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.
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 , обзор которого уже был на mysku.
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.
Фотографии данных плат
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!..
В данном обзоре будет использоваться не оригинальная прошивка NodeMCU. Список команда и примеры можно посмотреть на .
Обновляем оригинальную «заводскую» прошивку на NodeMCU:
- Загружаем утилиту для прошивания - ;
- Загружаем прошивку - ;
- 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
Для написания и загрузки скриптов в ESP8266, будет использоваться небольшая и удобная IDE - :
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.
Код от пользователя Pigs Fly с форума ESP8266.com
Works for DHT11 on ESP-07 (version w/16pins) and ESP-01 --Only 20141219 firmware tested. --Data stream acquisition timing is critical. There"s --barely enough speed to work with to make this happen. --Pre-allocate vars used in loop. bitStream = {} for j = 1, 40, 1 do bitStream[j]=0 end bitlength=0 pin = 4; gpio.mode(pin, gpio.OUTPUT) gpio.write(pin, gpio.LOW) tmr.delay(20000) --Use Markus Gritsch trick to speed up read/write on GPIO gpio_read=gpio.read gpio_write=gpio.write gpio.mode(pin, gpio.INPUT) --bus will always let up eventually, don"t bother with timeout while (gpio_read(pin)==0) do end c=0 while (gpio_read(pin)==1 and c<100) do c=c+1 end --bus will always let up eventually, don"t bother with timeout while (gpio_read(pin)==0) do end c=0 while (gpio_read(pin)==1 and c<100) do c=c+1 end --acquisition loop for j = 1, 40, 1 do while (gpio_read(pin)==1 and bitlength<10) do bitlength=bitlength+1 end bitStream[j]=bitlength bitlength=0 --bus will always let up eventually, don"t bother with timeout while (gpio_read(pin)==0) do end end --DHT data acquired, process. Humidity = 0 HumidityDec=0 Temperature = 0 TemperatureDec=0 Checksum = 0 ChecksumTest=0 for i = 1, 8, 1 do if (bitStream > 2) then Humidity = Humidity+2^(8-i) end end for i = 1, 8, 1 do if (bitStream > 2) then HumidityDec = HumidityDec+2^(8-i) end end for i = 1, 8, 1 do if (bitStream > 2) then Temperature = Temperature+2^(8-i) end end for i = 1, 8, 1 do if (bitStream > 2) then TemperatureDec = TemperatureDec+2^(8-i) end end for i = 1, 8, 1 do if (bitStream > 2) then Checksum = Checksum+2^(8-i) end end ChecksumTest=(Humidity+HumidityDec+Temperature+TemperatureDec) % 0xFF print ("Temperature: "..Temperature.."."..TemperatureDec) print ("Humidity: "..Humidity.."."..HumidityDec) print ("ChecksumReceived: "..Checksum) print ("ChecksumTest: "..ChecksumTest)
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("
Настолько велика, что помимо прошивок для использования ESP8266 в качестве WiFi-модуля под управлением внешнего микроконтроллера, существует масса прошивок для использования его и как микроконтроллера с разными целевыми назначениями, в том числе и в сфере интернет вещей. В этом цикле статей мы будем изучать возможности ESP8266 с прошивкой NodeMCU и изучим скриптовый язык LUA .
ESP8266 – это микроконтроллер с WiFi интерфейсом. Его можно использовать как WiFi модуль, и как микроконтроллер.
Плюсы ESP8266: WiFi интерфейс, 32-разрядное ядро с достаточной производительностью, низкая цена.
Минусы: По сравнению с другими 32-разрядными микроконтроллерами периферия не вызывает восхищения.
ESP8266 идеально подходит для домашних проектов, интернета вещей. ESP8266 программируется через последовательный порт UART, поэтому для его прошивки не требуется специального программатора. Особенность этого микроконтроллера в том, что он может выполнять программу, расположенную на внешней Flash памяти. Это позволяет производителю “наращивать” объем Флеша, что также является плюсом.
На базе ESP8266 выпускаются разные модули:
| ESP-01 | |
| ESP-02 |  |
| ESP-03 |  |
| ESP-04 |  |
| ESP-05 |  |
| ESP-06 |  |
| ESP-07 |  |
| ESP-08 |  |
| ESP-09 |  |
| ESP-10 |  |
| ESP-11 |  |
| ESP-12S |  |
| ESP-12E |  |
| ESP-12F |  |
Существует различные версии плат с уже запаянными модулями ESP8266, стабилизаторами напряжения, микросхемой для обеспечения работы последовательного порта UART через USB и разведенными на гребенку выводами, кнопками и тому подобное. Для работы с такими платами достаточно подключить их к USB порту компьютера. Никакого дополнительного оборудования не требуется. Это очень удобно. Одна из таких плат – NodeMCU. В примерах я буду использовать плату NodeMCU с модулем ESP-12F. Но, Вы вполне можете взять модуль, скажем ESP-01, подключить к нему UART-USB переходник и работать с ним аналогичным образом. У ESP-01 будет меньше памяти и меньше выводов, которые можно задействовать, но в остальном работа с ним аналогичная.
NodeMCU - открытый бесплатный проект на основе скриптового языка Lua. Прошивка достаточно мощная и позволяет очень быстро реализовывать различные типовые проекты. Например, сегодня, в качестве знакомства, мы сделаем WiFi розетку с управлением с мобильного телефона и с Web-интерфейсом. Прошивка умеет исполнять Lua-скрипты как из последовательного UART порта (аналогично AT-командам) так и из внутренней flash памяти (выполняя скрипты). Lua скрипты сохраняются во Flash во внутренней файловой системе. Файловая система плоская, упрощенная. Т.е. без подкаталогов. Тем не менее – это круто. Не стоит забывать, что ESP8266 – это всего лишь микроконтроллер. Из скриптов так же можно получить доступ к файлам, читать и сохранять различную информацию. NodeMCU модульная. Что с одной стороны позволяет наращивать функционал, а с другой собрать прошивку только из требуемых модулей, не расходуя понапрасну память.
NodeMCU работает с протоколами обмена данными – HTTP, MQTT, JSON, CoAP.
Поддерживаются различные датчики –
акселерометры ADXL345,
магнитометры HMC5883L,
гироскопы L3G4200D,
датчики температуры и влажности AM2320, DHT11, DHT21, DHT22, DHT33, DHT44
датчики температуры, влажности, атмосферного давления BME280,
датчики температуры, атмосферного давления BMP085,
множество дисплеев работающих по шинам I2C, SPI . С возможностью работы с разными шрифтами.
TFT дисплеи ILI9163, ILI9341, PCF8833, SEPS225, SSD1331, SSD1351, ST7735,
умные светодиоды и LED контроллеры – WS2812, tm1829, WS2801, WS2812,
поддерживаются интерфейсы – 1-Wire, I2C, SPI, UART,
Также можно задействовать модуль шифрования, планировщик задач, часы реального времени, протокол синхронизации часов через интернет SNTP, таймеры, АЦП канал (один), проигрывать аудио файлы, формировать на выходах ШИМ-сигнал (до 6), использовать сокеты, есть поддержка FatFS, т.е можно подключать SD-карточки и так далее.
Lua – это интерпретируемый язык, который, как и большинство современных интерпретируемых языков, может хранить скомпилированные версии скриптов. Это позволяет увеличить скорость работы. Lua позиционируется как мультипарадигмовый. Он не сложный, и если Вы уже программировали на любом языке, то Lua Вы изучите очень быстро. Если Вы только начинаете программировать, тогда Lua удивит Вас своей доступностью для начинающих.
Есть некоторые особенности при работе с Lua на NodeMCU. В основном это связано с конечным объемом памяти микроконтроллера ESP8266. Нужно придерживаться простых правил и выдерживать стиль работы с Lua. Об этих правилах расскажу чуть позже. Если же сохранять такой же стиль, как и при написании программ на С, то у Вас не получиться ощутить всей мощи Lua и прошивки NodeMCU. Когда Вы начинаете писать на Lua, это увлекает, и Вы начинаете воплощать в жизнь все более объемные задачи. Вы теряете ощущение того, что вы работаете с микроконтроллером и невольно нагружаете задачами, которые не по плечу микроконтроллеру. Нужно помнить, что у ESP8266 ограниченные ресурсы и не следует его грузить задачами, которые под силу выполнить микрокомпьютерам или полноценным компьютерам.
Документация по LUA на русском языке: http://www.lua.ru/doc/
Изучаем LUA за 15 минут: http://tylerneylon.com/a/learn-lua/
Конечно, можно скачать исходные коды NodeMCU (https://github.com/nodemcu/nodemcu-firmware/releases/) и скомпилировать с нужными параметрами. Но мы не будет так делать. Существует сайт https://nodemcu-build.com , на котором можно собрать NodeMCU с необходимыми Вам модулями. Вы просто отмечаете те модули, которые Вам нужно, указываете свой e-mail и нажимаете внизу кнопку “Start ysour build “. Сначала на указанный e-mail приходит письмо о том что сборка началась. А затем извещение об окончании и ссылки для скачивания integer и float версий. Если в своем проекте Вы не будете использовать вычисления с плавающей запятой, тогда качайте “integer “. Не стоит жадничать и включать те модули, которые Вы не собираетесь использовать. В любой момент можно собрать новую прошивку, добавив недостающий модуль. Для примеров я собрал NodeMCU с такими модулями:
Теперь, когда у нас есть файл прошивки NodeMCU, его нужно залить в ESP8266. Прежде всего, при подключении платы NodeMCU к компьютеру должен появиться виртуальный Com порт. Как правило, последние версии Windows установки драйверов не требуют. Ubuntu сразу распознает подключенное устройство.
Прошить командой:
Sudo python esptool.py --port /dev/ttyUSB0 write_flash 0x00000 The_Path_To_The_NodeMCU_Firmware.bin
/Dev/ttyUSB0
– порт на котором висит ESP8266.
The_Path_To_The_NodeMCU_Firmware.bin
– путь к файлу прошивки.
Кстати, esptool можно использовать и под Windows. esptool написан на Pyton, для работы под Windows нужно установить Pyton .
esptool пригодиться нам для заливки бинарных файлов на файловую систему NodeMCU. Можно заливать любые файлы, в том числе скрипты. Скрипты можно писать хоть в Notepad, но я предпочитаю ESPlorer .
Для написания и заливки скриптов будем использовать программу ESPlorer. Это кроссплатформенная программа написана на Java и так же не требует установки. Работает одинаково как под Windows так и под Ubuntu.
Распаковываем архив.
Под Windows запускаем файл ESPlorer.bat
Sudo java-jar ESPlorer.jar
Указываем порт и скорость 9600 :
И нажимаем “Open “. Увидем следующще
У ESPlorer обнаружилась паршивая особенность. Он не всегда четко подключается к NodeMCU. Если попробовать послать любую команду (кнопкой Send ) в консоли пролетает мусор вместо нормального ответа. Иногда после нескольких повторов все налаживается. Если Вас это беспокоит, попробуйте изменить скорость подключения на 115200.
Приступим к созданию первого скрипта на языке Lua. Скрипт с именем init.lua стартует автоматически после запуска NodeMCU. Создадим файл init.lua .
напечатаем всего одну строчку:
Print("Yes it works!")
Сохраняем файл как init.lua . После сохранения файл выполниться и мы должны увидеть работу первого скрипта.
По умолчанию файл сохраняется и на диск компьютера и заливается на ESP8266.
Теперь о самой большой неприятности, которая есть у NodeMCU. При некоторых критических ошибках (это случается не так часто, но если случается, то запоминается на долго) NodeMCU может перезагружаться. И самое страшное, что может случиться – это циклическая перезагрузка. Это случается если допустить критическую ошибку в скрипте который стартует автоматически. NodeMCU стартует, выполняет “глючный” скрипт, нарывается на критическую ошибку и уходит в перезагрузку. И так до бесконечности.
Для того, чтобы обезопасить себя на этапе изучения NodeMCU, я использую описанный ниже прием. В стартовом скрипте init.lua запускаем таймер, который сработает только один раз и через указанное время (в данном случае через 5 секунд) выполнит процедуру запуска другого скрипта (в данном случае main.lua ). Больше ничего в скрипте init.lua не делаем. Все операции выполняются в скрипте main.lua . Таким образом, если мы допустим ошибку в скрипте main.lua , и NodeMCU уйдет в циклическую перезагрузку, после перезагрузки у нас будет 5 секунд для того чтобы удалить или исправить “глючный” скрипт.
Текст init.lua:
Print ("Waiting ...") tmr.register (0, 5000, tmr.ALARM_SINGLE, function (t) tmr.unregister (0); print ("Starting ..."); dofile ("main.lua") end) tmr.start (0)
Кроме того, такой подход позволяет легко включать в автозагрузку любо нужный скрипт, достаточно в файле init.lua вместо main.lua указать имя другого скрипта. Это очень удобно, когда вы на одной плате тестируете несколько проектов или несколько версий скрипта.
Для подключения к WiFi создаем main.lua и пишем:
WiFi Settup wifi.setmode(wifi.STATION) local cfg={} cfg.ssid="MyWiFi" cfg.pwd="MyWiFiPassword" wifi.sta.config(cfg) cfg = nil collectgarbage()
После успешного подключения модуль получить IP адрес. Узнать его можно с помощью команды:
Wifi.sta.getip()
Если мы хотим, чтобы ESP8266 создал свою собственную WiFi точку:
WiFi AP Settup wifi.setmode(wifi.STATIONAP) cfg={} cfg.ssid="ESPWIFI" cfg.pwd="1234567890" wifi.ap.config(cfg) cfg = nil collectgarbage()
Примечание: WiFi точка не поднимется, если пароль короче 8 символов. По умолчанию IP адрес точки всегда 192.168.4.1
Его можно узнать командой:
Wifi.ap.getip()
Что такое collectgarbage() ? Функция collectgarbage – это сборщик мусора. Ее следует вызывать в конце каждого скрипта. Обратите внимание, переменная cfg объявлена как local . Она будет доступна только в текущем скрипте. Если local убрать, то переменная cfg была бы глобальной и доступной в других скриптах.
Для управления реле (мы ведь собрались делать WiFi розетку) потребуется изучить работу с выводами GPIO . Пока попробуем использовать GPIO вывод в качестве выхода и устанавливать высокий и низкий уровень сигнала. Для наглядности подключим светодиод как показано на схеме.
My_pin_nummber = 1 -- Устанавливаем режим работы как выход gpio.mode (my_pin_nummber, gpio.OUTPUT) -- Задать высокий уровень gpio.write (my_pin_nummber, gpio.HIGH) -- Задать низкий уровень gpio.write (my_pin_nummber, gpio.LOW) -- Мигаем светодиодом 10 раз gpio.serout (1, gpio.HIGH, {+990000,990000}, 10, 1)
Нумерация выводов:
| IO index | ESP8266 pin |
| 0 | GPIO16 |
| 1 | GPIO5 |
| 2 | GPIO4 |
| 3 | GPIO0 |
| 4 | GPIO2 |
| 5 | GPIO14 |
| 6 | GPIO12 |
| 7 | GPIO13 |
| 8 | GPIO15 |
| 9 | GPIO3 |
| 10 | GPIO1 |
| 11 | GPIO9 |
| 12 | GPIO10 |
D0(GPIO16) can only be used as gpio read/write. No support for open-drain/interrupt/pwm/i2c/ow
Плата NodeMCU
Примечание: Существует несколько версий плат Nodemcu. Распиновка Вашей платы может отличаться.
Теперь сделаем сервер, который будет работать на указанном порту (пусть будет 333). Затем мы с помощью терминальной программы подключимся к нашему серверу, указав его IP и порт. И потом будем обмениваться данными.
Скрипт main.lua:
WiFi AP Settup wifi.setmode(wifi.STATIONAP) cfg={} cfg.ssid="ESPTEST" cfg.pwd="1234567890" wifi.ap.config(cfg) --Create Server sv=net.createServer(net.TCP) function receiver(sck, data) -- Print received data print(data) -- Send reply sck:send("Recived: "..data) end if sv then sv:listen(333, function(conn) conn:on("receive", receiver) conn:send("Hello!") end) end print("Started.")
Теперь наш скрипт поднимает Wi-Fi точку, создает сервер, который на порту 333 ожидает подключения. В момент подключения сервер отправит клиенту строку “Hello! “, а приняв от клиента данные, вернет ему строку “Recived: ” и дальше все, что он принял.
Теперь мы можем подключиться мобильным телефоном к Wi-Fi точке ESP8266. В принципе, создавать точку не обязательно. Вы можете переписать скрипт и сделать так, чтобы ESP8266 подключался к Вашей WiFi сети. Тогда Вам нужно узнать его IP и далее использовать его вместо 192.168.4.1, который далее используется в примерах.
Но нам еще нужна терминальная программа для подключения на IP адрес ESP8266 (192.168.4.1) и указанный порт (333). На обычном компьютере можно установить PuTTY . Для мобильных телефонов под Android я использую JuiceSSH .
Устанавливаем и запускаем RoboRemoFree
Создаем подключение к серверу. Желательно чтобы мобильный телефон/планшет был подключен к той-же WiFi сети, где находиться сервер. В данном случае наш ESP8266. Заходим в “Menu”, выбираем пункт “connect”
Выбираем тип подключения “Internet (TCP)”
Указываем IP и порт
Выбираем интерфейс. Программа позволяет создавать несколько интерфейсов с разными органами управления.
Затем переходим в режим редактирования интерфейса
Нажимаем на свободном пространстве и выбираем, что мы хотим установить. Мы будем использовать кнопки. Выбираем “button”
После чего на интерфейс будет установлена кнопка. Ее можно перемещать и изменять ее размеры.
Чтобы изменить название на кнопке, нужно нажать не ней и выбрать пункт “Set text”
Затем укажем еще один параметр – “set press action”. Зададим “1”. При нажатии кнопки будет отправлена указанная строка по созданному нами подключению. Т.е. Наш ESP8266 получит символ “1” и включит светодиод.
Аналогично создадим кнопку “Off” и установим set press action “0”.
Наш интерфейс готов. Выходим из режима редактирования, выполнив пункт меню “don’t edit ui”.
Если подключение к серверу (ESP8266) было успешным, можно пользоваться. По нажатию кнопки “On” светодиод должен загореться, по нажатию кнопки “Off” светодиод должен погаснуть.
Есть и другой путь – можно сделать Web интерфейс и управлять светодиодом еще и через браузер.
Тот же скрипт + Web интерфейс:
WiFi AP Settup wifi.setmode(wifi.STATIONAP) cfg={} cfg.ssid="ESPTEST" cfg.pwd="1234567890" wifi.ap.config(cfg) --Set Pin mode my_pin_nummber = 1 gpio.mode(my_pin_nummber, gpio.OUTPUT) --Create Server sv=net.createServer(net.TCP) function receiver(sck, data) if string.sub (data, 0, 1) == "1" then gpio.write(my_pin_nummber, gpio.HIGH) else if string.sub (data, 0, 1) == "0" then gpio.write(my_pin_nummber, gpio.LOW) end end print(data) end if sv then sv:listen(333, function(conn) conn:on("receive", receiver) conn:send("Hello!") end) end --Create HTTP Server http=net.createServer(net.TCP) function receive_http(sck, data) local request = string.match(data,"([^\r,\n]*)[\r,\n]",1) if request == "GET /on HTTP/1.1" then gpio.write(my_pin_nummber, gpio.HIGH) end if request == "GET /off HTTP/1.1" then gpio.write(my_pin_nummber, gpio.LOW) end sck:on("sent", function(sck) sck:close() end) local response = "HTTP/1.0 200 OK\r\nServer: NodeMCU on ESP8266\r\nContent-Type: text/html\r\n\r\n".. "
Небольшое пояснение как работает web-сервер вообще, и наш скрипт в частности. Стандартный порт для web-сервера – 80. Т.е. когда Вы в браузере набираете http://192.168.4.1/ , то браузер подключается к серверу (192.168.4.1) на порт 80 и отправляет запрос. Запрос выглядит примерно так:
GET / HTTP / 1.1 Host: 192.168.4.1 User-Agent: Mozilla / 5.0 (Windows NT 5.1; rv: 2.0.1) Gecko / 20100101 Firefox Accept: text / html, application / xhtml + xml, application / xml; q = 0.9, * / *; q = 0.8 Accept-Language: ru-RU, ru; q = 0.8, en-US; q = 0.5, en; q = 0.3 Accept-Encoding: gzip, deflate Connection: keep-alive Upgrade-Insecure-Requests: 1
Для нас представляет интерес первая строка запроса: “GET / HTTP/1.1 “. В ней указан URL. Если в браузере набрать http://192.168.4.1/on , тогда в первой строке запроса будет “GET /on HTTP/1.1 “. А если в браузере набрать http://192.168.4.1/off тогда будет “GET /off HTTP/1.1 “. Именно эту строку и анализирует скрипт и в зависимости от полученного URL включает или отключает светодиод.
Далее скрипт отправляет html страничку. Но после отправки нужно разорвать подключение. Поскольку отправка занимает некоторое время, а ждать окончания отправки технически глупо, на событие “sent ” (отправлено) подключим функцию со строкой sck:close() . Это делается в строке: sck:on(“sent”, function(sck) sck:close() end). П осле чего выполняется отправка html страницы sck:send(response). С крипт продолжает работу. Когда ответ будет полностью отправлен, сработает sck:close() .
Страницы большого размера таким образом отправить не получится. Весомое содержимое нужно отправлять кусками. Подробнее об этом будет рассказано в другой статье.
Внимание! Напряжение более 40 Вольт опасно для жизни человека! Будьте внимательны и аккуратны, собирая схему и подключая бытовые приборы. Не прикасайтесь к токоведущим частям.
А теперь вместо светодиода подключим модуль реле, а в качестве нагрузки – скажем лампу, обогреватель, компрессор для аквариума, вентилятор и т.п.
При подключении реле могут быть нюансы. Если блок реле с оптической развязкой (с оптопарой), то, скорее всего, Вам ничего переделывать не придется. Если блок реле без оптической развязки, как у меня, тогда придется переделать работу с GPIO, поскольку во первых реле включается низким уровнем, а не высоким, а во вторых высокий уровень ESP8266 – это 3.3В, для 5-ти вольтового блока реле этого не достаточно, поэтому мне пришлось настроить выход как OPENDRAIN, после чего все заработало как надо.
Финальная версия скрипта выглядит так:
WiFi AP Settup wifi.setmode(wifi.STATIONAP) cfg={} cfg.ssid="ESPTEST" cfg.pwd="1234567890" wifi.ap.config(cfg) --Set Pin mode my_pin_nummber = 1 --gpio.mode(my_pin_nummber, gpio.OUTPUT) gpio.mode(my_pin_nummber, gpio.OPENDRAIN) --Create Server sv=net.createServer(net.TCP) function receiver(sck, data) if string.sub (data, 0, 1) == "1" then --gpio.write(my_pin_nummber, gpio.HIGH) gpio.write(my_pin_nummber, gpio.LOW) else if string.sub (data, 0, 1) == "0" then --gpio.write(my_pin_nummber, gpio.LOW) gpio.write(my_pin_nummber, gpio.HIGH) end end print(data) end if sv then sv:listen(333, function(conn) conn:on("receive", receiver) conn:send("Hello!") end) end --Create HTTP Server http=net.createServer(net.TCP) function receive_http(sck, data) print(data) local request = string.match(data,"([^\r,\n]*)[\r,\n]",1) if request == "GET /on HTTP/1.1" then --gpio.write(my_pin_nummber, gpio.HIGH) gpio.write(my_pin_nummber, gpio.LOW) end if request == "GET /off HTTP/1.1" then --gpio.write(my_pin_nummber, gpio.LOW) gpio.write(my_pin_nummber, gpio.HIGH) end sck:on("sent", function(sck) sck:close() collectgarbage() end) local response = "HTTP/1.0 200 OK\r\nServer: NodeMCU on ESP8266\r\nContent-Type: text/html\r\n\r\n".. "
Теперь мы можем включать и выключать “розетку” с мобильного телефона с помощью программы RoboRemoFree или с помощью браузера. Разумеется, с обычного компьютера через браузер тоже можно управлять.
Все это хорошо, но что дальше? Если у нас будет 5, 10, 20 подобных устройств? Как их объединить, чтобы не надо было подключаться к каждому устройству отдельно. Для этого существует протокол MQTT, но это будет отдельная тема. А пока мы изучим возможности ESP8266 и NodeMCU.
1. Не пишите длинные скрипты. Размер памяти ESP8266 не бесконечен. Разбивайте программу на функциональные модули и делайте их в виде отдельных скриптов, запуская их с помощью dofile() . Например, код подключения к Wifi:
WiFi Settup wifi.setmode (wifi.STATION) local cfg = {} cfg.ssid = "MyWiFi" cfg.pwd = "MyWiFiPassword" wifi.sta.config (cfg) cfg = nil collectgarbage ()
можно вынести в отдельный скрипт “wifi.lua ” и выполнить его из основного скрипта командой dofile(“wifi.lua”) .
2. Переменные, которые используются только в текущем скрипте объявляйте как local . В конце скрипта, когда переменная уже не нужна, присваивайте ей значение nil и явно вызывайте сборщик мусора collectgarbage()
Как проверить ESP8266
Для проверки ESP8266, который вы только что приобрели, потребуется .
Внимание! Допустимый диапазон напряжения питания модуля ESP8266 от 3,0 до 3,6 вольт. Подача повышенного напряжения питания на модуль гарантированно приведет к выходу ESP8266 из строя.
Чтобы проверить ESP8266 ESP-01 достаточно подключить три пина: VCC и CH_PD (chip enable) к питанию 3,3 вольт, а GND к земле. Если у вас не ESP-01, а другой модуль и на нем выведен GPIO15, то дополнительно еще потребуется подключить GPIO15 к земле.
При успешном старте заводской прошивки на модуле ESP8266 загорится красный светодиод (индикатор питания, на некоторых версиях модуля, например ESP-12, может отсутствовать) и пару раз мигнет синий (это индикатор передачи данных от модуля к терминалу по линии TX-RX, может иметь другой цвет) и в вашей беспроводной сети должна появится новая точка доступа с именем «ESP_XXXX», которую вы сможете увидеть с любого WiFi устройства. название точки доступа зависит от производителя прошивки и может быть другим, например AI-THINKER_AXXXXC. Если точка доступа появилась, то можно продолжить эксперименты далее, если нет, то еще раз проверьте питание, CH_PD, GND и если все подключено правильно то, скорее всего, у вас неисправный модуль, но есть надежда, что прошивка в модуле с нестандартными настройками и, возможно, вам поможет перепрошивка.
В минимальный набор для подключения и прошивки модуля ESP8266 входит:
Красный — питание 3,3в
Черный — GND
Желтый — на стороне ESP8266 — RX, на стороне USB-TTL — TX
Зеленый — на стороне ESP8266 — TX, на стороне USB-TTL — RX
Оранжевый — CH_PD (CHIP ENABLE) — должен быть всегда подтянут к питанию
Синий — GPIO0 — подключен через выключатель к земле для включения режима перепрошивки модуля. Для обычного старта модуля GPIO0 можно оставить никуда не подключенным.
Розовый на правой схеме — нестабилизированное питание 5-8 вольт
4. Для старта модуля разорвите цепь GPIO0 — GND и можете подавать питание (причем именно в таком порядке: сначала убеждаемся, что GPIO0 «висит в воздухе», затем подаем питание на VCC и CH_PD)
Внимание! В вышеприведенных, реально работающих, примерах подключения ESP8266 используется подключение выводов ESP8266 «напрямую» к земле и питанию, либо «висячее в воздухе», как у нас никуда не подключен RESET, что является абсолютно неправильным и пригодно только для пары первых экспериментов, хотя и вполне работоспособно на подавляющем большинстве модулей. «Напрямую» к питанию подключается только вывод VCC, остальные выводы: CH_PD, RESET, GPIO0, GPIO2, должны быть подтянуты (pullup) к питанию (VCC) через резистор от 4,7 до 50 кОм. «Напрямую», к минусу (общему проводу) питания подключаем только GND, а GPIO0 подтягиваем (pulldown) тоже через резистор до 10k к GND для перевода модуль в режим загрузки прошивки. Если вы планируете и дальше экспериментировать с ESP8266, то сделайте , впрочем так же как и для любых других микроконтроллеров. Детальное описание pullup и pulldown выходит за рамки данной статьи, но вы сможете легко нагуглить описание правильного подключения портов ввода-вывода. « » подключение позволит вам избежать множества «чудес» и проблем и будет неизбежно необходимым при возникновении затруднений с запуском или перепрошивкой модуля ESP8266.
Если вы планируете заниматься с ESP8266 больше, чем один вечер, то вам потребуется вариант подключения, обеспечивающий более высокую стабильность. Ниже приводятся две схемы подключения: с поддержкой автозагрузки прошивки из , и без нее.
Схема подключения ESP8266 (без автозагрузки прошивки, прошиваемся предварительно установив перемычку BURN и перезагрузив модуль)
Схема подключения с поддержкой автозагрузки прошивки из Arduino IDE, UDK, Sming. Для Flash Download Tool и XTCOM_UTIL, возможно, потребуется отключение RTS/DTR. Если RTS и DTR вам отключать неудобно, то можно добавить в схему перемычки
На этих схемах не показано подключение ADC и свободных GPIO — их подключение будет зависеть от того, что вы захотите реализовать, но если хотите стабильности, то не забудьте притянуть все GPIO к питанию (pullup), а ADC к земле (pulldown) через подтягивающие резисторы.
Резисторы на 10k могут заменены на другие от 4,7k до 50k, за исключением GPIO15 — его номинал должен быть до 10k. Номинал конденсатора, который сглаживает высокочастотные пульсации, может быть другим.
Соединение RESET и GPIO16 через резистор deep sleep на 470 Ом вам потребуется, если вы будете использовать режим deep sleep: для выхода из режима глубокого сна модуль перезагружает сам себя, подавая низкий уровень на GPIO16. Без этого соединения глубокий сон будет вечным для вашего модуля.
На первый взгляд на этих схемах кажется, что GPIO0, GPIO2, GPIO15, GPIO1 (TX), GPIO3 (RX) заняты и вы не можете их использовать для своих целей, но это не так. Высокий уровень на GPIO0 и GPIO2, низкий на GPIO15 требуются только для старта модуля, а в последующем вы можете использовать их по своему усмотрению, только не забудьте обеспечить требуемые уровни до перезагрузки модуля.
Можно использовать и TX, RX как GPIO1 и GPIO3 соответственно, не забывая о том, что при старте модуля любая прошивка будет дергать TX, отправляя отладочную информацию в UART0 на скорости 74480, но после успешной загрузки вы можете использовать их не только как UART0 для обмена данными с другим устройством, но и как обычные GPIO.
Для модулей, имеющих меньшее количество разведенных пинов, как например, ESP-01 подключение неразведенных пинов не требуется, т.е. на ESP-01 разведены только: VCC, GND, GPIO0, GPIO2, CH_PD и RESET — вот только их и подтягиваете. Нет никакой необходимости припаиваться прямо к микросхеме ESP8266EX и притягивать неразведенные пины, только если вам это .
Данные схемы подключения родились после множества экспериментов, проведенных нашими форумчанами и собраны по крупицам из разрозненной и недоступной изначально документации нашим сообществом, я всего лишь постарался объединить эти знания в одном месте. Множество советов по подключению вы найдете . Там же вы сможете задать интересующие вас вопросы или найти . Если вы увидели ошибку, неточность в этой статье или вам есть что добавить, то .
Внимание! Даже эти схемы нельзя назвать «идеальными». Совершенству нет предела: удобно подключить второй USB-TTL к UART1 (c ESP8266 можно взять только GND и UTXD1, т.е. GPIO2) для подключения отладочного терминала (потребуется второй USB-TTL конвертер) — тогда можно будет прошивать модуль ESP8266 через UART0 без отключения терминала отладки на UART1. Неплохо будет подключить резисторы малого номинала к выводам обоих UART, поставить диод в линию RTS, добавить конденсатор в линию питания для гашения низкочастотных импульсов и т.д. Очень удобно, например, сделано в этой отладочной плате : на все GPIO подключены светодиоды, на ADC подключен фоторезистор, но жаль, что нет кнопки RESET и перемычка только одна на GPIO0.
Правильным будет сказать вам, что не существует идеальной и в тоже время универсальной схемы подключения ESP8266. Все дело в том, что очень многое зависит от прошивки, которую вы собираетесь туда залить. Вышеприведенные схемы рассчитаны на новичков, которые только начинают осваивать ESP8266, для экспериментов. Для реальных проектов, возможно, вам придется немного изменить схему. Например, для нужно подключить RTS к GPIO15, а CTS к GPIO13. Также в реальных проектах рекомендую уделить особое внимание питанию.
Если у вас под рукой не оказалось USB-TTL конвертера на 3,3в, но есть Arduino со встроенным USB-TTL конвертером, то можно использовать такую схему подключения
На что обратить внимание:
1. Arduino Reset подключен к GND (синий провод) чтобы не запускался микроконтроллер на Arduino, в данном виде мы используем Arduino как прозрачный USB-TTL конвертер
2. RX и TX подключены не «на перекрест», а прямо — RX — RX (зеленый), TX — TX (желтый)
3. Все остальное подключено так же, как и в предыдущих примерах
Внимание! В этой схеме также требуется согласовывать уровни TTL 5 вольт Arduino и 3.3 вольта на ESP8266, однако неплохо работает и так.
Внимание! На Arduino может быть установлен стабилизатор питания, который не выдержит ток, требуемый для ESP8266, поэтому прежде, чем производить подключение сверьтесь с даташитом на тот стабилизатор, который установлен именно у вас. Не подключайте другие энергопотребляющие компоненты одновременно с ESP8266 в связи с риском выхода из строя встроенного в Arduino стабилизатора питания.
С подключением к последовательному порту придется немного поколдовать: в связи с разнообразием прошивок для ESP8266, подключение может осуществляться на разных скоростях. Нужную скорость можно определить путем простого перебора трех вариантов: 9600, 57600 и 115200. Как осуществить перебор? Подключаетесь в терминальной программе к вашему виртуальному последовательному порту выставив следующие параметры: 9600 8N1, затем перезагружаете модуль, отключив CH_PD (chip enable) от питания (USB-TTL при этом остается подключенным к USB) и снова включаете (т.е. просто передергиваете CH_PD, почему не передергиваем питание — читаем , также можно кратковременно замкнуть RESET на землю для перезагрузки модуля) и наблюдаете данные в терминале. Во-первых, светодиоды на ESP8266 должны гореть как описано в начале статьи в разделе . Во-вторых, в терминале вы должны увидеть «мусор» из разных символов, оканчивающийся строкой «ready». Если «ready» мы не видим, то переподключаемся терминалом на другой скорости и снова перезагружаем модуль.
На одном из вариантов скорости «ready» вы все-таки увидите — поздравляем, ваш модуль готов к работе. Если нет, то добро пожаловать — мы постараемся помочь, но предварительно почитайте .
Немного подробнее о «мусоре». Дело в том, что при старте прошивки, UART модуля ESP8266 переключается на скорость передачи 74 880 (вот такие забавные эти китайцы) выдает в UART отладочную информацию, затем переключает скорость порта на 115200 (ну или на 9600 или 57600 в зависимости от версии прошивки), так вот эта отладочная информация и видится нам как мусор, т.к. мы подключаемся к модулю на другой скорости. Можете подключится к ESP8266 на скорости 74 880 ( поддерживает эту скорость) и вы эту отладочную информацию увидите, будет что-то вроде этого:
wdt reset load 0x40100000, len 25052, room 16 tail 12 chksum 0x0b ho 0 tail 12 room 4 load 0x3ffe8000, len 3312, room 12 tail 4 chksum 0x53 load 0x3ffe8cf0, len 6576, room 4 tail 12 chksum 0x0d csum 0x0d
wdt reset load 0x40100000 , len 25052 , room 16 tail 12 chksum 0x0b ho 0 tail 12 room 4 load 0x3ffe8000 , len 3312 , room 12 Что делать дальшеЕсли у вас новый модуль, то, скорее всего, в нем прошита одна из старых кастомных AT прошивок. Скорее всего это какой-нибудь AI-THINKER AT v0.16 SDK v0.9.2. Проверить версию прошивку вы можете командой «AT+GMR», т.е. прямо в терминальной программе набираете AT+GMR без кавычек и жмете Enter. Модуль должен ответить «OK» и выдать версию прошивки (например, «0016000092» — в разных версиях AT прошивок формат вывода версии отличается). Управление модулем ESP8266 AT командами заслуживает отдельной статьи, однако вы легко сможете разобраться с этим и сами, воспользовавшись одним из наших справочников по AT командам: На момент написания этой статьи актуальная версия прошивки для ESP8266: Обновление прошивки ESP8266Модуль ESP8266 замечателен тем, что не требует специального программатора — обновление прошивки производится на том же железе, на котором вы подключаете модуль ESP8266 к компьютеру, т.е. тоже через USB-TTL конвертер (ну или Arduino или RPi). Для обновление прошивки на модуле ESP8266 проделайте следующее: 1. Скачайте новую версию прошивки с нашего сайта из раздела (вот ссылка на на момент написания этой статьи) 2. Скачайте одну из утилит для прошивки ESP8266 в зависимости от вашей операционной системы из раздела с нашего сайта |
Для работы с RemoteXY модуль ESP8266 должен иметь версию прошивки с поддержкой AT команд не ниже v0.40. Для проверки версии модуля, а так же для изменения прошивки в случае необходимости, подключите модуль к компьютеру через последовательный порт. Модуль можно подключить через плату Arduino или через USB-UART адаптер.
При использовании Arduino основной чип ATmega переводится в режим сброса, активным остается только встроенный USB-UART преобразователь. Для этого контакт RESET соединяется с землей. Контакты RX и TX подключаются к ESP8266 напрямую, а не крест накрест, как если бы они подключались для работы с контроллером.
Преобразователь должен иметь выход источника 3.3V для питания ESP8266. Так же этот источник должен обеспечить необходимый ток не менее 200мА.
Контакт CPIO0 определяет режим работы модуля. При не подключенном контакте модуль работает в штатном режиме и выполняет AT команды. При замыкании контакта на землю, модуль переводится в режим обновления встроенной прошивки. Перевод модуля в режим прошивки требует, что бы контакт CPIO0 был подключен к «земле» в момент подачи питания на модуль. Если замыкать контакт при работающем модуле, перевод модуля в режим обновления прошивки не произойдет.
Для отправки AT команд и просмотра ответов необходимо использовать любую программу монитора последовательного порта. Очень хорошо подходит терминальная программа из Arduino IDE. В программе необходимо установить режим отправки команд с завершающим символом перевода строки и возвратом каретки. Скорость работы модуля по умолчанию 115200 бит/сек. Для работы модуля в штатном режиме контакт CPIO0 должен быть отключен.
Проверить текущую версию прошивки можно выполнив AT команду: AT+GMR. Пример ответа модуля:
AT version:0.40.0.0(Aug 8 2015 14:45:58)
SDK version:1.3.0
Build:1.3.0.2 Sep 11 2015 11:48:04
OK
Так же стоит узнать размер флеш памяти вашего модуля, от этого зависят настройки адресов загрузки данных при обновлении прошивки. В данной инструкции описана прошивка модуля с размером флеш памяти 8Mbit(512KB+512KB) или 16Mbit(1024KB+1024KB), как наиболее распространенных. Размер флеш памяти можно узнать, выполнив AT команду сброса модуля: AT+RST.
Ets Jan 8 2013,rst cause:2, boot mode:(3,1)
Load 0x40100000, len 1396, room 16
tail 4
chksum 0x89
load 0x3ffe8000, len 776, room 4
tail 4
chksum 0xe8
load 0x3ffe8308, len 540, room 4
tail 8
chksum 0xc0
csum 0xc0
2nd boot version: 1.4(b1)
SPI Speed: 40MHz
SPI Mode: DIO
SPI Flash Size & Map: 8Mbit(512KB+512KB)
jump to run user1 @ 1000
#т#n"t use rtc mem data
slЏ‚rlМя
Ai-Thinker Technology Co.,Ltd.
Для обновлении прошивки необходимо скачать программу для прошивки и саму прошивку. Программа для прошивки ESP8266 будем использовать Flash Download Tools v2.4 с официального сайта Espressif Systems. Ссылка на страницу загрузки на официальном сайте: . Необходимо перейти в раздел "Tools".
Ссылка на программу в нашем файловом хранилище: FLASH_DOWNLOAD_TOOLS_v2.4_150924.rar
Прошивку так же можно скачать с официального сайта. Ссылка на страницу загрузки на официальном сайте: . Необходимо перейти в раздел «SDKs & Demos» и загрузить прошивку ESP8266 NONOS SDK версии не менее v1.3.0. Именно с этой версии прошивки реализована поддержка AT команд v0.40 и более.
Ссылка на прошивку в нашем файловом хранилище: esp8266_nonos_sdk_v1.4.0_15_09_18_0.rar
Все скаченные файлы необходимо распаковать и поместить в каталог, где полный путь к файлам состоит только из латинских символов, то есть без символов локализации языка.
Запускаем программу прошивки Flash Download Tools v2.4 (одноименный.exe файл). В открывшемся окне необходимо правильно указать загружаемые файлы и настройку соединения.
Загружаемые файлы располагаются в каталоге bin архива с прошивкой. Для каждого файла необходимо указать правильный адрес загрузки. Используйте следующую таблицу для выбора файлов и назначения адресов:
Установите следующие параметры настройки:
Для старта прошивки необходимо нажать кнопку "START".
1. Подключите модуль к компьютеру согласно схеме подключения в этой статье.
2. Запустите монитор последовательного порта. Выполните AT команды AT+RST и AT+GMR для определения текущей версии прошивки и размера памяти модуля. Этот шаг так же позволяет проверить правильность подключения модуля.
3. Запустите программу прошивки Flash Download Tools, правильно настройте загружаемые файлы, установите настройки.
4. Отключите питание модуля ESP8266.
5. Соедините контакт CPIO0 на землю.
6. Подайте питание на модуль ESP8266.
7. Нажмите в программе прошивки кнопку START
8. Дождитесь окончания прошивки модуля. По окончании прошивки появится надпись FINISH зеленого цвета.
9. Отсоедините питание модуля ESP8266. Отсоедините землю с контакта CPIO0.
10. Включите модуль, запустите монитор последовательного порта. Убедитесь в работоспособности модуля и новой версии прошивки выполнив AT команду AT+GMR.
