Модуль Wifi на базе чипа ESP8266

После своего появления платы на базе Wifi чипа ESP8266, стали по настоящему народными. Огромные возможности и минимальная цена, которая даже на старте продаж и в розницу не превышала 5$ сделали свое дело. Вокруг чипа организовались сообщества в которых люди делятся информацией и создают программное обеспечение.

В чем же причина такой популярности, помимо низкой цены?

Все дело в том, что платы на ESP8266 это не просто модули для связи по WiFi. Чип по сути, является микроконтроллером со своими интерфейсами SPI, UART, а также портами GPIO, а это значит, что модуль можно использовать автономно без Arduino и других плат с микроконтроллерами.

Информация

Наши китайские товарищи уже производят около двенадцати разновидностей плат на базе ESP8266: с подключением внешней антенны, с керамической антенной, с PCB антенной, без антенны. Также на разных модулях выведено разное количество GPIO. Более подробно, можно прочитать на русскоязычном сайте ESP8266.ru.

В данном обзоре я буду использовать, одну из самых первых плат ESP-01. Так же для полноценной работы с чипом потребуется конвертер USB/UART, рекомендую 6-пиновый USB — UART TTL на CP2102, обзор которого уже был на mysku.

Подключение

Распиновка разъёма ESP-01, представлена на рисунке:


Если в своих проектах вам не хватит двух выведенных GPIO, а заниматься «грязными хаками» нет желания, то я рекомендую сразу приобретать более новые платы, например ESP-07 или ESP-12. Только имейте ввиду, что данные платы требуют самостоятельной разводки и в продаже для этого есть специальные мининаборы.



ESP-01 hacked by Dave Allan, как пример. Дополнительно вы получаете 4 GPIO: GPIO14, GPIO12, GPIO13 и GPIO15


Схема подключения:
— ESP-01 VCC к USB/UART VCC (+3.3В);
— ESP-01 GND к USB/UART GND;
— ESP-01 URXD к USB/UART TXD;
— ESP-01 UTXD к USB/UART RXD;
— ESP-01 CH_PD к USB/UART VCC (+3.3В);
— ESP-01 GPIO0 к USB/UART GND — только во время прошивки!..

Прошивка

Для ESP8266, существует SDK и оригинальная прошивка от Espressif Systems, но многих она не устраивает ввиду своей «сырости», поэтому выпускаются не оригинальные прошивки, такие как NodeMCU, Frankenstein и другие.

В данном обзоре будет использоваться не оригинальная прошивка NodeMCU. Список команда и примеры можно посмотреть на GitHub.

Обновляем оригинальную «заводскую» прошивку на NodeMCU:
— Загружаем утилиту для прошивания — XTCOM UTIL;
— Загружаем прошивку — NodeMCU;
— Подключаем по ESP-01 к USB/UART по схеме которая представлена выше. Не забываем подключить GPIO0 к GND. Вставляем USB/UART в USB порт компьютера;
— Запускаем XTCOM_UTIL.exe, переходим в Tools -> Config Device, выбираем COM-порт к которому подключена плата, ставим скорость порта 57600, жмем Open, потом Connect, программа должна сказать «Connect with target OK!», закрываем окно настроек. Переходим в меню API TEST, выбираем (4) Flash Image Download, указываем путь к файлу «nodemcu_512k_latest.bin», адрес оставляем 0x00000, жмем DownLoad. Должна начаться загрузка прошивки, по окончании будет выдано сообщение;
— Отключаем питание платы, вывод GPIO0 отсоединяем от общего провода, включаем питание. Запускаем терминал Putty, CoolTerm или др. (ВНИМАНИЕ! Меняем скорость порта на 9600), проверяем готовность платы командой
> print(node.chipid())
10013490

Первый скрипт

Если при работе со скриптами у Вас будут проблемы, то рекомендуется подать питание 3.3V не от USB/UART, а от отдельного источника. Напряжение должно быть именно 3.3V, например через модуль стабилизированного питания на AMS1117 3.3V 800ma.

Для написания и загрузки скриптов в ESP8266, будет использоваться небольшая и удобная IDE — ESPlorer:



Наш первый скрипт, будет выключать и включать светодиод с периодичностью в 2 секунды:
— Отключаем питание, к GPIO2 подключаем резистор и светодиод. Включаем питание;
— Запускаем ESPlorer, выбираем нужный COM и скорость порта 9600, нажимаем Open;
— Вставляем код и нажимаем Save To ESP;

pin = 4 --GPIO2
gpio.mode(pin, gpio.OUTPUT)

for i=1, 10, 1 do
     gpio.write(pin, gpio.LOW)
     tmr.delay(2000000)
     gpio.write(pin, gpio.HIGH)
     tmr.delay(2000000)
end

— Для повторного запуска нажимаем DoFile.

Подключаем датчик DHT11

Чтобы продемонстрировать, более продвинутую работу с прошивкой NodeMCU подключим к ESP-01 датчик DHT11:
— DHT11 VCC к USB/UART VCC
— DHT11 GND к USB/UART GND
— DHT11 Out к USB/UART GPIO2


Прошу прощения за качество видео, снимал на телефон.

HTTP сервер

Пример подключения к Wifi точке доступа и ответ на запрос по HTTP.

wifi.setmode(wifi.STATION)
wifi.sta.config("SSID","password")
print(wifi.sta.getip())

srv:listen(80,function(conn) 
    conn:on("receive",function(conn,payload) 
    print(payload) 
    conn:send("<h1> Hello, User.</h1>")
    end) 
end)

Эпилог

Чип ESP8266 это безусловно прорыв, прежде всего в соотношении цена/качество. Конечно стоит упомянуть о существующих проблемах в оригинальных и не оригинальных прошивках, но работы ведутся и я надеюсь, что в будущем подобные чипы, будут встроены в каждый чайник.

Источники

Русскоязычное сообщество разработчиков
Анлгоязычное сообщество разработчиков
Работа с ESP8266: Первоначальная настройка, обновление прошивки, связь по Wi-Fi, отправка-получение данных на ПК
Официальный сайт разработчиков прошивки nodemcu