《超圖解ESP32應用實作》零件清單

本書實驗採用下列數種ESP32系列開發板,畫圈的是建議購買的板子。

WEMOS LOLIN32:具備雙核心處理器,支援典型藍牙。

WEMOS LOLIN32開發版

樂鑫官方的ESP32-S3開發板是ESP32-S3-DevKitC-1。因為價格因素,筆者購買的是相容板(商品關鍵字:“ESP32-S3核心板N16R8”),其核心功能與官方一樣,只是內建的LED腳位不同。我有買另一款NodeMCU ESP32-S3-12K-Kit,但它的原生USB介面需要自行連接,有點不方便。

ESP32-S3核心板N16R8

用於自走車和汽車OBD診斷介面的小型ESP32開發板,我原本使用價位較低的“MINI D1 ESP32”,但某次購入新的板子,採用外接5V電源供電時經常無法順利啟動。另一款價格較高的“LILYGO TTGO Mini32 V1.3”,從未發生類似的現象;請注意,”LILYGO TTGO Mini32”有V1.3和V1.5兩種版本,兩個版本的接腳不太相容,請購買V1.3版。

LILYGO TTGO Mini32 V1.3

DIY機械鍵盤採用上圖的“ESP32-S2 MINI”,但鍵盤的程式碼與ESP32-S3相容,只是S3的尺寸比較大(價格也高一點),實驗時可沿用「ESP32-S3核心板N16R8」。

全部零件清單

底下是假設採用麵包板組裝,重複使用零件所需要的最少數量:

被動元件

品名 數量
電阻10KΩ,1/8W或1/4W 1
電阻100Ω,1/8W或1/4W 1
NTC熱敏電阻(B值3950) 1
電容0.1µF(104) 1
電容1uF,耐電壓 ≥ 10V 1
MCH高溫陶瓷加熱片,2Ω(5V/10W)或20Ω(約5V/1.3W)。 1

開關與按鍵

微觸開關 2
撥動(滑動)開關,3腳2檔,柄長≥5mm,接腳間距2.5mm。 1
6針自鎖按鍵開關,尺寸:8 × 8mm 1
附帶按鍵開關的旋轉編碼器 1
薄膜矩陣鍵盤 1
MX鍵盤軸體 9

動力元件

N20馬達(齒輪減速比30:1)+霍爾感測器模組 2
N20馬達配套固定座(附螺絲) 2
N20馬達的配套輪胎(直徑34m) 2
萬向輪(本體外徑約15mm) 1
固定電池座與萬向輪的壓克力板(厚1~2mm) 1

電源

18650或16340電池座,具備充電與5V輸出。 1
採用MP1584EN IC的5V降壓模組 1

模組和IC

74HC166 IC 1
大功率MOS電子開關模組(15A) 1
096吋OLED顯示器,I2C介面 1
8路循跡(線)感測器 1
DRV8833馬達驅動板 1
DHT11感測器 1
SN65HVD230模組 2
類比搖桿模組 1

排針、母座和IC座

2 × 10針2.54mm雙排母座,普通腳長,當作ESP32 mini的插座,也可並列兩個2.54mm單排母座。 2
2 × 10針2.54mm雙排排針,普通腳長,焊在ESP32 mini開發板,也可並列兩個2.54mm單排排針。 2
8針單排母座 2
4針2.54mm單排母座,普通腳長 1
6針2.54mm排針,普通腳長 4
XH插座和插頭,2.54mm間距。 各1
16腳IC座 1
熱插拔軸底座 9
OBD-II公頭 1

其他元件

尼龍或金屬PCB固定螺絲,直徑3mm、長10mm 8
尼龍或金屬螺母,內徑3mm 12
壓克力鍵盤定位板 1
PCB洞洞板(至少9 x 7 cm) 2

依動手做單元分類的零件表

底下是各章節的「動手做」單元的零件清單(不含零件重複的單元),讀者可依照自己感興趣的單元,逐一添購零件。

動手做1-1:陶瓷加熱片電路
動手做1-2:開放迴路(open-loop)控制陶瓷加熱片
動手做1-3:閉迴路(closed-loop)控制系統以及起停式控制
動手做1-4:採用P控制器的陶瓷加熱器
動手做2-1:加入積分運算的PI控制器
動手做2-2:加入微分方程式的PID控制器
動手做3-1:透過典型藍牙調整PID參數
第4章 Visual Studio Code、AI程式助手與動態PID調整網頁

品名 數量
MCH高溫陶瓷加熱片,2Ω(5V/10W)或20Ω(約5V/1.3W)。 1
大功率MOS電子開關模組(15A) 1
NTC熱敏電阻(B值3950) 1
電阻10KΩ 1

動手做5-1:使用中斷檢測馬達的轉動次數和方向

N20馬達(齒輪減速比30:1)+霍爾感測器模組 1
N20馬達的配套輪胎(直徑34m) 1

動手做5-2:「啟動」鍵與中斷常式的彈跳延遲處理
動手做5-3:測量移動距離
第6章 建立中斷類別程式

N20馬達(齒輪減速比30:1)+霍爾感測器模組 1
搭配N20馬達的輪胎(直徑34m) 1
輕觸開關 1

動手做7-1:以「快速衰減」模式控制馬達正、反轉
動手做7-2:測試不同衰減模式與PWM頻率對馬達運作的影響

N20馬達(齒輪減速比30:1)+霍爾感測器模組 1

第8章 循跡感測器以及擴充類比和數位輸入埠

8路循跡(線)感測器 1
74HC166 IC 1
電容0.1µF(104) 1

第9章 組裝循跡自走車
第10章 自走車的控制程式
「試作3號機」的材料清單

LILYGO TTGO Mini32 V1.3開發板 1
3號機PCB板 1
DRV8833馬達驅動板 1
8路循跡感測器 1
096吋OLED顯示器,I2C介面 1
74HC166 IC 1
16腳IC座 1
0.1uF(104)電容 1
1uF電容,耐電壓 ≥ 10V 1
100Ω電阻(棕黑棕),1/8W或1/4W 1
10KΩ電阻(棕黑紅),1/8W或1/4W 1
微觸開關 1
6針自鎖按鍵開關,尺寸:8 × 8mm 1
附帶霍爾轉速感測器的N20馬達,齒輪箱轉速1:30。 2
N20馬達配套固定座(附螺絲) 2
N20馬達配套輪胎(直徑約34mm) 2
萬向輪(本體外徑約15mm) 1
固定電池座與萬向輪的壓克力板 1
18650或16340電池座,具備充電與5V輸出。 1
XH插座和插頭,2.54mm間距。 各1
尼龍或金屬PCB固定螺絲,直徑3mm、長10mm 8
尼龍或金屬螺母,內徑3mm 12
2 × 10針2.54mm雙排母座,普通腳長,當作ESP32 mini的插座,也可並列兩個2.54mm單排母座。 2
2 × 10針2.54mm雙排排針,普通腳長,焊在ESP32 mini開發板,也可並列兩個2.54mm單排排針。 2
4針2.54mm單排母座,普通腳長 1
6針2.54mm排針,普通腳長 4

第11章 解析ESP32-S2與ESP32-S3開發板
第12章 使用PlatformIO IDE開發Arduino專案
第13章 PlatformIO的檢查工具與單元測試
第14章 硬體偵錯與JTAG介面

ESP32-S3開發板 1

動手做15-1:使用自訂程式庫製作旋鈕介面
動手做15-2:USB多媒體旋鈕開關

ESP32-S3開發板 1
附帶按鍵開關的旋轉編碼器 1

動手做15-3:密碼小鍵盤
動手做15-4:製作具備系統控制功能的媒體控制鍵盤

薄膜矩陣鍵盤 1

動手做16-1:自製USB小機械鍵盤

MX鍵盤軸體 9
熱插拔軸底座 9
壓克力鍵盤定位板 1
PCB洞洞板(至少9 x 7 cm) 1
附帶按鍵開關的旋轉編碼器 1

動手做16-2:自製USB遊戲控制器
動手做16-3:一鍵完成「必殺技」的USB遊戲控制器

類比搖桿模組 1
輕觸開關 2

動手做17-1:ESP32 CAN匯流排通訊實驗

任意ESP32開發板 2
SN65HVD230模組 2

動手做17-2:傳遞以及解析浮點數資料

任意ESP32開發板 2
SN65HVD230模組 2
DHT11感測器 1

動手做17-3:發送接收請求封包

任意ESP32開發板 2
SN65HVD230模組 2
DHT11感測器 1
微觸開關 1

動手做18-1:讀取OBD-II訊框、轉發到藍牙序列埠
動手做18-2:在手機瀏覽器呈現即時車速和引擎轉速

LILYGO TTGO Mini32 V1.3開發板 1
OBD-II公頭 1
採用MP1584EN IC的5V降壓模組 1
8針單排母座 2
SN65HVD230模組,去除120Ω電阻 1
撥動(滑動)開關,3腳2檔,柄長≥5mm,接腳間距2.5mm。 1
PCB洞洞板(成品尺寸約5.5 × 4cm) 1
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