Verkfræðingar ESP8266 NodeMCU þróunarráð

Internet of Things (IoT) hefur verið vinsælt svið í tækniheiminum. Það hefur breytt því hvernig við vinnum. Líkamlegir hlutir og stafræni heimurinn tengjast nú meira en nokkru sinni fyrr. Með þetta í huga hefur Espressif Systems (hálfleiðarafyrirtæki í Shanghai) sent frá sér yndislegan þráðlausan þráðlausan örstýringu – ESP8266, á ótrúlegu verði! Fyrir minna en $ 3 getur það fylgst með og stjórnað hlutum hvar sem er í heiminum – fullkomið fyrir nánast hvaða IoT verkefni sem er.

Þróunarspjaldið útbúar ESP-12E eininguna sem inniheldur ESP8266 flís með Tensilica Xtensa® 32-bita LX106 RISC örgjörva sem starfar á 80 til 160 MHz stillanlega klukkutíðni og styður RTOS.

ESP-12E flís

• Tensilica Xtensa® 32-bita LX106
• 80 til 160 MHz klukkutíðni.
• 128kB innra vinnsluminni
• 4MB ytra flass
• 802.11b/g/n Wi-Fi senditæki

Það er líka 128 KB vinnsluminni og 4MB af Flash minni (fyrir forrit og gagnageymslu) bara nóg til að takast á við stóru strengina sem mynda web síður, JSON/XML gögn og allt sem við hendum í IoT tæki nú á dögum. ESP8266 samþættir 802.11b/g/n HT40 Wi-Fi senditæki, þannig að hann getur ekki aðeins tengst þráðlausu neti og átt samskipti við internetið, heldur getur hann einnig sett upp sitt eigið net, sem gerir öðrum tækjum kleift að tengjast beint við það. Þetta gerir ESP8266 NodeMCU enn fjölhæfari.

Aflþörf

Eins og rekstrar binditage svið ESP8266 er 3V til 3.6V, borðið kemur með LDO voltage eftirlitsstofnanna til að halda voltage stöðugt við 3.3V. Það getur áreiðanlega veitt allt að 600mA, sem ætti að vera meira en nóg þegar ESP8266 togar allt að 80mA við RF sendingar. Úttak þrýstijafnarans er einnig brotið út á eina hlið borðsins og merkt sem 3V3. Hægt er að nota þennan pinna til að veita ytri íhlutum rafmagn.

Aflþörf

• Operation Voltage: 2.5V til 3.6V
• Innbyggður 3.3V 600mA þrýstijafnari
• 80mA rekstrarstraumur
• 20 μA í svefnstillingu

Rafmagn til ESP8266 NodeMCU er veitt í gegnum innbyggða MicroB USB tengið. Að öðrum kosti, ef þú ert með stjórnað 5V voltagMeð uppsprettu er hægt að nota VIN pinna til að útvega ESP8266 beint og jaðartæki hans.

Viðvörun: ESP8266 krefst 3.3V aflgjafa og 3.3V rökfræðistig fyrir samskipti. GPIO pinnarnir þola ekki 5V! Ef þú vilt tengja borðið við 5V (eða hærri) íhluti, þarftu að breyta stigi.

Jaðartæki og I/O

ESP8266 NodeMCU er með alls 17 GPIO pinna sem eru brotnir út á pinnahausana á báðum hliðum þróunarborðsins. Þessum pinna er hægt að úthluta til alls kyns jaðarskylda, þar á meðal:

• ADC rás - 10 bita ADC rás.
• UART tengi - UART tengi er notað til að hlaða kóða í röð.
• PWM úttak - PWM pinnar til að deyfa LED eða stjórna mótorum.
• SPI, I2C & I2S tengi - SPI og I2C tengi til að tengja alls kyns skynjara og jaðartæki.
• I2S tengi - I2S tengi ef þú vilt bæta hljóði við verkefnið þitt.

Margfölduð I/Os

• 1 ADC rás
• 2 UART tengi
• 4 PWM úttak
• SPI, I2C & I2S tengi

Þökk sé pinnamargfaldunareiginleika ESP8266 (Margar jaðartæki margfaldaðar á einum GPIO pinna). Sem þýðir að einn GPIO pinna getur virkað sem PWM/UART/SPI.

Rofar um borð og LED vísir

ESP8266 NodeMCU er með tvo hnappa. Einn merktur sem RST staðsettur efst í vinstra horninu er Reset hnappurinn, notaður auðvitað til að endurstilla ESP8266 flísinn. Hinn FLASH hnappurinn neðst í vinstra horninu er niðurhalshnappurinn sem notaður er við uppfærslu vélbúnaðar.

Rofar & Vísar

• RST - Endurstilltu ESP8266 flöguna
• FLASH – Hlaða niður nýjum forritum
• Blá ljósdíóða - Forritanleg fyrir notanda

Á borðinu er einnig LED vísir sem er forritanlegur fyrir notendur og er tengdur við D0 pinna á borðinu.

Raðsamskipti

Í borðinu er CP2102 USB-til-UART Bridge Controller frá Silicon Labs, sem breytir USB merki í raðnúmer og gerir tölvunni þinni kleift að forrita og eiga samskipti við ESP8266 flöguna.

Raðsamskipti

• CP2102 USB-til-UART breytir
• 4.5 Mbps samskiptahraði
• Stuðningur við flæðistýringu

Ef þú ert með eldri útgáfu af CP2102 reklum uppsett á tölvunni þinni mælum við með því að uppfæra núna.
Tengill til að uppfæra CP2102 bílstjóri - https://www.silabs.com/developers/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers

ESP8266 NodeMCU Pinout

ESP8266 NodeMCU hefur alls 30 pinna sem tengja hann við umheiminn. Tengingarnar eru sem hér segir:

Til einföldunar munum við búa til hópa af prjónum með svipaða virkni.

Power Pins Það eru fjórir kraftpinnar þ.e. einn VIN pinna og þrír 3.3V pinnar. Hægt er að nota VIN pinna til að útvega ESP8266 og jaðartæki hans beint, ef þú ert með 5V vol.tage uppspretta. 3.3V pinnarnir eru framleiðsla á bindi um borðtage eftirlitsaðili. Þessa pinna er hægt að nota til að veita rafmagni til ytri íhluta.

GND er jarðpinna á ESP8266 NodeMCU þróunarborði. I2C pinnar eru notaðir til að tengja alls kyns I2C skynjara og jaðartæki í verkefninu þínu. Bæði I2C Master og I2C Slave eru studd. Hægt er að framkvæma I2C viðmótsvirkni með forritunarbúnaði og klukkutíðnin er 100 kHz að hámarki. Það skal tekið fram að I2C klukkutíðni ætti að vera hærri en hægasta klukkutíðni þrælabúnaðarins.

GPIO pinna ESP8266 NodeMCU er með 17 GPIO pinna sem hægt er að tengja á ýmsar aðgerðir eins og I2C, I2S, UART, PWM, IR fjarstýringu, LED ljós og hnapp forritað. Hvert stafrænt virkt GPIO er hægt að stilla á innri uppdrátt eða niðurdrátt, eða stilla á mikla viðnám. Þegar það er stillt sem inntak er einnig hægt að stilla það á kant-trigger eða level-trigger til að búa til CPU truflanir.

ADC rás NodeMCU er innbyggður með 10 bita nákvæmni SAR ADC. Hægt er að útfæra þessar tvær aðgerðir með því að nota ADC, þ.e. Prófun aflgjafa voltage af VDD3P3 pinna og prófunarinntak binditage af TOUT pinna. Hins vegar er ekki hægt að framkvæma þær á sama tíma.

UART pinna ESP8266 NodeMCU hefur 2 UART tengi, þ.e. UART0 og UART1, sem veita ósamstillt samskipti (RS232 og RS485), og geta átt samskipti á allt að 4.5 Mbps. Hægt er að nota UART0 (TXD0, RXD0, RST0 & CTS0 pinna) fyrir samskipti. Það styður vökvastjórnun. Hins vegar er UART1 (TXD1 pinna) aðeins með gagnaflutningsmerki svo það er venjulega notað til að prenta dagbók.

SPI pinnar ESP8266 er með tvo SPI (SPI og HSPI) í þræla- og masterham. Þessir SPI-tæki styðja einnig eftirfarandi almenna SPI eiginleika:

• 4 tímastillingar fyrir SPI snið flutning
• Allt að 80 MHz og skiptu klukkurnar 80 MHz
• Allt að 64-bæta FIFO

SDIO pinna ESP8266 er með Secure Digital Input/Output Interface (SDIO) sem er notað til að tengja SD-kort beint. 4-bita 25 MHz SDIO v1.1 og 4-bita 50 MHz SDIO v2.0 eru studdar.

PWM pinnar Stjórnin hefur 4 rásir af Pulse Width Modulation (PWM). Hægt er að útfæra PWM úttakið forritunarlega og nota til að keyra stafræna mótora og LED. PWM tíðnisvið er stillanlegt frá 1000 μs til 10000 μs, þ.e. á milli 100 Hz og 1 kHz.

Stýripinnar eru notuð til að stjórna ESP8266. Þessir pinnar innihalda Chip Enable pin (EN), Reset pin (RST) og WAKE pin.

• EN pinna - ESP8266 flísinn er virkur þegar EN pinna er dreginn HÁTT. Þegar dregið er LÁGT virkar flísinn á lágmarksafli.
• RST pinna - RST pinninn er notaður til að endurstilla ESP8266 flöguna.
• WAKE pin - Wake pin er notað til að vekja flísina úr djúpum svefni.

ESP8266 þróunarpallar

Nú skulum við halda áfram að áhugaverðu efni! Það eru margs konar þróunarkerfi sem hægt er að útbúa til að forrita ESP8266. Þú getur notað Espruino – JavaScript SDK og fastbúnað sem líkir vel eftir Node.js, eða notað Mongoose OS – Stýrikerfi fyrir IoT tæki (mælt vettvangur af Espressif Systems og Google Cloud IoT) eða notað hugbúnaðarþróunarsett (SDK) sem Espressif útvegar eða einn af þeim kerfum sem skráðir eru á WikiPedia. Sem betur fer tók hið ótrúlega ESP8266 samfélag IDE valið skrefinu lengra með því að búa til Arduino viðbót. Ef þú ert rétt að byrja að forrita ESP8266, þá er þetta umhverfið sem við mælum með að byrja með og það sem við munum skjalfesta í þessari kennslu.
Þessi ESP8266 viðbót fyrir Arduino er byggð á mögnuðu verki Ivan Grokhotkov og restina af ESP8266 samfélaginu. Skoðaðu ESP8266 Arduino GitHub geymsluna fyrir frekari upplýsingar.

Uppsetning ESP8266 Core á Windows OS

Við skulum halda áfram að setja upp ESP8266 Arduino kjarna. Það fyrsta er að hafa nýjasta Arduino IDE (Arduino 1.6.4 eða nýrri) uppsett á tölvunni þinni. Ef þú ert ekki með það, mælum við með því að uppfæra núna.
Tengill fyrir Arduino IDE - https://www.arduino.cc/en/software
Til að byrja þurfum við að uppfæra stjórnarstjórann með sérsniðnum URL. Opnaðu Arduino IDE og farðu í File > Óskir. Afritaðu síðan hér að neðan URL í aukastjórnarstjóra URLs textareiturinn staðsettur neðst í glugganum: http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

Smelltu á OK. Farðu síðan að stjórnarstjóranum með því að fara í Verkfæri > Stjórnir > Stjórnarstjóri. Það ættu að vera nokkrar nýjar færslur til viðbótar við venjulegu Arduino borðin. Síuðu leitina þína með því að slá inn esp8266. Smelltu á þá færslu og veldu Setja upp.

Skilgreiningar borðsins og tólin fyrir ESP8266 innihalda alveg nýtt sett af gcc, g++ og öðrum hæfilega stórum, samsettum tvíundum, þannig að það gæti tekið nokkrar mínútur að hlaða niður og setja upp (það er í geymslu file er ~110MB). Þegar uppsetningunni er lokið birtist lítill UPPSETTUR texti við hliðina á færslunni. Þú getur nú lokað stjórnarstjóranum

Arduino Example: Blikka

Til að ganga úr skugga um að ESP8266 Arduino kjarni og NodeMCU séu rétt uppsett, munum við hlaða upp einföldustu skissunni af öllu - The Blink! Við munum nota innbyggða LED fyrir þessa prófun. Eins og áður hefur komið fram í þessari kennslu er D0 pinna á töflunni tengdur við Bláa LED um borð og er forritanlegur fyrir notendur. Fullkomið! Áður en við förum að hlaða upp skissu og spila með LED, þurfum við að ganga úr skugga um að borðið sé rétt valið í Arduino IDE. Opnaðu Arduino IDE og veldu NodeMCU 0.9 (ESP-12 Module) valkostinn undir Arduino IDE > Verkfæri > Borð valmynd.

Tengdu nú ESP8266 NodeMCU við tölvuna þína með micro-B USB snúru. Þegar borðið hefur verið tengt í samband ætti það að fá einstakt COM tengi. Á Windows vélum mun þetta vera eitthvað eins og COM# og á Mac/Linux tölvum mun það koma í formi /dev/tty.usbserial-XXXXXX. Veldu þetta raðtengi undir Arduino IDE> Tools> Port valmyndinni. Veldu einnig upphleðsluhraða: 115200

Viðvörun: Það þarf að huga betur að því að velja borð, velja COM tengi og velja Upphleðsluhraða. Þú gætir fengið espcomm_upload_mem villu þegar þú hleður upp nýjum skissum, ef ekki tekst að gera það.

Þegar þú ert búinn skaltu prófa fyrrverandiampskissan hér að neðan.

ógild uppsetning()
{pinMode(D0, OUTPUT);}ógild lykkja()
{digitalWrite(D0, HIGH);
seinkun(500);
digitalWrite(D0, LOW);
seinkun(500);
Þegar kóðanum hefur verið hlaðið upp mun LED byrja að blikka. Þú gætir þurft að ýta á RST hnappinn til að fá ESP8266 til að byrja að keyra skissuna.

Skjöl / auðlindir

Verkfræðingar ESP8266 NodeMCU þróunarráð [pdfLeiðbeiningar ESP8266 NodeMCU þróunarráð, ESP8266, NodeMCU þróunarráð

Heimildir

• Notendahandbók