Ovdje sam naišao na tajanstveni proizvod pod nazivom “ESP32 Tuya IoT adapter”, možete cijeniti originalnost njegovog izgleda s gornje fotografije. S druge strane, ime sadrži ESP32, a kao što znate, ako uređaj sadrži ESP32, onda je to nesumnjivo sjajna stvar, pa sam odlučio istražiti njegov uređaj. Pa, Tuya me također zaintrigirao, bilo je zanimljivo pridružiti se naprednim idejama kineske pametne tehnologije pametnih kuća.
Što je Tuya
Ukratko, Tuya je “pametni (AI) kineski cloud” posebno dizajniran za posluživanje IoT uređaja i izgradnju (poslovičnog) “pametnog doma”. Taj cloud nije jednostavan, već rafiniran i tehnološki napredan, ima razvijen API, sustav standarda, pa čak i specijalizirane čipove (mikrokontrolere). Prema informacijama s Interneta, Tuya je nevjerojatno popularna stvar, u njegovom ekosustavu ima mnogo korisnika i programera, na tržištu postoji veliki broj gotovih uređaja kompatibilnih s Tuyom (senzori, utičnice itd.). Naravno, postoji aplikacija za pametne telefone, web stranica, detaljna internetska dokumentacija, Youtube kanal, library (SDK) za Arduino itd. S takvim hype oko ove tehnologije. Općenito, čini se da je Tuya prilično obećavajuća tehnologija koja zaslužuje barem letimičan pogled da se upozna s njom, što ćemo učiniti (djelomično) u ovom i (potpunije) naknadnim člancima .
ESP32 Tuya IoT adapter
ESP32 Tuya IoT adapter rješenje je za povezivanje i dodavanje Tuya cloud (ekosustav) mogućnosti vašem sustavu (pametna kuća). S jedne strane ima RS232 i RS485 sučelja, a s druge strane komunikaciju s Tuya oblakom. U početku je ESP32 Tuya IoT adapter dizajniran za rad s prilično naprednim Kincony kontrolerima, ali nitko se ne trudi spojiti ovaj adapter putem RS232 ili RS485 sučelja s vašim omiljenim kontrolerom pametne kuće. Drugim riječima, ESP32 Tuya IoT adapter rješenje je za brzo i jednostavno dodavanje rada Tuya ekosustava u vaš pametni dom (ili bilo koji drugi IoT sustav). Rad adaptera s Tuya cloudom osigurava specijalizirani CBU-IPEX čip, o čemu ćemo detaljno raspravljati u nastavku. Svima omiljeni ESP32 također je na brodu (gdje bez njega), koji skromni “adapter” pretvara u mnogo funkcionalniji uređaj, zapravo punopravni IoT kontroler, čija funkcionalnost ovisi samo o vašoj mašti i vještinama programiranja. ESP32 Tuya IoT adapter sadrži:
- Mikrokontroler ESP32-WROOM-32UE
- SMA priključak i antena za ESP32
- Gumbi DOWNLOAD i RESET
- Konektor sa 7 besplatnih GPIO ESP32
- Rs232/RS485 mostić za način rada
- Tuya čip CBU-IPEX
- SMA konektor i antena za CBU-IPEX
- Gumb S1
- LED diode s 5 indikatora
- RS232 port
- RS485 port
- USB Type-C port
- Konektor i energetski blok 9-24 V
Izgled i montaža
Komplet se sastoji od ESP32 Tuya IoT adapterske ploče, dvije antene i dva nosača za DIN tračnice. Ploča se može ugraditi na DIN tračnicu, učvrstiti pomoću odgovarajućih rupa ili čak jednostavno “objesiti” na RS232 konektor (u ovom slučaju morate biti sigurni da nema mehaničkih naprezanja, inače se konektor može oštetiti, pa se ne preporuča). Pogled na adapter sa stražnje strane, s montažama instaliranim na DIN tračnici. SMA konektori spojeni su na kontrolere pomoću posebnih kabela i ako je potrebno, ti se kabeli mogu proširiti i antene se mogu pomicati izvan komunikacijskog ormarića.
Dizajn kruga
Gornji pogled na ESP32 Tuya IoT adapter. Na ploči možete vidjeti alternativni naziv adaptera – KC868-ATC. Na poleđini ploče, tradicionalno za Kincony, ne sadrži nikakve elektroničke komponente.
Napajanje
Energetski podsustav sastoji se od XL1509-5 step-down DC-DC pretvarača, čipa za proizvodnju napona od 12 V i 5 V i linearnog regulatora LM117-3V3 za proizvodnju napona od 3,3 V. Adapter se može napajati naponom od 9-24 V ili kroz okrugli konektor “za Arduino”, ili kroz susjedni konektor.
Shematski dijagram podsustava napajanja:
ESP32
ESP32 Tuya IoT adapter sadrži modul ESP32-WROOM-32UE kao “mozak” sustava i spojno čvorište između njegovih elemenata. S jedne strane, Tuya CBU-IPEX čip povezan je s ESP32 (putem UART3 sučelja), a s druge strane, putem UART2, “paralelnih” RS232 i RS485 sučelja. Pod “paralelizmom” RS232 i RS485 sučelja mislim na njihovu istovremenu fizičku vezu s ESP32 unutar konfiguracije adaptera i softvera i odabir jednog od sučelja u kodu (to pretpostavlja da možete raditi s RS232 ili RS485, ali ne s oba u isto vrijeme ). Osim veze između dijelova adaptera, ESP32 može riješiti još mnogo zadataka: web sučelje, primanje i slanje podataka putem Wi-Fi veze i koristite kao Wi-Fi-Tuya most, koristiti slobodne GPIO-e prikazane na ploči, informacije o obradi itd. Drugim riječima, možete napraviti vrlo, vrlo napredan uređaj iz ESP32 Tuya IoT adaptera.
Shematski dijagram i pinout jezgre (ESP32) kontrolera:
Tuya CBU-IPEX
Možda se ne može reći bolje o CBU-IPEX-u od onoga što je napisano u službenoj dokumentaciji, citiram:
CBU-IPEX je ugrađeni Wi-Fi modul male snage koji je Tuya razvila. Sastoji se od visoko integriranog RF čipa BK7231N i nekoliko perifernih uređaja, a ne samo da podržava AP i STA način povezivanja s dvije mreže, već podržava i način Bluetooth LE mrežne veze. CBU-IPEX ugrađen je s 32-bitnim MCU-om s brzinom do 120 MHz, flash memorijom od 2Mbajta i 256-KB RAM-om, kako bi podržao Tuya IoT vezu u oblaku. Posebno proširene upute MCU-a za obradu signala mogu učinkovito implementirati audio kodiranje i dekodiranje. Osim toga, ima bogate periferne uređaje, kao što su PWM, UART i SPI. Pet 32-bitni PWM izlaz čini čip vrlo pogodnim za visokokvalitetnu LED kontrolu.
Jednostavnijim riječima: CBU-IPEX je specijalizirani Tuya modul koji ima bežična sučelja i sadrži firmware iznutra koji podržava funkcije specifične za Tuyu kako za rad s povezanom opremom, tako i za Tuya cloud (sama platforma). Za nas to znači da možemo prenijeti odgovarajući firmware na ESP32, a naš će sustav “magično” podržati Tuyu, ili možemo preuzeti SDK (library) za Arduino i stvoriti firmware koji podržava CBU-IPEX (Tuya) za ESP32 samostalno. Analiza kako raditi s Tuyom i kako stvoriti takav firmware definitivno je tema za poseban članak (a najvjerojatnije ne jedan).
Shematski dijagram podsustava Tuya CBU-IPEX:
USB-UART
Podsustav USB-UART za komunikaciju s računalom i programiranjem implementiran je na CH340C čipu i ima USB Type-C priključak. Ovdje postoje i dva gumba – RESET i DOWNLOAD pod pseudonimima “RST” i “DL”.
Shematski dijagram podsustava USB-UART:
RS232 sučelje
Sučelje RS232 implementirano je na čipu SP232EEN, koji je spojen na međuspremnike 74LVC1G08 i 74AHCT1G125 (vidi dijagram RS485 u nastavku) koji su, pak, povezani s ESP32 putem sučelja UART2 (GPIO16 i GPIO17).
Shematski dijagram podsustava sučelja RS232:
RS485 sučelje
Rs485 sučelje implementirano je na čipu MAX13487EESA, koji je također povezan s međuspremnikima 74LVC1G08 i 74AHCT1G125 i “paralelno” je s RS232 (vidi gore). Izbor rada s jednim ili drugim sučeljem vrši se programski (o tome će se raspravljati u nastavku). Shematski dijagram podsustava sučelja RS485:
LED diode indikatora
Na bočnoj strani ploče nalazi se blok od 5 indikatorskih LED dioda. Od njih jedan ukazuje na prisutnost napona napajanja (D6), a ostali su spojeni na ESP32 i slobodno se mogu programirati.
Shematski dijagram podsustava LED indikatora:
Slobodni GPIO-i i RS232/RS485 premosnik (jumper)
Kincony je poslušao naše želje i počeo omogućavati slobodne GPIO-e na konektore. Ova jednostavna radnja omogućuje značajno proširenje funkcionalnosti ESP32 Tuya IoT adaptera i povezivanje dodatne opreme koja vam je potrebna na njega. Ploča ima 7 slobodnih GPIO-a i jedan Jumper GPIO23-GND za programsko određivanje načina rada RS232/RS485.
Shematski dijagram slobodnog GPIO podsustava:
Dijagram povezivanja
Ispod je službeni dijagram konektora, komponenti i veza proizvođača Kincony. Programski definirane stvari, na primjer, dodjela LED dioda indikatora, daju se uvjetno – možete ih redefinirati u svojoj skici.
Pinout
Malo više jasnoće na ESP32 Tuya IoT adapteru može se osigurati pinoutom u nastavku. Samo su GPIO2, 34, 35, 36, 39 ostali neiskorišteni.
Zaključak
S uređajem, svrhom i sklopovima ESP32 Tuya IoT adaptera sve je manje-više jasno, ostaje samo shvatiti njegovo programiranje i raditi sa samim Tuya Cloudom, ali to je, kako kažu, potpuno druga priča … (Ostanite uz nas.)
