В этой серии статей мы разберём, как подключить модуль WT32‑ETH01 (на базе ESP32) к датчику давления воды KY‑IIC‑3V3 — полному аналогу JHM1200.
Задача проекта подключение датчика KY‑IIC‑3V3 по I2C-шине, преобразователь CAN-интерфейса, передача полученных данных по Ethernet на ПК, получение данных в Python программе.
При выборе решения я ориентировался на следующие критерии:
- низкая стоимость компонентов;
- доступность модулей на рынке;
- физическое подключение по Ethernet через кабель;
- возможность подключить CAN‑шину.
Существующие решения
Рассмотрим несколько вариантов реализации:
- Arduino + Wiznet:
Плюсы: низкая стоимость, широкая доступность.
Минусы: необходимость дополнительных соединений (модуль Wiznet подключается по интерфейсу SPI, что добавляет лишних проводов). - STM32 с Ethernet на борту:
Плюсы: встроенный CAN‑интерфейс.
Минусы: высокая стоимость, срок поставки — около двух недель (что не подходило для моего проекта). - WT32‑ETH01:
Плюсы: низкая стоимость, доступность, встроенный Ethernet‑интерфейс на плате.
Минусы: изначально не очевидна возможность подключения I2C, CAN. Именно об этом мы будем говорить.
Исходя из этих критериев, первый вариант был отвергнут из‑за лишних проводов, второй — из‑за высокой стоимости и длительного срока поставки. В итоге выбор пал на WT32‑ETH01 как наиболее подходящий вариант.
Проблема с поиском I2C‑пинов на WT32‑ETH01
При попытке найти информацию о том, на каких выводах модуля WT32‑ETH01 расположена шина I2C, я столкнулся с проблемой: в официальном datasheet (версия 1.1 от 23.10.2019) эта информация отсутствует.
Однако решение нашлось: достаточно обратиться к документации на чип, установленный на модуле. Там указано расположение I2C‑интерфейса.
Расположение I2C‑шины на WT32‑ETH01
Шина I2C на модуле WT32‑ETH01 находится на следующих пинах:
- IO33 (маркировка на модуле) — I2C SDA (линия данных);
- IO32 (маркировка на модуле) — I2C SCL (линия синхронизации).
Таблица подключения датчика давления воды KY‑IIC‑3V3 к WT32‑ETH01 представлена ниже. ВНИМАНИЕ цвет проводов может отличаться, уточняйте у продавца.
Устанавливаем подтягивающие резисторы (pull‑up resistors), которые подключают линии SDA и SCL к напряжению питания. В результате их работа будет заключаться:
1. Установка логической единицы (HIGH). Когда все устройства «отпускают» линию, резистор поднимает напряжение до уровня питания, формируя стабильный логический уровень «1».
2. Предотвращение неопределённого состояния. Без резисторов линии оставались бы в «воздухе» (floating), то есть с непредсказуемым напряжением. Это приводит к ошибкам чтения данных и сбоям в работе шины.
Полный код с комментариями на GitFlic: https://gitflic.ru/project/lecter2005/wt32-eth01-i2c
Процесс прошивки WT32‑ETH01 и полная схема подключения будут рассмотрены в следующей статье. Здесь приведём ключевые пояснения к программной реализации.
Комментарии программного кода
Датчик KY‑IIC‑3V3 обновляет данные с частотой 500 Гц (каждые 2 мс). Однако для снижения нагрузки на систему и освобождения ресурсов под другие задачи частота опроса ограничена 200 Гц (каждые 5 мс). Это реализовано в основном цикле через проверку времени:
if (SENSOR_ENABLE && (millis() - lastSensorRead >= SENSOR_READ_INTERVAL))
Для минимизации влияния отладочных сообщений на время выполнения кода вывод в COM‑порт управляется директивами препроцессора. Это позволяет:
- отключать отладочную информацию в финальной версии проекта;
- сохранять высокую скорость работы системы.
В дальнейшем с целью сокращения времени передачи и минимизации трафика по сети Ethernet отправляются бинарные данные: переменные press_raw и temp_raw. Пересчет в значения температуры и давления будут выполняться на стороне ПК
Датчик KY‑IIC‑3V3 требует калибровки при пересчеты сырых данных в значения давления и температуры. Мои значения представлены ниже, у вас могут быть другие:
press_l = -125000.0; press_h = 1125000.0;
temp_offset = 157.8; temp_scale = -226.8;