إذا كنت من هواة الأجهزة الإلكترونية وتهتم بمظهر جهازك، فربما تكون قد سمعت عن ESP32. أصبحت هذه اللوحات الصغيرة جوهرة تاج مجتمع المُصنِّعين لأنها رخيصة الثمن، وقوية الأداء، وتأتي مزودة بتقنية الواي فاي. وهي متكاملة، مما يجعلها مثالية لتجميع المشاريع التي كانت تتطلب في السابق آلات أكثر تكلفة بكثير.
يُعد استخدام هذه المتحكمات الدقيقة لإنشاء أحد أقوى الاتجاهات في الوقت الحالي محطات الرصد الخارجيةالفكرة هي التوقف عن الاعتماد على النوافذ العائمة على الشاشة والانتقال إلى وجود لوحة فعلية تخبرنا، في الوقت الفعلي، بكيفية استخدام المعالج أو مقدار ذاكرة الوصول العشوائي المتبقية لدينا أثناء اللعب أو العمل.
نظام قياس عن بعد متطور باستخدام ESP32-P4 ولغة بايثون
يوجد مشروع رائع حقًا، منشور على موقع Hackster.io، يستخدم لوحة DFRobot FireBeetle ESP32-P4 لبناء وحدة تحكم عن بُعد. الأمر المثير للاهتمام هنا هو أن جهاز الكمبيوتر لا يرسل البيانات فحسب، بل يستخدم أيضًا برامج بايثون باستخدام مكتبة psutil لاستخراج مقاييس دقيقة من نظام التشغيل وتعبئتها بتنسيق JSON.
تتميز آلية العمل بالبراعة: حيث يرسل الحاسوب المعلومات من خلال منفذ تسلسلي USB بسرعة 9600 باودرغم أن هذه السرعة قد تبدو قديمة، إلا أنها كافية تمامًا لنقل حزم البيانات الصغيرة دون استهلاك كامل سعة الشبكة. يستقبل جهاز ESP32 هذه البيانات ويعرضها عبر خادم ويب داخلي.
لضمان تجربة سلسة، يستخدم النظام طلبات AJAXهذا يعني أن صفحة الويب التي تفتحها على هاتفك المحمول أو جهازك اللوحي يتم تحديثها تلقائيًا كل خمس ثوانٍ دون الحاجة إلى تحديث المتصفح، مما يوفر الكثير من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) على وحدة التحكم الدقيقة.
يُحدث استخدام شريحة ESP32-P4 فرقًا كبيرًا بفضل خصائصها معالج RISC-V بسرعة 360 ميجاهرتز ودعم قنوات ونطاقات الواي فايوهذا يسمح بأن تكون لوحة التحكم أكثر استقرارًا وسرعة مما لو استخدمنا نماذج Tensilica الكلاسيكية، مما يوفر استجابة فورية تقريبًا على الشبكة المحلية.
التحكم عن بعد في الطاقة وإدارة الطاقة
الأمر لا يقتصر على النظر إلى الرسوم البيانية فقط؛ أحيانًا ما نحتاجه هو قم بتشغيل الكمبيوتر من السرير أو أعد تشغيل الجهاز إذا تجمد. ولتحقيق ذلك دون الخوض في دوائر معقدة، يمكن توصيل وحدة ESP32 مباشرةً بدبابيس اللوحة الأمامية للوحة الأم، مما يسمح بـ السيطرة الكاملة على جهاز الكمبيوتر.
بدلاً من استخدام مصادر خارجية، من الممكن قم بتشغيل ESP32 عبر موصل USB داخلي في اللوحة الأم. للتحكم في تشغيل الطاقة، يتم تكوين دبابيس GPIO في الوضع استنزاف مفتوح، محاكاة الضغط الفعلي على زر الطاقة أو إعادة الضبط من خلال تأخيرات زمنية مبرمجة في الكود.
إذا كنت تستخدم أدوات مثل ESPHome و Home Assistantيمكنك إنشاء أزرار افتراضية على جهازك المحمول لتنفيذ ضغطة قصيرة (تشغيل عادي) أو ضغطة طويلة (إيقاف تشغيل قسري). بالإضافة إلى ذلك، يمكنك مراقبة حالة مؤشر الطاقة في جهاز الكمبيوتر لمعرفة ما إذا كان قيد التشغيل. نشط أو غير نشط من أي مكان في المنزل.
عكس الشاشة لاسلكيًا وبثها
أما بالنسبة للمغامرين، فهناك إمكانية لتحويل شاشة ESP32 T-Display إلى شاشة صغيرة ثانوية التي تحاكي شاشة الكمبيوتر. لا يتم ذلك عن طريق إرسال فيديو كامل (وهو أمر مستحيل بسبب قيود النطاق الترددي)، ولكن من خلال تقنية تسمى إطار مُشتت.
يلتقط النظام الشاشة باستخدام لغة بايثون ومكتبة OpenCV، وفقط أرسل وحدات البكسل التي تغيرت بين إطار وآخر. هذا يقلل بشكل كبير من كمية البيانات المنقولة عبر الواي فاي، مما يسمح بمعدلات إطارات تتراوح بين 5 و60 إطارًا في الثانية اعتمادًا على نشاط الشاشة وجودة الاتصال.
إنه حل مثالي لمن يرغبون في لوحة تحكم إنترنت الأشياء أو شاشة ثانوية صغيرة يمكنك من خلالها عرض مؤشر الماوس أو مؤشرات النظام الهامة دون شغل مساحة على سطح المكتب الرئيسي.
الأساسيات التقنية وبيئة التطوير
لتجميع أي من هذه المشاريع، من الضروري فهم أن ESP32 عبارة عن وحدة تحكم دقيقة متعددة الاستخدامات طورتها شركة Espressif Systems. وتعتمد بنيتها على معالج Xtensa LX6 يُتيح هذا الجهاز إمكانية تعدد المهام بفضل معالجه ثنائي النواة، كما أنه يتميز بكفاءة عالية في استهلاك الطاقة.
فيما يتعلق بالبرامج، لديك عدة خيارات. اردوينو بيئة تطوير متكاملة يُعد هذا المسار الأسهل للمبتدئين نظرًا لعدد مكتباته الهائل، على غرار البحث عن... دليل استخدام وحدة تحكم أردوينوإذا كنت تبحث عن شيء أكثر احترافية، فإن ESP-IDF هو الإطار الرسمي ويتيح التحكم الكامل في نظام التشغيل في الوقت الحقيقي FreeRTOS.
هناك أيضًا خيارات مثل MicroPython، مما يسمح بالبرمجة التفاعلية باستخدام حلقة REPL، مما يسهل تصحيح الأخطاء أثناء التشغيل دون الحاجة إلى تجميع التعليمات البرمجية في كل مرة تقوم فيها بإجراء تغيير طفيف.
إمكانيات التوسع والتخصيص
لا تنتهي الرحلة بلوحة تحكم على الويب. تتميز بنية هذه الأنظمة بمرونة عالية لدرجة أنه يمكنك إضافة مستشعرات درجة حرارة وحدة معالجة الرسومات باستخدام أدوات مثل LibreHardwareMonitor وعرض التنبيهات عبر مصابيح LED RGB أو شاشات OLED صغيرة الحجم، وحتى تحسينها تدفق الهواء في جهاز الكمبيوتر الخاص بك.
يقوم العديد من المتحمسين على موقع Reddit بإنشاء تصميمات باستخدام الرسوم المتحركة القديمة و رسوم بيانية لحمل المعالج والتي تبدو وكأنها مأخوذة مباشرة من فيلم عن القرصنة. من خلال تفويض جمع البيانات إلى جهاز الكمبيوتر والسماح لوحدة ESP32 بالتعامل فقط مع العرض المرئي، يظل النظام خفيفًا ومستقرًا.
إضفاء الطابع الديمقراطي على الأجهزة، مع وحدات تكلف أقل من 10 يورولقد سمح ذلك بتخصيص أجهزة الكمبيوتر المكتبية من كونه مكلفًا للغاية إلى هواية متاحة لأي شخص مهتم بالإلكترونيات والمصادر المفتوحة.
تتيح لك مرونة ESP32 تحويل لوحة تطوير بسيطة إلى أداة قياس عن بعد قوية، أو مفتاح تحكم عن بعد ذكي، أو حتى شاشة عرض لاسلكية، مع دمج Python و WiFi لتحسين إدارة أي جهاز كمبيوتر منزلي.