Umgebung für ESP32 in der Arduino-IDE einrichtet an.
Schließen Sie die Verkabelung wie im obigen Bild an.
Verbinden Sie das ESP32-Board über ein Micro-USB-Kabel mit Ihrem PC.
Öffnen Sie die Arduino IDE auf Ihrem PC.
Wählen Sie das richtige ESP32-Board (z. B. ESP32 Dev Module) und den COM-Port aus.
Schließen Sie die Verkabelung gemäß dem obigen Verdrahtungsdiagramm.
Verbinden Sie den ESP32 über ein USB-Kabel mit dem PC.
Öffnen Sie die Arduino IDE.
Wählen Sie das richtige Board und den Port aus.
Klicken Sie in der Arduino IDE auf die Schaltfläche Upload, um den Code auf den ESP32 hochzuladen.
Schalten Sie nacheinander jede Stellung des DIP-Schalters auf ON.
Sehen Sie das Ergebnis im Serial Monitor.

COM6

Send

position 1: OFF position 2: OFF position 3: OFF position 4: OFF position 1: ON position 2: OFF position 3: OFF position 4: OFF position 1: ON position 2: ON position 3: OFF position 4: OFF position 1: ON position 2: ON position 3: ON position 4: OFF position 1: ON position 2: ON position 3: ON position 4: ON

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud

Newline

ESP32-Code – Kodierung der Zustände des DIP-Schalters in eine Zahl

/* * Dieser ESP32 Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser ESP32 Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/esp32/esp32-dip-switch */ #define POSITION_NUM 4 #define ON LOW #define OFF HIGH // define the pins connected to the dip switch const int SWITCH_PINS[] = { 26, 27, 14, 12 }; void setup() { // Initialize serial communication Serial.begin(9600); // Set the DIP switch pins as inputs with pull-up resistors enabled for (int i = 0; i < POSITION_NUM; i++) pinMode(SWITCH_PINS[i], INPUT_PULLUP); } void loop() { int encoded_state = 0; for (int i = 0; i < POSITION_NUM; i++) { int state = digitalRead(SWITCH_PINS[i]); if (state == ON) encoded_state |= 1 << (POSITION_NUM - i - 1); } Serial.print("encoded state: "); Serial.println(encoded_state); // add a delay to prevent rapid readings delay(500); }

Schnelle Schritte

Wenn dies das erste Mal ist, dass Sie ESP32 verwenden, sehen Sie wie man die Umgebung für ESP32 in der Arduino-IDE einrichtet.
Schließen Sie die Verkabelung wie im obigen Bild an.
Verbinden Sie das ESP32-Board über ein Micro-USB-Kabel mit Ihrem PC.
Öffnen Sie die Arduino-IDE auf Ihrem PC.
Wählen Sie das richtige ESP32-Board (z. B. ESP32-Entwicklungsmodul) und den COM-Port aus.
Laden Sie den obigen Code auf den ESP32 hoch.
Schalten Sie nacheinander jede Position des DIP-Schalters auf ON.
Siehe das Ergebnis im seriellen Monitor; es sieht unten so aus.

COM6

Send

encoded state: 0 encoded state: 1 encoded state: 2 encoded state: 3 encoded state: 4 encoded state: 5 encoded state: 6 encoded state: 7 encoded state: 8 encoded state: 9 encoded state: 10 encoded state: 11 encoded state: 12 encoded state: 13 encoded state: 14 encoded state: 15

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud

Newline

Bitte beachten Sie, dass der Wert von der Stellung jedes Schiebeschalters abhängt. Die untenstehende Tabelle zeigt die Zuordnung zwischen der ON/OFF-Position und dem Ganzzahlwert für einen DIP-Schalter mit vier Positionen:

Position-1	Position-2	Position-3	Position-4	Binary Value	Decimal Value
OFF	OFF	OFF	OFF	0000	0
OFF	OFF	OFF	ON	0001	1
OFF	OFF	ON	OFF	0010	2
OFF	OFF	ON	ON	0011	3
OFF	ON	OFF	OFF	0100	4
OFF	ON	OFF	ON	0101	5
OFF	ON	ON	OFF	0110	6
OFF	ON	ON	ON	0111	7
ON	OFF	OFF	OFF	1000	8
ON	OFF	OFF	ON	1001	9
ON	OFF	ON	OFF	1010	10
ON	OFF	ON	ON	1011	11
ON	ON	OFF	OFF	1100	12
ON	ON	OFF	ON	1101	13
ON	ON	ON	OFF	1110	14
ON	ON	ON	ON	1111	15

Video Tutorial

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