Mikrokontroleris ESP8266: prijungimas ir nustatymas

Daugelis naudotojų jau atkreipė dėmesį į ESP8266-12 lustą, kurį išleido "Espressif". Jo kaina yra daug pigesnė, palyginti su standartiniu "Bluetooth" adapteriu, ir netgi naudojant mažesnius matmenis, žymiai skiriasi daugiau funkcijų. Dabar visi namų mėgėjai turi galimybę dirbti "Wi-Fi" tinkle vienu metu dviem režimais, ty prijungti kompiuterį prie bet kurių prieigos taškų arba įtraukti jį kaip tokį tašką.

Kita vertus, jūs turite teisingai suprasti, kad tokios kortelės yra ne tik mašinos, sukurtos tik "Wi-Fi" ryšiui. Pats ESP8266 yra mikrovaldiklis su savo UART, GPIO ir SPI sąsajomis, tai yra, jis gali būti naudojamas kaip visiškai autonomiška įranga. Daugelis po šio lusto išleidimo pavadino jį realia revoliucija, o laikui bėgant tokie įrenginiai bus pastatyti net paprasčiausių technologijų formų, tačiau iki šiol įrenginys yra palyginti naujas, o ant jo nėra stabilios programinės įrangos. Daugelis specialistų iš viso pasaulio stengiasi išrasti savo programinę įrangą, nes sunku jas užpildyti, tačiau, nepaisant įvairių sunkumų, prietaisą dabar galima pavadinti gana tinkamu naudoti.

Šiuo metu atsižvelgiama tik į du šio modulio naudojimo variantus:

• Naudokite kortelę kartu su papildomu mikrovaldikliu arba kompiuteriu, kurį valdys modulis per UART.
• Lustą sukurdama savarankiškai rašomą aparatinę įrangą, kuri vėliau galės naudoti ją kaip autonominį įrenginį.

Gana natūralu, kad šioje byloje nagrinėjame nepriklausomą programinę įrangą.

Žvelgiant į naudojimo paprastumą ir gerą savybes, daugelis daugelio mikrovaldiklių žmonių teikia pirmenybę ESP8266. Šio įrenginio programinės aparatinės įrangos prijungimas ir atnaujinimas yra labai paprastas ir prieinamas ir atliekamas naudojant tą pačią aparatinę įrangą, kaip ir aparatūra, prijungta prie kompiuterio. Tai yra ir per USB-TTL-konverterį arba, jei kas nors nori kitų ryšio galimybių, gali būti įdiegtas per RPi ir "Arduino".

Kaip patikrinti?

Norint išbandyti ką tik nusipirto prietaiso efektyvumą, reikės naudoti specialų stabilizuoto įtampos šaltinį, kurio įtampa yra 3,3 voltai. Turėtų būti nurodyta, kad šio modulio įtampos diapazonas yra nuo 3 iki 3,6 voltų, o aukštos įtampos tiekimas iškart atsiras dėl to, kad jūs tiesiog išjungsite savo ESP8266. Firmware ir kita programinė įranga po panašios situacijos gali pradėti netinkamai dirbti ir jums jau reikia taisyti įrenginį arba kažkaip jį ištaisyti.

Norint nustatyti šio mikrokontrolerio modelio veikimą, jums reikia tiesiog prijungti tris kaiščius:

• CH_PD ir VCC yra prijungtos prie 3.3V maitinimo šaltinio.
• GND yra prijungtas prie žemės.

Jei nenaudojate ESP-01, bet kokio nors kito modulio, ir jis jau turi iš pradžių GPIO15 išvestį, tuomet ir jūs turėsite papildomai prijungti prie žemės.

Jei gamyklinė programinė įranga paleidžiama įprastai, tuomet pamatysite raudoną šviesos diodą, o po to mėlynas mirksėti keletą kartų. Tačiau reikėtų pažymėti, kad ne visuose ESP8266 serijos prietaisuose yra raudonos galios indikatorius. Kai kuriuose įrenginiuose esanti programinė aparatinė įranga nenumato raudonos spalvos indikatoriaus įsižiebti, jei modulyje nėra raudonos spalvos indikatoriaus (ypač tai taikoma ESP-12 modeliui).

Prisijungęs belaidis tinklas įjungia naują prieigos tašką, vadinamą ESP_XXXX, ir jį galima aptikti iš bet kurio įrenginio, turinčio prieigą prie "Wi-Fi". Tokiu atveju prieigos taškas tiesiogiai priklauso nuo jūsų naudojamos programinės įrangos gamintojo, todėl gali būti ir kitas.

Jei taškas iš tiesų atsiranda, galite tęsti bandymus, kitaip jums reikės iš naujo patikrinti maitinimą, taip pat teisingai prijungti GND ir CH_PD, o jei viskas yra teisingai prijungta, tada greičiausiai vis tiek bandysite naudoti sugedusį modulį arba Ji paprasčiausiai įdiegė programinę įrangą su nestandartiniais nustatymais.

Kaip aš galiu greitai jį sujungti?

Šio modulio prijungimui reikalingas standartinis rinkinys apima šiuos elementus:

• Pats modulis;
• Solderless prototipų plokštė;
• Pilnas komplektas "Mama-Dad" laidų, skirtų lapams, arba specialus kabelis DUPONT MF;
• USB-TTL konverteris, pagrįstas PL2303, FTDI ar bet kokiu panašiu lustu. Optimaliausias pasirinkimas yra, jei USB ir TTL adapteriu taip pat įvedami RTS ir DTR, nes tai leidžia greitai atsisiųsti programinę įrangą iš bet kurios UDK, "Arduino" IDE ar "Sming", net nereikia rankiniu būdu perjungti GPIO0 į žemę.

Jei naudosite 5 voltų keitiklį, turėsite įsigyti papildomą galios reguliatorių, pagrįstą lustu 1117 ar panašiu, taip pat galios šaltiniu (standartiniam 1117 netgi normalus įkrovimas iš išmaniojo telefono iki 5 voltų yra gana tinkamas). Rekomenduojama nenaudoti "Arduino IDE" arba " USB-TTL" kaip ESP8266 energijos šaltinio, tačiau naudoti atskirą, nes tai galiausiai gali padėti išspręsti daugybę problemų.

Išplėstas rinkinys patogiam ir nuolatiniam darbui su moduliu užtikrina papildomų maitinimo jungčių, rezistorių, šviesos diodų ir DIP jungiklių poreikį. Be to, jūs taip pat galite naudoti nebrangų USB monitorių, kuris leis jums nuolat stebėti sunaudotą srovę ir taip pat šiek tiek apsaugoti USB jungtį nuo trumpojo jungimo.

Ką turėčiau daryti?

Visų pirma verta paminėti, kad ESP8266 valdymas gali būti šiek tiek kitoks, priklausomai nuo konkretaus modelio, kurį naudojate. Šiandien tokie moduliai yra daug, o pirmas dalykas, kurio reikės, - nustatyti modelį, kurį naudojate, ir nustatyti jo išspaudimą. Šiame vadove kalbėsime apie darbą su moduliu ESP-8266 ESP-01 V090, o jei naudojate kitą modelį su išvesties GPIO15 (HSPICS, MTDO), turėsite traukti jį į žemę, kad įjungtumėte standartinį modulį ir Norėdami naudoti aparatinės įrangos režimą.

Po to patikrinkite, ar prijungto modulio maitinimo įtampa yra 3,3 voltai. Kaip minėta pirmiau, leistinas diapazonas yra nuo 3 iki 3,6 voltų, o padidinus prietaisą, jis neveikia, bet įtampa netgi gali būti gerokai mažesnė nei 3 voltai, kurie nurodyti dokumentuose.

Jei naudojate USB-TTL konverterį esant 3.3 V, tada šiuo atveju prijunkite modulį taip, kaip nurodyta kairėje paveikslėlyje. Jei naudojate tik penkių voltų USB-TTL, atkreipkite dėmesį į dešinę vaizdo pusę. Daugelis gali manyti, kad teisingas grandynas yra efektyvesnis dėl to, kad jis naudoja atskirą maitinimo šaltinį, tačiau iš tiesų, naudojant 5 voltų USB-TTL keitiklį, itin pageidautina papildomą rezistorių daliklį, kad būtų užtikrintas trijų voltų ir penkių voltų Logikos lygiai arba tiesiog naudokite lygio konversijos modulį.

Ryšio ypatybės

Tinkamame paveikslėlyje yra UTXD (TX) jungtis, taip pat šio modulio URXD (RX) prie penkių voltų logikos TTL, ir tokios procedūros atliekamos tik jūsų pačių rizika. ESP8266 aprašymas rodo, kad modulis veiksmingai veikia tik su 3,3 voltų logika. Daugeliu atvejų, net jei tai yra penkių voltų logika, įranga neapsunkina, tačiau kartais tokios situacijos atsiranda, todėl šis ryšys nerekomenduojamas.

Jei neturite galimybės naudoti specializuotą USB-TTL konverterį esant 3.3 V, galite naudoti rezistorius dalytuvą. Taip pat verta paminėti, kad tinkamame paveikslėlyje maitinimo reguliatorius 1117 yra prijungtas be papildomų surišimų, o tai iš tiesų yra darbo technologija, tačiau geriausia naudoti kontūro lizdą 1117 su kondensatoriaus dangteliu - jį reikia patikrinti su stabilizatoriaus ESP8266 duomenų lape arba naudoti visiškai paruoštą Modulis pagrįstas baze 1117.

Norėdami paleisti modulį, turite nutraukti GPIO0-TND grandinę, po kurios galite įjungti. Reikėtų pažymėti, kad jūs turite padaryti viską šia tvarka, tai yra, pirmiausia įsitikinkite, kad GPIO0 "užkabo ore", ir tik tada naudokite maitinimą CH_PD ir VCC.

Kaip teisingai prisijungti?

Jei galite tinkamai prijungti ESP8266 modulį daugiau nei vieną vakarą, galite naudoti stabilesnę parinktį. Viršuje esančioje diagramoje galite pamatyti ryšio parinktį su automatiniu programinės įrangos atsisiuntimu.

Verta paminėti, kad aukščiau pateiktame paveikslėlyje nerodomas nemokamas GPIO arba ADC naudojimas, o jų ryšys tiesiogiai priklausys nuo to, ką tiksliai norite įdiegti, bet jei norite užtikrinti stabilumą, nepamirškite ištraukti visų GPIO į maitinimą ir ADC į žemę Naudojant "pull-up" rezistorius.

Reagentus, esančius 10k, prireikus gali pakeisti bet kuris kitas, nuo 4,7k iki 50k, išskyrus GPIO15, nes jo reitingas turi būti ne didesnis kaip 10k. Nominalus kondensatorius, išlygindamas aukšto dažnio pulsacijas, gali būti šiek tiek kitoks.

Naudojant atitinkamą režimą gali prireikti prijungti RESET ir GPIO16 naudojant gilų miego rezistorių 470 omų, nes norint išeiti iš gilaus miego režimo, modulis visiškai iš naujo nustato žemą GPIO16 lygį. Jei šio ryšio nėra, jūsų modulio gilus miego režimas tęsis amžinai.

Iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti, kad GPIO0, GPIO1 (TX), GPIO2, GPIO3 (RX) ir GPIO15 yra užsiėmę, taigi jūs negalite jų naudoti savo tikslams, bet iš tikrųjų tai toli gražu nėra. GPIO0 ir GPIO2 pakankamai aukštas lygis, taip pat žemas GPIO15 lygis gali būti reikalaujamas tik pradiniam modulio paleidimui, o ateityje juos jau galima pritaikyti savo nuožiūra. Vienintelis dalykas, kurį verta paminėti - nepamirškite pateikti reikiamų lygių prieš visiškai iš naujo paleidžiate savo aparatūrą.

Taip pat galite naudoti TX, RX kaip alternatyva GPIO1 ir GPIO3, bet nepamirškite, kad po modulio pradžios kiekviena programinė įranga pradeda "traukti" TX, tuo pačiu metu siunčiant derinimo informaciją į UART0 74480, bet po to Bus sėkmingai parsisiunčiami, jie gali būti naudojami ne tik kaip UART0, kad būtų galima keistis duomenimis su kitu įrenginiu, bet ir kaip standartinis GPIO.

Moduliuose, kuriuose yra nedaug atskiestų kaiščių (pvz., ESP-01), nereikia prijungti nepanaudotų kaiščių, ty tik GND, CH_PD, VCC, GPIO0, GPIO2 ir RESET yra auginami ESP-01, ir tai jūs Reikia pakelti. Nereikia tiesiogiai prijungti prie lusto ESP8266EX, tada traukite nepraskiestus kaiščius, jei tik jūs tikrai to reikia.

Tokios jungties schemos buvo naudojamos po daugybės eksperimentų, atliktų kvalifikuotų specialistų ir surinktų iš įvairią informaciją. Reikėtų pažymėti, kad net tokios schemos negali būti laikomos idealios, nes galite naudoti daugybę kitų, vienodai veiksmingų variantų.

Prisijungimas per "Arduino"

Jei dėl kokios nors priežasties neturite 3,3 volto USB-TTL konverterio, "WiFi" ESP8266 modulis gali būti prijungtas per "Arduino" su įmontuotu konverteriu. Čia pirmiausia turėsite atkreipti dėmesį į tris pagrindinius elementus:

• Kai naudojamas su ESP8266, "Arduino Reset" iš pradžių prijungtas prie GND, kad neįtraukta galimybė paleisti mikrovaldiklį, ir tokiu būdu ji buvo naudojama kaip skaidrias USB-TTL keitiklis.
• RX ir TX nebuvo prijungti "ant kryžiaus", bet tiesiogiai - RX-RX (žalias), TX-TX (geltonas).
• Visa kita yra prijungta tiksliai taip pat, kaip nurodyta pirmiau.

Ką reikia apsvarstyti

Ši schema taip pat reikalauja suderinti 5 TTL "Arduino" lygius ir 3,3 voltus prie ESP8266, tačiau jis gali gerai veikti.

Prijungus prie ESP8266, "Arduino" gali būti sumontuotas galios reguliatorius, kuris neatitinka ESP8266 reikalaujamos srovės, taigi, prieš jį įjungiant, jums reikia patikrinti, ar nėra duomenų, kuriuos naudojate. Nebandykite prijungti jokių kitų energiją naudojančių elementų kartu su ESP8266, nes tai gali sukelti įmontuotą "Arduino" maitinimo reguliatorių.

Taip pat yra kita ESP8266 ir Arduino ryšio programa, kurioje naudojama "SoftSerial". Kadangi "SoftSerial" bibliotekai uosto greitis 115200 yra per didelis ir negali užtikrinti stabilios operacijos, šis ryšio būdas nerekomenduojamas, nors yra ir atvejų, kai viskas veikia gana stabiliai.

Prisijungimas per RaspberryPi

Jei neturite jokių USB-TTL keitiklių, galite naudoti "RaspberryPi". Šiuo atveju ESP8266 programavimas ir prijungimas yra beveik identiški, tačiau čia viskas nėra tokia patogu, be to, jums taip pat reikės naudoti 3,3 volto galios reguliatorių.

Norėdami paleisti mūsų įrenginio RX, TX ir GND, mes prijungiame prie ESP8266, o GND ir VCC imami iš stabilizuoto 3,3 volto galios . Čia ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas būtinybei prijungti visus GND įrenginius, ty RaspberryPi ir ESP8266. Jei įtaiso modelio įtaisytas stabilizatorius gali atlaikyti iki 300 miliamperių papildomos apkrovos, ESP8266 jungtis yra gana įprasta, tačiau tai atliekama tik jūsų pačių rizika.

Konfigūruoti nustatymus

Kai sužinojote, kaip prijungti ESP8266, turite įsitikinti, ar jūsų įrenginių tvarkyklės yra teisingai įdiegtos, kad sistemoje būtų pridėtas naujas serijinis virtualus prievadas. Čia reikės naudoti programą - nuosekliojo prievado terminalą. Iš esmės, naudingumas gali būti pasirinktas pagal jūsų skonį, bet jūs turėtumėte teisingai suprasti, kad bet kuri komanda, kuri jums bus siunčiama į serijinį prievadą, galų gale turėtų turėti trapius CR + LF simbolius.

"CoolTerm" ir "ESPlorer" komunalinės paslaugos yra gana plačiai paplitusios, o pastaroji leidžia neatsižvelgti į ESP8266 AT komandas nepriklausomai, todėl lengviau dirbti su Lua scenarijus "NodeMCU" dėka, todėl jis gali būti naudojamas kaip standartinis terminalas.

Normalus prijungimo prie nuosekliojo prievado turės padaryti daug darbo, nes už ESP8266 aparatinę dažniausiai įvairus ir aktyvacijos gali būti atliekamas skirtingais greičiais. Norėdami pasirinkti geriausią variantą, jums reikės eiti per trijų pagrindinių variantų: 9600, 57600 ir 115200.

Kaip sutvarkyti?

Norėdami pradėti, prijunkite terminalo programinė įranga nuoseklųjį prievadą virtualių atidengiančių parametrų 9600 8N1, tada praleisti visą modulio atkūrimas, išjungti CH_PD (chip įjungti) galios, o tada įjunkite jį vėl, iškreipti CH_PD. Jūs taip pat galite praleisti trumpą grandinę iki žemės Atstatyti iš naujo paleisti įrenginį ir stebėti duomenis į terminalą.

Pirmasis LED prietaisas, kuris bus rodomas tuo pačiu būdu, kaip parodyta į tikrinimo tvarkos aprašo. Jūs taip pat turėtų stebėti terminalo rinkinį skirtingų simbolių, kurie bus baigta su paruošta, o jei ne, prijunkite prie terminalo vyko skirtingu greičiu, po to modulio perkrovimo.

Kai pamatysite vieną iš parinkčių tikroje geležinkelio linijoje greičio, gali būti laikomas modulis paruoštas darbui.

Kaip atnaujinti firmware?

Įdiegus ESP8266, prijunkite įrenginį trunka tik kelias sekundes, ir tada jis bus pasirengęs atnaujinti savo firmware. Norėdami įdiegti naują programinę įrangą jums reikia daryti toliau.

Norėdami pradėti, atsisiųskite naujausią programinės įrangos versiją iš oficialios svetainės ir atsisiųsti naudingumas mirksi. Čia ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas tam, ką operacinė sistema yra įdiegta kompiuteryje, kuriame veikia ESP8266. Jungiamiesiems įtaisams geriausiai atliekama siekiant vyresnės sistemos "Windows 7".

Standartinių Windows OS tai yra optimalus naudoti programą "XTCOM UTIL, o tai ypač patogu darbe, jei firmware yra tik vienas failas. Geriausias multi-platform galimybė turėtų skambinti naudingumo esptool, kuris, tačiau, reikalauja Python, ir būtinybę nurodyti komandų eilutės parametrų. Be to, ryšys ESP8266 pagrindinių funkcijų leidžia patogiai atlikti programa Flash Atsisiųsti priemonė, kuri turi pakankamai daug nustatymų, taip pat patogi technologija įdiegti firmware iš kelių failų.

Kitas, atjunkite terminalo programą iš nuosekliojo prievado, ir visiškai atjungti nuo elektros tinklo CH_PD, GPIO0 prijungti modulį į GND, o tada CH_PD galima grąžinti atgal. Galų gale, tiesiog paleisti programą modulio firmware ir įkelti juos į ESP8266 rele.

Be didžioji dauguma atvejų firmware yra pakrauta į vieneto A iš 115,200 regiono greičio, tačiau ji yra specialus režimas suteikia automatinio paskirstymą greičio, kad firmware gali būti atliekamas esant didesniam nei 9600 greičio, atnaujinti turimą ESP8266 funkciją. Arduino naudojamas ryšiu arba USB-TTL - nevaidina ypatingo vaidmens čia greičio apribojimas yra priklausoma nuo laidų naudojamų keitiklio ilgį, ir kitų veiksnių.