Mikrokrmilnik ESP8266: povezava in nastavitev

Mnogi uporabniki so že obrnili svojo pozornost na čip ESP8266-12, ki ga je izdal Espressif. Njena cena je veliko cenejša v primerjavi s standardnim adapterjem Bluetooth in celo z manjšimi dimenzijami bistveno razlikuje več funkcij. Zdaj imajo vsi ljubitelji domov možnost, da v omrežju Wi-Fi delajo v dveh načinih hkrati, to je, da povežejo svoj računalnik z vsemi dostopnimi točkami ali ga vključijo kot takšno točko.

Po drugi strani pa morate pravilno razumeti, da takšne kartice niso samo stroji, zasnovani samo za komunikacijo Wi-Fi. ESP8266 je mikrokrmilnik z lastnimi vmesniki UART, GPIO in SPI, kar pomeni, da se lahko uporablja kot popolnoma avtonomna naprava. Mnogi po izpustitvi tega čipa so ga označili kot najbolj resnično revolucijo, sčasoma pa bodo takšne naprave zgrajene tudi v najpreprostejših oblikah tehnologije, vendar je do sedaj naprava relativno nova in na njej ni stabilne strojne programske opreme. Veliko strokovnjakov po vsem svetu poskuša izumiti lastno strojno programsko opremo, ker jih ni težko napolniti s plačo, toda kljub različnim težavam se naprava zdaj lahko imenuje precej uporabna.

Trenutno se upoštevajo samo dve možnosti za uporabo tega modula:

• Uporabite kartico v kombinaciji z dodatnim mikrokrmilnikom ali računalnikom, ki ga bo nadzoroval modul preko UART-a.
• Samopreverjanje strojne programske opreme za čip, ki vam omogoča, da ga kasneje uporabite kot samostojno napravo.

Zelo je naravno, da v tem primeru ne bomo upoštevali neodvisne strojne programske opreme.

Če pogledamo na enostavnost uporabe in dobre lastnosti, veliko ljudi med mnogimi mikrokontrolerji daje prednost ESP8266. Povezovanje in posodabljanje strojne programske opreme te naprave je zelo preprosto in cenovno ugodno in se izvaja na isti strojni opremi, kot je strojna oprema priključena na računalnik. To je tudi prek USB-TTL-pretvornika ali, če nekdo raje druge možnosti za povezavo, se lahko izvaja preko RPi in Arduino.

Kako preveriti?

Da bi testirali učinkovitost naprave, ki ste jo pravkar kupili, boste morali uporabiti poseben stabilizirani vir napetosti, ki je ocenjen na 3.3 voltov. Treba je takoj ugotoviti, da je dejanska napetostni razpon tega modula 3 do 3,6 voltov, in dobava visoke napetosti bo takoj pripeljala do dejstva, da preprosto onemogočite vaš ESP8266. Programska oprema in druga programska oprema po podobni situaciji lahko začnejo delovati nepravilno, zato jo že morate popraviti ali jo nekako popraviti.

Če želite določiti delovanje tega modela mikrokrmilnika, morate priključiti samo tri zatiči:

• CH_PD in VCC sta priključena na napajalnik 3.3V.
• GND je priključen na tla.

Če ne uporabljate ESP-01, temveč nekega drugega modula in že od začetka že prejme izhod GPIO15, boste morali z njim in jo dodatno priključiti na tla.

Če se tovarniška programska oprema zažene normalno, se lahko prikaže rdeča LED dioda in nato nekajkrat utripa modro. Vendar pa je treba opozoriti, da vse naprave serije ESP8266 nimajo rdečega indikatorja moči. Firmware v nekaterih napravah ne zagotavlja, da rdeči indikator zasveti, če v modulu ni rdečega kazalnika (to velja zlasti za model ESP-12).

Ko je povezava vzpostavljena, brezžično omrežje aktivira novo dostopno točko, ki se bo imenovala ESP_XXXX, in jo je mogoče zaznati iz katere koli naprave, ki ima dostop do omrežja Wi-Fi. V tem primeru je ime dostopne točke neposredno odvisno od proizvajalca vdelane programske opreme, ki jo uporabljate, zato je morda nekaj drugega.

Če se točka dejansko pojavi, lahko nadaljujete s preizkusi, sicer boste morali znova preveriti moč, kot tudi pravilno povezavo GND in CH_PD ter če je vse pravilno povezano, potem najverjetneje še vedno poskušate uporabiti zlomljen modul ali Preprosto je namestil firmware z nestandardnimi nastavitvami.

Kako ga lahko hitro povežem?

Standardni niz, potreben za priključitev tega modula, vključuje naslednje:

• Modul sam;
• Brezalkoholna prototipna plošča;
• Celoten nabor žic mama-dad, izdelan za škatlo ali poseben kabel DUPONT MF;
• Pretvornik USB-TTL temelji na PL2303, FTDI ali podobnem čipu. Najbolj optimalna možnost je, če sta RTS in DTR tudi izhod na USB-TTL adapterju, saj omogoča hitro nalaganje strojne programske opreme iz kateregakoli UDK, Arduino IDE ali Sminga, ne da bi morali ročno preklopiti GPIO0 na tla.

Če uporabljate pretvornik za 5 voltov, boste morali kupiti dodatni regulator moči, ki temelji na čipu 1117 ali podobnih, kot tudi vir napajanja (za standardni 1117 je celo povsem primerna tudi normalna obremenitev pametnega telefona na 5 voltov). Priporočljivo je, da ne uporabljate Arduino IDE ali USB-TTL kot vir napajanja za ESP8266, ampak uporabite ločeno, saj se lahko na koncu znebite številnih težav.

Razširjeni sklop za zagotavljanje udobnega in trajnega delovanja z modulom zagotavlja potrebo po dodatnih priključkih za napajanje, uporov, LED in DIP stikala. Poleg tega lahko uporabite tudi poceni USB-monitor, ki vam bo omogočil stalno spremljanje porabe toka in majhno zaščito USB-kabla od pojava kratkega stika.

Kaj naj storim?

Najprej je treba omeniti dejstvo, da je nadzor ESP8266 lahko nekoliko drugačen, odvisno od tega, kateri model uporabljate. Danes je veliko takšnih modulov, prva stvar, ki bo potrebna, je prepoznati model, ki ga uporabljate, in določite njegovo nastavitev. V tem priročniku bomo govorili o delu z modulom ESP8266 ESP-01 V090, in če uporabljate še kakšen drug model s priključkom GPIO15 (HSPICS, MTDO), ga boste morali potegniti na tla tako za standardni začetek in Za uporabo načina strojne programske opreme.

Po tem dvakrat preverite, ali je napajalna napetost priključenega modula 3,3 volta. Kot je navedeno zgoraj, je dovoljeno območje od 3 do 3,6 voltov, v primeru povečanja pa naprava ne uspe, vendar je napajalna napetost lahko celo pod 3 volti, kar je navedeno v dokumentih.

Če uporabljate pretvornik USB-TTL pri 3,3 volti, v tem primeru priključite modul tako, kot je na levi strani spodnje slike. Če uporabljate samo pet-voltni USB-TTL, potem bodite pozorni na desno stran slike. Mnogi morda mislijo, da je desno vezje bolj učinkovito zaradi dejstva, da uporablja ločeno oskrbo z električno energijo, dejansko pa je v primeru uporabe 5-voltnega pretvornika USB-TTL zelo zaželeno, da se na uporovih naredi dodaten razdelilnik, da se zagotovi ujemanje s tremi volti in petimi volti Logične ravni ali preprosto uporabite modul pretvorbe ravni.

Povezovalne funkcije

Na desni sliki je povezava UTXD (TX) in URXD (RX) tega modula na pettouklopno logiko TTL, taki postopki pa se izvajajo samo na lastno odgovornost. Opis ESP8266 kaže, da modul dejansko deluje samo z logiko 3,3 V. V večini primerov, tudi v primeru pet-voltne logike, oprema ne deluje, vendar se občasno pojavijo take situacije, zato ta povezava ni priporočljiva.

Če nimate priložnosti za uporabo specializiranega USB-TTL pretvornika pri 3.3 volti, lahko uporabite razdelilnik uporov. Prav tako je treba omeniti, da je v pravilni sliki regulator 1117 za oskrbo z električno energijo povezan brez dodatnega vezanja in to je res tehnologija dela, vendar je najbolje uporabiti vezno vezje 1117 s kondenzatorsko vezavo - preveriti ga morate s podatkovnim listom ESP8266 na vašem stabilizatorju ali uporabiti popolnoma pripravljeno Modul na osnovi osnove 1117.

Če želite zagnati modul, morate prekiniti vezje GPIO0-TND, po katerem se lahko vklopite. Treba je opozoriti, da morate storiti vse, kar je v tem zaporedju, to je, najprej se prepričajte, da GPIO0 "visi v zraku", in šele potem uporablja moč za CH_PD in VCC.

Kako pravilno povezati?

Če lahko več kot en zvečer namenite za pravilno povezavo modula ESP8266, lahko uporabite bolj stabilno možnost. Na zgornjem diagramu se prikaže možnost povezave s samodejnim prenosom strojne programske opreme.

Treba je omeniti, da zgornja slika ne kaže uporabe brezplačnega GPIO ali ADC-ja, njihova povezava pa bo odvisna neposredno od tega, kaj natančno želite uporabiti, vendar če želite zagotoviti stabilnost, ne pozabite, da vse moči GPIO povlečete na omrežje, ADC pa na tla Uporaba pull-up uporov.

Odpornike na 10k lahko po potrebi zamenjajo vsi drugi v razponu od 4.7k do 50k, brez GPIO15, saj mora biti njena ocena ne več kot 10k. Nominalni kondenzator, ki zleže visoko frekvenčne pulsacije, je lahko nekoliko drugačen.

Pri uporabi ustreznega načina lahko postane povezava RESET in GPIO16 z uporabo globokega upora 470 ohmov, saj za izstop iz načina globokega spanja modul izvede popolno ponastavitev in zagotavlja nizko raven na GPIO16. Če ta povezava ni prisotna, bo način globokega spanja za vaš modul trajal večno.

Na prvi pogled se zdi, da so GPIO0, GPIO1 (TX), GPIO2, GPIO3 (RX) in GPIO15 zasedeni, zato jih ne morete uporabiti za svoje namene, vendar je v resnici daleč od tega. Zadostno visoko stopnjo na GPIO0 in GPIO2, kot tudi na nizki ravni na GPIO15, je morda potrebno samo za začetek zagona modula, v prihodnosti pa jih je mogoče že uporabiti po lastni presoji. Edina stvar, ki jo je vredno omeniti je - ne pozabite, da zagotovite zahtevane ravni, preden popolnoma povrnete strojno opremo.

Tudi TX, RX lahko uporabljate kot alternativo GPIO1 in GPIO3, vendar ne pozabite, da vsaka vdelana programska oprema po začetku delovanja modula začne "potegniti" TX, hkrati pa hkrati poslati informacije o odpravi napak na UART0 na 74480, vendar po Boste uspešno prenesli, jih lahko uporabite ne samo kot UART0, da bi izmenjali podatke z drugo napravo, ampak tudi kot standardni GPIO.

Pri modulih, ki imajo majhno število razredčenih zatičev (npr. ESP-01), ni potrebe po povezovanju nerazredčenih zatičev, to pomeni, da se na ESP-01 vzrejajo samo GND, CH_PD, VCC, GPIO0, GPIO2 in RESET. Bomo potegnil navzgor. Ni treba spajati neposredno na čip ESP8266EX, nato pa potegniti nerazredčene zatiči, če jih le res potrebujete.

Takšni sistemi povezav so bili uporabljeni po velikem številu poskusov, ki so jih izvedli kvalificirani strokovnjaki in so bili zbrani iz različnih informacij. Treba je opozoriti, da tudi takih shem ni mogoče šteti za idealne, saj lahko uporabite številne druge, enako učinkovite možnosti.

Povezovanje preko Arduino

Če iz nekega razloga nimate pretvornika USB-TTL za 3,3 volta, se lahko modul WiFi ESP8266 preko Arduina poveže z vgrajenim pretvornikom. Tu boste najprej opozorili na tri osnovne elemente:

• Pri uporabi v povezavi z ESP8266 je Arduino Reset na začetku priključen na GND, da izključi možnost zagona mikrokrmilnika, v tej obliki pa je bil uporabljen kot pregleden pretvornik USB-TTL.
• RX in TX niso bili povezani "na križu", ampak neposredno - RX-RX (zelena), TX-TX (rumena).
• Vse ostalo je povezano na popolnoma enak način kot zgoraj.

Kaj morate upoštevati

Ta shema zahteva tudi uskladitev ravni TTL 5 voltov Arduino, pa tudi 3,3 volta na ESP8266, vendar lahko deluje dobro in tako.

Ko je priključen na ESP8266, je Arduino lahko opremljen z regulatorjem moči, ki ne vzdrži toka, ki je potreben za ESP8266, zato morate pred aktiviranjem preveriti podatkovno listo za tisto, ki jo uporabljate. Ne poskušajte priključiti nobenih drugih energijskih porabnikov skupaj s sistemom ESP8266, ker to lahko povzroči, da vgrajeni Arduino regulator moči ne uspe.

Obstaja tudi še ena povezovalna shema za ESP8266 in Arduino, v kateri se uporablja SoftSerial. Ker je pri knjižnici SoftSerial hitrost priklopa 115200 previsoka in ne more zagotoviti stabilnega delovanja, ta način povezave ni priporočljiv, čeprav obstaja nekaj primerov, v katerih vse deluje zelo stabilno.

Povezovanje preko RaspberryPi

Če nimate nobenega USB-TTL pretvornika, potem lahko uporabite RaspberryPi. V tem primeru je za programiranje in povezavo ESP8266 skoraj identično, vendar tukaj vse ni tako priročno, poleg tega pa boste morali uporabiti regulator moči 3,3 V.

Če želite zagnati RX, TX in GND naše naprave, se priključimo na ESP8266, GND in VCC pa vzamemo iz stabiliziranega vira napajanja, ki je ocenjen na 3.3 voltov. Pri tem je treba posebno pozornost nameniti potrebi po povezovanju vseh naprav GND, to je RaspberryPi in ESP8266. Če stabilizator, vgrajen v vaš model naprave, lahko prenese do 300 miliamperov dodatne obremenitve, potem je povezava ESP8266 povsem normalna, vendar se to zgodi samo na lastno odgovornost.

Konfigurirajte nastavitve

Ko ugotovite, kako povezati ESP8266, morate zagotoviti, da so gonilniki v naprave pravilno nameščeni, tako da je bilo sistemu dodano novo serijsko navidezno pristanišče. Tukaj boste morali uporabiti program - serijski pristaniški terminal. Načeloma lahko uporabnost izberete poljubno po vašem okusu, vendar morate pravilno razumeti, da bodo vsi ukazi, ki bodo poslani k vam na serijskem vmesniku, na koncu morali imeti sledilne simbole CR + LF.

Komutacije CoolTerm in ESPlorer so precej razširjene, slednje pa ne dovoljuje samostojnega vnosa ESP8266 AT ukazov in tako olajša delo z lua skripti pod NodeMCU, zato ga je mogoče uporabiti kot standardni terminal.

Za normalno priključitev na serijski port boste morali storiti veliko dela, saj so firmware za ESP8266 predvsem raznolika in aktivacija se lahko izvede z različnimi hitrostmi. Za odločitev o najboljšem možnost, boste morali iti skozi tri osnovne možnosti: 9600, 57600 in 115200.

Kako rešiti?

Če želite začeti, povežite terminala programske opreme za serijska vrata virtualnih izpostavijo parametrov 9600 8N1, nato pa porabijo popolno ponastavitev modula, onemogočanje CH_PD (čip omogočajo) moči, in ga nato vključite še enkrat, izkrivljajo CH_PD. Prav tako lahko preživite kratek stik na maso RESET za ponovni zagon naprave in upoštevajte podatke v terminalu.

Prvi LED naprave, ki se prikaže na enak način, kot je prikazano v opisu postopka preverjanja. Prav tako morate upoštevati terminal nabor različnih znakov, ki se konča s pripravljeno, in če ne, ponovno priključite na terminal potekala na različnih hitrosti, ki mu sledi zagonu modula.

Ko vidiš eno od možnosti danih progovno hitrost, se lahko šteje za modul pripravljen za obratovanje.

Kako posodobiti firmware?

Po namestitvi ESP8266, povežite napravo traja le nekaj sekund, nato pa bo pripravljen nadgraditi svoj firmware. Za namestitev nove programske opreme, kar morate storiti.

Za začetek, prenesite najnovejšo različico firmware iz uradne strani in prenesli pripomoček za utripati. Tu je treba nameniti posebno pozornost na to, kar operacijski sistem, ki je nameščen na računalniku, ki poteka ESP8266. Priklop naprave je najbolje opraviti v starejšega sistema Windows 7.

Za standardne Windows OS je optimalno uporabiti program, imenovan XTCOM UTIL, kar je še posebej priročno pri delu, če je firmware je samo ena datoteka. Najboljša možnost multi-platformo bi moral poklicati pripomoček esptool, ki pa terja za Python, in da je treba določiti parametre v ukazni vrstici. Poleg tega so v povezavo ESP8266 osnovnih funkcij omogoča priročno, da programa Flash Download Tool, ki ima dovolj veliko število nastavitev, kot tudi priročno tehnologijo za namestitev firmware iz več datotek na.

Nato odklopite vaš terminalski program iz serijskega vmesnika, in popolnoma izključiti iz električnega omrežja CH_PD, GPIO0 priključitev modula na GND, nato pa se CH_PD lahko vrne nazaj. Na koncu, samo zagon programa za firmware modul in jih naložite v ESP8266 rele.

V veliki večini primerov je firmware naložen v enoto s hitrostjo v območju 115.200, vendar pa je poseben način omogoča avtomatsko porazdelitev hitrosti, tako da je firmware lahko izvede pri hitrosti več kot 9600, posodobitev na voljo funkcijo ESP8266. Arduino se uporablja za povezavo ali USB-TTL - ne igrajo posebno vlogo, omejitev hitrosti je odvisna od dolžine žic, ki jih je pretvornik, ki se uporabljajo, in številnih drugih dejavnikov.