Плата распрацоўкі NodeMCU ESP8266 INGENNERS
Інтэрнэт рэчаў (IoT) быў моднай сферай у свеце тэхналогій. Гэта змяніла наш спосаб працы. Фізічныя аб'екты і лічбавы свет звязаны як ніколі. Памятаючы пра гэта, Espressif Systems (Шанхайская паўправадніковая кампанія) выпусціла чароўны невялікі мікракантролер з падтрымкай WiFi - ESP8266 па неверагоднай цане! Менш чым за 3 долары ён можа кантраляваць і кантраляваць рэчы з любой кропкі свету - ідэальна падыходзіць практычна для любога праекта IoT.
Плата распрацоўшчыка абсталявана модулем ESP-12E, які змяшчае чып ESP8266 з 32-разрадным RISC-мікрапрацэсарам Tensilica Xtensa® LX106, які працуе з рэгуляванай тактавай частатой ад 80 да 160 МГц і падтрымлівае RTOS.
Чып ESP-12E
- Tensilica Xtensa® 32-разрадны LX106
- Тактавая частата ад 80 да 160 МГц.
- 128 КБ унутранай аператыўнай памяці
- Знешняя флэшка 4 МБ
- 802.11b/g/n Wi-Fi прыёмаперадатчык
Ёсць таксама 128 КБ аператыўнай памяці і 4 МБ флэш-памяці (для захоўвання праграм і дадзеных), якіх дастаткова, каб справіцца з вялікімі радкамі, якія складаюць web старонкі, даныя JSON/XML і ўсё, што мы сёння дадаем на прылады IoT. ESP8266 аб'ядноўвае прыёмаперадатчык Wi-Fi 802.11b/g/n HT40, таму ён можа не толькі падключацца да сеткі WiFi і ўзаемадзейнічаць з Інтэрнэтам, але таксама можа наладзіць уласную сетку, дазваляючы іншым прыладам падключацца непасрэдна да гэта. Гэта робіць ESP8266 NodeMCU яшчэ больш універсальным.
Патрабаванні да магутнасці
Як аперацыйная выпtagДыяпазон ESP8266 складае ад 3 В да 3.6 В, плата пастаўляецца з LDO аб'ёмамtagэлектронны рэгулятар, каб захаваць абtage стабільна 3.3 В. Ён можа надзейна забяспечваць ток да 600 мА, чаго павінна быць больш чым дастаткова, калі ESP8266 спажывае да 80 мА падчас радыёчастотных перадач. Выхад рэгулятара таксама выбіты на адзін з бакоў платы і пазначаны як 3V3. Гэты кантакт можна выкарыстоўваць для падачы энергіі на знешнія кампаненты.
Патрабаванні да магутнасці
- Аперацыйная Voltage: ад 2.5 В да 3.6 В
- Убудаваны рэгулятар 3.3 В 600 мА
- Працоўны ток 80 мА
- 20 мкА ў рэжыме сну
Харчаванне ESP8266 NodeMCU падаецца праз убудаваны раз'ём USB MicroB. У якасці альтэрнатывы, калі ў вас ёсць рэгуляваны 5V voltagУ крыніцы, штыфт VIN можна выкарыстоўваць для непасрэднага харчавання ESP8266 і яго перыферыйных прылад.
Папярэджанне: ESP8266 патрабуе крыніцы харчавання 3.3 В і лагічных узроўняў 3.3 В для сувязі. Кантакты GPIO не вытрымліваюць 5 В! Калі вы хочаце злучыць плату з кампанентамі 5 В (або вышэй), вам трэба зрабіць некаторы зрушэнне ўзроўню.
Перыферыйныя прылады і ўвод-вывад
ESP8266 NodeMCU мае ў агульнай складанасці 17 кантактаў GPIO, разбітых на кантактныя загалоўкі з абодвух бакоў платы распрацоўкі. Гэтыя штыфты могуць быць прызначаныя для ўсіх відаў перыферыйных абавязкаў, у тым ліку:
- Канал АЛП – 10-бітны канал АЛП.
- Інтэрфейс UART – інтэрфейс UART выкарыстоўваецца для паслядоўнай загрузкі кода.
- ШІМ-выхады - штыфты ШІМ для зацямнення святлодыёдаў або кіравання рухавікамі.
- Інтэрфейс SPI, I2C і I2S – інтэрфейс SPI і I2C для падлучэння ўсіх відаў датчыкаў і перыферыйных прылад.
- Інтэрфейс I2S – інтэрфейс I2S, калі вы жадаеце дадаць гуку ў свой праект.
Мультыплексаваны ўвод-вывад
- 1 канал АЦП
- 2 інтэрфейсу UART
- 4 выхады ШІМ
- Інтэрфейс SPI, I2C і I2S
Дзякуючы функцыі мультыплексавання кантактаў ESP8266 (некалькі перыферыйных прылад, мультыплексаваных на адзін кантакт GPIO). Гэта азначае, што адзін кантакт GPIO можа дзейнічаць як PWM/UART/SPI.
Бартавыя пераключальнікі і святлодыёдны індыкатар
ESP8266 NodeMCU мае дзве кнопкі. Адна з пазначаных як RST, размешчаная ў левым верхнім куце, - гэта кнопка Reset, якая, вядома, выкарыстоўваецца для скіду чыпа ESP8266. Іншая кнопка FLASH у левым ніжнім куце - гэта кнопка загрузкі, якая выкарыстоўваецца падчас абнаўлення прашыўкі.
Пераключальнікі і індыкатары
- RST - Скінуць чып ESP8266
- FLASH - загрузка новых праграм
- Сіні святлодыёд - праграмуецца карыстальнікам
Плата таксама мае святлодыёдны індыкатар, які праграмуецца карыстальнікам і падключаецца да кантакту D0 платы.
Паслядоўная сувязь
Плата ўключае ў сябе кантролер моста CP2102 USB-to-UART ад Silicon Labs, які пераўтворыць USB-сігнал у паслядоўны і дазваляе вашаму кампутару праграмаваць і звязвацца з чыпам ESP8266.
Паслядоўная сувязь
- Канвэртар CP2102 USB-UART
- Хуткасць сувязі 4.5 Мбіт/с
- Падтрымка Flow Control
Калі на вашым ПК усталявана старая версія драйвера CP2102, мы рэкамендуем абнавіць яе зараз.
Спасылка для абнаўлення драйвера CP2102 – https://www.silabs.com/developers/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers
Распиновка ESP8266 NodeMCU
ESP8266 NodeMCU мае ўсяго 30 кантактаў, якія звязваюць яго са знешнім светам. Сувязі наступныя:
Дзеля прастаты мы зробім групы шпілек з аднолькавымі функцыямі.
Штыфты харчавання Ёсць чатыры сілавыя кантакты, а менавіта. адзін кантакт VIN і тры кантакты 3.3 В. Штыфт VIN можна выкарыстоўваць для непасрэднага харчавання ESP8266 і яго перыферыйных прылад, калі ў вас ёсць рэгуляваная напруга 5 Вtagе крыніца. Штыфты 3.3 В з'яўляюцца выхадам убудаванай гучнасціtagэлектронны рэгулятар. Гэтыя штыфты можна выкарыстоўваць для падачы энергіі на знешнія кампаненты.
GND - гэта кантакт зазямлення платы распрацоўшчыка ESP8266 NodeMCU. Кантакты I2C выкарыстоўваюцца для падлучэння разнастайных датчыкаў I2C і перыферыйных прылад у вашым праекце. Падтрымліваюцца як I2C Master, так і I2C Slave. Функцыянальнасць інтэрфейсу I2C можа быць рэалізавана праграмна, а тактавая частата складае не больш за 100 кГц. Варта адзначыць, што тактавая частата I2C павінна быць вышэй, чым самая павольная тактавая частата падпарадкаванай прылады.
Штыфты GPIO ESP8266 NodeMCU мае 17 кантактаў GPIO, якія можна праграмна прызначыць розным функцыям, такім як I2C, I2S, UART, ШІМ, ВК-пульт дыстанцыйнага кіравання, святлодыёдны ліхтар і кнопка. Кожны GPIO з лічбавай падтрымкай можа быць сканфігураваны для ўнутранага падцягвання або падзення або ўстаноўлены на высокі імпеданс. Калі ён настроены ў якасці ўваходу, ён таксама можа быць усталяваны на трыгер фронту або трыгер ўзроўню для генерацыі перапыненняў працэсара.
Канал АЛП NodeMCU убудаваны з 10-бітным дакладным АЦП SAR. Гэтыя дзве функцыі можна рэалізаваць з дапамогай АЛП, а менавіта. Тэст блока харчавання voltage штыфта VDD3P3 і уваход для тэсціравання абtage штыфта TOUT. Аднак яны не могуць быць рэалізаваны адначасова.
Штыфты UART ESP8266 NodeMCU мае 2 інтэрфейсы UART, гэта значыць UART0 і UART1, якія забяспечваюць асінхронную сувязь (RS232 і RS485) і могуць мець зносіны на хуткасці да 4.5 Мбіт/с. UART0 (выводы TXD0, RXD0, RST0 і CTS0) можна выкарыстоўваць для сувязі. Ён падтрымлівае кантроль вадкасці. Аднак UART1 (вывад TXD1) мае толькі сігнал перадачы даных, таму звычайна выкарыстоўваецца для друку часопіса.
Штыфты SPI ESP8266 мае два SPI (SPI і HSPI) у падпарадкаваным і галоўным рэжымах. Гэтыя SPI таксама падтрымліваюць наступныя функцыі SPI агульнага прызначэння:
- 4 часавых рэжыму перадачы фармату SPI
- Да 80 МГц і падзеленыя тактавыя частоты 80 МГц
- Да 64-байт FIFO
Штыфты SDIO ESP8266 мае бяспечны лічбавы інтэрфейс уводу/вываду (SDIO), які выкарыстоўваецца для непасрэднага ўзаемадзеяння SD-карт. Падтрымліваюцца 4-бітны 25 МГц SDIO v1.1 і 4-бітны 50 МГц SDIO v2.0.
Выводы ШІМ Плата мае 4 канала шыротна-імпульснай мадуляцыі (ШІМ). Выхад ШІМ можна рэалізаваць праграмна і выкарыстоўваць для кіравання лічбавымі рухавікамі і святлодыёдамі. Дыяпазон частот ШІМ рэгулюецца ад 1000 мкс да 10000 мкс, гэта значыць ад 100 Гц да 1 кГц.
Штыфты кіравання выкарыстоўваюцца для кіравання ESP8266. Гэтыя штыфты ўключаюць штыфт уключэньня мікрасхемы (EN), штыфт Reset (RST) і штыфт WAKE.
- Штыфт EN – Мікрасхема ESP8266 уключана, калі штыфт EN падымаецца да ВЫСОКАГА. Калі выцягнуць LOW, чып працуе на мінімальнай магутнасці.
- Штыфт RST – кантакт RST выкарыстоўваецца для скіду чыпа ESP8266.
- Штыфт WAKE – штыфт Wake выкарыстоўваецца для выхаду чыпа з рэжыму глыбокага сну.
Платформы распрацоўкі ESP8266
Зараз давайце пяройдзем да цікавага! Існуюць розныя платформы распрацоўкі, якія можна абсталяваць для праграмавання ESP8266. Вы можаце выкарыстоўваць Espruino - JavaScript SDK і ўбудаванае праграмнае забеспячэнне, дакладна эмулюючае Node.js, або выкарыстоўваць Mongoose OS - аперацыйную сістэму для прылад IoT (рэкамендаваная платформа Espressif Systems і Google Cloud IoT) або выкарыстоўваць камплект распрацоўкі праграмнага забеспячэння (SDK), прадастаўлены Espressif або адной з платформаў, пералічаных у WiKiPedia. На шчасце, дзіўная супольнасць ESP8266 пайшла далей у выбары IDE, стварыўшы надбудову Arduino. Калі вы толькі пачынаеце праграмаваць ESP8266, гэта асяроддзе, з якога мы рэкамендуем пачаць, і якое мы задакументуем у гэтым уроку.
Гэты дадатак ESP8266 для Arduino заснаваны на цудоўнай працы Івана Грахаткова і астатняй супольнасці ESP8266. Для атрымання дадатковай інфармацыі праверце рэпазітар ESP8266 Arduino GitHub.
Ўстаноўка ESP8266 Core на АС Windows
Прыступім да ўсталёўкі ядра Arduino ESP8266. Па-першае, усталяваць на вашым ПК апошнюю версію IDE Arduino (Arduino 1.6.4 або вышэй). Калі ў вас яго няма, рэкамендуем абнавіць зараз.
Спасылка для Arduino IDE – https://www.arduino.cc/en/software
Для пачатку нам трэба будзе абнавіць дыспетчар дошкі з дапамогай карыстальніцкага URL. Адкрыйце Arduino IDE і перайдзіце да File > Налады. Затым скапіруйце ніжэй URL у Дадатковы кіраўнік савета URLтэкставае поле, размешчанае ў ніжняй частцы акна: http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
Націсніце OK. Затым перайдзіце да дыспетчара дошак, перайшоўшы ў Інструменты > Дошкі > Дыспетчар дошак. У дадатак да стандартных плат Arduino павінна з'явіцца некалькі новых запісаў. Адфільтруйце пошук, увёўшы esp8266. Націсніце на гэты запіс і абярыце Устанавіць.
Вызначэнні платы і інструменты для ESP8266 уключаюць цалкам новы набор gcc, g++ і іншых дастаткова вялікіх, скампіляваных двайковых файлаў, таму загрузка і ўсталяванне можа заняць некалькі хвілін (архіў file складае ~110 МБ). Пасля завяршэння ўстаноўкі побач з запісам з'явіцца невялікі надпіс УСТАНОВЛЕНА. Цяпер вы можаце закрыць дыспетчар дошак
Arduino Example: міргнуць
Каб пераканацца, што ядро ESP8266 Arduino і NodeMCU правільна настроены, мы загрузім самы просты эскіз з усіх - The Blink! Для гэтага тэсту мы будзем выкарыстоўваць убудаваны святлодыёд. Як згадвалася раней у гэтым падручніку, штыфт D0 платы падлучаны да ўбудаванага сіняга святлодыёда і праграмуецца карыстальнікам. Ідэальна! Перш чым прыступіць да загрузкі эскіза і гульні са святлодыёдам, нам трэба пераканацца, што плата правільна выбрана ў Arduino IDE. Адкрыйце Arduino IDE і абярыце опцыю NodeMCU 0.9 (ESP-12 Module) у меню Arduino IDE > Інструменты > Плата.
Цяпер падключыце ESP8266 NodeMCU да камп'ютара праз USB-кабель micro-B. Пасля таго, як плата падключана, ёй павінен быць прызначаны унікальны COM-порт. На машынах Windows гэта будзе нешта накшталт COM#, а на камп'ютарах Mac/Linux гэта будзе ў выглядзе /dev/tty.usbserial-XXXXXX. Выберыце гэты паслядоўны порт у меню Arduino IDE > Інструменты > Порт. Таксама абярыце хуткасць загрузкі: 115200
Папярэджанне: Больш увагі трэба надаць выбару платы, выбару COM-порта і выбару хуткасці загрузкі. Вы можаце атрымаць памылку espcomm_upload_mem падчас загрузкі новых эскізаў, калі гэтага не зрабіць.
Як толькі вы скончыце, паспрабуйце example эскіз ніжэй.
несапраўдная ўстаноўка ()
{pinMode(D0, OUTPUT);}пусты цыкл()
{digitalWrite(D0, ВЫСОКІ);
затрымка(500);
digitalWrite(D0, НІЗКІ);
затрымка(500);
Пасля загрузкі кода святлодыёд пачне міргаць. Магчыма, вам спатрэбіцца націснуць кнопку RST, каб ваш ESP8266 пачаў запускаць скетч.
Дакументы / Рэсурсы
 |
Плата распрацоўкі NodeMCU ESP8266 INGENNERS [pdfІнструкцыі Плата распрацоўкі NodeMCU ESP8266, плата распрацоўкі NodeMCU ESP8266 |
