Wi fi беспроводной модуль arduino

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.

1. Установка Wi-Fi соединения
2. Подключение к объекту на платформе Rightech IoT Cloud по протоколу MQTT
3. Отправка рандомных значений по температуре («base/state/temperature») и влажности («base/state/humidity») каждые 5 секунд (PUB_DELAY)
4. 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:

1. Работа с AT командами (в стандартной прошивке Wi-Fi модуль общается с управляющей платой через «AT-команды» по протоколу UART);
2. 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

Источник

Arduino WiFi: обзор модулей и ESP8266 для работы с сетью

Привет! Эта статья должна была стать законченной точкой в ознакомлении с Wi-Fi модулями для Arduino или непосредственно Arduino со встроенными модулями, но получилась какая-то пеленка от чайника. Так что от чайника для чайников про Arduino WiFi.

Есть исправления, важные дополнения или хороший анекдот? Внизу статьи люди оставляют комментарии, можно написать и туда!

Для чего это нужно?

Вся суть сводится к тому, что неплохо бы стандартные платы Arduino было бы прошивать не по проводу, а на лету по воздуху. Да и приятно изменять код удаленно, или даже просто иметь доступ к Wi-Fi сетям. И тут начинается – вначале не было ничего хорошего, пока китайцы из Espressif не показали рынку свою ESP8266 – классный модуль с широким функционалом.

Крутая цена и возможности сделали этот модуль по-настоящему народным. Его даже теперь встраивают в некоторые платы – например, в Arduino Uno WiFi. А как итог – подключили раз, и можно менять прошивки удаленно без использования паяльника. Старперы индустрии люто плачут на этом месте (но провод тоже никто не отменял).

С первого варианта прошло уже достаточно много времени, и сейчас уже есть где покопаться и из чего выбирать:

В общем интересная игрушка для тех, кто хочет поразвлекаться от создания каких-то автоматизированных систем умного дома с морем датчиков (начиная от температуры) до создания модных ныне меш-сетей по нашему профилю.

Характеристики

Тут уже голимый паблик, все и так известно по этой игрушке. Что у нас имеется на борту:

• 160 МГц, 32 бит
• IEEE 802.11 b/g/n, WEP/WPA/WPA2
• Флеш-память аж на 4 Мб, внешняя память до 16 Мб.
• 14 портов ввода-вывода, SPI, I2C, UART, 10-бит АЦП
• Питание – 2,2-3,6 В (оптимально 3,3 В, не сожгите пятивольниками), 300 мА (стандартная Ардуино не разгонит ее, лучше использовать доппитание)
• ОЗУ – примерно 50 Кб
• Кнопки перезагрузки и перепрошивки
• И все это за пару баксов – шоколадка в микроэлеткронике, можно заказывать тоннами на Aliexpress

Подключение

Этот раздел будет посвящен разным схемам подключения. Проще всего в таких случаях сразу же глянуть первое попавшееся видео от зачетного автора. Вот, например, вот это:

В видео выше не только про то, как подключить, но и общую информацию о плате со всеми ее фичами и информацией по всем вариантам прошивок – обязательно посмотрите, о таком в одном месте никто и не пишет. При этом рабочая версия – NodeMCU.

Остальным же рекомендуется искать свою распиновку и документацию в официальных источниках. Схема распиновки на примере ESP8266 12E:

Есть несколько вариантов плат и несколько ревизий с разным расположением светодиода – копайте мануалы под свой вариант. Здесь лишь общая ознакомительная бесполезная информация.

Подключение к Arduino Nano:

Подключение к Arduino Uno:

Помните, Arduino использует 5В, а ESP8266 до 3,6 В. При соединении используйте резистивные делители, иначе есть риск спалить контроллер.

Не забываем, что сам «модуль» по сути является полноценным микроконтроллером со встроенной памятью. Т.е. при желании можно его запрограммировать через тот же USB-UART, а не использовать для этого подключение через отдельную плату. Тем более встроенной памяти хватит на хранение нескольких весомых библиотек.

Про программирование

Хоть модуль и является сторонним, извращаться с поиском всевозможных программ здесь не нужно. Базовая Arduino IDE все поддерживает из коробки, нужно лишь выбрать в списке нашу 8266 и уже будут доступны базовые программы, начиная от стандартного моргания диода через USB-UART (хеллоу ворлд епта, пример будет в видео ниже).

Про питание

Это прям начальная дилемма этой платы. Она требует 3,3 В и 300 мА. Та же Arduino Nano или просто USB-UART не вывозят такого тока – заранее нужно позаботиться о питании. Существующие варианты:

• Покупка блока питания на 3,3 В – существуют такие, самый простой и скорее верный вариант.
• Покупка модуля для понижения напряжения 5 В -> 3,3 В. Тоже доступно и удобно.
• Самопальные сборки (на том же Хабре видел пример на базе регулятора AMS1117 и конденсатора 22 мкФ) – кто ищет, тот всегда найдет решение в любой непонятной ситуации. А для втянувшихся с головой в микроэлектронику подобные деяния просто мастхэв.

Платы со встроенным ESP8266

Вот основной список плат с уже встроенным ESP8266 и всем доступным для него функционалом:

Последняя в списке Arduino Uni WiFi – это уже упоминаемый ТОП в платостроении. Именно на ней создают многие интересные проекты. И она как раз из коробки позволяет перепрошивать себя по воздуху (режима OTA – Firmware Over The Air). А вот и видеообзор этого чуда с характеристиками, подключением, базовым использованием:

Вот и все. Задача нашего проекта освещать все Wi-Fi события, и платы для Arduino тоже находятся в этом поле. Но специфичные задачи по созданию классных домашних проектов лучше изучать уже на специализированных ресурсах. Здесь же только общий обзор и пара занимательных на наш взгляд видеороликов. Надеемся, что с возможностями этой платы и подключением к интернету задачи ваших проектов достигнут новых высот. Всем до связи, ваш WiFiGid.

Источник