Mikro Denetleyici: ESP32 Nedir?

1) ESP32 Nedir? Ne Amaçla Kullanılır?

ESP32, Espressif Systems firması tarafından üretilen, üzerinde mikrodenetleyici + Wi-Fi + Bluetooth bir arada bulunan güçlü bir elektronik karttır.

Kısaca:

• Sensörlerden veri okur

• Motor, LED, röle gibi parçaları kontrol eder

• İnternete bağlanabilir

• Kablosuz veri gönderip alabilir

Bu özellikleri sayesinde özellikle IoT (Nesnelerin İnterneti) projelerinde çok yaygın kullanılır.

ESP32; Arduino IDE, PlatformIO veya MicroPython gibi ortamlarla programlanabilir.

2) Arduino Uno ile Farkları

ESP32 ile Arduino Uno arasındaki temel farklar aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Özetle:

• ESP32 çok daha hızlı ve güçlüdür

• Kablosuz bağlantı içerir

• Daha karmaşık projeler için uygundur

• Arduino Uno ise başlangıç seviyesi projelerde sık kullanılır.

3) ESP32’nin İşlemcisi, RAM’i ve Flash Belleği

a) İşlemci (CPU)

ESP32’de:

• Xtensa LX6 / LX7 mimarili işlemci bulunur

• Genellikle çift çekirdeklidir

• Maksimum 240 MHz hızında çalışır

• Aynı anda birden fazla görev yapabilir (FreeRTOS desteği vardır)

Bu sayede:

• Sensör okurken

• Wi-Fi bağlantısı kurarken

• Ekran kontrol ederken
  aynı anda çalışabilir.

b) RAM (Çalışma Belleği)

ESP32’de yaklaşık:

• 520 KB SRAM bulunur

Bu bellek:

• Program çalışırken değişkenleri saklar

• Sensör verilerini tutar

• Ağ işlemlerinde kullanılır

Arduino Uno’daki 2 KB RAM ile karşılaştırıldığında çok büyüktür.

c) Flash Bellek (Program Hafızası)

Flash bellek:

• Programın kalıcı olarak saklandığı yerdir

• Çoğu ESP32 kartında 4 MB bulunur

• Bazı modellerde 8 MB veya 16 MB olabilir

Arduino Uno’da ise sadece 32 KB vardır.

4) ESP32’nin Wi-Fi ve Bluetooth Özellikleri

ESP32’nin en büyük avantajlarından biri:

Wi-Fi

• 2.4 GHz 802.11 b/g/n desteği

• TCP/IP protokol yığını dahildir

• Web sunucusu çalıştırabilir

• MQTT, HTTP gibi IoT protokollerini kullanabilir

• Bulut sistemlerine veri gönderebilir

Bluetooth

• Bluetooth Classic

• Bluetooth Low Energy (BLE)

BLE sayesinde:

• Telefon uygulamalarıyla haberleşebilir

• Düşük güç tüketimiyle çalışabilir

• Giyilebilir cihaz projelerinde kullanılır.

5) Nerelerde Kullanılır?

ESP32 çok geniş bir kullanım alanına sahiptir:

IoT (Nesnelerin İnterneti)

• Uzaktan sıcaklık takibi

• Akıllı tarım sistemleri

• Hava durumu istasyonları

• Bulut tabanlı sensör sistemleri

Akıllı Ev Sistemleri

• Akıllı priz

• Işık kontrolü

• Kapı kilidi

• Alarm sistemleri

• Enerji izleme

Endüstriyel Uygulamalar

• Makine izleme

• Veri toplama sistemleri

• Otomasyon modülleri

• Kablosuz sensör ağları

Robotik Projeler

• Çizgi izleyen robot

• Drone kontrolü

• Uzaktan kumandalı araçlar

Giyilebilir Teknoloji

• Akıllı bileklik

• Nabız ölçer

• GPS izleme sistemleri

Akıllı Şehir Projeleri

• Park sensörleri

• Trafik ölçümü

• Çevre izleme

Sonuç

ESP32:

✔ Güçlü işlemciye sahiptir
✔ Wi-Fi ve Bluetooth içerir
✔ IoT projeleri için idealdir
✔ Arduino Uno’ya göre çok daha gelişmiştir
✔ Düşük güç modları sayesinde pille çalışan sistemlerde kullanılabilir

6) ESP32’nin Dahili Donanım Birimleri (Peripheral’lar)

ESP32 yalnızca bir işlemci değildir; içinde pek çok hazır donanım modülü bulunur. Bunlar projeleri kolaylaştırır.

GPIO Pinleri

• Dijital giriş/çıkış olarak kullanılabilir.

• LED, buton, röle, sensör bağlanır.

• Çoğu pin PWM üretme yeteneğine sahiptir.

ADC (Analog–Dijital Çevirici)

• 12-bit çözünürlüktedir.

• Sensörlerden analog veri okumak için kullanılır.

• Arduino Uno’da 10-bit’tir → ESP32 daha hassastır.

DAC (Dijital–Analog Çevirici)

• Bazı pinlerde vardır.

• Gerilim üretmek için kullanılır.

• Ses sinyali üretimi gibi uygulamalarda işe yarar.

Timer’lar ve Kesme Sistemi (Interrupt)

• Donanımsal zamanlayıcılar içerir.

• Gerçek zamanlı işlemler yapılabilir.

• Butona basıldığında anında tepki verebilir.

Güvenlik Donanımı

ESP32 içinde:

• AES şifreleme

• RSA

• Secure Boot

• Flash şifreleme

bulunur.
Bu da internet bağlantılı projelerde güvenli veri iletişimi sağlar.

7) ESP32’nin Güç Tüketimi ve Uyku Modları

ESP32 taşınabilir projelerde çok kullanılır çünkü enerji tasarruf modları vardır:

 Güç Modları:

• Active Mode: Normal çalışma

• Light Sleep: CPU durur, Wi-Fi kapalı

• Deep Sleep: Çok düşük tüketim, mikroamper seviyesinde

• Hibernation: En düşük tüketim

Bu sayede:

• Pil ile aylarca çalışan sensör sistemleri yapılabilir.

8) Programlama Ortamları

ESP32 farklı dillerle programlanabilir:

Arduino IDE

• En yaygın kullanılan ortam

• Arduino kodlarına benzerdir

• Başlangıç için idealdir.

MicroPython

• Python diliyle kod yazılır

• Hızlı prototipleme için uygundur.

ESP-IDF (Resmi Geliştirme Kiti)

• Espressif’in kendi ortamıdır.

• Profesyonel projelerde kullanılır.

• FreeRTOS tabanlıdır.

9) ESP32 Çeşitleri (Modelleri)

ESP32 tek bir kart değildir; birçok farklı türü vardır:

• ESP32 DevKit

• ESP32-WROOM-32

• ESP32-WROVER (PSRAM içerir)

• ESP32-S2 (Wi-Fi var, BT yok)

• ESP32-S3 (AI hızlandırıcı var)

• ESP32-C3 (RISC-V çekirdekli)

10) Avantajları ve Dezavantajları

 Avantajlar

• Wi-Fi + Bluetooth dahili

• Yüksek işlem gücü

• Ucuz

• Çok sayıda pin

• Düşük güç modları

• Güvenlik özellikleri güçlü

 Dezavantajlar

• 3.3V ile çalışır (5V sensörlerde dönüştürücü gerekir)

• ADC doğruluğu Arduino kadar stabil olmayabilir

• Yeni başlayanlar için karmaşık olabilir

11) Kısa Örnek Proje Fikirleri

Ödevin sonunda koyabileceğin örnekler:

• Wi-Fi ile sıcaklık ölçümü

• Telefondan LED kontrolü

• MQTT ile veri gönderme

• Akıllı sulama sistemi

• Bluetooth ile robot kontrolü

• Web arayüzlü ev otomasyonu

12) Genel Değerlendirme (Sonuç Bölümü)

ESP32:

Günümüz IoT ve akıllı sistem projelerinde en çok tercih edilen mikrodenetleyicilerden biridir.

Güçlü işlemcisi, geniş belleği, kablosuz haberleşmesi ve güvenlik donanımı sayesinde:

• Akıllı ev

• Endüstri 4.0

• Uzaktan izleme sistemleri

• Robotik uygulamalar

gibi alanlarda vazgeçilmez hale gelmiştir.