Mikrocontroller ESP8266: Tilslutning og opsætning

Mange brugere har allerede gjort opmærksom på chip ESP8266-12, udgivet af Espressif. Dens pris er meget billigere sammenlignet med standard Bluetooth adapter, og selv med mindre dimensioner varierer det betydeligt i sine bredere muligheder. Nu har alle hjemmeforældre mulighed for at arbejde i et Wi-Fi-netværk i to tilstande på én gang, det vil sige at forbinde deres computer til ethvert adgangspunkt eller at inkludere det som et sådant punkt.

På den anden side skal du forstå korrekt, at sådanne kort ikke kun er maskiner, der kun er designet til Wi-Fi-kommunikation. ESP8266 selv er en mikrocontroller med sine egne UART-, GPIO- og SPI-grænseflader, det vil sige det kan bruges som en helt autonom enhed. Mange efter frigivelsen af denne chip kaldte den den mest reelle revolution, og over tid vil sådanne enheder blive bygget i selv de enkleste former for teknologi, men hidtil er enheden relativt ny, og der er ingen stabil firmware på den. Mange specialister rundt om i verden forsøger at opfinde deres egen firmware, fordi det ikke er meget svært at fylde dem i lønnen, men på trods af de forskellige vanskeligheder kan enheden nu kaldes ganske brugbar.

I øjeblikket betragtes kun to muligheder for brug af dette modul:

• Brug kortet i kombination med en ekstra mikrocontroller eller computer, som styres af modulet gennem UART.
• Selvskrivende firmware til chipet, som giver dig mulighed for senere at bruge det som en selvstændig enhed.

Det er helt naturligt, at vi ikke vil overveje en uafhængig firmware i dette tilfælde.

Når man ser på brugervenlighed og gode egenskaber, giver mange mennesker blandt de mange mikrocontrollere deres preference til ESP8266. Tilslutning og opdatering af firmware på denne enhed er ekstremt enkelt og overkommelig, og udføres på samme hardware, som hardwaren er tilsluttet computeren. Det er også via USB-TTL-konverter, eller hvis nogen foretrækker andre muligheder for tilslutning, kan implementeres gennem RPi og Arduino.

Hvordan man tjekker

For at teste effektiviteten af den enhed, du lige har købt, skal du bruge en speciel stabiliseret spændingskilde nominel til 3,3 volt. Det skal med det samme bemærkes, at det aktuelle spændingsområde for dette modul er 3 til 3,6 volt, og forsyningen med højspænding vil straks føre til, at du bare deaktiverer din ESP8266. Firmware og anden software efter en lignende situation kan begynde at virke forkert, og du skal allerede reparere enheden eller på en eller anden måde rette den.

For at bestemme driften af denne model af mikrocontrolleren, behøver du bare at forbinde tre ben:

• CH_PD og VCC er forbundet til 3.3V strømforsyning.
• GND er forbundet til jorden.

Hvis du ikke bruger ESP-01, men et andet modul, og det allerede har en GPIO15-udgang fra starten, så skal du og den også være forbundet med jorden.

Hvis fabriksfirmaet er startet normalt, kan du se en rød LED, og så blinker et blåt et par gange. Det skal dog bemærkes, at ikke alle enheder i ESP8266 serien har en rød strømindikator. Firmware på nogle enheder sørger ikke for, at den røde indikator lyser, hvis der ikke er nogen rød indikator i modulet (dette gælder især for ESP-12-modellen).

Når det trådløse netværk er blevet tilsluttet, aktiveres et nyt adgangspunkt, som kaldes ESP_XXXX, og det kan detekteres fra enhver enhed, der har adgang til Wi-Fi. I dette tilfælde afhænger navnet på adgangspunktet direkte af producenten af den firmware, du bruger, og kan derfor være en anden.

Hvis punktet virkelig vises, kan du fortsætte eksperimenterne, ellers skal du tjekke strømmen og den korrekte forbindelse mellem GND og CH_PD, og hvis alt er tilsluttet korrekt, så sandsynligvis forsøger du stadig at bruge det ødelagte modul eller Det installerede simpelthen firmwaren med ikke-standardindstillinger.

Hvordan kan jeg hurtigt forbinde det?

Standardsætet, der kræves for at forbinde dette modul, omfatter følgende:

• Selve modulet;
• Loddefri prototyperplade;
• Et komplet sæt af mama-dad-ledninger, designet til brødbrættet eller et specielt kabel DUPONT MF;
• USB-TTL konverter baseret på PL2303, FTDI eller enhver lignende chip. Den mest optimale løsning er, hvis RTS og DTR også udskrives på USB-TTL-adapteren, fordi det tillader hurtig download af firmwaren fra enhver UDK, Arduino IDE eller Sming, uden at man selv skal skifte GPIO0 manuelt til jorden.

Hvis du bruger en konverter til 5 volt, skal du købe en ekstra strømregulator baseret på chip 1117 eller lignende, samt en strømkilde (for en standard 1117, selvom en normal opladning fra en smartphone til 5 volt er ret egnet). Det anbefales ikke at bruge Arduino IDE eller USB-TTL som strømkilde til ESP8266, men brug en separat, da dette i sidste ende kan slippe af med mange problemer.

Et udvidet sæt til komfortabel og permanent drift med modulet giver brug for ekstra strømforbindelser, modstande, LED'er og DIP-switche. Derudover kan du også bruge en billig USB-skærm, som giver dig mulighed for konstant at overvåge mængden af strøm, der forbruges, og også beskytte USB-bussen lidt fra forekomsten af en kortslutning.

Hvad skal jeg gøre?

Først og fremmest er det værd at bemærke, at ESP8266-kontrollen kan være lidt anderledes afhængigt af hvilken bestemt model du bruger. Der er mange sådanne moduler i dag, og det første, der skal bruges, er at identificere den model, du bruger og bestemme dens pinout. I denne vejledning vil vi tale om at arbejde med ESP8266 ESP-01 V090 modulet, og hvis du bruger en anden model med en pin-out GPIO15 (HSPICS, MTDO), skal du trække den til jorden for både standardmodulets start og At bruge firmware-tilstanden.

Derefter kontrolleres, at strømforsyningsspændingen til det tilsluttede modul er 3,3 volt. Som nævnt ovenfor er det tilladte område 3 til 3,6 volt, og i tilfælde af en forøgelse svigter apparatet, men forsyningsspændingen kan endda være godt under 3 volt, som er angivet i dokumenterne.

Hvis du bruger en USB-TTL-konverter på 3.3 volt, skal du i dette tilfælde tilslutte modulet nøjagtigt som på venstre side af billedet nedenfor. Hvis du kun bruger en fem-volt USB-TTL, skal du være opmærksom på højre side af billedet. Mange tror måske, at det rigtige kredsløb er mere effektivt, fordi det bruger en separat strømforsyning, men i virkeligheden er det i tilfælde af brug af en USB-TTL-omformer på 5 volt det yderst ønskeligt at lave en ekstra skillevæg på modstandene for at sikre matchning af tre volt og fem volt Logiske niveauer, eller brug simpelthen niveaukonverteringsmodulet.

Tilslutningsfunktioner

I den rigtige figur er der en UTXD (TX) -forbindelse samt URXD (RX) i dette modul til fem-volt logikken TTL, og sådanne procedurer udføres kun på egen risiko. ESP8266-beskrivelsen viser, at modulet effektivt kun virker med 3,3-volts logik. I de fleste tilfælde fejler udstyret ikke, selv i tilfælde af fem-volt logik, men i nogle tilfælde forekommer sådanne situationer, så denne forbindelse anbefales ikke.

Hvis du ikke har mulighed for at bruge en specialiseret USB-TTL-konverter på 3,3 volt, kan du anvende en divider til modstandene. Det er også værd at bemærke, at strømregulatoren 1117 er forbundet uden ekstra omdrejning, og det er virkelig en arbejdsteknologi, men det er bedst at bruge 1117-forbindelsessystemet med kondensatorbånding. Du skal kontrollere det med ESP8266-databladet på stabilisatoren eller bruge den fuldt klarede Modul baseret på base 1117.

For at starte modulet skal du bryde GPIO0-TND kredsløbet, hvorefter du kan tænde strømmen. Det skal bemærkes, at du skal gøre alt i denne rækkefølge, det er først at sikre, at GPIO0 "hænger i luften", og kun derefter anvende strøm til CH_PD og VCC.

Hvordan tilsluttes det korrekt?

Hvis du kan afsætte mere end en aften for korrekt at forbinde ESP8266-modulet, kan du bruge en mere stabil løsning. I diagrammet ovenfor ser du en forbindelsesindstilling med automatisk firmware download.

Det er værd at bemærke, at billedet ovenfor ikke viser brugen af gratis GPIO eller ADC, og deres forbindelse afhænger direkte af, hvad du vil implementere, men hvis du vil sikre stabilitet, skal du ikke glemme at trække alle GPIO til magten og ADC til jorden Brug af pull-up modstande.

Modstandere på 10k kan om nødvendigt udskiftes af andre i størrelsesordenen fra 4,7k til 50k, eksklusive GPIO15, da deres rating ikke skal være mere end 10k. Den nominelle kondensator, udjævning af højfrekvente pulseringer, kan være noget anderledes.

Tilslutning af RESET og GPIO16 ved brug af en dyb sovemodstand på 470 ohm kan blive nødvendig, når du bruger den rigtige tilstand, fordi modulet udfører en fuld nulstilling for at afslutte dyb sovemodus, hvilket giver et lavt niveau på GPIO16. Hvis denne forbindelse ikke er til stede, vil den dybe søvntilstand for dit modul vare for evigt.

Ved første øjekast kan det forekomme, at GPIO0, GPIO1 (TX), GPIO2, GPIO3 (RX) og GPIO15 er optaget, så du kan ikke bruge dem til dine formål, men det er faktisk langt fra sagen. Et tilstrækkeligt højt niveau på GPIO0 og GPIO2 samt et lavt niveau på GPIO15 kan kun kræves for den indledende lancering af modulet, og i fremtiden er det allerede muligt at anvende dem efter eget valg. Det eneste, der er værd at bemærke er - glem ikke at levere de krævede niveauer, før du genstarter din hardware fuldt ud.

Du kan også bruge TX, RX som et alternativ til GPIO1 og GPIO3, men glem ikke at efter starten af modulet begynder hver firmware at "trække" TX, samtidig med at der sendes fejlsøgningsoplysninger til UART0 på 74480, men efter Vil blive downloadet, de kan bruges ikke kun som UART0 for at gøre udveksling af data med en anden enhed, men også som en standard GPIO.

For moduler, der har et lille antal fortyndede stifter (for eksempel ESP-01), er der ikke behov for at forbinde ufortyndede stifter, det vil sige kun GND, CH_PD, VCC, GPIO0, GPIO2 og RESET opdrættes på ESP-01, og det er dig Bliver nødt til at trække op Der er ingen grund til lodning direkte på chip ESP8266EX, og træk derefter de ufortyndede stifter, hvis du kun har brug for det.

Sådanne forbindelsesordninger blev anvendt efter et stort antal eksperimenter udført af kvalificerede specialister og indsamlet fra en række forskellige oplysninger. Det skal bemærkes, at selv sådanne ordninger ikke kan betragtes som ideelle, fordi du kan bruge en række andre lige muligheder.

Tilslutning via Arduino

Hvis du af en eller anden grund ikke har en USB-TTL-konverter på 3,3 volt, kan WiFi ESP8266-modulet forbindes via Arduino med en indbygget konverter. Her skal du først henlede opmærksomheden på tre grundlæggende elementer:

• Når det bruges sammen med ESP8266, er Arduino Reset oprindeligt forbundet til GND for at udelukke muligheden for at starte mikrocontrolleren, og i denne form blev den brugt som en gennemsigtig USB-TTL konverter.
• RX og TX var ikke forbundet "på korset", men direkte - RX-RX (grøn), TX-TX (gul).
• Alt resten er forbundet på nøjagtig samme måde som ovenfor.

Hvad du skal overveje

Denne ordning kræver også at matche niveauerne af TTL 5 volt Arduino, såvel som 3,3 volt til ESP8266, men det kan fungere godt og så.

Når du er tilsluttet ESP8266, kan Arduino være udstyret med en strømregulator, som ikke modstår strømmen, der kræves til ESP8266, så før du aktiverer det, skal du kontrollere databladet til det, der bruges af dig. Forsøg ikke at forbinde andre energiforbrugende elementer sammen med ESP8266, da det kan medføre, at den indbyggede Arduino power regulator simpelthen mislykkes.

Der er også en anden forbindelse til ESP8266 og Arduino, hvor SoftSerial bruges. Siden for SoftSerial-biblioteket er porthastigheden på 115200 for høj og ikke kan garantere stabil drift, anbefales denne forbindelsesmetode ikke, selvom der er nogle tilfælde, hvor alt fungerer ret stabilt.

Tilslutning via RaspberryPi

Hvis du ikke har nogen USB-TTL konvertere overhovedet, så kan du bruge RaspberryPi. I dette tilfælde er programmering og tilslutning for ESP8266 næsten identisk, men her er alt ikke så praktisk, og desuden skal du også bruge en effektregulator på 3,3 volt.

For at starte RX, TX og GND på vores enhed, forbinder vi til ESP8266, og GND og VCC hentes fra en stabiliseret strømkilde klassificeret til 3,3 volt. Her skal der lægges særlig vægt på behovet for at forbinde alle GND-enheder, det vil sige RaspberryPi og ESP8266. Hvis stabilisatoren indbygget i din enhedsmodel kan klare op til 300 milliamperes ekstra belastning, så er ESP8266-forbindelsen ret normal, men det sker kun på egen risiko.

Konfigurer indstillinger

Når du har fundet ud af, hvordan du tilslutter ESP8266, skal du sørge for, at drivere til dine enheder er installeret korrekt, så der er blevet tilføjet en ny seriel virtuel port til systemet. Her skal du bruge program - seriel portterminalen. I princippet kan værktøjet vælges til din smag, men du bør forstå korrekt, at en kommando, der sendes til dig på seriel porten, i sidste ende skal have de efterfølgende CR + LF symboler.

CoolTerm og ESPlorer-værktøjer er ganske udbredt, og sidstnævnte gør det ikke muligt at indtaste ESP8266 AT-kommandoer uafhængigt og gør det lettere at arbejde med lua-scripts under NodeMCU, så det kan bruges som standardterminal.

For en normal tilslutning til seriel port bliver nødt til at gøre en masse arbejde, fordi firmwaren til ESP8266 er for det meste varieret og aktivering kan udføres ved forskellige hastigheder. At træffe afgørelse om den bedste løsning, skal du gå gennem tre grundlæggende muligheder: 9600, 57600 og 115200.

Hvordan at sortere ud?

For at komme i gang, skal du tilslutte terminal software til den serielle port på de virtuelle udsætter parametrene 9600 8N1, derefter tilbringe en fuld modul nulstillet, invaliderende CH_PD (chip aktivere) af magt, og derefter aktivere den igen, forvrider CH_PD. Du kan også bruge en kortslutning til stel RESET for at genstarte enheden og observere dataene i terminalen.

Den første LED-enhed, der skal vises på samme måde som vist i beskrivelsen af verifikationsproceduren. Du bør også bemærke den terminale sæt af forskellige karakterer, der vil ende med den klar, og hvis det ikke sker, genoprette forbindelsen til terminalen afholdt på en anden hastighed, efterfulgt af en genstart af modulet.

Når du ser en af mulighederne givne linje hastighed, kan betragtes som et modul klar til drift.

Sådan opdaterer firmware?

Når du har installeret ESP8266, tilslutte enheden tager kun et par sekunder, og så vil det være klar til at opgradere din firmware. For at installere ny software du skal gøre næste.

Til at begynde, skal du hente den nyeste firmware-version fra det officielle site og hentede et værktøj til at blinke. Her bør gives til hvilket operativsystem der er installeret på maskinen, der kører ESP8266 særlig opmærksomhed. Tilslutning af enheder er bedst udføres til den ældre Windows 7.

For standard Windows OS er det optimalt at bruge et program kaldet XTCOM UTIL, hvilket især er praktisk i arbejdet, hvis firmwaren er kun én fil. Den bedste multi-platform mulighed bør ringe til nytte esptool, som dog krav om python, og behovet for at specificere parametrene for kommandolinjen. Hertil kommer, at i forbindelse ESP8266 kernefunktioner giver dig mulighed for nemt og bekvemt at gøre programmet Flash Download Tool, som har et tilstrækkeligt stort antal indstillinger, samt en praktisk teknologi til at installere firmware fra flere filer.

Dernæst frakoble din terminal program fra den serielle port, og et fuldt frakoble fra lysnettet CH_PD, GPIO0 forbinde modulet til GND, og derefter CH_PD kan returneres tilbage. I sidste ende, bare starte programmet for modulet firmware og læg dem i ESP8266 relæ.

I langt de fleste tilfælde firmwaren er indlæst i enheden med en hastighed på omkring 115.200, men det er en særlig tilstand giver automatisk distribution af hastighed, således at firmwaren kan udføres med en hastighed på mere end 9600, opdatering af tilgængelige ESP8266 funktionen. Arduino bruges til tilslutning eller USB-TTL - ikke spiller en særlig rolle her, at hastighedsgrænsen er afhængig af længden af ledningerne, der bruges af konverteren, og en række andre faktorer.