ENGINNERS ESP8266 NodeMCU әзірлеу кеңесі
Заттар интернеті (IoT) технология әлеміндегі трендті өріс болды. Бұл біздің жұмыс істеу тәсілін өзгертті. Физикалық нысандар мен цифрлық әлем қазір бұрынғыдан да көп қосылған. Осыны ескере отырып, Espressif Systems (Шанхайда орналасқан жартылай өткізгіштер компаниясы) керемет бағаға WiFi-мен жұмыс істейтін ESP8266 микроконтроллерін шығарды! 3 доллардан аз ақшаға ол дүниенің кез келген жерінен заттарды бақылай алады және басқара алады - кез келген IoT жобасына өте ыңғайлы.
Әзірлеу тақтасы 12-ден 8266 МГц реттелетін жиілікте жұмыс істейтін және RTOS-ты қолдайтын Tensilica Xtensa® 32-биттік LX106 RISC микропроцессоры бар ESP80 чипі бар ESP-160E модулін жабдықтайды.
ESP-12E чипі
- Tensilica Xtensa® 32-бит LX106
- 80 - 160 МГц Сағат жиілігі.
- 128 кБ ішкі жедел жады
- 4 МБ сыртқы жарқыл
- 802.11b/g/n Wi-Fi трансивері
Сондай-ақ 128 Кбайт жедел жады және 4 МБ флэш жады (бағдарламалар мен деректерді сақтау үшін) үлкен жолдармен күресуге жеткілікті. web беттер, JSON/XML деректері және қазіргі уақытта IoT құрылғыларына тастайтын барлық нәрсе. ESP8266 802.11b/g/n HT40 Wi-Fi трансиверін біріктіреді, сондықтан ол WiFi желісіне қосылып, Интернетпен әрекеттесіп қана қоймайды, сонымен қатар ол басқа құрылғыларға тікелей қосылуға мүмкіндік беретін жеке желіні орната алады. ол. Бұл ESP8266 NodeMCU одан да жан-жақты етеді.
Қуатқа қойылатын талап
Операциялық том ретіндеtagESP8266 диапазоны 3В-тан 3.6В-қа дейін, тақта LDO көлемімен бірге келеді.tagкөлемін сақтау үшін e реттегішtage тұрақты 3.3 В. Ол 600 мА-ға дейін сенімді түрде қамтамасыз ете алады, бұл ESP8266 РЖ беру кезінде 80 мА тартатын кезде жеткілікті болуы керек. Реттегіштің шығысы да тақтаның бір жағына бөлінген және 3V3 деп белгіленген. Бұл түйреуіш сыртқы құрамдастарға қуат беру үшін пайдаланылуы мүмкін.
Қуатқа қойылатын талап
- Операциялық томtage: 2.5 В - 3.6 В
- Борттық 3.3 В 600 мА реттегіш
- 80мА жұмыс тогы
- Ұйқы режимі кезінде 20 мкА
ESP8266 NodeMCU қуаты борттық MicroB USB қосқышы арқылы жеткізіледі. Балама ретінде, егер сізде реттелетін 5 В томtage көзінен VIN кодын ESP8266 және оның перифериялық құрылғыларын тікелей жабдықтау үшін пайдалануға болады.
Ескерту: ESP8266 байланыс үшін 3.3 В қуат көзі мен 3.3 В логикалық деңгейлерді қажет етеді. GPIO түйреуіштері 5В-қа төзімді емес! Тақтаны 5 В (немесе одан жоғары) құрамдас бөліктермен интерфейске қосқыңыз келсе, деңгейді өзгерту қажет болады.
Перифериялық құрылғылар және енгізу/шығару
ESP8266 NodeMCU-да әзірлеу тақтасының екі жағындағы түйреуіш тақырыптарына үзілген барлығы 17 GPIO түйреуіштері бар. Бұл түйреуіштер перифериялық міндеттердің барлық түрлеріне тағайындалуы мүмкін, соның ішінде:
- ADC арнасы – 10-биттік ADC арнасы.
- UART интерфейсі – UART интерфейсі кодты сериялық жүктеу үшін қолданылады.
- PWM шығыстары – жарық диодтарын күңгірттеуге немесе қозғалтқыштарды басқаруға арналған PWM түйреуіштері.
- SPI, I2C және I2S интерфейсі – сенсорлар мен перифериялық құрылғылардың барлық түрлерін қосу үшін SPI және I2C интерфейсі.
- I2S интерфейсі – жобаңызға дыбыс қосқыңыз келсе, I2S интерфейсі.
Мультиплекстелген енгізу/шығару
- 1 ADC арналары
- 2 UART интерфейсі
- 4 PWM шығысы
- SPI, I2C және I2S интерфейсі
ESP8266 түйреуіштерді мультиплекстеу мүмкіндігінің арқасында (бір GPIO істікшесіне мультиплексирленген бірнеше перифериялық құрылғылар). Бір GPIO істікшелі PWM/UART/SPI ретінде әрекет ете алады.
Борттық қосқыштар және жарық диодты индикатор
ESP8266 NodeMCU екі түймені ұсынады. Үстіңгі сол жақ бұрышта орналасқан RST ретінде белгіленген біреуі - "Қалпына келтіру" түймесі, әрине, ESP8266 чипін қалпына келтіру үшін пайдаланылады. Төменгі сол жақ бұрыштағы басқа FLASH түймесі микробағдарламаны жаңарту кезінде пайдаланылатын жүктеу түймесі болып табылады.
Коммутаторлар және индикаторлар
- RST – ESP8266 чипін қалпына келтіріңіз
- FLASH – Жаңа бағдарламаларды жүктеп алыңыз
- Көк жарық диоды – пайдаланушы бағдарламалауға болады
Тақтада сонымен қатар пайдаланушы бағдарламалайтын және тақтаның D0 істікшесіне қосылған жарық диоды индикаторы бар.
Сериялық байланыс
Тақтада Silicon Labs фирмасының CP2102 USB-to-UART көпір контроллері бар, ол USB сигналын серияға түрлендіреді және компьютерге ESP8266 чипімен бағдарламалауға және байланысуға мүмкіндік береді.
Сериялық байланыс
- CP2102 USB-UART түрлендіргіші
- 4.5 Мбит/с байланыс жылдамдығы
- Ағынды басқаруды қолдау
Егер компьютерде CP2102 драйверінің ескі нұсқасы орнатылған болса, қазір жаңартуды ұсынамыз.
CP2102 драйверін жаңарту сілтемесі – https://www.silabs.com/developers/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers
ESP8266 NodeMCU шығысы
ESP8266 NodeMCU-да оны сыртқы әлеммен байланыстыратын жалпы 30 түйреуіш бар. Қосылымдар келесідей:
Қарапайымдылық үшін біз ұқсас функциялары бар түйреуіштер топтарын жасаймыз.
Қуат түйреуіштері Төрт қуат түйреуіштері бар, мысалы. бір VIN коды және үш 3.3 В істікшесі. VIN кодын ESP8266 және оның перифериялық құрылғыларын тікелей қамтамасыз ету үшін пайдалануға болады, егер сізде реттелетін 5 В кернеу болсаtage көзі. 3.3 В түйреуіштер борттық дыбыстың шығысы болып табыладыtage реттегіш. Бұл түйреуіштер сыртқы компоненттерге қуат беру үшін пайдаланылуы мүмкін.
GND — ESP8266 NodeMCU әзірлеу тақтасының жердегі түйреуіш. I2C түйреуіштері жобаңыздағы I2C сенсорлары мен перифериялық құрылғылардың барлық түрлерін қосу үшін пайдаланылады. I2C Master және I2C Slave екеуіне де қолдау көрсетіледі. I2C интерфейсінің функционалдығын бағдарламалық түрде жүзеге асыруға болады, ал тактілік жиілігі максимум 100 кГц құрайды. Айта кету керек, I2C тактілік жиілігі тәуелді құрылғының ең баяу тактілік жиілігінен жоғары болуы керек.
GPIO түйреуіштері ESP8266 NodeMCU бағдарламасында I17C, I2S, UART, PWM, IR қашықтан басқару пульті, жарықдиодты шам және түйме сияқты әртүрлі функцияларға бағдарламалық түрде тағайындауға болатын 2 GPIO түйреуіштері бар. Әрбір сандық қосылған GPIO ішкі тартуға немесе төмен тартуға конфигурациялануы немесе жоғары кедергіге орнатылуы мүмкін. Кіріс ретінде конфигурацияланған кезде оны процессордың үзілістерін жасау үшін жиекті-триггерге немесе деңгей-триггерге орнатуға болады.
ADC арнасы NodeMCU 10-биттік дәлдіктегі SAR ADC орнатылған. Екі функцияны ADC арқылы жүзеге асыруға болады, яғни. Қуат көзін сынау томtage VDD3P3 істікшелі және сынақ кірісі томtagTOUT істікшесінің e. Алайда, оларды бір уақытта жүзеге асыру мүмкін емес.
UART түйреуіштері ESP8266 NodeMCU 2 UART интерфейсіне ие, яғни асинхронды байланысты (RS0 және RS1) қамтамасыз ететін UART232 және UART485 және 4.5 Мбит/с дейін байланыса алады. Байланыс үшін UART0 (TXD0, RXD0, RST0 & CTS0 түйреуіштері) пайдаланылуы мүмкін. Ол сұйықтықты бақылауды қолдайды. Дегенмен, UART1 (TXD1 пин) тек деректерді жіберу сигналын қамтамасыз етеді, сондықтан ол әдетте журналды басып шығару үшін пайдаланылады.
SPI түйреуіштері ESP8266 бағынды және негізгі режимдерінде екі SPI (SPI және HSPI) мүмкіндігін береді. Бұл SPI сонымен қатар келесі жалпы мақсаттағы SPI мүмкіндіктерін қолдайды:
- SPI форматын тасымалдаудың 4 уақыт режимі
- 80 МГц-ке дейін және 80 МГц бөлінген сағаттар
- 64 байтқа дейін FIFO
SDIO түйреуіштері ESP8266 SD карталарымен тікелей интерфейс үшін пайдаланылатын Secure Digital Input/Output Interface (SDIO) мүмкіндігін береді. 4 биттік 25 МГц SDIO v1.1 және 4 биттік 50 МГц SDIO v2.0 нұсқасына қолдау көрсетіледі.
PWM түйреуіштері Тақтада импульстік ені модуляциясының (PWM) 4 арнасы бар. PWM шығысын бағдарламалық түрде жүзеге асыруға және цифрлық қозғалтқыштар мен жарық диодтарын басқару үшін пайдалануға болады. PWM жиілік диапазоны 1000 мкс-тен 10000 мкс-ке дейін, яғни 100 Гц пен 1 кГц арасында реттеледі.
Басқару түйреуіштері ESP8266 басқару үшін пайдаланылады. Бұл түйреуіштерге Chip Enable pin (EN), Reset pin (RST) және WAKE pin кіреді.
- EN pin – ESP8266 чипі EN істікшесі ЖОҒАРЫ тартылғанда қосылады. ТӨМЕН тартылған кезде чип ең аз қуатта жұмыс істейді.
- RST пин – RST пин ESP8266 чипін қалпына келтіру үшін пайдаланылады.
- WAKE pin – ояту пин чипті терең ұйқыдан ояту үшін пайдаланылады.
ESP8266 әзірлеу платформалары
Енді қызықты нәрселерге көшейік! ESP8266 бағдарламалау үшін жабдықталуы мүмкін әртүрлі әзірлеу платформалары бар. Сіз Espruino – JavaScript SDK және Node.js еліктейтін микробағдарламаны пайдалана аласыз немесе Mongoose OS – IoT құрылғыларына арналған операциялық жүйені (Espressif Systems және Google Cloud IoT ұсынған платформа) немесе Espressif ұсынған бағдарламалық жасақтаманы әзірлеу жинағын (SDK) пайдалануға болады. немесе WiKiPedia тізімінде көрсетілген платформалардың бірі. Бақытымызға орай, таңғажайып ESP8266 қауымдастығы Arduino қондырмасын жасау арқылы IDE таңдауын алға жылжытты. Егер сіз ESP8266 бағдарламасын бағдарламалауды енді бастасаңыз, бұл біз бастауды ұсынатын орта және біз осы оқулықта құжаттайтын орта.
Arduino үшін бұл ESP8266 қондырмасы Иван Грохотков пен ESP8266 қауымдастығының қалған бөлігінің таңғажайып жұмысына негізделген. Қосымша ақпарат алу үшін ESP8266 Arduino GitHub репозиторийін қараңыз.
Windows операциялық жүйесінде ESP8266 ядросын орнату
ESP8266 Arduino ядросын орнатуды жалғастырайық. Біріншіден, компьютерде соңғы Arduino IDE (Arduino 1.6.4 немесе одан жоғары) орнатылған. Егер ол жоқ болса, қазір жаңартуды ұсынамыз.
Arduino IDE сілтемесі – https://www.arduino.cc/en/software
Бастау үшін басқарма менеджерін теңшеліммен жаңартуымыз керек URL. Arduino IDE ашыңыз және өтіңіз File > Параметрлер. Содан кейін төменде көшіріңіз URL Басқарманың қосымша менеджеріне URLs мәтіндік жолағы терезенің төменгі жағында орналасқан: http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
OK түймесін басыңыз. Содан кейін Құралдар > Тақталар > Тақталар менеджері тармағына өту арқылы Басқарма менеджеріне өтіңіз. Стандартты Arduino тақталарына қосымша бірнеше жаңа жазбалар болуы керек. esp8266 теру арқылы іздеуді сүзіңіз. Сол жазбаны басып, Орнату пәрменін таңдаңыз.
ESP8266 тақтасының анықтамалары мен құралдары gcc, g++ және басқа жеткілікті үлкен, құрастырылған екілік файлдардың мүлдем жаңа жинағын қамтиды, сондықтан жүктеп алу және орнату (мұрағатталған) бірнеше минут кетуі мүмкін. file ~110 МБ). Орнату аяқталғаннан кейін жазбаның жанында шағын INSTALLED мәтіні пайда болады. Енді сіз Басқарма менеджерін жаба аласыз
Arduino Exampле: жыпылықтау
ESP8266 Arduino ядросы мен NodeMCU дұрыс орнатылғанына көз жеткізу үшін біз барлығының ең қарапайым эскизін жүктеп саламыз – The Blink! Бұл сынақ үшін біз борттық жарық диодты қолданамыз. Осы оқулықта бұрын айтылғандай, тақтаның D0 істікшесі борттық көк жарық диодыға қосылған және пайдаланушы бағдарламалауға болады. Керемет! Эскизді жүктеп салуға және LED-мен ойнауға кіріспес бұрын, Arduino IDE-де тақта дұрыс таңдалғанына көз жеткізуіміз керек. Arduino IDE ашыңыз және Arduino IDE > Құралдар > Тақта мәзірі астындағы NodeMCU 0.9 (ESP-12 модулі) опциясын таңдаңыз.
Енді ESP8266 NodeMCU құрылғысын micro-B USB кабелі арқылы компьютерге қосыңыз. Тақтаны қосқаннан кейін оған бірегей COM порты тағайындалуы керек. Windows құрылғыларында бұл COM# сияқты болады, ал Mac/Linux компьютерлерінде ол /dev/tty.usbserial-XXXXXX түрінде келеді. Arduino IDE > Құралдар > Порт мәзірінен осы сериялық портты таңдаңыз. Сондай-ақ Жүктеп салу жылдамдығы : 115200 таңдаңыз
Ескерту: Тақтаны таңдауға, COM портын таңдауға және Жүктеп салу жылдамдығын таңдауға көбірек көңіл бөлу керек. Жаңа эскиздерді жүктеп салу кезінде, егер бұл орындалмаса, espcomm_upload_mem қатесін алуыңыз мүмкін.
Аяқтағаннан кейін бұрынғысын көріңізampТөменде эскиз.
жарамсыз орнату()
{pinMode(D0, OUTPUT);}void цикл()
{digitalWrite(D0, HIGH);
кешіктіру(500);
digitalWrite(D0, LOW);
кешіктіру(500);
Код жүктелгеннен кейін жарық диоды жыпылықтай бастайды. Эскизді іске қосу үшін ESP8266 құрылғысын алу үшін RST түймесін түрту қажет болуы мүмкін.
Құжаттар / Ресурстар
 |
ENGINNERS ESP8266 NodeMCU әзірлеу кеңесі [pdf] Нұсқаулар ESP8266 NodeMCU әзірлеу кеңесі, ESP8266, NodeMCU әзірлеу кеңесі |
