Cos'è l'ESP32? Caratteristiche, installazione nell'Arduino IDE e primo progetto Wi-Fi

L'ESP32 è un microcontrollore dual core molto economico prodotto da Espressif, con Wi-Fi e Bluetooth integrati. Da solo fa molte cose che un Arduino Uno non può fare: si collega alla rete di casa, offre una pagina web da aprire sul telefono, scarica ora e meteo da Internet e comunica con il telefono via Bluetooth. In più si programma nell'Arduino IDE con i comandi Arduino che già conosci. Oggi è la scheda più popolare per iniziare con i progetti di Internet delle cose (IoT).

Cos'è l'ESP32 e a cosa serve?

A rigore, "ESP32" è il nome del chip sotto il coperchio metallico. La scheda che hai in mano è una scheda di sviluppo che porta quel chip (come l'ESP32 DevKit o la NodeMCU-32S): ha un convertitore USB-seriale per parlare con il computer, un regolatore che abbassa i 5 V a 3,3 V e i pulsanti di riavvio (EN) e di programmazione (BOOT). Ecco alcune cose che puoi fare con un ESP32:

• Stazione meteo Wi-Fi: mostrare temperatura e umidità su una pagina che apri sul telefono.
• Controllo dal telefono: comandare una lampada, una presa o una porta con un pulsante su una pagina web.
• Dati da Internet: mostrare su un display l'ora esatta (NTP), il meteo o i tassi di cambio.
• Inviare notifiche: avvisarti via Telegram o email quando viene rilevato un movimento.
• Dispositivi Bluetooth: creare un telecomando che si abbina al telefono o un dispositivo che il computer vede come tastiera.
• Sensori che durano mesi a batteria: uscire dal deep sleep solo per misurare.

ESP32 e Arduino Uno a confronto

Guardando questa tabella l'ESP32 sembra migliore in tutto, ma anche l'Uno ha i suoi vantaggi: lavorando a 5 V è compatibile direttamente con la maggior parte dei sensori e moduli più vecchi, i suoi pin sono più robusti e riserva meno sorprese a chi inizia. Se non ti serve il wireless, l'Uno resta un ottimo punto di partenza; per decidere quale scegliere dai un'occhiata a Quale Arduino comprare?

I pin dell'ESP32: quali si possono usare in sicurezza?

I pin dell'ESP32 non sono tutti "uguali" come su Arduino. Alcuni sono collegati alla memoria flash, altri funzionano solo come ingressi, e il livello di altri influisce sull'avvio della scheda. Puoi vedere la piedinatura completa della tua scheda nello strumento Pinout; ecco un riepilogo:

Installare l'ESP32 nell'Arduino IDE

1. Nell'Arduino IDE apri File > Impostazioni e aggiungi https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_index.json nel campo "URL aggiuntive per il Gestore schede".
2. Nel Gestore schede cerca esp32 e installa il pacchetto di Espressif Systems.
3. Scegli ESP32 Dev Module da Strumenti > Scheda.
4. Collega l'ESP32 con un cavo USB e seleziona la porta giusta in Strumenti > Porta. Se non compare nessuna porta, installa il driver del chip USB-seriale della tua scheda (CP2102 o CH340).
5. Se durante il caricamento la scritta "Connecting..." resta a lungo, tieni premuto il pulsante BOOT della scheda e rilascialo quando il caricamento inizia.

Primo programma: far lampeggiare il LED integrato

La maggior parte delle schede ESP32 DevKit ha un LED blu collegato al GPIO 2. Il codice qui sotto lo fa lampeggiare ogni mezzo secondo; come vedi, i comandi sono esattamente quelli di Arduino:

1const int LED_PIN = 2;   // çoğu DevKit'te dahili mavi LED / onboard blue LED on most DevKits
2
3void setup() {
4  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
5}
6
7void loop() {
8  digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
9  delay(500);
10  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
11  delay(500);
12}

Collegarsi al Wi-Fi

Il vero punto di forza dell'ESP32 è il Wi-Fi. Il codice qui sotto si collega alla rete di casa e scrive nel Monitor seriale l'indirizzo IP che il router assegna all'ESP32. Sostituisci nome della rete e password con i tuoi e apri il Monitor seriale a 115200 baud:

1#include <WiFi.h>
2
3const char* ssid = "AgAdi";        // Wi-Fi adın / your Wi-Fi name
4const char* password = "Sifre123"; // Wi-Fi şifren / your Wi-Fi password
5
6void setup() {
7  Serial.begin(115200);
8  WiFi.begin(ssid, password);
9  Serial.print("Bağlanıyor / connecting");
10  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
11    delay(500);
12    Serial.print(".");
13  }
14  Serial.println();
15  Serial.print("IP adresi / IP address: ");
16  Serial.println(WiFi.localIP());
17}
18
19void loop() {
20}

Controllare un LED dal telefono: un semplice web server

Ora trasformiamo l'ESP32 in un piccolo web server. Dopo il caricamento, apri l'indirizzo IP mostrato nel Monitor seriale nel browser di un telefono collegato allo stesso Wi-Fi: i due pulsanti della pagina accendono e spengono il LED della scheda. Collegando un relè al posto del LED comandi allo stesso modo una lampada vera; vedi Cos'è un modulo relè?

1#include <WiFi.h>
2#include <WebServer.h>
3
4const char* ssid = "AgAdi";
5const char* password = "Sifre123";
6const int LED_PIN = 2;
7
8WebServer server(80);
9
10void handleRoot() {
11  server.send(200, "text/html",
12    "<meta name='viewport' content='width=device-width'>"
13    "<h1>ESP32</h1>"
14    "<a href='/on'><button>LED AÇ / ON</button></a> "
15    "<a href='/off'><button>LED KAPAT / OFF</button></a>");
16}
17
18void setup() {
19  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
20  Serial.begin(115200);
21  WiFi.begin(ssid, password);
22  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) delay(500);
23  Serial.println(WiFi.localIP());   // bu adresi telefonda aç / open this address on your phone
24
25  server.on("/", handleRoot);
26  server.on("/on",  []() { digitalWrite(LED_PIN, HIGH); handleRoot(); });
27  server.on("/off", []() { digitalWrite(LED_PIN, LOW);  handleRoot(); });
28  server.begin();
29}
30
31void loop() {
32  server.handleClient();
33}

Le varianti dell'ESP32: quale comprare?

Alimentazione e uso a batteria

Quando attiva il Wi-Fi, l'ESP32 può assorbire per un attimo fino a 250 mA. Se una porta USB debole o un cavo sottile non reggono questo picco, la scheda si riavvia con il messaggio "Brownout detector was triggered". Usa un buon cavo e un alimentatore da 5 V di almeno 1 A; se serve, aggiungi un condensatore da 100–470 µF tra 3V3 e GND. Nei progetti a batteria il deep sleep dell'ESP32 riduce il consumo del chip a pochi microampere; però il regolatore e il LED delle schede di sviluppo continuano a consumare qualche mA, quindi per una lunga autonomia si preferisce un modulo nudo o una scheda a basso consumo.

L'ESP32 con MicroPython

L'ESP32 non si programma solo nel linguaggio di Arduino, ma anche con MicroPython. Dopo aver caricato MicroPython sulla scheda con Thonny, bastano poche righe per collegarsi al Wi-Fi:

1import network, time
2from machine import Pin
3
4led = Pin(2, Pin.OUT)
5wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
6wlan.active(True)
7wlan.connect("AgAdi", "Sifre123")     # Wi-Fi adı ve şifresi / Wi-Fi name and password
8
9while not wlan.isconnected():
10    time.sleep(0.5)
11print("IP:", wlan.ifconfig()[0])
12
13while True:
14    led.value(not led.value())        # LED'i yakıp söndür / toggle the LED
15    time.sleep(0.5)

Idee di progetti con l'ESP32

• Stazione meteo Wi-Fi: segui dal telefono temperatura e umidità misurate da un DHT11.
• Presa intelligente: accendi una lampada con un relè da una pagina web o da un assistente vocale.
• Allarme di movimento: invia una notifica Telegram quando un sensore PIR rileva qualcuno.
• Orologio via Internet: prendi l'ora da un server NTP e mostrala su un LCD o su un display a 7 segmenti.
• Telecomando Bluetooth: guida un'auto robot con un'app sul telefono.
• Sensore a basso consumo: un dispositivo che si sveglia ogni 10 minuti, invia una misura e torna a dormire.

Errori comuni e come risolverli

• Non compare la porta: il cavo potrebbe essere solo di ricarica o manca il driver USB-seriale; usa un cavo dati e installa il driver CP2102 o CH340.
• "Failed to connect... Timed out waiting for packet header": tieni premuto BOOT all'inizio del caricamento.
• La scheda si riavvia di continuo: alimentazione insufficiente (brownout); usa un cavo, un alimentatore e un condensatore migliori.
• Non si collega al Wi-Fi: la rete potrebbe essere a 5 GHz, o c'è un errore di maiuscole e minuscole nel nome o nella password.
• Usare i GPIO 6–11: questi pin sono collegati alla flash; usarli fa bloccare la scheda.
• I valori analogici impazziscono quando parte il Wi-Fi: il sensore è su un pin ADC2; spostalo su un pin ADC1 tra GPIO 32 e 39.

L'ESP32 è il modo più semplice per portare su Internet ciò che hai imparato con Arduino. Per ripassare le basi di Arduino leggi Cos'è Arduino?; nell'app BlueGrays trovi decine di progetti con ESP32 – LED, web server, WebSocket, orologio NTP, meteo e allarme Telegram – con schemi e codice.