Прошивка esp8266 через arduino ide

Увеличение количества цифровых GPIO входов/выходов

Плата увеличения количества GPIO портов.

Для увеличения количества цифровых входов можно воспользоваться добротной платой расширителя GPIO на 8 Входов/Выходов. Она хорошо документирована, исполнена на высоком техническом уровне. Хотя, ценник не Aliexpress-а. При изготовлении нескольких сотен устройств, себестоимость конечного устройства существенно вырастет.

Посмотрим, что есть на сей счет есть у китайских собратьев. А у них конечно-же что-то есть и недорого.

8-канальный расширитель GPIO на чипе PCF8574 с DIP переключателями для назначения I2C адреса
8-канальный расширитель GPIO на чипе PCF8574 с джамперами для назначения I2C адреса. Эту плату можно каскадировать.

Конструктивно синие модули удобно каскадировать, втыкая один в другой. Адрес устройств удобно задается либо DIP переключателями, либо джамперами. Возможно подключение внутренних pullup резисторов на +5V.

16-ти канальный расширитель GPIO на чипе PCF8575

Старший брат TI PCF8575 позволяет получить 16 GPIO портов за цену в два раза выше. Но реализация платы попроще. никаких DIP переключателей для выбора адреса I2C. Зато 16 каналов в компактном исполнении.

Аналогичный чип от компании Microchip на 16 входов для расширения количества GPIO портов, MCP23017. Есть вариант для шины I2C и более шустрый для SPI (MCP23S17). Китайские продавцы нередко указывают в описании товара чип MCP23S17, однако по фото платы видно, что чип MCP23017

Обращайте на это внимание! Аналогичный чип на 8 портов — MCP23008

MCP23017 плата увеличения GPIO для микроконтроллеров

Цена этого варианта модуля в районе 1,5 USD. Исполнение платы попроще обойдется почти в два раза дешевле. Чип позволяет обеспечить увеличение GPIO на 8+8=16. Как и чип от Texas Instruments помимо входов для подключения устройств есть два выхода прерываний на каждый блок из 8 устройств. Этот чип позволяет работать на частоте до 1,7 МГц и 10 MHz для версии под шину SPI, в отличие от чипа PCF8574 для которого верхний предел 400 кГц. Также возможно подключение внутренних pullup резисторов на +5V. Схема подключения платы к ESP8266 разобрано здесь.

SX1509 модуль для увеличения количества GPIO.

Ещё один 8+8=16-ти канальный расширитель количества GPIO с Aliexpress на чипе SX1509. Библиотека и описание от Sparkfun. Чип дороже, чем ранее представленные. По ТТХ чип очень похож на ранее рассмотренные варианты. Работает на частоте 400 кГц. Есть встроенная поддержка ШИМ (PWM) на выходах.

Чип «заточен» для работы с LED и клавиатурой. В части LED из-за наличия ШИМ позволяет управлять яркостью светодидов, выполнять затухание, моргание и пр. Есть в наличии выход INT для трансляции прерываний микроконтроллеру. Поддерживаются встроенные pull-up, pull-down резисторы на входах.

GPIO expander от Fairchild (ON Semiconductor) FXL6408UMX. Аналогично 8 портов управляемых по шине I2C. Datasheet.

ESP-12

not FCC approved(*)

(*) not FCC approved, just labelled to look like they do, not a valid FCC ID on the label

FCC of ESP-12

FCC ID: 2ADUIESP-12

CE of ESP-12

CE NUMBER: BCTC-141212468

Note:This is not an EU CE declaration of conformity, This is a test pass certificate from a third party test company that has no official standing. An official EU DoC must be made by the manufacturer not a third party. Also note safety standard EN60950 does not exist, and has not for many many years. The R&TTE directive quoted ceased to be valid in 2016. These comments and similar apply to a lot of the certificates on this page.

В чём разница?

ESP32-C3 пытается занять нишу между ESP32/ESP32-S и нашим старым другом ESP8266. Даже больше хочет вытеснить ESP8266, чем быть дополнением к линейке ESP32.

Не знаю что там будет с ценами, но переход на RISC-V, упрощение периферии и прочее может сделать ESP32-C3 достаточно привлекательным, что бы он смог заменить ESP8266 полностью. В итоге мы получим достойную замену старичку, с которым мы вместе с 2014 года.

В таблице ниже я привёл основные отличия ESP32-C3 от предыдущих ESP32 и ESP32-S2. Так же у Espressif недавно был анонсирован ESP32-S3 с двумя ядрами, но я пока не буду его приводить ниже в силу отсутствия его в широкой продаже.

Режимы работы ESP8266

Одна из важнейших функций, которую обеспечивает ESP8266, заключается в том, что он может не только подключаться к существующей Wi-Fi сети и работать в качестве веб-сервера, но он также может устанавливать собственную сеть, позволяя другим устройствам подключаться непосредственно к нему и получать доступ к веб-страницам. Это возможно, потому что ESP8266 может работать в трех разных режимах: режим станции, режим точки доступа и оба первых режима одновременно. Это обеспечивает возможность построения ячеистых сетей.

Режим станции (STA)

ESP8266, который подключается к существующей сети W-iFi (созданной вашим беспроводным маршрутизатором), называется станцией (Station, STA).

Рисунок 2 – Демонстрация режима Station ESP8266 NodeMCU

В режиме STA ESP8266 получает IP адрес от беспроводного маршрутизатора, к которому подключен. С этим IP адресом он может настроить веб-сервер и выдавать веб-страницы на все подключенные к существующей Wi-Fi сети устройства.

Режим точки доступа (AP)

ESP8266, который создает свою собственную сеть Wi-Fi и действует как концентратор (точно так же как маршрутизатор Wi-Fi) для одной или нескольких станций, называется точкой доступа (Access Point, AP). В отличие от Wi-Fi роутера, он не имеет интерфейса к проводной сети. Такой режим работы называется Soft Access Point (soft-AP). Максимальное количество станций, которые могут к нему подключиться, ограничено пятью.

Рисунок 3 – Демонстрация режима Soft Access Point ESP8266 NodeMCU

В режиме AP ESP8266 создает новую сеть Wi-Fi и устанавливает для нее SSID (имя сети) и присваивает себе IP адрес. По запросу на этот IP адрес он может выдавать веб-страницы всем подключенным к этой сети устройствам.

Распиновка ESP8266 NodeMCU

С внешним миром ESP8266 NodeMCU соединяют всего 30 выводов. Ниже показана распиновка отладочной платы.

Рисунок 6 – Распиновка ESP8266 NodeMCU

Для простоты мы сгруппируем выводы с аналогичными функциями.

Выводы питания – на плате расположено четыре вывода питания, а именно: один вывод VIN и три вывода 3.3V. Если у вас есть стабилизированный источник напряжения 5 В, вывод VIN можно использовать для непосредственного питания ESP8266 и его периферии. Выводы 3.3V – это выходы встроенного стабилизатора напряжения. Эти выводы могут использоваться для подачи питания на внешние компоненты.

GND – это вывод земли отладочной платы ESP8266 NodeMCU.

Выводы I2C используются для подключения всех видов датчиков и периферийных устройств на шине I2C в вашем проекте. Поддерживаются и I2C Master, и I2C Slave. Работа интерфейса I2C может быть реализована программно, а тактовая частота составляет максимум 100 кГц. Следует отметить, что тактовая частота I2C должна быть выше самой низкой тактовой частоты из ведомых устройств.

Выводы GPIO На ESP8266 NodeMCU имеется 17 выводов GPIO, которые можно назначать программно на различные функции, такие как I2C, I2S, UART, PWM, дистанционное инфракрасное управление, светодиодный индикатор и кнопка. Каждый включенный вывод GPIO может быть настроен либо на внутреннюю подтяжку к земле или к шине питания, либо установлен на высокоимпедансное состояние. При конфигурировании на вход для генерирования прерываний процессора он может быть настроен на срабатывание либо по фронту, либо по спаду.

Вывод ADC подает сигнал на имеющийся в NodeMCU, встроенный 10-разрядный прецизионный аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения (SAR ADC). С помощью этого АЦП могут быть реализованы две функции: проверка напряжения питания на выводе VDD3P3 и проверка входного напряжения на выводе TOUT (но не одновременно).

Выводы UART ESP8266 NodeMCU имеет 2 интерфейса UART, то есть UART0 и UART1, которые обеспечивают асинхронную связь (RS232 и RS485) и могут обмениваться данными со скоростью до 4,5 Мбит/с. Для связи можно использовать UART0 (выводы TXD0, RXD0, RST0 и CTS0), который поддерживает управление потоком. UART1 (вывод TXD1) поддерживает только сигнал передачи данных, поэтому он обычно используется для печати журнала событий.

Выводы SPI ESP8266 имеет два интерфейса SPI (SPI и HSPI), поддерживающих и ведомый (slave), и ведущий (master) режимы. Эти интерфейсы SPI также поддерживают следующие функции SPI:

• 4 режима синхронизации передачи SPI;
• до 80 МГц и тактовые частоты, полученные делением 80 МГц;
• до 64 байт FIFO.

Выводы SDIO ESP8266 имеет защищенный цифровой интерфейс ввода/вывода (SDIO, Secure Digital Input/Output Interface), который используется для прямого подключения карт SD. Поддерживаются 4-битный 25 МГц SDIO v1.1 и 4-битный 50 МГц SDIO v2.0.

Выводы PWM На плате имеется 4 канала широтно-импульсной модуляции (PWM). Выход ШИМ может быть реализован программно и использован для управления двигателями и светодиодами. Частотный диапазон ШИМ регулируется от 1000 мкс до 10000 мкс, то есть от 100 Гц до 1 кГц.

Выводы управления используются, как ни странно, для управления ESP8266. Эти выводы включают в себя вывод включения микросхемы EN, вывод сброса RST и вывод пробуждения WAKE.

• Вывод EN – микросхема ESP8266 включена, когда на вывод EN подается высокий логический уровень. При низком логическом уровне микросхема работает на минимальной мощности.
• Вывод RST используется для сброса микросхемы ESP8266.
• Вывод WAKE используется для вывода чипа из глубокого сна.

Recommended ESP8266 Projects

After installing the ESP8266 board add-on in your Arduino IDE or flashing MicroPython formware, you can start making projects with the ESP8266.

We have a compilation with more than 30 projects and tutorials with the ESP8266:

30+ ESP8266 Projects and Tutorials

To access all our MicroPython tutorials with the ESP8266 click here.

Here’s a selection of some of our most popular and beginner-friendly projects with the ESP8266:

• Home Automation Using ESP8266 Course
• ESP8266 Wi-Fi Button – DIY Amazon Dash Button Clone
• ESP8266 Web Server
• ESP8266 Weather Forecaster
• ESP32 with DHT11 DHT22 Temperature Humidity Web Server using Arduino IDE
• Door Status Monitor using the ESP8266
• ESP8266 0.96 inch OLED Display with Arduino IDE

Code for ESP01 LED Blinking

int pin = 2;

// the setup function runs once when you press reset or power the board

void setup() {

  // initialize digital pin as an output.

  pinMode(pin, OUTPUT);

}

// the loop function runs forever

void loop() {

  digitalWrite(pin, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)

  delay(1000);                       // wait for a second

  digitalWrite(pin, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW

  delay(1000);                       // wait for a second

}

 Sketch Uploading to ESP01

• First, you have to install FTDI232 programmer driver to install on your Windows PC. To download the driver visit this website: http://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm.
• Wired your ESP-01 module and FTDI232 according to the above picture and connect to the computer using a USB cable. Open the Arduino IDE. Open Tools drop-down menu and set the configuration as follow

Board: “Generic ESP8266 Module “

Upload Speed: “115200“

CPU Frequency: “80 MHz “

Flash Size: “512L (64K SPIFFS)“

Flash Mode: “DIO“

Flash Frequency: “40MHz“

Reset Method: “ck “

Debug Port: “Disabled“

Debug Level: “None”

Port: “(select on which com port FTDI module  is connected)”

Если не подключается…

Вы можете проверить наличие связи между Arduino и ESP8266 используя Serial Monitor, который можно открыть во вкладке Tools в Arduino IDE.

Откройте Serial Monitor и установите скорость 115200. Нажмите кнопку сброса на плате Arduino.

Проверьте наличие правильно загруженной программы

Если после сброса Arduino в Serial Monitor нет никаких сообщений, это скорее всего означает, что Arduino не выполнят вашу программу. Возможно:

• нужный скетч не был загружен;
• ваша Arduino не включена;
• Serial Monitor не подключился к Arduino;
• с вашей Arduino что то не так.
• внесены недопустимые изменения в код, например откорректирована структура RemoteXY или массив RemoteXY_CONF, удалены вызовы функций RemoteXY_Init() или RemoteXY_Handler().

Если вы уже добавили в проект какой либо код вашей задачи, попробуйте протестировать RemoteXY без этого кода, используя только тот код который генерирует редактор.

Проверьте связь между Arduino и ESP8266

Если после сброса Arduino в Serial Monitor вы видите следующую последовательность команд, это означает, что инициализация ESP8266 проходит успешно и связь между Arduino и ESP8266 есть:

Если вы видите только повторяющиеся команды «AT», это означает что нет связи между Arduino и ESP8266.

Связь может отсутствовать по разным причинам. Ниже перечислены основные:

• контакты RX и TX подключены не верно, перепутаны контакты, или подключены не к тем контактам, или не подключены совсем;
• скорость передачи данных не совпадает, ESP8266 по умолчанию использует скорость 115200;
• нет питания на ESP8266, при подаче питания на ESP8266 должен светиться красный светодиод;
• не хватает мощности источника питания 3.3 В для ESP8266;
• модуль ESP8266 неисправен.

Проверьте прошивку ESP8266

Если после сброса Arduino в Serial Monitor вы видите только начало последовательности команд, но нет завершающей команды AT+CIPSERVER=1,6377 это означает, что модуль ESP8266 имеет устаревшую прошивку. Требуется обновление прошивки.

Если инициализация проходит успешно и вы видите последнюю команду AT+CIPSERVER=1,6377, но при попытке подключения с мобильного приложения возникает ошибка, возможно, что модуль ESP8266 имеет устаревшую прошивку.

Проверьте объем памяти вашего ESP8266. Это можно сделать так же посмотрев маркировку чипа памяти, который находится на плате рядом с чипом ESP8266. Если размер памяти составляет 4 Mbit и меньше (установлен чип 25Q40), скорее всего этот модуль не будет работать как точка доступа для RemoteXY.

Проверьте питание ESP8266

Так же возможно, что вашей ESP8266 не хватает мощности источника питания. Некоторые платы Arduino имеют слабый стабилизатор напряжения 3.3 В, который не способен выдавать 200-300 мА в пиковых режимах. В этом случае в Serial Monitor вы так же увидите обрыв последовательности команд.

Проверьте особенности вашего смартфона

Некоторые модели смартфонов на Android имеют особенности подключения точек доступа WiFi, и возможно точка доступа не включается автоматически. Попробуйте подключиться к точке доступа предварительно в ручную, используя системные настройки. После этого попробуйте соединиться с устройством из приложения RemoteXY. Если в этом случае соединение устанавливается, значит ваш смартфон имеет такую особенность. Сообщите нам об этом.

Подключение NodeMCU к компьютеру

Для начала работы с NodeMcu нужно подключить плату к компьютеру. Первым шагом будет установка драйвера CP2102 и открытие Arduino IDE. Затем нужно найти в «Файл» – «Настройки» и в окно «дополнительные ссылки для менеджера плат» вставить ссылку http://arduino.esp8266.com/versions/2.3.0/package_esp8266com_index.json.

После этого в меню «документы» – «плата» «менеджер плат» выбрать «esp8266» и установить последнюю версию. После проделанных действий в меню «инструменты» – «плата» нужно найти NodeMCU.

После того, как все необходимые данные будут установлены и скопированы, можно будет начать работать.

Альтернативы

Wemos D1 mini

На конец 2015 года самой лучшей альтернативой видится WeMos D1 mini. У него та же ширина, что и у NodeMCU V2, но длина (34,2 мм) короче примерно на треть. Он оснащен микроконтроллером ESP-8266EX с 4 Мб flash-памяти. Кроме того, у него имеется 9 GPIO-контактов, благодаря которым D1 mini применим во множестве IoT-проектов. Он поддерживает и Arduino, и NodeMCU.

WeMos D1 mini, альтернатива NodeMCU

WeMos, помимо прочего, продает несколько шилдов, которые крепятся поверх D1 mini и добавляют ему новые функции.

Единственный недостаток (для многих) в том, что контакты придется паять самому. В комплекте с каждым D1 mini идет 3 вида гребешков, и каждого вида – по 2 штуки (т.е. всего 6 гребешков). Во-первых, гребешок, у которого с одной стороны длинные штырьки, а с другой – полые контакты. Во-вторых, гребешок, у которого с одной стороны средние штырьки, а с другой – короткие штырьки. И в третьих, гребешок, у которого с одной стороны короткие штырьки, а с другой – полые контакты.

В интернете есть сообщения о том, что для чипа CH34x, служащего на D1 mini конвертером USB-Serial, трудно найти корректные драйверы. Это тот же чип, который используется в некоторых дешевых клонах Arduino.

Кроме того, у него меньше контактов, чем у плат NodeMCU (подробнее смотрите в распиновке на картинке ниже) – из-за укороченной длины. С другой стороны, у D1 mini есть контакт для 5 вольт (как у LoLin V3).

Распиновка WeMos D1 mini

И гвоздь программы… на AliExpress WeMos D1 mini продается всего за 4 доллара!

WiFiMCU

Еще одну альтернативу смастерила компания DOIT/SmartArduino. Этот продукт оснащен той же платой, что и NodeMCU, но вместо чипа ESP8266 укомплектован Cortex-44.

Adafruit/SparkFun

Плата Adafruit HUZZAH ESP8266 Breakout

Среди других альтернатив, приходящих на ум – SparkFun ESP8266 Thing и Adafruit HUZZAH ESP8266 Breakout. У меня нет ни одной из них, но плата Adafruit, как и прочие продукты от этой компании, выглядит симпатично. Она чуть меньше, чем NodeMCU, но вместо стандартного USB-кабеля вам понадобится кабель USB-TTL.

Прототипная плата ESP8285

Прототипная плата ESP8285 с конвертером USB-Serial (FTDI FT230X), литий-полимерной батареей MAX1555 и 11 GPIO-контактами

ESP8266 12-E Chip Pinout

The following figure illustrates the ESP8266 12-E chip pinout. Use this diagram if you’re using an ESP8266 bare chip in your projects.

Note: not all GPIOs are accessible in all development boards, but each specific GPIO works in the same way regardless of the development board you’re using. If you’re just getting started with the ESP8266, we recommend reading our guide: Getting Started with the ESP8266.

At the moment, there are a wide variety of development boards with the ESP8266 chip that differ in the number of accessible GPIOs, size, form factor, etc…

The most widely used ESP8266 boards are the ESP-01, ESP8266-12E NodeMCU Kit, and the Wemos D1 Mini. For a comparison of these board, you can read this guide: ESP8266 Wi-Fi Development Boards comparison.

ESP-07

Особенности этого модуля — керамическая антенна и разъем для внешней антенны, металлический экран.

Подключение к IoT

Аппаратная часть

Работа с этим модулем, к сожалению, прошла не слишком гладко. Ни один из возможных вариантов подключения не сработал, и я, уже отчаявшись, решила удалять его описание из статьи. Но тут мне дали новый модуль и сказали попробовать еще раз — о чудо, он заработал с первого раза! В чем было дело и как сломался первый модуль, который я мучила, — неизвестно, но скорее всего он был убит нещадной статикой. Мораль этого лирического отступления такова — если у вас что-то не заработало по инструкции, написанной ниже, не вините инструкцию — сначала прозвоните и проверьте все контакты, а потом попробуйте на другом модуле.

1) Собираем схему

На фото этого и следующего модуля уже можно заметить резисторы. После неведомой поломки уже решила перестраховаться и поставила килоомники, хотя и без них все должно работать.

2) Переводим в режим программирования (необходимо каждый раз выполнять перед прошивкой модуля)

2.1) Отключаем питание от модуля2.2. Подключаем пин GPIO 0  к GND

2.2) Подключаем пин GPIO 0  к GND

2.3) Подключаем модуль к питанию

2.4) Железо готово, приступаем к программной части.

Программная часть

1) Выбираем плату: Tools (Инструменты) -> Board(Плата) Generic ESP8266 Module.

2) Вставляем подготовленный код.

3) Задаем данные для подключения Wi-Fi и идентификатор своего объекта на платформе.

4) Компилируем и загружаем скетч на плату.

5) Для обычной работы модуля (не для режима прошивки) пин GPIO 0 должен быть свободен, поэтому отключаем его от GND.

6) Переподключаем питание ESP-07 (например, вытаскиваем и вставляем обратно адаптер).

7) Видим появление данных на платформе.

В Китае

Схема платы SIM800C

В datasheet модуля указан максимальный уровень логической единицы на входе RX — 3,1 В (при минимальном 2,1 В). Для конвертации TTL уровней на плате SIM800C разведен конвертер. В принипе достаточно было конвертер поставить только на RX вход, поскольку микроконтроллеры Arduino/ESP8266/ESP32 чувствительны к низкому входному напряжению TTL с SIM800C.

Конвертер TTL уровней и преобразователь напряжения 5V -> 3,7V модуля SIM800C

Схема двунаправленного конвертера уровней довольно стандартная и обеспечивает приведение напряжения логической 1 на SIM800 к уровню VDD_EXT. Это напряжение снимается с SIM800 и по datasheet соотвествует 2,8 V.

Напряжение на выходе VDD_EXT чипа SIM800

Соотвественно, на входе модуля SIM800 преобразователь уровней обеспечивает напряжение логической 1 не выше 2,9 V при максимальном значении.

Поскольку двунаправленного преобразования на RX не требуется, в теории, можно было бы использовать дешевый резистивный делитель, как указано в статье по подключению модуля SIM800L. Подробная схемотехника подключения этого модуля к ESP32 и код программы в моей статье.

Резистивный делитель при подключении входов SIM800 напрямую к Arduino

Вероятно, в данном случае использовали более дорогую схему согласования уровней, чтобы гарантировать, что пользователь неосторожными действиями не сожжет RX порт чипа SIM800. В случае резистивного делителя это можно сделать попутав Rx и Tx

Ну и важно для полноценного согласования уровней SIM800 с микроконтроллером 5-ти вольтовой логики, когда уровень логический единицы может быть высоким, так что микроконтроллер не будет воспринимать уровень логической единицы на выходе Tx

Замечу, что при использовании дешевого модуля SIM800C/L без конвертера уровней, даже при подключении его напрямую к ESP8266/ESP32 с уровнем логики 3,3 V вместо максимальных 3,1 V, указанных в datasheet, можно вывести SIM800 из строя. По крайней мере у меня один модуль SIM800L перестал реагировать на RX. Видимо, внутри чипа нет защитных диодов, либо они не справились даже с такой небольшой разницей в напряжении.

Поэтому при подключении модуля SIM800 без конвертера уровней к ESP8266/ESP32 тоже нужно добавить хотя-бы резистивный делитель на вход RXD.

Резистивный делитель напряжения для подключения SIM800 без конвертера TTL уровней к ESP8266/ESP32

Напряжение питания модуля SIM800 (VBAT) 3,4 — 4,5 V, рекомендуемое 4 V при максимальном токе до 2А. Модуль достаточно прожорлив, поэтому его нельзя запитывать от платы Arduino и от маломощных USB зарядок, дажы не вывести их из строя.

На плате уже разведен фильтр для подавления импульсных помех для обеспечения стабильной работы модуля, однако, как показывает опыт, этого фильтра недостаточно при работе от простых блоков питания.

Схема фильтрации питания платы SIM800C

Слот SIM карты, в отличие от недорогого модуля SIM800L, подключен к чипу с защитой диодной сборкой SMF05C. Она предохраняет чип SIM-карты и SIM800C от статического электричества.

Похожие записи:

Как проверить динистор, симистор или тиристор мультиметром Ремонт стиральной машины своими руками: обзор возможных поломок и способы их устранения Резисторы smd постоянные и подстроечные Лучшие пуско-зарядные устройства для автомобилей в рейтинге 2020 года Мастер-класс «работа с цифровым микроскопом kena» Лампочки на ford focus 2: какие стоят и как их поменять