Microcontroler ESP8266: conexiune și configurare

Mulți utilizatori și-au îndreptat deja atenția asupra chipului ESP8266-12, lansat de Espressif. Costul său este mult mai ieftin decât cardul standard al adaptorului Bluetooth, iar cu dimensiuni mai mici diferă semnificativ mai multe oportunități. Acum toti fanii de acasă au avut posibilitatea de a lucra într-o rețea Wi-Fi în două moduri, adică, pentru a conecta computerul la orice puncte de acces sau include-l ca punct.

Pe de altă parte, trebuie să înțelegeți în mod corect că astfel de carduri nu sunt doar mașini destinate exclusiv comunicării prin Wi-Fi. ESP8266 în sine este un microcontroler cu propriile interfețe UART, GPIO și SPI, adică poate fi folosit ca echipament absolut autonom. Mulți după lansarea acestui cip au numit-o cea mai reală revoluție și, de-a lungul timpului, astfel de dispozitive vor fi construite chiar și în cele mai simple forme de tehnologie, dar până acum dispozitivul este relativ nou și nu există firmware-ul stabil pe acesta. Mulți specialiști din întreaga lume încearcă să-și inventeze propriul firmware, deoarece nu este cu adevărat dificil să le umpleți cu plata, dar, în ciuda diferitelor dificultăți, dispozitivul poate fi acum numit destul de util.

În prezent, sunt considerate doar două opțiuni pentru utilizarea acestui modul:

• Utilizați cardul în combinație cu un microcontroler sau computer suplimentar, care va fi controlat de modul prin UART.
• Firmware-ul de auto-scriere pentru cip, care vă permite ulterior să îl utilizați ca dispozitiv autonom.

Este destul de natural să nu considerăm un firmware independent în acest caz.

Privind ușurința în utilizare și performanțe bune, mulți dintre mulți dintre microcontrolere preferă ESP8266. Conectarea și actualizarea firmware-ului acestui dispozitiv este extrem de simplă și accesibilă și se realizează pe același hardware ca și hardware-ul conectat la computer. Adică prin intermediul unui convertor USB-TTL sau, dacă cineva preferă alte opțiuni de conectare, poate fi implementat prin RPi și Arduino.

Cum să verificați?

Pentru a testa eficiența dispozitivului pe care tocmai l-ați cumpărat, va trebui să utilizați o sursă de tensiune stabilizată specială, de 3,3 V. Trebuie remarcat imediat că tensiunea reală a acestui modul este de 3 până la 3.6 volți, iar alimentarea cu tensiune înaltă va duce imediat la faptul că dezactivați ESP8266. Firmware-ul și alte programe software după o situație similară pot începe să funcționeze incorect și deja trebuie să reparați dispozitivul sau să îl rezolvați într-un fel.

Pentru a determina funcționarea acestui model al microcontrolerului, trebuie doar să conectați trei pini:

• CH_PD și VCC sunt conectate la o sursă de alimentare de 3,3 V.
• GND este conectat la masă.

Dacă nu utilizați ESP-01, ci un alt modul și acesta are deja afișat inițial GPIO15, atunci tu și acesta trebuie să fii conectat suplimentar la pământ.

Dacă firmware-ul a pornit corect, atunci în acest caz puteți vedea LED roșu, iar apoi albastrul va clipi de câteva ori. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că nu toate dispozitivele din seria ESP8266 au un indicator roșu de alimentare. Firmware-ul pe anumite dispozitive nu permite ca indicatorul roșu să se aprindă dacă nu există un indicator roșu în modul (în special, acest lucru se aplică modelului ESP-12).

După conectarea la rețeaua fără fir este activată de un nou punct de acces, care va fi numit ESP_XXXX, și poate fi detectat cu orice dispozitiv care are acces la internet Wi-Fi. În acest caz, numele punctului de acces depinde în mod direct pe firmware-ul producătorului pe care îl utilizați, și, prin urmare, ar putea fi unele de altele.

Dacă apare punctul, puteți continua experimentarea, în caz contrar va trebui să efectueze o putere de re-reexaminare, precum și corectitudinea GND și conexiune CH_PD, iar dacă totul este conectat corect, atunci cel mai probabil, pe care încă mai încearcă să folosească aparatul rupt sau pe Pur și simplu a instalat firmware-ul cu setări nestandardizate.

Cum pot conecta rapid?

Setul standard necesar pentru conectarea acestui modul include următoarele:

• modulul în sine;
• bord de prototipare fără sudură;
• un set complet de fire de mama-dad, conceput pentru panoul de paie sau un cablu special DUPONT M-F;
• Convertor USB-TTL bazat pe PL2303, FTDI sau orice chip similar. Cea mai bună opțiune - dacă adaptor USB-TTL este, de asemenea, RTS de ieșire și DTR, deoarece din cauza acest lucru poate fi realizat destul de repede descărca firmware-ul de la unele UDK, Arduino IDE sau Sming, chiar și fără a fi nevoie de comutare manuală GPIO0 la sol.

Dacă utilizați convertorul la 5 volți, apoi necesitatea de a achiziționa un cip suplimentar regulator de tensiune pe baza 1117 sau similare, precum și sursa de alimentare (pentru standardul 1117 de încărcare, chiar ordinare destul de bine potrivite de la un smartphone la 5 volți). Se recomandă să nu utilizeze Arduino IDE sau USB-TTL ca sursă de energie pentru ESP8266, și de a folosi un separat, deoarece din cauza acestei puteți scăpa în cele din urmă de probleme de greutate.

Un set extins pentru asigurarea unei lucrări confortabile și permanente cu modulul asigură necesitatea suplimentară conectori de putere, rezistențe, LED-uri și comutatoare DIP. În plus, puteți utiliza un monitor USB ieftin, care vă va permite să monitorizați în mod constant cantitatea de curent consumat și, de asemenea, să oferiți puțină protecție pentru magistrala USB din momentul apariției scurtcircuit.

Ce ar trebui să fac?

În primul rând, merită menționat faptul că controlul ESP8266 poate fi ușor diferit în funcție de modelul pe care îl utilizați. Există destul de multe astfel de module astăzi, și primul lucru care va fi necesar este de a identifica modelul pe care îl utilizați și de a determina pinout sale. În acest manual, vom vorbi despre lucrul cu modulul ESP8266 ESP-01 V090, și dacă utilizați un alt model de derivate Ping GPIO15 (HSPICS, MTDO), va trebui să-l trage la pământ ca un început modul standard și pentru a utiliza modul firmware.

După aceasta, verificați din nou dacă tensiunea de alimentare pentru modulul conectat este de 3,3 volți. Așa cum am menționat mai sus, intervalul permis este de 3 până la 3,6 volți, iar în caz de creștere, dispozitivul nu reușește, dar tensiunea de alimentare poate fi cu mult sub 3 volți, care sunt menționate în documente.

Dacă utilizați un convertor USB-TTL 3.3 volți, atunci modulul este conectat în același mod ca și pe partea stângă a imaginii de mai jos. Dacă utilizați doar un USB-TTL de 5 volți, acordați atenție părții din dreapta a imaginii. Poate părea că dreptul este mai eficient datorită faptului că a folosit o sursă de alimentare separată, dar, de fapt, în cazul utilizării USB-TTL Convertor de 5 volți este foarte de dorit să se facă o rezistențe suplimentare de divizare pentru a asigura armonizarea trehvoltovyh și pyativoltovyh nivelurile logice sau pur și simplu utilizați modulul de conversie a nivelului.

Funcții de conectare

In dreapta exista o UTXD diagrama de conectare (TX), precum și URXD (RX) a modulului la pyativoltovoy logica, TTL, precum și efectuarea unor astfel de proceduri efectuate pe propriul risc. Descrierea ESP8266 arată că modulul funcționează eficient numai cu o logică de 3.3 volți. În majoritatea cazurilor, chiar și în cazul logicii de cinci volți, echipamentul nu eșuează, dar ocazional apar astfel de situații, astfel încât această conexiune nu este recomandată.

Dacă nu puteți utiliza dedicat un convertor USB-TTL 3.3 volți, pot fi aplicate rezistențe despărțitoare. De asemenea, demn de remarcat este faptul că, în figura din dreapta Power 1117 stabilizator este conectat, fără conducte suplimentare, și este tehnologia de lucru într-adevăr, dar este încă cel mai bine pentru a utiliza schema electrică 1117 cu Strapping condensator - nevoie să-l împace cu foaie de date ESP8266 în stabilizator sau utilizează deja complet gata modul bazat pe baza 1117.

Pentru a porni modulul, trebuie să întrerupeți circuitul GPIO0-TND, după care puteți porni. Trebuie remarcat faptul că trebuie să faceți totul în această ordine, adică asigurați-vă mai întâi că GPIO0 "se blochează în aer" și numai atunci se aplică putere CH_PD și VCC.

Cum să vă conectați corect?

Dacă vă puteți dedica mai mult de o seară pentru a conecta corect modulul ESP8266, puteți utiliza o opțiune mai stabilă. În diagrama de mai sus, vedeți o opțiune de conectare cu descărcare automată a firmware-ului.

Trebuie remarcat faptul că, în imaginea de mai sus nu arată utilizarea de GPIO liber și ADC, iar conexiunea va fi direct depinde de exact ceea ce doriți să pună în aplicare, dar dacă doriți să asigure stabilitatea, nu uitați să trageți toate putere GPIO și ADC la sol folosind rezistoare pull-up.

10k rezistențe, dacă este necesar, poate fi înlocuit cu orice alt în intervalul de 4,7k la 50K, cu excepția GPIO15, valoarea sa nominală ar trebui să fie nu mai mult de 10k. Condensatorul nominal, netezirea pulsațiilor de înaltă frecvență, poate fi oarecum diferit.

Compusul GPIO16 RESET și prin utilizarea rezistor somn profund poate fi necesară de 470 ohmi când se utilizează modul corespunzător, deoarece pentru a ieși din modul de somn profund, modulul efectuează o reinițializare completă prin efectuarea de nivel scăzut pentru a furniza GPIO16. Dacă această conexiune nu este prezentă, modul de adormire profundă pentru modulul dvs. va dura pentru totdeauna.

La prima vedere, poate părea că GPIO0, GPIO1 (TX), GPIO2, GPIO3 (RX) și GPIO15 ocupat, astfel încât să le folosească pentru propriile lor scopuri nu va funcționa, dar în realitate nu este așa. Un nivel suficient de ridicat pentru a GPIO0 și GPIO2, precum și nivelul la GPIO15 poate fi necesară numai pentru pornirea inițială a modulului, și în viitor, este deja posibil să le folosească la discreția sa. Singurul lucru care merită menționat este - nu uitați să furnizați nivelurile necesare înainte de a vă restarta complet echipamentul.

Puteți utiliza, de asemenea TX, RX ca GPIO1 și GPIO3 alternative, dar nu uitați că, după modulul începe fiecare firmware-ul începe să „trage“ TX paralel face informațiile de depanare trimise la UART0 la o rată de 74480, dar după va avea loc o descărcare de succes, le puteți folosi nu numai ca UART0 pentru a face schimb de date cu un alt dispozitiv, dar, de asemenea, ca un standard de GPIO.

Pentru modulele în care o cantitate mică de pini diluat (de exemplu, ESP-01) nu este necesară pentru a conecta pinii nediluate, adică ESP-01 crescute numai: GND, CH_PD, VCC, GPIO0, GPIO2 și RESET și este tu lor va trebui să tragă în sus. Nu este nevoie să fie lipit direct la ESP8266EX cip, și apoi trageți pinii nediluat, decât dacă într-adevăr nevoie.

Astfel de scheme de conectare au fost utilizate după un număr mare de experimente efectuate de specialiști calificați și colectate dintr-o varietate de informații diferite. Trebuie remarcat că nici chiar astfel de scheme nu pot fi considerate ideale, deoarece puteți utiliza o serie de alte opțiuni la fel de eficiente.

Conectarea prin Arduino

Dacă din anumite motive nu aveați un convertor USB-TTL de 3.3 volți, atunci modulul WiFi ESP8266 poate fi conectat prin intermediul Arduino cu un convertor încorporat. Aici va trebui mai întâi să vă atrageți atenția asupra a trei elemente de bază:

• Atunci când este utilizat cu ESP8266 Arduino Reset inițial conectat la GND, pentru a elimina capacitatea de a rula microcontroler și în această formă a fost folosit ca un convertor USB-TTL transparent.
• RX și TX nu au fost conectate "pe cruce", dar direct - RX-RX (verde), TX-TX (galben).
• Toate restul sunt conectate exact la fel ca mai sus.

Ce trebuie să vă gândiți

Această schemă necesită, de asemenea, coordonarea nivelurilor TTL de 5 volți Arduino, precum și 3,3 volți pe ESP8266, dar poate funcționa bine și așa.

Atunci când este conectat la ESP8266, Arduino poate fi echipat cu un regulator de putere care nu rezistă curentului necesar pentru ESP8266, deci înainte de al activa, trebuie să verificați foaia de date pentru cea utilizată de dumneavoastră. Nu încercați să conectați orice alte elemente consumatoare de energie cu ESP8266, deoarece acest lucru poate duce la faptul că regulator de tensiune Arduino pur și simplu nu reușește.

Există, de asemenea, o altă schemă de conectare pentru ESP8266 și Arduino, care utilizează SoftSerial. Deoarece pentru biblioteca SoftSerial viteza portului 115200 este prea mare și nu poate garanta funcționarea stabilă, această metodă de conectare nu este recomandată, deși există unele cazuri în care totul funcționează destul de stabil.

Conectarea prin RaspberryPi

Dacă nu aveți deloc convertoare USB-TTL, atunci puteți folosi RaspberryPi. În acest caz, pentru programarea ESP8266 și conexiunea este aproape identică, dar aici totul nu este atât de convenabil, și în plus, va trebui, de asemenea, să utilizați un regulator de putere de 3.3 volți.

Pentru a porni RX, TX și GND ai dispozitivului nostru, ne conectăm la ESP8266, iar GND și VCC luăm cu stabilizată de alimentare, calculată la 3,3 volți. Aici trebuie acordată o atenție deosebită necesității de a conecta toate dispozitivele GND, adică RaspberryPi și ESP8266. Dacă modelul construit în regulatorul de dispozitiv poate rezista până la 300 mA de sarcină suplimentară, atunci conexiunea ESP8266 este destul de normal, dar este tot făcut pe propriul risc.

Configurați setările

Când ați dat seama cum să conectați ESP8266, trebuie să vă asigurați că driverele de pe dispozitivele dvs. sunt instalate corect, astfel încât să se adauge un nou port virtual serial în sistem. Aici va trebui să utilizați programul - terminal port serial. În principiu, utilitarul poate fi ales în funcție de gustul dvs., dar trebuie să înțelegeți corect că orice comandă care vă va fi trimisă pe portul serial trebuie să aibă în final sfârșitul simbolurilor CR + LF.

O utilizare destul de răspândită a utilitarelor CoolTerm și ESPlorer, iar ultima vă permite să nu introduceți ESP8266 Comenzi AT pe cont propriu, și în același timp facilitează lucrul cu script-urile lua în cadrul NodeMCU, astfel încât acesta poate fi utilizat pe deplin ca un terminal standard.

Pentru o conexiune normală la portul serial este necesar să faceți o mulțime de lucru, deoarece firmware-ul pentru ESP8266 este în mare parte diversificat și activarea poate fi efectuată cu viteze diferite. Pentru a determina cea mai bună opțiune, va trebui să treceți prin trei opțiuni principale: 9600, 57600 și 115200.

Cum să rezolv?

Pentru a începe, conectați software-ul terminal la portul serial al parametrilor expuneau virtuale 9600 8N1, apoi petrece o resetare completă modul, dezactivarea CH_PD (cip permit) a puterii, și apoi activați din nou, denaturând CH_PD. De asemenea, puteți scurtcircuita RESET la masă pentru a reporni modulul și pentru a monitoriza datele din terminal.

Mai întâi, LED-urile dispozitivului trebuie afișate exact așa cum se arată în descrierea procedurii de verificare. De asemenea, ar trebui să vedeți un set de caractere diferite în terminal care se va termina cu linia de pregătire și dacă nu, reconectați la terminal la o viteză diferită și apoi reporniți modulul.

Când vedeți această linie pe una dintre opțiunile de viteză, puteți lua în considerare modulul pregătit pentru lucru.

Cum se actualizează firmware-ul?

După ce instalați ESP8266, dispozitivul va dura doar câteva secunde pentru conectare și apoi puteți începe să actualizați firmware-ul. Pentru a instala noul software, trebuie să faceți următoarele.

Mai întâi, descărcați noua versiune de firmware de pe site-ul oficial și descărcați un utilitar special pentru firmware. Aici trebuie acordată o atenție deosebită sistemului de operare instalat pe mașina cu care rulează ESP8266. Cel mai bine este să conectați dispozitivul la sisteme mai vechi decât Windows 7.

Pentru sistemul de operare Windows standard, este foarte optim să folosiți un program numit XTCOM UTIL, care este deosebit de convenabil pentru a lucra dacă firmware-ul este format dintr-un singur fișier. Cea mai bună opțiune multiplatformă se numește esptool utilitar, care, totuși, are nevoie de Python, precum și necesitatea specificării parametrilor prin linia de comandă. În plus, în ESP8266, conectarea funcțiilor de bază face convenabil să faceți Flash Download Tool, care are un număr destul de mare de setări, precum și o tehnologie convenabilă pentru instalarea firmware-ului din mai multe fișiere.

Apoi, deconectați programul de terminalul de la portul serial, și complet deconectați de la rețeaua de alimentare CH_PD, GPIO0 conecta modulul la GND, iar apoi CH_PD pot fi returnate înapoi. În cele din urmă, rulați programul pentru firmware-ul modular și încărcați-l în releul ESP8266.

În majoritatea covârșitoare a cazurilor firmware-ul este încărcat în unitatea de la o viteză în regiunea 115,200, dar este un mod special asigură distribuirea automată a vitezei, astfel încât firmware-ul poate fi efectuată la o viteză mai mare de 9600, actualizarea disponibilă funcția ESP8266. Arduino este utilizat pentru conectarea sau USB-TTL - nu joacă un rol special aici, limita de viteză depinde de lungimea firelor utilizate de convertor, și o serie de alți factori.