【原】用ESP32開發(fā)板創(chuàng)作并擴充我們的Phyphox實驗

新用戶5228KeDY 2021-10-10

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用ESP32開發(fā)板創(chuàng)作并擴充我們的Phyphox實驗

前幾天看到Phyphox官方釋出了Phyphox-BLE擴展庫，消息是放在Arduino.cc官網(wǎng)的，https://www./reference/en/libraries/phyphox-ble/，地址在https://github.com/Staacks/phyphox-arduino，自我介紹說還不是太成熟，然而給出的幾個例子，已經(jīng)能看到還是很完善的。這里作為一個簡單的試用記錄，沒有說得詳細。

一、基本概念

先介紹一點點基本的東西，我也是學習者，初學的N次方，菜得很。

1、ESP32開發(fā)板。簡單說，ESP32就是一種集成藍牙BLE、WIFI等功能的增強版物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)板，比常見的Arduino性能更強，用法相差不多。

2、Phyphox & Phyphox editor。Phyphox是專門針對物理實驗開發(fā)的APP，它充分發(fā)揮android、iphone等設備的傳感器功能，使手機、平板等化身而為移動的傳感器實驗室。Phyphox自帶少量的定制實驗，如果使用者要創(chuàng)作自己的實驗，或者想研究自帶實驗的原理，可以使用實驗編輯器Phyphox editor，這是個在線編輯器，用以創(chuàng)作個性化的創(chuàng)意實驗。地址在https:///editor/。

3、藍牙5.0 BLE。藍牙是數(shù)據(jù)共享協(xié)議，經(jīng)過幾代發(fā)展，目前5.0協(xié)議的低功耗在安卓和蘋果設備中可以同時被識別。一般情況下，藍牙4.0之前的協(xié)議，蘋果設備是肯定不識別的。

二、為什么是ESP32

1、Phyphox的傳感器不足。一般來說手機上已經(jīng)有足夠多的傳感器，但仍有不夠用的時候。例如大部分安卓手機都沒有壓強計，大部分手機都無法直接測量力，即使用力傳感器。

2、Phyphox的電學實驗不足。電學實驗普遍性使用的傳感器，Phyphox不易做到，例如測量電壓、電阻等。

3、Phyhox直連外部傳感器。Phyphox直連外部傳感器是個迫切需要，途徑大概有3種：

一種是使用獨立的藍牙模塊中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，第二種是Phyphox連同實驗數(shù)據(jù)、實驗面板等全部由外部傳感器輸入；第三種是改造手機某些傳感器的功能，轉(zhuǎn)化地連接，例如用音頻口輸入弱電流，把傳感器數(shù)據(jù)調(diào)制到電流里，用磁傳感器接收強電流，把傳感器數(shù)據(jù)調(diào)制到強電流里。顯然只有第2種方案最直接而便捷，即使用Phyphox-BLE擴展庫。

4、為什么是ESP32。不好的消息是，Phyphox-BLE庫常見地、只支持Arduino Nano 33系列開發(fā)板，這些開發(fā)板是Arduino最近幾年才推出的，基本沒有仿版，都是原裝進口，價格很高。好消息是，Phyphox-BLE文檔里面竟然列出ESP32這一款開發(fā)板。ESP32的原裝板也很貴，但是它有改裝版，GOOUUUESP32開發(fā)板即ESP-WROOM-32核心板就是一種最常見的ESP32開發(fā)板。

三、ESP32的Arduino IDE環(huán)境

在Arduino IDE的首選項里填寫https://dl./dl/package_esp32_index.json更新地址，之后在開發(fā)板管理器里搜索ESP32，安裝ESP32開發(fā)板定義。這個安裝有非常大的下載量，大體地，翻墻最好，教育網(wǎng)次之，其他都不易下載。

安裝好的ESP32庫位于什么地方？不少常規(guī)的Arduino庫默認是安裝在Arduino程序目錄下的libraries目錄里，或者安裝在系統(tǒng)盤文檔(documents)目錄下的Arduino目錄下，但是，由Arduino IDE默認安裝的ESP32庫，是出現(xiàn)在C:\Users\user\AppData\Local\Arduino15\packages\esp32目錄處。下載的安裝包，則出現(xiàn)在C:\Users\user\AppData\Local\Arduino15\staging\packages目錄里，是一堆.zip、.tar.gz、.tar.bz2壓縮文件。

偶爾的情況下，可能會提示安裝python環(huán)境。實際的試驗過程，未確定是否是絕對必需的。因為我嘗試安裝python 2.7、python 2.6、python 3.0，安裝、卸載、卸載、安裝等一通折騰，到底是誰起了作用，或者有沒有作用未知，總之是后來可以使用了。

有一種安裝方式，是廣為流傳的：把官網(wǎng)的ESP32各個壓縮包下載回來，解壓到hardware目錄espressif的ESP32目錄里。試驗這種方法，并未成功，提示少這個.h、重復那個.h的。

四、從示例創(chuàng)作Phyphox實驗

在Arduino IDE的庫管理器里找到phyphox BLE庫，安裝。

在Phyphox-BLE庫找到CreateExperiment.ino，這是個生成隨機數(shù)的實驗。在phyphox里創(chuàng)建了一個View，View里包含一個Graph，繪制出來隨機數(shù)圖線。通過Start一個名稱為My Device的藍牙設備，把實驗和數(shù)據(jù)發(fā)送給Phyphox。