Обзор модуля ESP-01 на чипе ESP8266
Китайская компания Espressif в 2014 году, начала продавать Wi-Fi модули, на чипах ESP8266. который сразу завоевал большую популярность у радиолюбителей из-за своей дешевизны и большими возможностями. На сегодняшний день существует большое количество различных модулей основанных на чипе ESP8266, в этой статье расскажу о ESP-01.
Технические параметры
► Напряжение питания: 3 В ~ 3.6 В
► Максимальный рабочий ток: 220 мА
► Поддержка беспроводного стандарта: 802.11 b / g / n
► Рабочая частота: 2.4 ГГц
► Режимы: P2P (клиент), soft-AP (точка доступа)
► Количество GPIO: 2.
► Flash память: 1024 кб.
► Выходная мощность в режиме 802.11b: +19.5dBm
► Поддержка беспроводного стандарта: 802.11 b / g / n
► Габариты: 24.8мм х 14.3мм х 8мм
Общие сведения о ESP-01
По сути, чип ESP8266 представляет собой миниатюрный микроконтроллер с Wi-Fi передатчиком, который может функционировать в условиях полной автономии, без дополнительной платы Arduino. С помощью модуля ESP-01 можно передавать данные о температуре, влажности, включать реле и так далее. Для удобства использования чипа ESP8266, производитель изготовил серию модулей от ESP-01 по ESP-14. Первый в этой серии, это модуль ESP-01 (существует еще ESP-01S, о нем чуть позже), являющийся одним из известным, из-за свой цены и небольшими размерами, всего 14,3 мм на 24,8 мм. Но в нем, есть два недостатка, это ограниченное количество программированных выводов GPIO и их неудобное расположение (неудобно макетировать).
Модуль ESP-01 представляет собой небольшую плату, черного цвета, на которой расположены два основных чипа, это микроконтроллером ESP8266 и flash память на 1 Мб. Рядом расположен кварцитовый резонатор и напечатанная антенна. На плате установлены два светодиода, красный и голубой. Красный светодиод, светится когда на модуле есть питание, а синий мигает при выполнении команд (в NSP-01S удален красный светодиод, из-за постоянного потребления электроэнергии). Для подключения модуля ESP-01, предусмотрено восемь выводов (два ряда по четыре вывода, шагом 2.54 мм), два из готовых являются цифровым входами-выходом, поддерживающие широтно импульсную модуляцию. Хотя модуль имеет по умолчанию два вывода GPIO, можно использовать другие доступные контакты, если у вас есть необходимый инструмент для пайки.
Назначение выводов
► GND: «-» питание модуля
► GPIO2: (Digital I / O программируемый)
► GPIO0: (Digital I / O программируемый, также используется для режимов загрузки)
► RX: UART прием
► TX: UART передача
► CH_PD: (включение / отключение питания, должны быть выведены на 3.3 В непосредственно или через резистор)
► RST: сброс, необходимо потянуть к 3.3В
► VCC: «3.3В» питание модуля
Подключение модуля
Для работы модуля ESP-01, необходим источник питания постоянного тока, который должен выдавать 3.3 В и током не менее 250 мА. К сожалению, штатный стабилизатор установленный на Arduino не способен выдать необходимой ток для работы ESP-01 (если решите все равно подключить ESP-01, ждите нестабильную работу и постоянную перезагрузку). Кроме того, логические сигнал, данного модуля, рассчитан на 3.3 В, то есть на вывод RX необходимо подавать напряжение 3.3В, а с вывода TX будет напряжение равное 3.3 В (так же и для других выводов). Если необходимо подключить модуль к Arduino или другим контроллерам, которые выдают на логический вывод 5 В, необходимо использовать резисторы или модуль логических уровней, если подключать напрямую, модуль выйдет из строя.
Внимание! ESP-01 очень капризные к питанию, необходимо использовать внешний стабилизатор напряжения на 3.3В, в качестве первого примера буду использовать адаптер USB
С таблице выше, видно, что модуль ESP-01 может работать в нескольких режимах сна, с минимальным потреблением тока, вызываются они программном путем, кроме последнего «Power Off», чтобы задействовать данный режим, необходимо установить перемычку, между GPIO16 и RST, позже приведу пример.
Установка ESP8266 в IDE Arduino
► Скачиваем с сайта arduino.cc программу IDE Arduino
► Далее, необходимо установить ESP плату в IDE Arduino, для этого запускаем программу IDE Arduino, открываем: Файл -> Настройка.
► В новом открытом окне, в поле «Дополнительные ссылки для Менеджера плат:» добавляем ссылку:
Назначение выводов и схема
модуля ESP-01/ESP-01S
Wi-Fi модуль ESP-01/ESP-01S на чипе ESP8266 — не только самый популярный, но и самый дешевый модуль серии ESP.
Данный модуль, совместно с применением протокола ESP-NOW и sleep-режим, идеально подходит для для создания автономных устройств с питанием от батареек, аккумуляторов или ионисторов. Например: ИК-датчик движения, Выключатель освещения.
На фото ниже представлены три варианта модуля ESP-01. Вариант на синей плате на данный момент не выпускается.
Варианты исполнения модулей ESP-01
Основное отличие модулей ESP-01 и ESP-01S заключается в светодиодных индикаторах. На модуле ESP-01 установлено два светодиода: один по питанию 3.3В, второй на выводе GPIO1 (линия TX-связи). На модуле ESP-01S установлен один светодиод — на выводе GPIO2. Также, на модуле ESP-01S, добавлено несколько компонентов фильтрования внутрисхемного питания, не влияющих на общую производительность и функциональность. В остальном, модули ESP-01 и ESP-01S, полностью повторяют друг друга.
Достоинства модулей:
• малые размеры;
• низкая стоимость;
• монтажные отверстия обеспечивают удобное подключение.
К недостаткам следует отнести:
• отсутствие экрана для защиты от внешних наводок;
• установлен модуль Flash-памяти, размером 1 Мб;
• малое количество портов ввода-вывода;
• расположение монтажных отверстий для подключения не позволяет устанавливать модули в беспаечные макетные платы (для устранения этого недостатка можно приобрести соответствующий переходник).
Универсальная программа (прошивка) «Smacont-ESP» позволяет максимально использовать ресурсы модулей ESP-01 и ESP-01S. Малый размер программы (прошивки) «Smacont-ESP», обеспечивает возможность обновления прошивки модулей ESP-01 и ESP-01S с объемом памяти 1Мбайт по «воздуху» (поддержка OTA).
Все вопросы по программе «Smacont-ESP», можно задавать здесь:
• Telegram-канал: https://t.me/smacont_ru
• Telegram: @smacont
• VK: Smacont
• mail: smacont@ya.ru
Назначение выводов
Т.к. нет единой нумерации выводом модуля, ниже приведены некоторые комбинации нумерации.
Назначение выводов модулей ESP-01/ESP-01S
Назначение выводов модулей ESP-01/ESP-01S
• EXT_RSTB (RST, RESET) — контакт перезапуска модуля, активен при низкоуровневом сигнале
• CHIP_EN (CH_PD, CH_PU) — контакт включения модуля в рабочий режим. Активен при высокоуровневом сигнале
• GPIO0, GPIO1, GPIO2, GPIO3 — контакт общего назначения, ввод/вывод данных
• VCC — контакт питания модуля, напряжение 3.0-3.6 В
• GND — общий, заземление
Схема модуля
Схема подключение модуля
Схема подключения модуля ESP-01, при его питании от стабилизированного источника питания, показана на рисунке ниже.
Для питания модуля необходимо стабильное напряжение 3,0. 3,6 В. В схеме, для понижения входного напряжения, например, от адаптера питания от сотового телефона, используется линейный стабилизатор напряжения AMS1117 (3,3В). Стабилизатор AMS1117 имеет допустимое значение входного напряжения питания 20В. Т.к. ток потребления модулей ESP-01 доходит до 220мА, то желательно входное напряжение ограничить до 7В, иначе, на стабилизаторе напряжения будет выделяться слишком большое количества тепла.
В момент подачи питания на схему, следует выполнить ряд правил, а именно — не подавать низкий уровень на GPIO0 и GPIO2, иначе модуль ESP-01 перейдет в режим программирования и будет находиться в этом режиме до сброса напряжения питания.
Добавление дополнительных портов ввода-вывода модуля
Как уже было сказано выше, одним из недостатков модуля ESP-01 является наличие только четырех портов ввода-вывода. Данный недостаток можно устранить путем вывода необходимых портов, «подпаявшись» непосредственно к микроконтроллеру ESP8266EX.
Несколько вариантов добавления дополнительных портов ввода-вывода показано на рисунках ниже.
Добавление GPIO12, GPIO13, GPIO14 и GPIO15
Добавление GPIO4, GPIO5, GPIO12, GPIO13, GPIO14 и GPIO15
Добавление ADC (аналоговый порт)
Программы
Телеграм канал
Новости Обсуждение
Вопросы Предложения