ESP8266

esp8266 wifi iot

Az ESP-t tárgyaló fejezetet két részre bontottam:

• Ezen az oldalon ismertetem az ESP-1, ESP-12 és ESP-32 modulokat
• A nodeMCU saját fejezetet kapott itt: nodeMCU

Az ESP8266 egy nagyon kedvező árazású, 4 dolláros (jellemzően legfeljebb 10 dolláros) Wi-Fi modul. Lehetővé teszi a bemenetek és a kimenetek vezérlését, csakúgy mint egy Arduino, de a Wi-Fi-vel is rendelkezik, ráadásul az Arduino IDE-vel is programozható, és az Arduino-val is csatolható (pl. a soros portokon keresztül).

Néhány jellemző alkalmazás:

• webszerverként használható
• HTTP kéréseket küldhet
• kimeneteket vezérel
• bemeneteket olvas és megszakításokat kezel
• emaileket küld
• tweeteket küld

Az ESP név a sanghaji székhelyű kínai gyártóra, az Espressif Systems-re utal. Ők fejlesztették ki ezt az önjáró kommunikációs modult, mely jellemzően az alap Wifi kommunikációján kívül több más rendszert és kommunikációs lehetőséget is integrál, például a Bluetooth|Bluetoooth]]-t vagy a LoRaWAN-t.

A modulok így egy Wi-Fi csipet és egy MCU-t (mikrokontroller egység) foglalnak magukba, és szinte az összes ismert automatizálási rendszer integrálta már ezeket, így az Arduino is.

A modulok TCP/IP protokollja egyszerű, többnyire 2 betűs Hayes- stílusú AT parancsokkal vezérelhető, a dokumentációját eredetileg a gyártó csak kínai nyelven adta ki, nem kis közösségi munka volt lefordítani emberi nyelvekre. A helyzet szerencsére idővel megváltozott, a gyártó parancs-dokumentációja itt található: https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/4a-esp8266_at_instruction_set_en.pdf

A modul több kiadásban kerül forgalomba, ezek közül néhány:

• ESP-8266
• ESP-01
• ESP-32
• nodeMCU

A modulok 3,3V-os TTL jelszinten üzemelnek, az 5V-os rendszerekhez közvetlenül nem mindegyik köthető. Az újabb modulokon a belső memória mérete az alap 512k-ról már legalább 1MB-re emelkedett.

• 17 GPIOs
• SPI
• I²C (szoftveres megvalósítás)
• I²S DMA-val
• UART
• 10-bit ADC

• Üzemi hőmérséklet: -40 ℃ .. +125 ℃
• Tápfeszültség: 4.5V .. 9V (nodeMCU: 12V max), USB-tápellátás
• Áramfelvétel: folyamatos felvétel ≈70mA (200mA Max)
• Készenléti állapot: <200uA

ESP8266 Arduino Core’s documentation
ESP8266EX

Ez a modul az ESP 8266 sorozat legkisebb és egyben legolcsóbb egysége. Az ESP-01 árának megfelelően kissé korlátozott szolgáltatásokat nyújt, messze nem alkalmas minden AT parancs fogadására és feszültségszabályzás hiányában csak a 3,3V-os üzemre alkalmas - a tápellátásáról gondoskodni kell.

• 2 digiális pin találató rajta (GPIO0 és GPIO2)
• wifi b / g / n támogatás
• 8 MB külső QSPI flash memória (1MByte)
• 32 bites Tensilica Xtensa LX106 processzor (80 MHz)
• 3.3V tápfeszültség (vigyázat, az áramfelvétele akár 300mA-ig is emelkedhet)
• NYÁK-ra integrált antenna
• 2 * 4 PIN

• A jellemző pin áram 6mA, de maximum 12mA lehet
• Alvó módhoz (SLEEP-MODE) a GPIO16-ot az EXT-RSTB-re kell kötni. Ébresztéshez a lekötés után a GPIO16-ot LOW-ban kell hagyni.
• Újraindításhoz (RESET) a GPIO15-öt LOW, a GPIO16-ot HIGH-ba kell kapcsolni.
• A táp maximuma 3,6 V lehet, efölött a modul tönkremegy.
• Teljes áramfelvétel maximuma 100 mA.

Alkatrészjegyzék:

• Arduino UNO, vagy valami hasonló vezérlő
• ESP-01 modul
• 2 x 3K3kΩ (1..10kΩ) ellenállás a CH_PD és a RESET portok felhúzásához
• 3 x 220Ω ellenállás az UART feszültségosztóhoz
• 3,3 V-os szabályozott tápegység az ESP8266-hoz (nem érdemes a tápot az Arduino 3,3 V-os csatlakozójáról lekötni, mert az ESP8266-nek nagy az áramfelvétele)
• breadboard

A külső 3,3V-os tápegység grundját mindenképpen érdemes az Arduino grundjával összekötni, így a TTL jelszintek nem fognak egymáshoz képest elcsúszni. Az Arduino TX kommunikációs portját egy feszültségosztón keresztül kell az ESP-hez kötni, az Arduino 5V-os TTL-jét 3,3V-ra kell mérsékelni. Ellenkező irányban ez nem szükséges, a 3,3V HI még értelmezhető 5V HI-nak is (lásd TTL jelszintek). A CH_PD és RESET portok LO aktiv bemenetek, ezeket (3K3kΩ-os (1..10kΩ)) felhúzóellenállásokkal kell HI szinte állítani.

http://www.deviceplus.com/how-tos/arduino-guide/esp8266-setup-tutorial-using-arduino/

A mélyalvás funkció, ami sokkal alacsonyabb fogyasztást eredményez stand-by módban, hivatalosan nem érhető el az ESP-01 modulhoz, bekapcsolásához egy kicsit hekkelni kell, a GPIO16 portot közvetlenül az IC-n kell lekötni a RESET (EXT_RSTB) pinhez, így:

Az illesztőmodulok egyrészt az 5V-os tápból 3,3V-os, az ESP-t nem leégető tápot konvertálnak, de ami fontosabb, az 5V-os TTL TX, RX jeleket is automatikusan (ide-oda) 3,3V-ra alakítják. Nyilván, ezt a feladatot meg lehet oldani ellenállásokkal is, de mennyivel egyszerűbb konyhakészen venni ezeket az átalakítókat.

ESP-01 UART illesztőmodul	ESP-01 USB illesztőmodul
- 5V / 3.3V tápfeszültség konverzió - 5V / 3.3V TX / RX konverzió - UART modulhoz csatlakoztatható	- 5V / 3.3V tápfeszültség konverzió - 5V / 3.3V TX / RX konverzió - USB (serial) csatlakozó - Kondenzátor a dinamikus áramfelvételekhez - CH340 UART-IC (PC driver kell hozzá)

Az illesztőmodulokon keresztül a PC-ESP-01 kommunikáció (teszt) legegyszerűbben a Termite programmal valósítható meg.

Az alábbi szoftverrel érdemes tesztelni az ESP modult. A parancsokat az IDE soros monitoron keresztül lehet megadni, és a válaszok is oda fognak megérkezni. A biztos kommunikáció céljából a sebességét érdemes az alapértelmezett 11.500 baud-ról 9.600-ra visszavenni. Ezt a modulon a AT+IPR=9600 paranccsal lehet megtenni. A kommunikációhoz az IDE soros monitoron a sorvég figyelést “Both NL & CR“ módba kell állítani.

 const   byte   rxPin   =   2 ;   // Wire this to Tx Pin of ESP8266 
 const   byte   txPin   =   3 ;   // Wire this to Rx Pin of ESP8266 
 
 // We'll use a software serial interface to connect to ESP8266 
 SoftwareSerial  ESP8266   ( rxPin ,   txPin ) ; 
 
 void   setup ( )   { 
   Serial . begin ( 9600 ) ; 
 
 // You may need to uncomment this block for the first run: 
 //  ESP8266.begin(115200); // Change this to the factory baudrate used by ESP8266 
 //  delay(1000); 
 // 
 //  Serial.println("Setting BAUDRATE to 9600"); 
 //  ESP8266.println("AT+IPR=9600"); 
 // 
   ESP8266 . begin ( 9600 ) ;  
 
 } 
 bool   okReceived   =   false ; 
 
 void   loop ( )   { 
 
   if   ( Serial . available ( )   >   0 ) 
   { 
     String   command   =   Serial . readStringUntil ( '\n' ) ; 
     Serial . println ( "Command Sent: "   +   command ) ; 
     Serial . println ( ) ; 
     ESP8266 . println ( command ) ; 
   } 
 
   int   responseCounter   =   0 ; 
   if   ( ESP8266 . available ( )   >   0 ) 
   { 
     while   ( ESP8266 . available ( )   >   0 ) 
     { 
       if   ( responseCounter   ==   0 ) 
       { 
         Serial . println ( "Response Received:" ) ; 
       } 
 
       String   response   =   ESP8266 . readStringUntil ( '\n' ) ; 
       Serial . println ( response ) ; 
       responseCounter ++ ; 
     } 
     Serial . println ( ) ; 
     Serial . println ( "============" ) ; 
     Serial . println ( ) ; 
   } 
 
 
 } 

Az ESP32 az ESP8266 utódja (2016-ban került kiadásra), habár az előd, a ESP8266 sem tekinthető kifutott modellnek. Ezen a modulon az integrált Wi-fi mellett egy dual-mode Bluetooth is megtalálható. Meg még egy csomó minden más:

CPU:

• Xtensa kétmagos (vagy egymagos) 32 bites LX6 mikroprocesszor, amely 160 vagy 240 MHz-en üzemel és akár 600 DMIPS
• Ultra alacsony teljesítményű (ULP) társprocesszor

Memória:

• 520 kB SRAM

Vezeték nélküli kapcsolat:

• Wi-Fi: 802.11 b / g / n / e / i
• Bluetooth: v4.2 BR / EDR és BLE

Üzemmódok:

• AP, STA, vagy AP+STA

Periferikus interfészek:

• 12 bites SAR ADC legfeljebb 18 csatorna
• 2 × 8 bites DAC-ok
• 10 × érintésérzékelő ( kapacitív érzékelő GPIO)
• Hőmérséklet szenzor
• 4 × SPI
• 2 × I²S interfész
• 2 × I²C interfész
• 3 × UART
• SD / SDIO / CE-ATA / MMC / eMMC kártyavezérlő
• SDIO / SPI slave vezérlő
• Ethernet MAC-cal és Precision Time Protocol-lal
• CAN 2.0 busz
• Infravörös távirányító (TX / RX, legfeljebb 8 csatorna)
• Motor PWM
• LED PWM (max. 16 csatorna)
• Hall effekt érzékelő
• Ultra alacsony teljesítményű analóg előerősítő

https://esp-idf.readthedocs.io

Az ESPlorer egy multiplatform eszköz / program, mellyel az ESP8266 funkciói elérhetők és minden AT parancs kiadható, tesztelhető.

Elérése: https://github.com/4refr0nt/ESPlorer
Bővebb leírása: http://www.esp8266.com/viewtopic.php?f=22&t=882