Esp 01 подключение. Микроконтроллер ESP8266: подключение и настройка. Подключение ESP8266 к Интернету
Многие пользователи уже успели обратить свое внимание на чип ESP8266-12, выпущенный компанией Espressif. Стоимость его значительно дешевле по сравнению со стандартной платой Bluetooth-адаптера, да и при меньших габаритах он отличается значительно более широкими возможностями. Теперь все домашние любители получили возможность работы в сети Wi-Fi сразу в двух режимах, то есть подключать свой компьютер к каким-либо точкам доступа или же включать его в качестве такой точки.
С другой стороны, нужно правильно понимать, что такие платы представляют собой не просто шилды, предназначенные только для связи по Wi-Fi. Сам по себе ESP8266 представляет собой микроконтроллер, имеющий собственные UART, GPIO и SPI-интерфейсы, то есть его можно использовать как абсолютно автономное оборудование. Многие после выхода данного чипа назвали его самой настоящей революцией, и с течением времени такие устройства начнут встраиваться даже в самые простые виды техники, но пока устройство является сравнительно новым и какой-либо стабильной прошивки на него нет. Многие специалисты по всему миру стараются изобретать собственные прошивки, ведь заливать их в плату на самом деле не составляет особого труда, но несмотря на различные трудности, устройство уже сейчас можно назвать вполне пригодным к работе.
На данный момент рассматривается только два варианта применения данного модуля:
- Использование платы в комбинации с дополнительным микроконтроллером или же компьютером, которым будет осуществляться контроль над модулем через UART.
- Самостоятельное написание прошивки для чипа, что позволяет потом использовать его в качестве самодостаточного устройства.
Вполне естественно, что рассматривать самостоятельную прошивку в данном случае мы не будем.
Глядя на удобство использования и хорошие характеристики, многие люди среди множества микроконтроллеров отдают свое предпочтение модели ESP8266. Подключение и обновление прошивки данного устройства является предельно простым и доступным, и производится на том же железе, на котором осуществляется подключение оборудования к компьютеру. То есть так же через USB-TTL-конвертер или, если кто-то предпочитает другие варианты подключения, может осуществляться через RPi и Arduino.
Как проверить?
Для того чтобы проверить работоспособность только что купленного устройства, вам нужно будет использовать специальный источник стабилизированного напряжения, рассчитанный на 3,3 вольта. Сразу стоит отметить, что реальный диапазон напряжения питания данного модуля составляет от 3 до 3,6 вольт, а подача повышенного напряжения сразу приведет к тому, что вы просто-напросто выведете из строя свой ESP8266. Прошивка и прочее программное обеспечение после подобной ситуации может начать некорректно работать, и вам уже нужно будет ремонтировать устройство или как-то его исправлять.
Чтобы определить работоспособность данной модели микроконтроллера, нужно просто подключить три пина:
- CH_PD и VCC подключаются к питанию 3,3 вольт.
- GND подключается к земле.
Если вами используется не ESP-01, а какой-либо другой модуль, и на нем уже изначально присутствует выведенный GPIO15, то в таком случае вам и его нужно будет дополнительно подключить к земле.
Если заводская прошивка запустилась нормально, то в таком случае можно увидеть а затем пару раз мигнет синий. Однако стоит отметить, что красный индикатор питания имеют не все устройства серии ESP8266. Прошивка на некоторых устройствах не предусматривает загорание красного индикатора, если в модуле он отсутствует (в частности, это относится к модели ESP-12).
После подключения в вашей беспроводной сети активируется новая точка доступа, которая будет называться ESP_XXXX, и ее можно будет обнаружить с любого устройства, имеющего доступ к Wi-Fi. В данном случае название точки доступа непосредственно зависит от производителя используемой вами прошивки, и поэтому может быть каким-нибудь другим.
Если точка действительно появляется, вы можете продолжать эксперименты, в противном случае нужно будет проводить повторную проверку питания, а также корректность подключения GND и CH_PD, а если все подключено верно, то, скорее всего, вы все-таки стараетесь использовать сломанный модуль или же на нем просто-напросто установлена прошивка с нестандартными настройками.
Как его быстро подключить?
Стандартный набор, необходимый для подключения данного модуля, включает в себя следующее:
- сам модуль;
- беспаечную макетную плату;
- полноценный набор проводов мама-папа, предназначенные для макетной платы, или же специальный кабель DUPONT M-F;
- USB-TTL конвертер на основе PL2303, FTDI или же каком-нибудь аналогичном чипе. Наиболее оптимальный вариант - если на USB-TTL адаптер также выводятся RTS и DTR, так как за счет этого можно добиться достаточно быстрой загрузки прошивки из какого-нибудь UDK, Arduino IDE или Sming, не имея даже необходимости в ручном переключении GPIO0 на землю.
Если вами используется конвертер на 5 вольт, то в таком случае нужно будет приобрести дополнительный стабилизатор питания на базе чипа 1117 или каком-либо аналогичном, а также источник питания (для стандартного 1117 вполне неплохо подойдет даже обыкновенная зарядка от смартфона на 5 вольт). Рекомендуется не использовать Arduino IDE или USB-TTL в качестве источника питания для ESP8266, а применять отдельный, так как за счет этого можно избавиться в конечном итоге от массы проблем.
Расширенный набор для обеспечения комфортной и постоянной работы с модулем предусматривает необходимость в использовании дополнительных резисторах, светодиодах и DIP-переключателях. Помимо этого, можно также использовать недорогой USB монитор, который позволит вам постоянно наблюдать за количеством потребляемого тока, а также обеспечит небольшую защиту шину USB от возникновения
Что нужно делать?
В первую очередь стоит отметить тот факт, что в ESP8266 управление может быть несколько разным в зависимости от того, какая конкретно модель вами используется. Таких модулей сегодня представлено достаточно много, и первое, что будет нужно, - это провести идентификацию используемой вами модели и определиться с ее распиновкой. В данной инструкции мы будем говорить о работе с модулем ESP8266 ESP-01 V090, и если вами используется какая-то другая модель с выведенным пином GPIO15 (HSPICS, MTDO), вам нужно будет притянуть его к земле как для стандартного старта модуля, так и для использования режима прошивки.
После этого дважды убедитесь в том, что питающее напряжение для подключенного модуля составляет 3,3 вольта. Как говорилось выше, допустимый диапазон составляет от 3 до 3,6 вольт, и в случае повышения устройство выходит из строя, но при этом питающее напряжение может быть даже значительно ниже 3 вольт, которые заявлены в документах.
Если вы используете USB-TTL конвертер на 3,3 вольта, то в таком случае подключите модуль точно так же, как на левой части картинки ниже. Если же вами применяется исключительно пятивольтовый USB-TTL, то обратите внимание на правую часть рисунка. Многим может показаться, что правая схема более эффективная за счет того, что в ней применяется отдельный источник питания, но на самом деле в случае применения USB-TTL конвертера на 5 вольт крайне желательно сделать также дополнительный делитель на резисторах, чтобы обеспечить согласование трехвольтовых и пятивольтовых уровней логики, или же просто использовать модуль преобразования уровней.
Особенности подключения
На правом рисунке присутствует подключение UTXD (TX), а также URXD (RX) данного модуля к пятивольтовой логике TTL, и проведение таких процедур осуществляется только на свой страх и риск. К ESP8266 описание говорит о том, что модуль эффективно работает только с 3,3-вольтовой логикой. В преимущественном большинстве случаев даже в случае работы с пятивольтовой логикой оборудование не выходит из строя, но изредка происходят такие ситуации, поэтому подобное подключение является не рекомендованным.
Если у вас нет возможности использовать специализированный USB-TTL конвертер на 3,3 вольта, можно применить делитель на резисторах. Также стоит отметить, что на правом рисунке стабилизатор питания 1117 подключается без дополнительной обвязки, и это действительно рабочая технология, но все-таки лучше всего пользоваться схемой подключения 1117 с конденсаторной обвязкой - нужно сверить ее с ESP8266 datasheet на ваш стабилизатор или использовать уже полностью готовый модуль, основывающийся на базе 1117.
Чтобы запустить модуль, нужно разорвать цепь GPIO0-TND, после чего можно подавать питание. При этом стоит отметить, что делать все нужно именно в таком порядке, то есть сначала убедитесь в том, что GPIO0 «висит в воздухе», и только потом уже подавайте питание на CH_PD и VCC.
Как подключать правильно?
Если вы можете уделить более одного вечера тому, чтобы нормально подключить модуль ESP8266, вы можете использовать более стабильный вариант. На схеме выше вы видите вариант подключения с автоматической загрузкой прошивки.
Стоит отметить, что на изображении выше не показывается использование свободных GPIO или ADC, и их подключение будет непосредственно зависеть от того, что конкретно вы хотите реализовать, но если же вы захотите обеспечить стабильность, не забывайте притягивать все GPIO к питанию, а ADC к земле с использованием подтягивающих резисторов.
Резисторы на 10k при необходимости можно заменить на какие-либо другие в диапазоне от 4,7k до 50k, исключая GPIO15, так как его номинал должен быть не более 10k. Номинал конденсатора, сглаживающего высокочастотные пульсации, может быть несколько иным.
Соединение RESET и GPIO16 через использование резистора deep sleep на 470 Ом может стать необходимым при использовании соответствующего режима, так как для того, чтобы выйти из режима глубокого сна, модуль осуществляет полную перезагрузку, осуществляя подачу низкого уровня на GPIO16. При отсутствии данного соединения режим глубокого сна для вашего модуля будет длиться вечно.
На первый взгляд, может показаться, что GPIO0, GPIO1 (TX), GPIO2, GPIO3 (RX) и GPIO15 заняты, поэтому использовать их для своих целей не получится, но на самом деле это далеко не так. Достаточно высокий уровень на GPIO0 и GPIO2, а также низкий на GPIO15 могут потребоваться только для первоначального запуска модуля, а в дальнейшем уже можно применять их на свое усмотрение. Единственное, что стоит отметить, - не забывайте обеспечивать нужные уровни до того, как осуществлять полную перезагрузку вашего оборудования.
Также можно использовать TX, RX в качестве альтернативы GPIO1 и GPIO3, но при этом не стоит забывать о том, что после старта модуля каждая прошивка начинает «дергать» ТХ, параллельно занимаясь отправкой отладочной информации в UART0 со скоростью 74480, но, после того как будет проведена успешная загрузка, их можно использовать не только в качестве UART0 для того, чтобы сделать обмен данных с другим устройством, но и в качестве стандартных GPIO.
Для модулей, у которых присутствует небольшое количество разведенных пинов (к примеру, ESP-01), не требуется подключения неразведенных пинов, то есть на ESP-01 разводятся только: GND, CH_PD, VCC, GPIO0, GPIO2 и RESET, и именно их вам нужно будет подтягивать. Нет никакой потребности в том, чтобы припаиваться непосредственно к микросхеме ESP8266EX, а затем притягивать неразведенные пины, если только это вам действительно нужно.
Такие схемы подключения использовались после большого количества экспериментов, проведенных квалифицированными специалистами и собраны из множества различной информации. При этом стоит отметить, что даже такие схемы нельзя считать идеальными, так как можно использовать целый ряд других, не менее эффективных вариантов.
Подключение через Arduino
Если у вас по какой-то причине не оказалось USB-TTL конвертера на 3,3 вольт, то в таком случае модуль WiFi ESP8266 можно подключить через Arduino со встроенным конвертером. Здесь вам нужно будет сначала обратить свое внимание на три основных элемента:
- При использовании в работе с ESP8266 Arduino Reset изначально подключен к GND, чтобы исключить возможность запуска микроконтроллера, и в данном виде он использовался в качестве прозрачного USB-TTL конвертера.
- RX и TX подключались не «на перекрест», а напрямую - RX-RX (зеленый), ТХ-ТХ (желтый).
- Все остальное подключается точно так же, как указано выше.
Что нужно учитывать
В данной схеме также требуется согласование уровней TTL 5 вольт Arduino, а также 3,3 вольта на ESP8266, но при этом неплохо может функционировать и так.
При подключении к ESP8266 Arduino может оснащаться стабилизатором питания, не выдерживающим ток, который требуется для ESP8266, вследствие чего, перед тем как его активировать, нужно свериться с даташипом на тот, который используется у вас. Не пробуйте подключать какие-то другие энергопотребляющие элементы вместе с ESP8266, так как это может привести к тому, что встроенный в Arduino стабилизатор питания просто выйдет из строя.
Также есть другая схема подключения ESP8266 и Arduino, в которой используется SoftSerial. Так как для библиотеки SoftSerial скорость порта, равная 115200, имеет слишком высокое значение и не может гарантировать стабильную работу, такой способ подключения использовать не рекомендуется, хотя есть некоторые случаи, в которых все работает вполне стабильно.
Подключение через RaspberryPi
Если вы не располагаете вообще никакими USB-TTL конвертерами, то в таком случае можно использовать RaspberryPi. В данном случае для ESP8266 программирование и подключение осуществляется практически идентично, но при этом здесь все не так удобно, а дополнительно нужно будет использовать также стабилизатор питания на 3,3 вольта.
Для начала RX, TX и GND нашего устройства подключаем к ESP8266, а GND и VCC берем со рассчитанного на 3,3 вольта. Здесь отдельное внимание следует уделить тому, что нужно провести соединение всех GND устройств, то есть стабилизатора RaspberryPi и ESP8266. Если же встроенный в вашу модель устройства стабилизатор может выдерживать до 300 миллиампер дополнительной нагрузки, то в таком случае подключение ESP8266 осуществляется вполне нормально, но это все делается только на свой страх и риск.
Настраиваем параметры
Когда вы разобрались, как подключить ESP8266, нужно убедиться в том, что драйвера к вашим устройствам установлены корректно, вследствие чего в системе был добавлен новый последовательный виртуальный порт. Здесь нужно будет использовать программу - терминал последовательного порта. В принципе, утилиту можно подобрать любую на свой вкус, но при этом вы должны правильно понимать, что любая команда, которая будет отправляться вами в последовательный порт, в конце должна иметь завершающие символы CR+LF.
Достаточно широким распространением пользуются утилиты CoolTerm и ESPlorer, причем последняя позволяет не вводить ESP8266 самостоятельно, и при этом дает проще работать с lua скриптами под NodeMCU, поэтому ее можно вполне использовать в качестве стандартного терминала.
Для нормального подключения к придется проделать немало работы, так как прошивки для ESP8266 в большинстве своем являются разнообразными и активация может проводиться на разных скоростях. Чтобы определиться с наиболее оптимальным вариантом, вам нужно будет перебрать три основных варианта: 9600, 57600 и 115200.
Как перебирать?
Для начала подключитесь в терминальной программе к последовательному виртуальному порту, выставляя параметры 9600 8N1, после чего проводите полную перезагрузку модуля, отключая CH_PD (chip enable) от питания, после чего снова активируйте его, передергивая CH_PD. Также можно провести кратковременное замыкание RESET на землю для того, чтобы перезагрузить модуль, и наблюдать за данными в терминале.
В первую очередь светодиоды устройства должны отображаться точно так же, как это показано в описании процедуры проверки. Также вы должны наблюдать в терминале набор различных символов, который будет заканчиваться строкой ready, а если ее нет, проводится переподключение к терминалу на другой скорости с последующей перезагрузкой модуля.
Когда вы увидите на одном из вариантов скорости данную строку, можно считать модуль подготовленным к работе.
Как обновлять прошивку?
После того как вы установите ESP8266, подключение устройства займет всего несколько секунд, и тогда можно будет приступать к обновлению прошивки. Для установки нового программного обеспечения вам нужно сделать следующее.
Для начала скачивайте новую версию прошивки с официального сайта, а также скачивайте специальную утилиту для прошивки. Здесь отдельное внимание следует уделить тому, какая операционная система установлена на той машине, с которой работает ESP8266. Подключение устройства лучше всего проводить к системам старше Windows 7.
Для стандартных ОС Windows вполне оптимально будет использовать программу под названием XTCOM UTIL, которая особенно удобной в работе, если прошивка состоит только из одного файла. Лучшим мультиплатформенным вариантом стоит назвать утилиту esptool, которая, правда, требует python, а также необходимость указания параметров через командную строку. Помимо этого, в ESP8266 подключение основных функций позволяет удобно сделать программа Flash Download Tool, которая имеет достаточно большое количество настроек, а также удобную технологию установки прошивок из нескольких файлов.
Далее отключайте свою терминальную программу от последовательного порта, а также полностью отключайте CH_PD от питания, присоединяйте GPIO0 модуля к GND, и после этого CH_PD можно будет вернуть обратно. В конечном итоге просто запускайте программу для модульной прошивки и загружайте ее в ESP8266 реле.
В преимущественном большинстве случаев прошивка загружается в модуль со скоростью в районе 115200, но при этом специальный режим предусматривает автоматическое распределение скорости, вследствие чего прошивка может проводиться на скорости более 9600, обновляя доступные функции ESP8266. Arduino использовался для подключения или USB-TTL - здесь не играет особой роли, и здесь предельная скорость уже зависит от длины проводов, используемого конвертера и целого ряда других факторов.
Wi-Fi модуль ESP-01 – самый популярный модуль серии ESP8266. Общение с компьютером или микроконтроллером осуществляется с через UART с помощью набора AT-команд. Кроме того, модуль можно использовать как самостоятельное устройство, для этого необходимо в него загрузить свою прошивку. Программировать и загружать прошивки можно через Arduino IDE версии выше 1.6.5. Для прошивки модуля понадобится переходник UART-USB. Модуль ESP-01 может получить широкое распространение для использования в устройствах IoT (Интернет вещей).
Технические характеристики модуля
- Wi-Fi 802.11 b/g/n
- Режимы WiFi: клиент, точка доступа
- Выходная мощность - 19,5 дБ
- Напряжение питания - 1.8 -3.6 В
- Ток потребления - 220 мА
- Портов GPIO: 4
- Тактовая частота процессора - 80 МГц
- Объём памяти для кода
- Оперативная память - 96 КБ
- Размеры - 13×21 мм
Подключение
Рассмотрим режим AT-команд. Для этого подключим модуль к компьютеру через переходник USB-UART. Назначение выводов модуля (см. рисунок 1):- VCC - +3.3 В
- GND - земля
- RX, TX - выводы UART
- ВыводCH_PD - Chip enable
- GPIO0, GPIO2 - цифровые контакты
Рисунок 1. Назначение контактов модуля ESP-01
Схема подключения для общения с модулем в режиме AT-команд (рисунок 2):
Рисунок 2. Схема подключения модуля ESP-01 к компьютеру по последовательному порту
Рисунок 3. Схема в сборе
Для отправки команд AT-команд в ОС Mac OS X можно использовать программу CoolTerm, в операционной системе Windows программу Termite. Узнать скорость COM-порта для соединения с модулем можно только экспериментально, для разных прошивок она может быть разной. Для моего модуля скорость оказалась равной 9600 бод. Кроме того установить обмен удалось только после отключения и повторного подключения к питанию вывода CH_PD. После подключения набираем в терминале AT и должны получить в ответ от модуля OK. Команда AT+GMR выдает номер версии прошивки модуля, команда AT+RST - перезагружает модуль (см. рис. 4). Список основных AT-команд можно посмотреть в этом документе (ESP8266ATCommandsSet.pdf).
Рисунок 4. Отправка AT-команд в модуль из программы Termite
Если режим AT команд для вас не удобен, плату можно настроить с помощью программы AppStack ESP8266 Config, скачать которую можно по ссылке http://esp8266.ru/download/esp8266-utils/ESP8266_Config.zip . Внешний вид программы представлен на рисунке 5. Настройка модуля осуществляется с помощью графического интерфейса, при этом выполнение команд можно видеть в мониторе программы (см. рис. 6). В мониторе также можно послать AT-команды из командной строки.
Рисунок 5. Программа AppStack ESP8266 Config
Рисунок 6. Serial monitor программы AppStack ESP8266 Config
Есть два варианта использования данного модуля:
- в связке с микроконтроллером (например Arduino), который будет управлять модулем по UART;
- написание собственной прошивки для использования ESP8266 в качестве самостоятельного устройства.
Пример использования
Рассмотрим пример подключения к модулю ESP-01 датчика влажности и температуры DHT11 и отправки данных в облачный сервис ThingSpeak (https://thingspeak.com/). Нам понадобятся следующие детали:- модуль ESP-01
- макетная плата
- датчик влажности и температуры DHT11
- резистор 10 кОм
- соединительные провода
- блок питания 3 - 3.6В
Рисунок 7. Схема подключения датчика DHT11 к модулю ESP-01.
Затем необходимо завести профиль в сервисе ThingSpeak. В сервисе есть инструкции для отправки данных в сервис и получения данных из сервиса.
Рисунок 8. Схема в сборе.
Программу будем писать в среде Arduino IDE для ESP8266. Будем использовать библиотеки ESP8266WiFi.h (встроенную) и OneWire.h. Загрузим на плату Arduino скетч из листинга 1 – получение данных с датчика температуры и отправка данных в сервис ThingSpeak. Необходимо внести свои данные для WiFi точки доступа для модуля ESP-01:
- const char *ssid;
- const char *password;
Рисунок 9. График показаний датчика температуры DS18B20 в сервисе ThingSpeak.
Часто задаваемые вопросы FAQ
1. Модуль не отвечает на AT-команды- Проверьте правильность подключения модуля;
- Проверьте правильность подключения контактов Rx,Tx к переходнику UART-USB ;
- Проверьте подключение контакта CH_PD к 3.3 В;
- Подберите экспериментально скорость обмена по последовательному порту.
- Проверьте правильность подключения датчика DHT11 к модулю.
- Проверьте подключение модуля к точке доступа WiFi;
- Проверьте подключение точки доступа WiFi к сети интернет;
- Проверьте правильность запроса к сервису ThingSpeak.
Всё больше набирает популярности, и уже Arduino подхватывает инициативу - добавляя эти Wi-Fi модули в список поддерживаемых плат.
Но как же его подключить к ардуино? И возможно как-то обойтись вообще без ардуино? Сегодня именно об этом и пойдёт речь в этой статье.
Забегая наперёд, скажу, что будет вторая статья, уже более практическая, по теме прошивки и программирования модуля ESP8266 в среде разработки Arduino IDE . Но, обо всём по порядку.
Этот видеоролик, полностью дублирует материал, представленный в статье.
На данный момент, существует много разновидностей этого модуля, вот некоторые из них:
А вот распиновка ESP01, ESP03, ESP12:
* Данную картинку можно посмотреть в хорошем качестве на офф. сайте pighixxx.com .
Лично мне, больше всего нравится версия ESP07. Как минимум за то, что тут есть металлический экран (он защищает микросхемы от внешних наводок, тем самым обеспечивает более стабильную работу), своя керамическая антенна, разъём для внешней антенны. Получается, подключив к нему внешнюю антенну, например типа биквадрат , то можно добиться неплохой дальности. К тому же, тут есть немало портов ввода вывода, так называемых GPIO(General Purpose Input Output - порты ввода-вывода общего назначения), по аналогии с ардуино - пинов.
Давайте вернёмся к нашим баранам Wi-Fi модулям и Arduino. В этой статье, я буду рассматривать подключение ESP8266(модели ESP01) к Arduino Nano V3.
Но, данная информация будет актуальна для большинства модулей ESP8266 и так же разных Arduino плат, например самой популярной Arduino UNO.
Пару слов по ножкам ESP01: 
Vcc и GND (на картинке выше это 8 и 1) - питание, на ножку Vcc можно подавать, судя по документации , от 3 до 3.6 В , а GND - земля (минус питания). Я видел, как один человек подключал этот модуль к двум AA аккумуляторам (напряжение питания в этом случае было примерно 2.7 В) и модуль был работоспособным. Но всё же разработчики указали диапазон напряжений, в котором модуль должен гарантированно работать, если вы используете другой - ваши проблемы.
Внимание! Этот модуль основан на 3.3 В логике, а Arduino в основном - 5 В логика. 5 В запросто могут вывести из строя ESP8266, потому на него нужно отдельно от ардуино подавать питание .
- На моей ардуинке есть ножка, где написано 3.3 В, почему бы не использовать её?
Наверное подумаете вы. Дело в том, что ESP8266 довольно таки прожорливый модуль, и в пиках может потреблять токи до 200 мА, и почти никакая ардуинка по умолчанию не способна выдать такой ток, разве что исключением является Arduino Due , у которой ток по линии 3.3 В может достигать 800 мА, чего с запасом хватит, в других же случаях советую использовать дополнительный стабилизатор на 3.3 В, например AMS1117 3.3 В . Таких валом как в Китае, так и у нас.
Ножка RST 6 - предназначена «железной» для перезагрузки модуля, кратковременно подав на неё низкий логический уровень, модуль перезагрузиться. Хоть и на видео я этим пренебрёг, но всё же вам советую «прижимать» данную ногу резистором на 10 кОм к плюсу питания , дабы добиться лучшей стабильности в работе модуля, а то у меня перезагружался от малейших наводок.
Ножка CP_PD 4(или по-другому EN ) - служит, опять же, для «железного» перевода модуля в энергосберегающий режим, в котором он потребляет очень маленький ток. Ну и снова - не будет лишним «прижать» эту ногу резистором на 10 кОм к плюсу питалова. На видео я тупо закоротил эту ногу на Vcc, потому как под рукой не оказалось такого резистора.
Ноги RXD0 7 TXD0 2 - аппаратный UART, который используется для перепрошивки, но ведь никто не запрещает использовать эти порты как GPIO(GPIO3 и GPIO1 соотвественно). GPIO3 на картинке почему-то не размечен, но в даташите он есть:
К стати, к ножке TXD0 2 подключен светодиод «Connect», и горит он при низком логическом уровне на GPIO1, ну или когда модуль отправляет что-то по UART.
GPIO0 5 - может быть не только портом ввода/вывода, но и переводить модуль в режим программирования. Делается это подключив этот порт к низкому логическому уровню(«прижав» к GND) и подав питание на модуль. На видео я делаю это обычной кнопкой. После перепрошивки - не забудьте вытащить перемычку/отжать кнопку(кнопку во время перепрошивки держать не обязательно, модуль при включении переходит в режим программирования, и остаётся в нём до перезагрузки).
GPIO2 3 - порт ввода/вывода.
И ещё один немаловажный момент, каждый GPIO Wi-Fi модуля может безопасно выдавать ток до 6 мА , чтобы его не спалить, обязательно ставьте резисторы последовательно портам ввода/вывода на… Вспоминаем закон Ома R = U/I = 3.3В / 0.006 А = 550 Ом, то есть, на 560 Ом . Или же пренебрегайте этим, и потом удивляйтесь почему оно не работает.
В ESP01 все GPIO поддерживают ШИМ, так что к нашим четырём GPIO, то есть GPIO0-3 можно подключить драйвер двигателя, аля L293 / L298 и рулить двумя двигателями, например катера, или же сделать RGB Wi-Fi приблуду. Да, да, данный модуль имеет на борту много чего, и для простеньких проектов скрипач Arduino не нужен, только для перепрошивки. А если использовать ESP07 то там вообще портов почти как у Uno, что даёт возможность уже уверенно обходиться без ардуино. Правда есть один неприятный момент, аналоговых портов у ESP01 вообще нет, а у ESP07 только один, ADC зовётся. Это конечно усугубляет работу с аналоговыми датчиками. В таком случае ардуино аналоговый мультиплексор в помощь.
Всё вроде как по распиновке пояснил, и вот схема подключения ESP8266 к Arduino Nano:
Видите на Arduino Nano перемычка на ножках RST и GND? Это нужно для того, чтобы ардуинка не мешала прошивке модуля, в случае подключения ESP8266 при помощи Arduino - обязательное условие.
Так же если подключаете к Arduino - RX модуля должен идти к RX ардуинки, TX - TX. Это потому, что микросхема преобразователь уже подключена к ножкам ардуино в перекрестном порядке.
Так же немаловажен резистивный делитель, состоящий из резисторов на 1 кОм и 2 кОм (можно сделать из двух резисторов на 1 кОм последовательно соединив их) по линии RX модуля. Потому как ардуино это 5 В логика а модуль 3.3. Получается примитивный преобразователь уровней. Он обязательно должен быть, потому что ноги RXD TXD модуля не толерантные к 5 В.
Ну и можно вообще обойтись без ардуино, подключив ESP8266 через обычный USB-UART преобразователь. В случае подключения к ардуино, мы, по сути, используем штатный конвертер интерфейсов usb и uart, минуя мозги. Так зачем тратиться лишний раз, если можно обойтись и без ардуино вообще? Только в этом случае, мы подключаем RXD модуля к TXD конвертора, TXD - RXD.
Если вам лениво заморачиваться с подключением, возится с резисторами и стабилизаторами - есть готовые решения NodeMcu:
Тут всё значительно проще, воткнул кабель в компьютер, установил драйвера и программируй, только не забывай задействовать перемычку/кнопку на GPIO0 для перевода модуля в режим прошивки.
Ну вот, с теорией наверное всё, статья получилась пожалуй довольно таки большая, и практическую часть, аля прошивка и программирование модуля, я опубликую немного позже.
Для работы с RemoteXY модуль ESP8266 должен иметь версию прошивки с поддержкой AT команд не ниже v0.40. Для проверки версии модуля, а так же для изменения прошивки в случае необходимости, подключите модуль к компьютеру через последовательный порт. Модуль можно подключить через плату Arduino или через USB-UART адаптер.
Подключение через плату Arduino
При использовании Arduino основной чип ATmega переводится в режим сброса, активным остается только встроенный USB-UART преобразователь. Для этого контакт RESET соединяется с землей. Контакты RX и TX подключаются к ESP8266 напрямую, а не крест накрест, как если бы они подключались для работы с контроллером.
Подключение через USB-UART адаптер
Преобразователь должен иметь выход источника 3.3V для питания ESP8266. Так же этот источник должен обеспечить необходимый ток не менее 200мА.
Контакт CPIO0 определяет режим работы модуля. При не подключенном контакте модуль работает в штатном режиме и выполняет AT команды. При замыкании контакта на землю, модуль переводится в режим обновления встроенной прошивки. Перевод модуля в режим прошивки требует, что бы контакт CPIO0 был подключен к «земле» в момент подачи питания на модуль. Если замыкать контакт при работающем модуле, перевод модуля в режим обновления прошивки не произойдет.
Проверка текущей версии
Для отправки AT команд и просмотра ответов необходимо использовать любую программу монитора последовательного порта. Очень хорошо подходит терминальная программа из Arduino IDE. В программе необходимо установить режим отправки команд с завершающим символом перевода строки и возвратом каретки. Скорость работы модуля по умолчанию 115200 бит/сек. Для работы модуля в штатном режиме контакт CPIO0 должен быть отключен.
Проверить текущую версию прошивки можно выполнив AT команду: AT+GMR. Пример ответа модуля:
AT version:0.40.0.0(Aug 8 2015 14:45:58)
SDK version:1.3.0
Build:1.3.0.2 Sep 11 2015 11:48:04
OK
Так же стоит узнать размер флеш памяти вашего модуля, от этого зависят настройки адресов загрузки данных при обновлении прошивки. В данной инструкции описана прошивка модуля с размером флеш памяти 8Mbit(512KB+512KB) или 16Mbit(1024KB+1024KB), как наиболее распространенных. Размер флеш памяти можно узнать, выполнив AT команду сброса модуля: AT+RST.
Ets Jan 8 2013,rst cause:2, boot mode:(3,1)
Load 0x40100000, len 1396, room 16
tail 4
chksum 0x89
load 0x3ffe8000, len 776, room 4
tail 4
chksum 0xe8
load 0x3ffe8308, len 540, room 4
tail 8
chksum 0xc0
csum 0xc0
2nd boot version: 1.4(b1)
SPI Speed: 40MHz
SPI Mode: DIO
SPI Flash Size & Map: 8Mbit(512KB+512KB)
jump to run user1 @ 1000
#т#n"t use rtc mem data
slЏ‚rlМя
Ai-Thinker Technology Co.,Ltd.
Программа для прошивки
Для обновлении прошивки необходимо скачать программу для прошивки и саму прошивку. Программа для прошивки ESP8266 будем использовать Flash Download Tools v2.4 с официального сайта Espressif Systems. Ссылка на страницу загрузки на официальном сайте: . Необходимо перейти в раздел "Tools".
Ссылка на программу в нашем файловом хранилище: FLASH_DOWNLOAD_TOOLS_v2.4_150924.rar
Прошивка
Прошивку так же можно скачать с официального сайта. Ссылка на страницу загрузки на официальном сайте: . Необходимо перейти в раздел «SDKs & Demos» и загрузить прошивку ESP8266 NONOS SDK версии не менее v1.3.0. Именно с этой версии прошивки реализована поддержка AT команд v0.40 и более.
Ссылка на прошивку в нашем файловом хранилище: esp8266_nonos_sdk_v1.4.0_15_09_18_0.rar
Все скаченные файлы необходимо распаковать и поместить в каталог, где полный путь к файлам состоит только из латинских символов, то есть без символов локализации языка.
Настройка
Запускаем программу прошивки Flash Download Tools v2.4 (одноименный.exe файл). В открывшемся окне необходимо правильно указать загружаемые файлы и настройку соединения.
Загружаемые файлы располагаются в каталоге bin архива с прошивкой. Для каждого файла необходимо указать правильный адрес загрузки. Используйте следующую таблицу для выбора файлов и назначения адресов:
Установите следующие параметры настройки:
- SPIAutoSet - установлен;
- CrystalFreq - 26M;
- FLASH SIZE – 8Mbit или 16Mbit в зависимости от размера флеш-памяти;
- COM PORT – выберите порт, к которому подключена ESP;
- BAUDRATE – 115200
Для старта прошивки необходимо нажать кнопку "START".
Последовательность шагов для прошивки ESP8266
1. Подключите модуль к компьютеру согласно схеме подключения в этой статье.
2. Запустите монитор последовательного порта. Выполните AT команды AT+RST и AT+GMR для определения текущей версии прошивки и размера памяти модуля. Этот шаг так же позволяет проверить правильность подключения модуля.
3. Запустите программу прошивки Flash Download Tools, правильно настройте загружаемые файлы, установите настройки.
4. Отключите питание модуля ESP8266.
5. Соедините контакт CPIO0 на землю.
6. Подайте питание на модуль ESP8266.
7. Нажмите в программе прошивки кнопку START
8. Дождитесь окончания прошивки модуля. По окончании прошивки появится надпись FINISH зеленого цвета.
9. Отсоедините питание модуля ESP8266. Отсоедините землю с контакта CPIO0.
10. Включите модуль, запустите монитор последовательного порта. Убедитесь в работоспособности модуля и новой версии прошивки выполнив AT команду AT+GMR.
Как использовать модуль ESP-01 для управления светодиодом через Интернет, модуль, который позволяет вам управлять любым электрическим устройством.
В этом уроке по ESP8266 мы используем модуль ESP-01 для управления светодиодом через Интернет. ESP8266 - дешевая, но эффективная платформа для общения через Интернет.
Он также прост в использовании с Ардуино. Пройдя этот урок, вы получите основные знания по управлению любым электрическим устройством через Интернет из любой точки мира!
Здесь мы будем использовать USB-to-TTL конвертер для программирования ESP8266 ESP-01. И мы будем использовать для разработки веб-сервера для удаленного управления светодиодом.
Как это работает
ESP8266 можно контролировать из локальной сети Wi-Fi или из Интернета (после переадресации портов). Модуль ESP-01 имеет контакты GPIO, которые могут быть запрограммированы для включения или выключения светодиода или реле через Интернет. Модуль можно запрограммировать с помощью конвертера Arduino USB-to-TTL через последовательные контакты (RX, TX).
Подключение оборудования к вашему ESP8266
Мы можем использовать конвертер USB-to-TTL или использовать Arduino для программирования ESP8266. Вот три способа, которым вы можете следовать, чтобы загрузить код в ESP8266 - выберите тот, который вам подходит лучше всего. Обратитесь к диаграммам для каждого варианта и соответствующим образом настройте своё оборудование.
1. Конвертер USB-to-TTL с использованием разъема DTR
Если вы используете конвертер USB-to-TTL с выводом DTR, загрузка будет идти гладко. Пожалуйста, имейте в виду, что серийный монитор не будет работать при этом.
USB TTL → ESP8266 ESP-01
GND → GND
TX → RX
RX → TX
RTS → RST
DTR → GPIO0
2. Конвертер USB в TTL без вывода DTR
Чтобы подключить конвертер USB-TTL без вывода DTR, мы должны использовать ручную передачу. Для этого мы используем две кнопки - см. следующую диаграмму:
USB TTL → ESP8266 ESP-01
GND → GND
TX → RX
RX → TX
Reset Button → RST
Flash Button → GPIO0
При загрузке кода нажмите кнопку "Загрузки" (Flash). Держите кнопку нажатой, в тот момент когда вы нажимаете один раз кнопку "Перезагрузка/Сброс" (Reset). Теперь вы можете отпустить кнопку Flash. ESP8266 теперь находится в режиме в котором вы сможете загрузить эскиз.
3. Использование Arduino Uno для загрузки кода в ESP8266
Вы можете использовать для запуска кода ESP8266 ESP-01. При загрузке кода следуйте той же процедуре, что во втором пункте, - удерживайте кнопку "Загрузки" нажатой, когда вы нажимаете один раз на сброс, а после отпускаете кнопку Flash.
ARDUINO → ESP8266 ESP-01
GND → GND
TX → TX
RX → RX
Кнопка Reset → RST
Кнопка Flash → GPIO0
Загрузка кода ESP8266
Используйте любой из приведенных выше способов и откройте , затем выберите плату ESP8266 в меню:
Tools → Board → Generic ESP8266 Module
(Инструменты → Плата → Модуль ESP8266)
Примечание. Если вы не установили и не настроили плату ESP8266 для Arduino, сделайте это, выполнив шаги выше этого руководства. Затем можете идти дальше.
Теперь скопируйте приведенный ниже код в Arduino IDE и нажмите кнопку загрузки. Измените SSID на точку доступа Wi-Fi и измените пароль на свой пароль Wi-Fi и скомпилируйте.
#include
");
client.println("Click here turn the LED on pin 2 ON
");
client.println("Click here turn the LED on pin 2 OFF
");
client.println("");
delay(1);
Serial.println("Client disconnected");
Serial.println("");
}
Откройте последовательный монитор и откройте URL, показанный на вашем последовательном мониторе, через веб-браузер. Подключите GPIO 2 от ESP8266 к более длинному выводу светодиода. Теперь вы можете управлять светодиодом удаленно через Интернет!
Удалите все провода, которые были необходимы для загрузки кода. Модуль LM1117 используется для обеспечения регулируемого выхода 3,3 В. Это позволит вам сделать модуль ESP8266 или ESP-01 автономным.
Подключение ESP8266 к Интернету
В настоящее время модуль ESP8266 доступен только через локальную сеть Wi-Fi. Чтобы управлять устройствами из Интернета, вам необходимо выполнить переадресацию портов на маршрутизаторе.
Для этого найдите IP-адрес вашей системы либо с помощью команды «ifconfig» в вашем терминале, либо перейдите на страницу whatsmyip.org. Скопируйте свой IP-адрес. Теперь откройте настройку маршрутизатора и перейдите в настройки «Переадресация». Введите данные для «Сервисного порта» и «IP-адреса». Сервисный порт - это номер порта из вашего кода Arduino (служебный порт: 80):
WiFiServer server(80);//Service Port
IP-адрес тот, который вы указали ранее. Оставьте остальные настройки по умолчанию. Теперь перейдите в свой браузер и введите адрес: xxx.xxx.xx.xx: 80. Должна открыться страница для управления светодиодом.
