AVRobot.RU
Дальнейшая модификация модуля ESP8266-12(E) с улучшенной антенной, новой 4-х слойной платой. Новая, измененная КА антенна, расстояние связи увеличивается на 30-50% по сравнению с ESP-12E. Пройдена сертификация: FCC & CE & RoHS. 4M байт SPI флэш для программирования. Выводы полностью совместимы с ESP-12E.
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.
Варианты применения модуля:
-Интеграция в системы умного дома.
-Домашняя метеостанция с просмотром показаний онлайн.
-Учет показаний счетчиков воды, электросчетчиков и просмотр показаний онлайн.
-Управляемая по WI-FI розетка, люстра или другие электроприборы.
-Встраивание в выключатели с локальным и удаленным управлением.
Всего есть больше 14 модификаций плат, различающихся количеством выводов и вариантом исполнения:
ESP-01: PCB antenna, after matching the distance to do about the open 400 meters, easy to use.
ESP-02: SMD package for submission limit, the antenna can be drawn with the IPX header casing.
ESP-03: SMD package, the built-in ceramic antenna technology, all available IO leads.
ESP-04: SMD package, customers can customize the antenna types, flexible design, all the IO leads.
ESP-05: SMD package, only leads to serial and RST pin, small external antenna.
ESP-06: bottom mount technology, leads all the IO ports, with metal shielding shell, can be had FCC CEcertification, recommended.
ESP-07: Semi-hole chip technology, all the IO leads, with metal shielding shell, can be had FCC CE certifiedIPX external antenna, can also be built-in ceramic antenna.
ESP-08: with the ESP-07, except that the antenna is in the form of customers can define their own.
ESP-09: Ultra-small size package, only 10 * 10 mm, four-layer board technology 1M bytes.
ESP-10: SMD interface, narrow-body design, 10 mm wide, suitable for light with controller.
ESP-11: SMD interface, ceramic antenna, small volume.
ESP-12/E/F
ESP-13
ESP-14
Для того чтобы запустить модуль в режиме прошивки необходимо GPIO 0 подключать к земле через резистор (номинал от 4,7кОм до 10 кОм).
Дружимся с ESP
Последние пару лет практически все прототипирование несложных IoT-устройств я делаю на NodeMCU, хотя зачастую она и великовата по размеру, и дороговата, и избыточна по функционалу. А все потому, что имела неудачный опыт с ESP-01, которая совершенно не поддавалась прошивке. Сейчас пришло время преодолеть этот барьер и освоить другие железки, от которых мне нужно следующее — Wi-Fi и пины для подключения периферии.
В этой статье разберем подключение к платформе Интернета вещей наиболее популярных плат с интерфейсом Wi-Fi. Их можно использовать, чтобы управлять своим устройством дистанционно или чтобы снимать показания с сенсоров через интернет.
Несколько представленных в статье модулей (ESP-01, ESP-07, ESP-12E, ESP-12F) и плат (Goouuu Mini-S1, WeMos D1 mini и NodeMCU V2) базируются на контроллере ESP8266, использование которого позволяет простым и дешевым способом добавить в своё устройство беспроводную связь через Wi-Fi.
Так выглядит модельный ряд модулей на базе чипа ESP8266.
Последняя плата из тех, о которых я расскажу (ESP32 WROOM DevKit v1), построена на контроллере семейства ESP32 — более продвинутой по своим возможностям версии ESP8266.
Все представленные модели можно программировать и загружать прошивки через Arduino IDE точно так же, как при работе с Arduino.
Настройка среды программирования Arduino IDE
По умолчанию среда IDE настроена только на AVR-платы. Для платформ, представленных ниже, необходимо добавить в менеджере плат дополнительную поддержку.
1) Открываем среду программирования Arduino IDE.
http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json, https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json
4) В пункте меню Tools (Инструменты) -> Board (Плата) выбираем Boards manager (Менеджер плат).
Находим в списке платформы на ESP8266 и нажимаем на кнопку Install (Установить).
6) Надпись INSTALLED сообщает, что дополнения успешно установлены.
7) Аналогичным образом устанавливаем дополнение для ESP32.
8) Теперь нам доступны к программированию платформы с модулем ESP8266 и ESP32.
9) Для подключения плат к платформе Интернета вещей используем библиотеку EspMQTTClient. Чтобы ее установить, в пункте меню Tools (Инструменты) выбираем Manage Libraries (Управлять библиотеками). Находим и устанавливаем библиотеку EspMQTTClient. Может появиться сообщение об установке дополнительных библиотек. Выбираем “Install all”.
Примечание — Также для работы с платами понадобится установить драйверы CH340 (WeMos и Goouuu) и CP2102 (для остальных). Их отсутствие повлияет на то, найдет ли Arduino IDE COM-порт, к которому подключена плата.
Код прошивки
Для прошивки всех используемых ниже модулей используем один и тот же код.
- Установка Wi-Fi соединения
- Подключение к объекту на платформе Rightech IoT Cloud по протоколу MQTT
- Отправка рандомных значений по температуре («base/state/temperature») и влажности («base/state/humidity») каждые 5 секунд (PUB_DELAY)
- Получение сообщений о переключении света («base/relay/led1»)
#include "Arduino.h" #include "EspMQTTClient.h" /* https://github.com/plapointe6/EspMQTTClient */ /* https://github.com/knolleary/pubsubclient */ #define PUB_DELAY (5 * 1000) /* 5 seconds */ EspMQTTClient client( "", "", "dev.rightech.io", "" ); void setup() < Serial.begin(9600); >void onConnectionEstablished() < client.subscribe("base/relay/led1", [] (const String &payload) < Serial.println(payload); >); > long last = 0; void publishTemperature() < long now = millis(); if (client.isConnected() && (now - last >PUB_DELAY)) < client.publish("base/state/temperature", String(random(20, 30))); client.publish("base/state/humidity", String(random(40, 90))); last = now; >> void loop() Работоспособность кода будем проверять на платформе Rightech IoT Cloud, именно поэтому в качестве адреса MQTT-брокера указан dev.rightech.io. Идентификаторами клиентов служат идентификаторы объектов, созданных на платформе. Под каждую проверку я завела на платформе отдельный объект, именно поэтому во всех скринах кодов, которые будут далее представлены, отличается только строка .
Прим. — Можно подключаться и к одному и тому же объекту, тогда можно использовать один и тот же код для прошивки всех плат без изменений, однако следите, чтобы в таком случае платы не подключались к одному и тому же объекту одновременно, иначе случится коллизия.
Модули на базе ESP8266
Для работы с модулями на базе ESP8266 есть два варианта:
- Работа с AT командами (в стандартной прошивке Wi-Fi модуль общается с управляющей платой через «AT-команды» по протоколу UART);
- Wi-Fi модуль как самостоятельный контроллер (все представленные модули очень умные: внутри чипа прячется целый микроконтроллер, который можно программировать на языке C++ через Arduino IDE).
В статье будем рассматривать второй вариант — прошивка модулей в виде самостоятельного полноценного устройства. Здесь также есть два варианта прошивки с точки зрения железа:
Рассмотрим второй вариант — использовать адаптер на базе чипа CP2102 (например, такой https://www.chipdip.ru/product/cp2102-usb-uart-board-type-a?frommarket=https%3A%2F%2Fmarket.yandex.ru%2Fsearch%3Frs%3DeJwzSvKS4xKzLI&ymclid=16146772489486451735000001). Обязательно обратите внимание на то, чтобы адаптер позволял выдавать выходное напряжение 3.3 В, не больше!
1. ESP-01
ESP-01 — самый популярный модуль на ESP8266. PCB антенна обеспечивает дальность до 400 м на открытом пространстве.
Внешний вид
Питание
Родное напряжение модуля — 3,3 В. Его пины не толерантны к 5 В. Если вы подадите напряжение выше, чем 3,3 В на пин питания, коммуникации или ввода-вывода, модуль выйдет из строя.
Подключение периферии
2 порта ввода-вывода общего назначения
Распиновка
Подключение к IoT
Аппаратная часть
Модуль Wi-Fi ESP8266 ESP-12F
Модуль Wi-Fi ESP8266 ESP-12F на микроконтроллере ESP8266 китайского производителя Espressif в исполнении ESP-12F. Отличается от модуля ESP8266 ESP-12E формой антенны. Модуль Wi-Fi ESP8266 является высоко интегрированным чипом, предназначенным для соединения по беспроводной связи. Имеет набор встроенных протоколов TCP/IP. Помимо Wi-Fi микроконтроллер может исполнять программы из внешней флеш-памяти с интерфейсом SPI и программироваться через среду Arduino IDE. Используя определенные прошивки позволяет обходиться без дополнительных микроконтроллеров — то есть управлять чем-либо можно напрямую с портов GPIO.
Внимание! Допустимый диапазон напряжения питания модуля ESP8266 от 3,0 до 3,6 вольт. Подача повышенного напряжения питания на модуль гарантированно приведет к выходу ESP8266 из строя.
Для удобства в разработке устройств на ESP8266 ESP-12F рекомендуем купить плату-адаптер и модуль питания 3,3 В.
- 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: 3,3 В
- максимальный потребляемый ток: до 215мА в зависимости от режима работы
- количество выводов GPIO: 22
- частота процессора: 80 — 160 МГц
- Flash память размером 512кб
- RAM данных: 80 кб
- RAM инструкций: 32 кб
- прошивка по умолчанию: «AT» (беспроводной модем, управляемый через последовательный порт).