Esp8266 wifi модуль – Модуль Wi-Fi ESP8266 [Амперка / Вики]

Модуль Wi-Fi ESP8266 [Амперка / Вики]

Модуль ESP-01 с чипом ESP8266 предназначен для связи устройства с беспроводными сетями по WiFi.

Видеообзор

Общие сведения

ESP-01 — плата-модуль WiFi на базе популярного чипсета ESP8266EX. На борту платы находится микросхема Flash-памяти объёмом 2 МБ, чип ESP8266EX, кварцевый резонатор, два индикаторных светодиода и миниатюрная антенна из дорожки на верхнем слое печатной платы в виде змейки. Flash-память необходима для хранения программного обеспечения. При каждом включении питания, ПО автоматически загружается в чип ESP8266EX.

По умолчанию модуль настроен на работу через «AT-команды». Управляющая плата посылает команды — Wi-Fi модуль выполняет соответствующую операцию.

Но внутри чипа ESP8266 прячется целый микроконтроллер, который является самодостаточным устройством. Прошивать модуль можно на разных языках программирования. Но обо всё по порядку.

Работа с AT командами

Подключение и настройка

В стандартной прошивке Wi-Fi модуль общается с управляющей платой через «AT-команды» по протоколу UART.

На всех платах Iskra и Arduino присутствует хотя бы один аппаратный UART — HardwareSerial. Если же по каким то причинам он занят другим устройством, можно воспользоваться программным UART — SoftwareSerial.

HardwareSerial

На управляющей плате Iskra JS и Arduino платах с микроконтроллером ATmega32U4 / ATSAMD21G18, данные по USB и общение через пины 0 и 1 осуществляется через два раздельных UART. Это даёт возможность подключить Wi-Fi модуль к аппаратному UART на пинах 0 и 1.

Список поддерживаемых плат:

Для примера подключим модуль Wi-Fi к платформе Iskra Neo.

Прошейте управляющую платформу кодом ниже.

Код прошивки

HardwareSerialAT115200.ino

// serial-порт к которому подключён Wi-Fi модуль
#define WIFI_SERIAL    Serial1
 
void setup()
{
  // открываем последовательный порт для мониторинга действий в программе
  // и передаём скорость 9600 бод
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) {
  // ждём, пока не откроется монитор последовательного порта
  // для того, чтобы отследить все события в программе
  }
  Serial.print("Serial init OK\r\n");
  // открываем Serial-соединение с Wi-Fi модулем на скорости 115200 бод
  WIFI_SERIAL.begin(115200);
}
 
void loop()
{
  // если приходят данные из Wi-Fi модуля - отправим их в порт компьютера
  if (WIFI_SERIAL.available()) {
    Serial.write(WIFI_SERIAL.read());
  }
  // если приходят данные из компьютера - отправим их в Wi-Fi модуль
  if (Serial.available()) {
    WIFI_SERIAL.write(Serial.read());
  }
}

SoftwareSerial

Некоторые платы Arduino, например Arduinio Uno, прошиваются через пины 0 и 1. Это означает невозможность использовать одновременно прошивку/отладку по USB и общение с Wi-Fi модулем. Решение проблемы — программный UART. Подключите пины

Для примера подключим управляющие пины Wi-Fi модуля TX и RX — на 8 и 9 контакты управляющей платы. Прошейте управляющую платформу кодом ниже.

Код прошивки

SoftwareSerialAT115200.ino

// библиотека для работы программного Serial
#include <SoftwareSerial.h>
 
// создаём объект для работы с программным Serial
// и передаём ему пины TX и RX
SoftwareSerial mySerial(8, 9);
 
// serial-порт к которому подключён Wi-Fi модуль
#define WIFI_SERIAL    mySerial
 
void setup()
{
  // открываем последовательный порт для мониторинга действий в программе
  // и передаём скорость 9600 бод
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) {
  // ждём, пока не откроется монитор последовательного порта
  // для того, чтобы отследить все события в программе
  }
  Serial.print("Serial init OK\r\n");
  // открываем Serial-соединение с Wi-Fi модулем на скорости 115200 бод
  WIFI_SERIAL.begin(115200);
}
 
void loop()
{
  // если приходят данные из Wi-Fi модуля - отправим их в порт компьютера
  if (WIFI_SERIAL.available()) {
    Serial.write(WIFI_SERIAL.read());
  }
  // если приходят данные из компьютера - отправим их в Wi-Fi модуль
  if (Serial.available()) {
    WIFI_SERIAL.write(Serial.read());
  }
}

HardwareSerial Mega

На платах форм-фактора Arduino Mega 2560 аппаратный UART, который отвечает за передачу данных через пины 1 и 0, отвечает также за передачу по USB. Это означает невозможность использовать одновременно UART для коммуникации с Wi-Fi модулем и отладки по USB.

Но на платах такого форм-фактора есть ещё дополнительно три аппаратных UART:

• Serial1: пины 19(RX1) и 18(TX1);

• Serial2: пины 17(RX2)

  и 16(TX2);

• Serial3: пины 15(RX3) и 14(TX3).

Список поддерживаемых плат:

Подключите Wi-Fi модуль к объекту Serial1 на пины 18 и 19 на примере платы Arduino Mega 2560 Прошейте управляющую платформу кодом ниже.

Код прошивки

HardwareSerialAT115200.ino

// serial-порт к которому подключён Wi-Fi модуль
#define WIFI_SERIAL    Serial1
 
void setup()
{
  // открываем последовательный порт для мониторинга действий в программе
  // и передаём скорость 9600 бод
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) {
  // ждём, пока не откроется монитор последовательного порта
  // для того, чтобы отследить все события в программе
  }
  Serial.print("Serial init OK\r\n");
  // открываем Serial-соединение с Wi-Fi модулем на скорости 115200 бод
  WIFI_SERIAL.begin(115200);
}
 
void loop()
{
  // если приходят данные из Wi-Fi модуля - отправим их в порт компьютера
  if (WIFI_SERIAL.available()) {
    Serial.write(WIFI_SERIAL.read());
  }
  // если приходят данные из компьютера - отправим их в Wi-Fi модуль
  if (Serial.available()) {
    WIFI_SERIAL.write(Serial.read());
  }
}

Примеры работы

Рассмотрим несколько примеров по работе с «AT-командами»

Тестовая команда «AT»

Откройте монитор порта. Настройте скорость соединения — 9600 бод. Конец строки — NL & CR. Введите команду AT и нажмите «Отправить». Это — базовая команда для проверки работы Wi-Fi модуля. В ответ получим «OK»: Если ответа нет или появляются непонятные символы — проверьте правильность подключения и настройки скорости обмена данными.

Настройка режима работы

Wi-Fi модуль умеет работать в трёх режимах:

• Режим точки доступа

• Режим клиента

• Смешанный режим

Переведём чип в смешанный режим командой:

AT+CWMODE_DEF=3

После установки модуль должен ответить «OK»:

В отличии от аппаратного UART (HardwareSerial), за работу программного UART (SoftwareSerial) отвечает микроконтроллер, который назначает другие пины в режим работы RX и TX, соответственно и данные которые приходят от Wi-Fi модуля обрабатывает сам микроконтроллер во время программы. По умолчанию скорость общения Troyka Wi-Fi равна 115200, что значительно выше чем позволяет библиотека SoftwareSerial. В итоге часть информации которая приходит с Wi-Fi модуля будет утеряна. Если вы используете плату с HardwareSerial подключением модуля можете пропустить пункт настройки скорости и сразу перейти к дальнейшей работе с модулем.

AT установка скорости общения

Для корректной работы с большими объемами необходимо понизить скорость соединения модуля и микроконтроллера. Для этого используйте «AT-команду»:

AT+UART_DEF=9600,8,1,0,0

После проделанной операции, измените скорость программного

SoftwareSerialAT9600.ino

// библиотека для работы программного Serial
#include <SoftwareSerial.h>
 
// создаём объект для работы с программным Serial
// и передаём ему пины TX и RX
SoftwareSerial mySerial(8, 9);
 
// serial-порт к которому подключён Wi-Fi модуль
#define WIFI_SERIAL    mySerial
 
void setup()
{
  // открываем последовательный порт для мониторинга действий в программе
  // и передаём скорость 9600 бод
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) {
  // ждём, пока не откроется монитор последовательного порта
  // для того, чтобы отследить все события в программе
  }
  Serial.print("Serial init OK\r\n");
  // открываем Serial-соединение с Wi-Fi модулем на скорости 9600 бод
  WIFI_SERIAL.begin(9600);
}
 
void loop()
{
  // если приходят данные из Wi-Fi модуля - отправим их в порт компьютера
  if (WIFI_SERIAL.available()) {
    Serial.write(WIFI_SERIAL.read());
  }
  // если приходят данные из компьютера - отправим их в Wi-Fi модуль
  if (Serial.available()) {
    WIFI_SERIAL.write(Serial.read());
  }
}

По итогу программный UART успеет обработать каждый пришедший байт с Wi-Fi модуля.

AT сканирование WI-FI сетей

Откройте Serial-порт и отправьте на модуль «AT-команду» для сканирования всех доступных Wi-Fi сетей:

AT+CWLAP

При наличии доступных WI-FI сетей в ответ получим сообщение:

AT+CWLAP

+CWLAP:(0,"AI-THINKER_03842B",-65,"62:01:94:03:84:2b",1,1,-40)
+CWLAP:(3,"PiRExternal",-90,"f0:29:29:26:b8:31",1,-12,0)
+CWLAP:(3,"PiRGroup",-84,"44:ad:d9:87:c8:f0",1,-4,0)
+CWLAP:(4,"corp.Catherine.ru",-82,"f8:1a:67:4c:bf:59",2,10,0)
+CWLAP:(3,"PiRGroup",-87,"f0:29:29:26:b8:30",1,-11,0)
+CWLAP:(3,"Amperka",-44,"6c:3b:6b:ff:0f:4d",6,8,0)
+CWLAP:(3,"SEC_LinkShare_ddd43e",-79,"d0:66:7b:08:93:dd",6,23,0)
+CWLAP:(3,"DIT_AMPP",-82,"1c:b9:c4:25:13:68",1,32767,0)
+CWLAP:(3,"MZPK",-89,"24:a2:e1:eb:5d:08",11,-16,0)
+CWLAP:(0,"Arduino-Yun-B4218AF05F28",-62,"b4:21:8a:f0:5f:28",11,25,0)
+CWLAP:(3,"PiRExternal",-85,"44:ad:d9:87:c8:f1",1,-4,0)

OK

Wi-Fi модуль как самостоятельный контроллер

Настройка железа

Ввиду отсутствия у платформы ESP-01 собственного USB-порта, понижающего преобразователя и отсутствия толерантности к 5 вольтам, подключите её к компьютеру, используя один из перечисленных способов:

Схема через Arduino Uno

Для сборки программатора понадобится:

1. Соберите схему, представленную ниже.
2. Переведите модуль в режим программирования:

   Необходимо каждый раз выполнять перед прошивкой модуля.

   1. Отключите питание от модуля;

   2. Подключите пин 0 к GND — фиолетовый провод к земле;

   3. Подключите модуль к питанию;

   4. Притяните пин 0 к 3.3V — фиолетовый провод через резистор к питанию.

3. Железо готово, приступайте к программной части.

Схема через USB-Serial адаптер

Для сборки программатора понадобится:

1. Соберите схему, представленную ниже.
2. Переведите модуль в режим программирования:

   Необходимо каждый раз выполнять перед прошивкой модуля.

   1. Отключите питание от модуля;

   2. Подключите пин 0 к GND — фиолетовый провод к земле;

   3. Подключите модуль к питанию;

   4. Притяните пин 0 к 3.3V — фиолетовый провод через резистор к питанию.

3. Железо готово, приступайте к программной части.

Программирование на C++

1. Для начало работы с платформой ESP на языке C++ скачайте и установите на компьютер интегрированную среду разработки Arduino — Arduino IDE.
3. В Arduino IDE в пункте меню выбирайте Generic ESP8266 Module.

После выполненных действий модуль ESP-01 готов к программированию через Arduino IDE.

Подробности о функциях и методах работы ESP-01 (ESP8266) на языке C++ читайте на ESP8266 Arduino Core’s.

Программирование на JavaScript

1. Для старта с платформой ESP-01 на языке JavaScript скачайте и установите интегрированную среду разработки — Espruino Web IDE.

После выполненных действий модуль ESP-01 готов к программированию через Espruino Web IDE.

Подробнее о функциях и методах работы ESP8266 на языке JavaScript читайте на Espruino.

Восстановление стандартной АТ-прошивки

После программирования платформы в режиме самостоятельного контроллера может понадобиться восстановить на модуле стандартную AT-прошивку. Для этого необходимо воспользоваться утилитой Flash Download Tool.

Элементы платы

Чип ESP8266EX

Чип ESP8266 — выполнен по технологии SoC (англ. System-on-a-Chip — система на кристалле). В основе кристалла входит процессор семейства Xtensa — 32-х битный Tensilica L106 с частой 80 МГц с ультранизким энергопотреблением, радиочастотный трансивер с физическим уровнем WiFi IEEE 802.11 b/g/ и блоки памяти SRAM. Мощности процессорного ядра хватает для работы сложных пользовательских приложений и цифровой сигнальной обработки.

Программное приложение пользователя должно храниться на внешней микросхеме Flash-памяти и загружаться в ESP8266EX через один из доступных интерфейсов (SPI, UART, SDIO и др.) каждый раз в момент включения питания системы.

Чип ESP8266 не содержит в себе Flash-память и многих других компонентов для пользовательского старта. Микросхема является основой на базе которой выпускаются модули с необходимой периферией, например ESP-01.

Светодиодная индикация

Распиновка

Пины питания

• 3.3V: Вывод питания модуля. Потребляемый ток не менее 250 мА.

• GND: Выводы земли.

Пины ввода/вывода

В отличии от большинства плат Arduino, родным напряжением платформы WiFi Slot является 3,3 В, а не 5 В. Выходы для логической единицы выдают 3,3 В, а в режиме входа ожидают принимать не более 3,3 В. Большее напряжение может повредить модуль!

Будьте внимательны при подключении периферии: убедитесь, что она может корректно функционировать в этом диапазоне напряжений.

• Цифровые входы/выходы: 4 пина; 0–3
  Логический уровень единицы — 3,3 В, нуля — 0 В. Максимальный ток выхода — 12 мА. К контактам подключены подтягивающие резисторы, которые по умолчанию выключены, но могут быть включены программно.

• ШИМ: 4 пинов; 0–3
  Позволяет выводить аналоговые значения в виде ШИМ-сигнала. Разрядность ШИМ – 10 бит.

• UART: пины 3(RX) и 3(TX)
  Используется для коммуникации модуля Wi-Fi с компьютером или другими устройствами по интерфейсу UART.

Характеристики

• Модуль: ESP-01 с чипом ESP8266EX

• Выходной интерфейс: UART

• Объём Flash-памяти: 2 МБ

• Беспроводной интерфейс: Wi-Fi 802.11 b/g/n 2,4 ГГц

• Режимы работы:

• Напряжение питания: 3,3 В

• Потребляемый ток: до 250 мА

• Габариты: 25×15 мм

В режиме контроллера

• Тактовая частота: 80 МГц

• Портов ввода-вывода всего: 4

• Портов с ШИМ (Программный): 4

• Разрядность ШИМ: по умолчанию 10 бит

• Максимальный ток с пина или на пин: 12 мА

Ресурсы

wiki.amperka.ru

WiFi модуль ESP8266 ESP07 для домашней автоматизации

Данный модули разработаны китайской компанией Espressif System

Технические характеристики:

• WI-FI: 802.11 b/g/n с WEP, WPA, WPA2.
• Режимы работы: Клиент (STA), Точка доступа (AP), Клиент+Точка доступа (STA+AP).
• Напряжение питания 1.7..3.6 В.
• Потребляемый ток: до 215мА в зависимости от режима работы.
• Количество GPIO: 16.
• Flash память размером 512кб.
• RAM данных 80 кб
• RAM инструкций — 32 кб.

Заказывал я модули в январе.
Цена ESP-07 — $3.78, ESP-12 — $4.24. Покупал на премию за обзор статьи. Приехали за 31 день в запаянных пакетиках

ESP8266 ESP-07

ESP8266 ESP-12

Оживление модуля заняло довольно много времени
Для этого нужно подать на него 3.3В. Причем стабилизаторы у преобразователей USB/UART не тянут данный модуль по току, поэтому питание нужно внешнее.

Далее нужно посадить GPIO15 на землю, а CH_PD и GPIO0 подтянуть к VCC через резистор. В некоторых источниках еще указывается, что нужно подтянуть к VCC и GPIO2, но у меня все заработало и без этого.

RXD, TXD и GND подсоединяются через переходник USB/UART к компьютеру.

В результате собрал на макетке такую схему

Здесь сразу столкнулся со следующей сложностью — шаг дырочек у ESP07 — 2мм, а не 2.5 как у штырьковых разъемов, применяемых в Ардуино и прочих местах.
Пришлось к макетке паять на проволочках

Сразу вывел кнопку RESET и перемычку GPIO0 на землю, переводящую модуль в режим загрузки прошивки. А питание на модуль завел через линейный стабилизатор LM1117-N-3.3

После этого запустил программу CollTerm и на скорости 9600 получил приглашение модуля.
Команда AT+GMR выдала 0020000904 (Версия SDK — 0020, в версия AT — 0904)

Далее побаловавшись с AT командами запустил модуль как точку доступа и подключился к своей.

Для тех, кому лень, как мне, разбираться с АТ командами, есть программа ESP8266_config, позволяющая все это настроить.

Далее интересно было попробовать модуль в режиме самостоятельного контроля. Для этого решил прошить его NodeMCU со встроенным интерпретатором LUA.
Я загрузил ModeMCU сGITHUB вместе с примерами и модулями на LUA

Прошивку делал утилитой XTCOM_UTIL. Так как данная программа работает только с COM1-COM6, пришлось в диспетчере устройств изменить свой COM33 от USB/UART конвертера на COM6.

Далее прошивка не представляет труда: открываем порт и коннектимся. Скорость выбирается автоматически. Главное, не забыть посадить GPIO0 на землю (у меня для этого есть специальная перемычка). Скорость выбирается автоматически. Иногда коннект не устанавливался. Помогало нажатие кнопки RESET во время коннекта.

Далее выбираем файл с прошивкой
nodemcu-firmware-master\pre_build\latest\nodemcu_latest.bin

Теперь можно подключиться к модулю при помощи ESPlorer
В данной программе можно загружать в ESP файлы для интерпретатора LUA, выполнять как одиночные команды так и скрипты этого интерпретатора.

У меня получилось запустить модуль давления/температуры BMP180, подключенный к GPIO2 и GPIO0

Для этого я загрузил файл bmp180.lua из готовых модулей, идущих вместе с прошивкой с GITHUB
И затем файл init.lau, выполняемый при загрузке ESP8266

tmr.alarm(1, 5000, 1, function()
    print('ip: ',wifi.sta.getip())
    bmp180 = require("bmp180")
    bmp180.init(4, 3)
    tmr.stop(1) -- alarm stop
end)

Запуск программы без задержки таймера приводил к неизменной ошибке.
После рестарата, код

bmp180.read(OSS)
t = bmp180.getTemperature()
p = bmp180.getPressure()

-- temperature in degrees Celsius  and Farenheit
print("Temperature: "..(t/10).."  C")
-- pressure in differents units
print("Pressure: "..(p * 75 / 10000).." mmHg")

Выдавал в консоль текущее давление и температуру.

А вот запустить выдачу данных параметров в режиме веб-сервера мне не удалось. Все дело в нехватки памяти. Отдельно веб сервер и BMP180 работали, а вместе вываливались в

PANIC: unprotected error in call to Lua API (error loading module 'bmp180' from file 'bmp180.lua': not enough memory)

Модернизировать свою домашнюю метеостанцию с ходу не получилось.

Дальнейший мой путь был, собирать свою прошивку на фирменном SDK, как написано в этой статье . Но это уже другая история. Скажу только, что прошивки собираются без проблем, а вот запустить злополучный BMP180 так и не удалось.

Выводы

• Модули ESP8266 — это очень дешевое решения для построение сети умного дома и прочей домашней автоматизации с использованием WiFi
• Данные модули вполне годятся для замены NRF24L01+ в связке с Arduino и прочими «народными» контроллерами.
• Для работы в качестве самостоятельного контроллера ESP8266 имеет маловато ресурсов и довольно сырые прошивки
• Программирование ESP-модулей довольно трудоемкий процесс, который может отпугнуть новичков
• В целом ESP8266 имеют большие перспективы. Буду ждать развитие прошивок и средств разработки, а пока, буду применять их в связке с другими контроллерами (кроме проектов с WiFi розетками и выключателями )))

Полезные ссылки и литература

Кот попался, пока возился с макрофотографиями

Оказался довольно пыльным )))

mysku.ru

ESP8266 «Witty Cloud» — самый удачный на данный момент WiFi-модуль для самоделок и «умного дома»

• Цена: $2.80 за модуль, $1.9 за реле

Не успели мы привыкнуть к мысли, что всякие интересные поделки можно сделать на грошовой Arduino, Attiny или STM — как и устройства с WiFi и мощными процессорами на 80 мегагерц стали им конкурентами по цене. (Чёрт, у меня процессор в первом собственном компьютере был немногим быстрее, какой же я старый).

Одна беда — все устройства с ESP8266, что прошли через мои руки, были уж очень неудобными, их подключение было мукой. Но китайская промышленность нас услышала и сделала уже почти хорошо 🙂

За что мы «любим» разные варианты ESP8266:

• Они питаются от 3.3 вольт, а не от более привычных пяти
• Им в пике надо ток до 320mA, что не под силу обычным преобразователям USB-TTL
• Шаг между выходами платы обычно составляет не стандартные 2,54 мм, а 2 мм ровно — что делает пайку затейливым приключением
• Есть только одна версия платы с шагом между контактами 2,54 мм («ESP8266-01»), но у неё минимум полезных контактов
• В режим программирования чип переводится замыканием контактов, что требовало сноровки. Либо припаивания кнопки
• С Reset та же беда — либо отключать питание, либо кнопку паять

Плата представляет собой «бутерброд» из двух. На верхнем слое (слева на обоих фото) сам чип ESP8266, под ним — разъём питания MicroUSB и регулятор напряжения AMS1117-3.3, задача которого — превратить 5 вольт в 3.3. По datasheet регулятору по зубам токи до 0.8А, так что для питания чипа этого хватает с лихвой. Там же — кнопка Reset для перезагрузки.
Чтобы было чем занять пустующие углы плат

mysku.me

ESP-201 WIFI модуль на ESP8266 (Arduino урок №1)

Технические характеристики:
Процессор: одноядерный Tensilica L106 частотой до 160 MHz.
Поддерживаемые стандарты WI-FI: 802.11 b / g / n.
Поддерживаемы типы шифрования: WEP, WPA, WPA2.
Поддерживаемые режимы работы: Клиент(STA), Точка доступа(AP), Клиент+Точка доступа(STA+AP).
Напряжение питания 1.7..3.6 В.
Потребляемый ток: до 215мА в зависимости от режима работы.
Количество GPIO: 16 (фактически до 11). Доступно на модулях: ESP-01 — 4, ESP-03 — 7+1, включая UART. Существуют и другие варианты модулей.
Интерфейсы: 1 ADC, I2C. UART, SPI, PWM.
Внешняя Flash память может быть установлена от 512кБ до 4МБ.
RAM данных 80 кБ, RAM инструкций — 64 кБ.

Эти модули необычные. Имеют возможность подключения внешней антенны.

Техническая информация на странице магазина отсутствует полностью.
Поэтому ориентируемся на то, что расположено на плате и на то, что нарыл.
Схема модуля состоит из минимального количества деталей: самого чипа ESP8266,

flash памяти 25Q41BT (4M-bit Serial Flash, 512K-byte, 256 bytes per programmable page)
www.elm-tech.com/en/products/spi-flash-memory/gd25q41/gd25q41.pdf
и кварца на 26МГц.

Памяти для серьёзных проектов маловато. Способ увеличения несложный. Достаточно перепаять МС памяти на более ёмкую. Обзор на Муське не так давно был:
mysku.ru/blog/aliexpress/41089.html
Для простых проектов той, что стоит, вполне достаточно.
Для проектирования своих задач решено было использовать макетницу. Но возникла проблемка.

Выводы для программирования модуля явно были «лишними». Пришлось немного переделать.

Левые снимки – оригинал, справа после переделки. Никого не заставляю так делать. Просто это моё решение, мне так удобнее.
Теперь ничто не мешает, и программировать удобно.

Как писал ранее, эти модули могут работать как с внутренней (на печатке) антенной, так и с внешней. Изначально модуль «настроен» на работу с внешней антенной. Для перенастройки придётся перепаять перемычку-сопротивление.

Я решил проверить, насколько разнится коэффициент усиления внутренней и внешней антенны. Именно для этого на одном модуле перепаял перемычку.
Но возникла ещё одна сложность: два модуля из трёх пришли пустыми (не прошитые).
Заодно потренировался.
Пригодился кабель-конвертер (USB To RS232 TTL UART) из одного моего обзора про ВольтАмперВаттметр с функцией счётчика PZEM-004.

Обычный кабель-конвертер.

У меня есть более дешёвый вариант. Но этот более удобен (для меня).
Устанавливаю модуль на макетку и вгоняю в него скетч-пример для ESP8266 при помощи Arduino IDE. Есть нюансы. Смотрим схему подключения.

Модуль запитал от внешнего источника. В моём случае узел питания был в комплекте с макеткой.
При загрузке скетча GPIO 00 сажаем на Gnd. Для запуска скетча (после прошивки) GPIO 00 подключаем на +3.3V.
Подключил, всё работает. Осталось проверить, у какой антенны коэффициент усиления выше.
Установил на макетку три модуля.
— ESP-201 с внутренней антенной.
— ESP-201 с «хвостиком» для внешней антенны (шёл в комплекте).
— И у же стандартный модуль на основе ESP8266, купленный по этой ссылке с год назад:
aliexpress.com/item/New-Wireless-module-NodeMcu-Lua-WIFI-Internet-of-Things-development-board-based-ESP8266-with-pcb-Antenna/32299982691.html

Для питания использовал PowerBank. Для чистоты эксперимента пришлось выйти почти в поле. Тем не менее, один несанкционированный роутер всё же поймался:) Название на графике удалил. Мешаться не будет.
Оценивать силу сигнала буду при помощи программы Acrylic Wi-Fi. Программ существует множество, в том числе и для смартфонов. Но эта может отслеживать все изменения в динамике.
В непосредственной близости от модулей.

Wifi_int_ant — ESP-201 с внутренней антенной.
Wifi_ext_ant — ESP-201 с «хвостиком» для внешней антенны.
WeatStat — ESP8266,
Отошёл на 10 метров.

Отошёл ещё на 10 метров.

Ещё.

И ещё.

Погрешности измерения естественно присутствуют. Но общая картина ясна.
Пора объявлять победителей.
1 место: ESP-201 с внутренней антенной.
2 место: стандартный модуль на основе ESP8266.
3 место: ESP-201 с «хвостиком» для внешней антенны.
Подпаялся к банке из-под сгущённого молока.

Картина реально изменилась.

Дело было не бабине… 🙂
С выносной антенной сигнал намного сильнее. Даже если в качестве антенны обычная консервная банка.
Вот, в общем-то, и всё. Для правильного вывода того, что написал, должно хватить. Кому что-то неясно, задавайте вопросы. Возможно, какие-то моменты упустил.
Надеюсь, хоть кому-то помог.
Удачи!
Продолжение следует…

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

mysku.ru

WiFi модуль ESP8266 ESP07 для домашней автоматизации

Данный модули разработаны китайской компанией Espressif System

Технические характеристики:

• WI-FI: 802.11 b/g/n с WEP, WPA, WPA2.
• Режимы работы: Клиент (STA), Точка доступа (AP), Клиент+Точка доступа (STA+AP).
• Напряжение питания 1.7..3.6 В.
• Потребляемый ток: до 215мА в зависимости от режима работы.
• Количество GPIO: 16.
• Flash память размером 512кб.
• RAM данных 80 кб
• RAM инструкций — 32 кб.

Заказывал я модули в январе.
Цена ESP-07 — $3.78, ESP-12 — $4.24. Покупал на премию за обзор статьи. Приехали за 31 день в запаянных пакетиках

ESP8266 ESP-07

ESP8266 ESP-12

Оживление модуля заняло довольно много времени
Для этого нужно подать на него 3.3В. Причем стабилизаторы у преобразователей USB/UART не тянут данный модуль по току, поэтому питание нужно внешнее.

Далее нужно посадить GPIO15 на землю, а CH_PD и GPIO0 подтянуть к VCC через резистор. В некоторых источниках еще указывается, что нужно подтянуть к VCC и GPIO2, но у меня все заработало и без этого.

RXD, TXD и GND подсоединяются через переходник USB/UART к компьютеру.

В результате собра

mysku.me

Прошивка и запуск модуля ESP8266

Определение размера памяти по вкладке ip_adr/debug:

Вкладка debug содержит разную полезную информацию, в том числе и реальный размер чипа флеш памяти в строке Flash real size, а так же размер памяти, установленный в прошивающей программе Flash set size, который важен для правильной поддержки OTA.

Если вы не зарегистрированы в конструкторе, то вы можете скачать собранные прошивки на главной странице, где доступны 2 облегченных варианта прошивки:

-Вариант с поддержкой OTA с объемом памяти чипа 1мбайт и выше.  Необходимо обязательно выбирать в прошивающей программе размер памяти 1мбайт !! Модули с размером flash памяти 512кб не поддерживаются  режимом OTA !!

-Вариант без поддержки OTA.Если размер получаемого файла(одним файлом) более 496кб, то требуется поддержка flash памяти не менее 1 мегабайта !! По сравнению с режимом OTA в этом варианте количество включенных опций можно включить значительно меньше.

Возможность дальнейшего обновления прошивки по OTA доступна только у кого есть активированные ключи !

Если у вас имеются проблемы со стартом прошивки, то обязательно смотрим ниже абзац про решение проблем с прошивкой !

Сборка прошивки в конструкторе

Конструктор позволяет собрать прошивку под свои требования, включив в прошивку только те функции и датчики, которые нужны.

Не имеет смысла включать все опции в прошивке — в этом случае прошивка может не собраться так как не влезет в модуль. Лучше прошивку пересобрать снова, если вы хотите испытать другие опции.

Некоторые опции имеют дополнительные настройки, которые находятся в значке-шестеренке. Там можно выбрать доступное количество например термостатов или других опций. При изменении количества из-за динамических настроек могут «слететь» другие опции модуля после последующего обновления. При первоначальной настройке желательно сразу выбрать нужное количество опций, чтобы таких проблем не было.

При первоначальной сборке прошивки рекомендуется воспользоваться опцией OTA , чтобы следующее обновление было возможно через интернет без использования подключения программатора. С опцией OTA количество опций можно включить больше, но требуется чтобы память на модуле была не меньше 1 мегабайта !!

При сборке прошивки можно выбирать разный SDK. Рекомендуемая версия SDK 1.3.0.  В новых версиях замечена проблема с режимом точки доступа (Safe Mode)(???) , но нет проблем с надежностью связи с роутером. SDK — это набор библиотек и функций от производителя чипа для работы устройства.

После нажатия кнопки «скомпилировать» через некоторое время конструктор прошивки выдаст ссылки для скачивания:

В режиме без OTA можно прошить файлы прошивки одним файлом — тогда все настройки модуля, если они были сбросятся. Если вы обновляете прошивку и не хотите чтобы настройки удалились, то необходимо обновлять прошивку двумя файлами по адресам, которые указаны в имени файла.

В режиме OTA достаточно залить прошивку одним файлом. Но 0x81000.bin может потребоваться, если вы хотите обновить прошивку по кабелю после использования OTA, когда загружен файл user2.bin — в этом случае обновление прошивки одним файлом не обновит активную прошивку.

Подключение модуля для прошивки

Для прошивки ESP8266 необходим USB-UART переходник или Arduino. ESP8266 необходимо обеспечить напряжение питания 3.3в и током 200..300мА. Питание 3.3в от ARDUINO или от USB-UART подключать не рекомендуется — модуль может работать не стабильно из-за нехватки тока. Рекомендуется использовать стабилизатор вида 1117.

Подключение ESP8266 к USB-UART: Необходимо подключить общие выводы GND(минус). RX у USB-UART на TX ESP, TX у USB-UART на RX ESP. Подключаем так же источник питания 3.3в.

Подключение ESP8266 к Arduino: Необходимо подключить общие выводы GND(минус).RX у Arduino на RX ESP, TX у Arduino на TX ESP. Подключаем так же источник питания 3.3в. RESET у Arduina необходимо подключить к GND.

На модуле ESP8266 вывод CH_EN необходимо подключить к +3.3в для того, чтобы включить чип.

GPIO 0 на время программирования, перед включением питания необходимо подключить к GND(земля). После успешной прошивки GPIO 0 нужно отключить от GND. Если на модуле выведен GPIO 15, то его необходимо подключить на GND через резистор 10кОм на постоянной основе !!

Если у вас модуль esp8266 имеет уже на борту USB-UART (например Wemos, NodeMCU) , то указанные выше действия проводить не требуется.

Прошивка модуля

Для начала необходимо установить драйвера для вашего USB-UART переходника или Arduinы.

Прошивка через Nodemcu Flasher: Устанавливаем на вкладке Advanced Параметр Flash size в соответствии выбранным размером flash памяти (в байтах). Режим работы flash ставим QIO (при использовании GPIO 9/10 — DIO). Остальные параметры не трогаем. Указываем на вкладке Config путь на файл прошивки с адресом 0x0000. На вкладке Operation выбираем COM порт и жмем кнопку FLASH.

Прошивка через Flash download tool: Действия аналогичны.

Прошивка через Flasher for WiFi-IoT.com http://flasher.wifi-iot.com/ . Программа имеет русскоязычный интерфейс и поддерживается как Windows, так и Linux системы. На данный  момент прошивка идет только по 0x0000 адресу файла «Скачать одним файлом (0x00000)». При установленном API ключе возможна автоматическая загрузка заранее собранной прошивки напрямую из конструктора(только с режимом OTA). Для очистки памяти вместо бланка можно использовать опцию «стереть чип перед прошивкой».

Для модулей ESP8285 и модулях с памятью PN25F08B требуется установка режима памяти DOUT !!

Прошивка через esptool. Пример команды esptool.py —port /dev/ttyUSB0 write_flash -fs 8m 0x00000 esp8266.bin . где -fs 8m параметр нужен только для указания размера при одномегабайтовой прошивке.

Скорость COM порта рекомендуется ставить не выше 115200.

Перед первой прошивкой рекомендуется залить в модуль blank по адресу 0x0000 , особенно, если в модуле до этого использовалась какая либо другая прошивка.

Прошивка файла ESP INIT DATA

Рекомендуется прошить в модуль файл esp_init_data_default.bin с калибровками по умолчанию, эти настройки влияют на работу wifi и adc. В большинстве случаев модули работают корректно без этого файла. Последние SDK могут вообще не запускаться без данного файла.

Адрес прошивки файла зависит от установленного размера flash памяти:

0x7c000 для 512 kB.

0xfc000 для 1 MB.

0x3fc000 для 4 MB.

0xffc000 для 16 MB.

Так же данные настройки можно загрузить подав GET команду http://[IP]/configinit?def=1 , последние SDK сами прописывают данные настройки.

Запуск модуля

При первом включении модуль включается в режим safe mode автоматически так как не содержит имени точки доступа. В режиме safe mode в эфире появится точка с именем WiFi-IoT (в прошивках до 12.10.16 homessmart) , к которой можно подключится используя смартфон или ноутбук.

В режим safe mode еще можно попасть, замкнув между собой RX и TX и перезапустив модуль или нажать 3 раза подрят (с интервалом нажатия около секунды) кнопку RESET на ESP8266. 

Далее возможны два варианта подключения к модулю:

1. Используя Captive Portal мобильное устройство выведет уведомление о подключении, при нажатии на которое происходит автоматическое открытие главной веб страницы модуля. Можно так же зайти в модуль введя в браузере адрес iot.local (или любое другое, например iot.ru). Captive Portal не поддерживается если прошивка собрана на SDK 0.9.5 !

2. После успешного коннекта заходим вручную по адресу http://192.168.4.1 используя веб браузер. 

Далее настраиваем подключение на свой роутер на вкладке main веб интерфейса.Необходимо вбить в поля WiFi options данные своей точки доступа. Для подключения к роутеру выбираем режим «Station mode». После нажатия кнопки set ниже появится IP адрес, на который можно заходить внутри своей беспроводной сети.

Далее обновляем страницу и видим внизу IP адрес, на который уже можно будет заходить внутри Вашей локальной сети.

Тут же вы можете установить свой логин и пароль на странички настроек веб интерфейса. Длинна логина и пароля не более 8 символов. Пароль затребуется на все вкладки настроек. А при установленной опции «Full Security» и на все GET запросы управления. В режиме safe mode пароль не запрашивается !

На данной вкладке можно задать имя модулю, которое будет отображаться на главной и в системе flymon, а так же в топике на MQTT сервере.

Указанные выше действия выполнять не требуется, если прошивка была собрана с опцией Настройки по умолчанию , где были заранее прописаны параметры роутера и IP адрес. После успешной прошивки и перезагрузки сразу можно заходить на указанный IP адрес модуля внутри своей wi-fi сети.

Решение проблем с прошивкой

Иногда, после сторонних прошивок или мусора модуль может не запустится и необходимо выполнить дополнительные действия. Необходимо затереть flash память пустым бланком по адресу 0x00000. Далее уже прошиваем саму прошивку снова.

У некоторых пользователей даже после зачистки бланком модуль не стартует или стартует только при установленном режиме 512 кб или 4мб, возможно это связано с низким качеством flash памяти или частичной её несовместимостью с чипом ESP8266. По некоторым сведениям от пользователей помогает замена чипа памяти.

Если на главной странице модуля выводится сообщение «Error flash size ! (code 0x1)», то это значит была прошита прошивка 1мегабайт в режиме 512кб. При этом включается режим Safe Mode и возможны сбои в работе модуля из-за таких неверных настроек. Убедитесь, что на модуле установлен необходимый размер памяти — это видно на веб вкладке ИП_АДРЕС/debug в строке Flash real size. Режим объема памяти указывается в прошивающей программе.

Если на главной странице модуля выводится сообщение «Error flash size ! (code 0x2)», то это модуль имеет всего 512кб flash памяти и это значит, что необходимо использовать прошивку без включенного режима 1 мегабайт или не использовать OTA. Можно так же перепаять микросхему flash памяти на более ёмкую.

ВАЖНО !!  Если модуль не может получить IP адрес. Висит постоянно статус connect , то рекомендуется вписать IP адрес вручную ниже. Для этого необходимо выбрать режим Static IP и вписать IP модуля и IP шлюза(IP роутера). После этого можно заходить на модуль уже внутри сети по IP адресу, который указали в настройках..

Иногда статус connect может висеть, если тип шифрования на роутере включен, который не поддерживается чипом ESP8266.

Сохранение настроек в файл

Настройки модуля можно сохранить в файл, исключая настройки WI-FI, состояния GPIO, список датчиков DS18B20. Файл необходимо скачать по адресу ИП_АДРЕС/configsave.bin . Записывается обратно в модуль через программатор по адресу 0x3C000 для 512кб прошивки, 0x7C000 — для 1мб. Настройки можно скачать и через esptool.py используя пример ниже подставив нужный адрес. 

Скачать настройки WI-FI можно по адресу ИП_АДРЕС/configsave.bin?pg=66 для 512кб, ИП_АДРЕС/configsave.bin?pg=130 для 1 мег. Скачать через esptool.py можно командой esptool.py read_flash 0x7E000 4096 mywifi_settings.bin для 512 кб (Для 1024кб адрес будет 0xfe000).

Полезные ссылки:

Видеоинструкция по настройке от Umka.

Видеоинструкция по настройке от Genia1no_prosto

Видеоинструкция по настройке от Sergiy (ArmoR)

wifi-iot.com

WiFi модули ESP8266 ESP-07 и ESP-12 для домашней автоматизации

WiFi модули ESP8266 ESP-07 и ESP-12

Миниатюрные WiFi модули ESP8266 довольно привлекательны для систем умного дома и домашней автоматизации. Их еще называют «убийцами NRF24L01».

Я себе заказал более поздние модификации ESP07 и ESP12, которые отличаются меньшими размерами и большим числом выведенных GPIO, что не требует «хаков» для использования в них дополнительных портов ввода/вывода.

Данный модули разработаны китайской компанией Espressif System

Технические характеристики:

WI-FI: 802.11 b/g/n с WEP, WPA, WPA2.
Режимы работы: Клиент (STA), Точка доступа (AP), Клиент+Точка доступа (STA+AP).
Напряжение питания 1.7..3.6 В.
Потребляемый ток: до 215мА в зависимости от режима работы.
Количество GPIO: 16.
Flash память размером 512кб.
RAM данных 80 кб
RAM инструкций — 32 кб.

Заказывал я модули в мае. Цена ESP-07 — $3.01, ESP-12 — $2.57. Приехали за 31 день в запаянных пакетиках:

ESP8266 ESP-07: Модуль с керамической антеной и разъемом для подключения внешней.

ESP8266 ESP-12: Модуль с антеной, разведенной на печатной плате.

Оживление модуля заняло довольно много времени. Для этого нужно подать на него 3.3В. Причем стабилизаторы у преобразователей USB/UART не тянут данный модуль по току, поэтому питание нужно внешнее.

Далее нужно посадить GPIO15 на землю, а CH_PD и GPIO0 подтянуть к VCC через резистор. В некоторых источниках еще указывается, что нужно подтянуть к VCC и GPIO2, но у меня все заработало и без этого.

RXD, TXD и GND подсоединяются через переходник USB/UART к компьютеру.

В результате собрал на макетке такую схему:

Здесь сразу столкнулся со следующей сложностью — шаг дырочек у ESP07 — 2мм, а не 2.5 как у штырьковых разъемов, применяемых в Ардуино и прочих местах.

Пришлось к макетке паять на проволочках:

Сразу вывел кнопку RESET и перемычку GPIO0 на землю, переводящую модуль в режим загрузки прошивки. А питание на модуль завел через линейный стабилизатор LM1117-N-3.3

После этого запустил программу CollTerm и на скорости 9600 получил приглашение модуля.

Команда AT+GMR выдала 0020000904 (Версия SDK — 0020, в версия AT — 0904)

Далее побаловавшись с AT командами запустил модуль как точку доступа и подключился к своей.

Для тех, кому лень, как мне, разбираться с АТ командами, есть программа ESP8266_config, позволяющая все это настроить.

Далее интересно было попробовать модуль в режиме самостоятельного контроля. Для этого решил прошить его NodeMCU со встроенным интерпретатором LUA. Я загрузил ModeMCU с GITHUB вместе с примерами и модулями на LUA

Прошивку делал утилитой XTCOM_UTIL. Так как данная программа работает только с COM1-COM6, пришлось в диспетчере устройств изменить свой COM33 от USB/UART конвертера на COM6.

Далее прошивка не представляет труда: открываем порт и коннектимся. Скорость выбирается автоматически. Главное, не забыть посадить GPIO0 на землю (у меня для этого есть специальная перемычка). Скорость выбирается автоматически. Иногда коннект не устанавливался. Помогало нажатие кнопки RESET во время коннекта.

Далее выбираем файл с прошивкой
nodemcu-firmware-masterpre_buildlatestnodemcu_latest.bin

Теперь можно подключиться к модулю при помощи ESPlorer. В данной программе можно загружать в ESP файлы для интерпретатора LUA, выполнять как одиночные команды так и скрипты этого интерпретатора.

У меня получилось запустить модуль давления/температуры BMP180, подключенный к GPIO2 и GPIO0

Для этого я загрузил файл bmp180.lua из готовых модулей, идущих вместе с прошивкой с GITHUB. И затем файл init.lau, выполняемый при загрузке ESP8266

tmr.alarm(1, 5000, 1, function()
print(ip: ,wifi.sta.getip())
bmp180 = require("bmp180")
bmp180.init(4, 3)
tmr.stop(1) -- alarm stop
end)

Запуск программы без задержки таймера приводил к неизменной ошибке.
После рестарата, код

bmp180.read(OSS)
t = bmp180.getTemperature()
p = bmp180.getPressure()

-- temperature in degrees Celsius  and Farenheit
print("Temperature: "..(t/10).."  C")
-- pressure in differents units
print("Pressure: "..(p * 75 / 10000).." mmHg")

Выдавает в консоль текущее давление и температуру!

Выводы

Модули ESP8266 — это очень дешевое решения для построение сети умного дома и прочей домашней автоматизации с использованием WiFi
Данные модули вполне годятся для замены NRF24L01+ в связке с Arduino и прочими «народными» контроллерами.

Для работы в качестве самостоятельного контроллера ESP8266 имеет маловато ресурсов и довольно сырые прошивки.

Программирование ESP-модулей довольно трудоемкий процесс, который может отпугнуть новичков.

В целом ESP8266 имеют большие перспективы. Буду ждать развитие прошивок и средств разработки, а пока, буду применять их в связке с другими контроллерами (кроме проектов с WiFi розетками и выключателями)

Проверенный магазин…>>>

17.07.2016, 14:46

picofarad.ru