انجینئرز ESP8266 NodeMCU ترقیاتی بورڈ

انٹرنیٹ آف تھنگز (IoT) ٹیکنالوجی کی دنیا میں ایک رجحان ساز میدان رہا ہے۔ اس نے ہمارے کام کرنے کا طریقہ بدل دیا ہے۔ جسمانی اشیاء اور ڈیجیٹل دنیا اب پہلے سے کہیں زیادہ جڑے ہوئے ہیں۔ اس بات کو ذہن میں رکھتے ہوئے، Espressif Systems (Shanghai-based Semiconductor Company) نے ناقابل یقین قیمت پر ایک پیارا، بائٹ سائز وائی فائی سے چلنے والا مائیکرو کنٹرولر – ESP8266 جاری کیا ہے! $3 سے کم کے لیے، یہ دنیا میں کہیں سے بھی چیزوں کی نگرانی اور کنٹرول کر سکتا ہے - کسی بھی IoT پروجیکٹ کے لیے بالکل موزوں ہے۔

ڈویلپمنٹ بورڈ ESP-12E ماڈیول سے لیس ہے جس میں ESP8266 چپ ہے جس میں Tensilica Xtensa® 32-bit LX106 RISC مائکرو پروسیسر ہے جو 80 سے 160 MHz ایڈجسٹ کلاک فریکوئنسی پر کام کرتا ہے اور RTOS کو سپورٹ کرتا ہے۔

ESP-12E چپ

• Tensilica Xtensa® 32-bit LX106
• 80 سے 160 میگاہرٹز کلاک فریک۔
• 128kB اندرونی ریم
• 4MB بیرونی فلیش
• 802.11b/g/n Wi-Fi ٹرانسیور

128 KB ریم اور 4MB فلیش میموری (پروگرام اور ڈیٹا سٹوریج کے لیے) بھی بڑی تاروں سے نمٹنے کے لیے کافی ہے۔ web صفحات، JSON/XML ڈیٹا، اور ہر وہ چیز جسے ہم آج کل IoT آلات پر پھینکتے ہیں۔ ESP8266 802.11b/g/n HT40 وائی فائی ٹرانسیور کو مربوط کرتا ہے، اس لیے یہ نہ صرف وائی فائی نیٹ ورک سے منسلک ہو سکتا ہے اور انٹرنیٹ کے ساتھ بات چیت کر سکتا ہے، بلکہ یہ اپنا ایک نیٹ ورک بھی ترتیب دے سکتا ہے، جس سے دوسرے آلات کو براہ راست منسلک ہو سکتا ہے۔ یہ یہ ESP8266 NodeMCU کو اور بھی زیادہ ورسٹائل بنا دیتا ہے۔

بجلی کی ضرورت

جیسا کہ آپریٹنگ والیومtagESP8266 کی رینج 3V سے 3.6V ہے، بورڈ LDO والیوم کے ساتھ آتا ہےtagای ریگولیٹر والیوم کو رکھنے کے لیےtage 3.3V پر مستحکم۔ یہ قابل اعتماد طریقے سے 600mA تک سپلائی کر سکتا ہے، جو RF ٹرانسمیشن کے دوران ESP8266 زیادہ سے زیادہ 80mA کھینچنے پر کافی سے زیادہ ہونا چاہیے۔ ریگولیٹر کا آؤٹ پٹ بھی بورڈ کے ایک سائیڈ سے ٹوٹ جاتا ہے اور اسے 3V3 کا لیبل لگا دیا جاتا ہے۔ یہ پن بیرونی اجزاء کو بجلی کی فراہمی کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

بجلی کی ضرورت

• آپریٹنگ والیومtage: 2.5V سے 3.6V
• آن بورڈ 3.3V 600mA ریگولیٹر
• 80mA آپریٹنگ کرنٹ
• سلیپ موڈ کے دوران 20 μA

ESP8266 NodeMCU کو بجلی آن بورڈ مائیکرو بی USB کنیکٹر کے ذریعے فراہم کی جاتی ہے۔ متبادل طور پر، اگر آپ کے پاس ریگولیٹڈ 5V والیوم ہے۔tagای ماخذ، VIN پن کو براہ راست ESP8266 اور اس کے پیریفیرلز کی فراہمی کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

انتباہ: ESP8266 کو مواصلت کے لیے 3.3V پاور سپلائی اور 3.3V منطق کی سطح درکار ہے۔ GPIO پن 5V روادار نہیں ہیں! اگر آپ بورڈ کو 5V (یا اس سے زیادہ) اجزاء کے ساتھ انٹرفیس کرنا چاہتے ہیں، تو آپ کو کچھ لیول شفٹنگ کرنے کی ضرورت ہوگی۔

پیری فیرلز اور I/O

ESP8266 NodeMCU میں مجموعی طور پر 17 GPIO پن ہیں جو ڈویلپمنٹ بورڈ کے دونوں طرف پن ہیڈر سے ٹوٹے ہوئے ہیں۔ ان پنوں کو ہر قسم کے پردیی فرائض کے لیے تفویض کیا جا سکتا ہے، بشمول:

• ADC چینل - ایک 10 بٹ ADC چینل۔
• UART انٹرفیس - UART انٹرفیس کو کوڈ کو سیریل لوڈ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
• پی ڈبلیو ایم آؤٹ پٹس – ایل ای ڈی کو مدھم کرنے یا موٹرز کو کنٹرول کرنے کے لیے پی ڈبلیو ایم پن۔
• SPI, I2C اور I2S انٹرفیس - SPI اور I2C انٹرفیس ہر طرح کے سینسر اور پیری فیرلز کو جوڑتا ہے۔
• I2S انٹرفیس - اگر آپ اپنے پروجیکٹ میں آواز شامل کرنا چاہتے ہیں تو I2S انٹرفیس۔

ملٹی پلیکسڈ I/OS

• 1 ADC چینلز
• 2 UART انٹرفیس
• 4 PWM آؤٹ پٹ
• SPI، I2C اور I2S انٹرفیس

ESP8266 کی پن ملٹی پلیکسنگ فیچر کا شکریہ (ایک ہی GPIO پن پر متعدد پیری فیرلز ملٹی پلیکس)۔ مطلب ایک واحد GPIO پن PWM/UART/SPI کے طور پر کام کر سکتا ہے۔

آن بورڈ سوئچز اور ایل ای ڈی انڈیکیٹر

ESP8266 NodeMCU میں دو بٹن ہیں۔ سب سے اوپر بائیں کونے میں RST کے بطور نشان زد ایک ری سیٹ بٹن ہے، جو یقیناً ESP8266 چپ کو دوبارہ ترتیب دینے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ نیچے بائیں کونے میں دوسرا فلیش بٹن ڈاؤن لوڈ بٹن ہے جو فرم ویئر کو اپ گریڈ کرتے وقت استعمال ہوتا ہے۔

سوئچ اور اشارے

• RST - ESP8266 چپ کو دوبارہ ترتیب دیں۔
• فلیش – نئے پروگرام ڈاؤن لوڈ کریں۔
• بلیو ایل ای ڈی - صارف کے قابل پروگرام

بورڈ میں ایک LED انڈیکیٹر بھی ہے جو صارف کے قابل پروگرام ہے اور بورڈ کے D0 پن سے جڑا ہوا ہے۔

سیریل کمیونیکیشن

بورڈ میں سلکان لیبز سے CP2102 USB-to-UART برج کنٹرولر شامل ہے، جو USB سگنل کو سیریل میں تبدیل کرتا ہے اور آپ کے کمپیوٹر کو ESP8266 چپ کے ساتھ پروگرام اور بات چیت کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

سیریل کمیونیکیشن

• CP2102 USB-to-UART کنورٹر
• 4.5 ایم بی پی ایس مواصلات کی رفتار
• فلو کنٹرول سپورٹ

اگر آپ کے کمپیوٹر پر CP2102 ڈرائیور کا پرانا ورژن انسٹال ہے، تو ہم ابھی اپ گریڈ کرنے کی تجویز کرتے ہیں۔
CP2102 ڈرائیور کو اپ گریڈ کرنے کے لیے لنک - https://www.silabs.com/developers/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers

ESP8266 NodeMCU پن آؤٹ

ESP8266 NodeMCU میں کل 30 پن ہیں جو اسے باہر کی دنیا سے انٹرفیس کرتے ہیں۔ کنکشن مندرجہ ذیل ہیں:

سادگی کی خاطر، ہم اسی طرح کی خصوصیات کے ساتھ پنوں کے گروپ بنائیں گے۔

پاور پن چار پاور پن یعنی۔ ایک VIN پن اور تین 3.3V پن۔ VIN پن کو ESP8266 اور اس کے پیریفیرلز کو براہ راست سپلائی کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، اگر آپ کے پاس ریگولیٹڈ 5V والیوم ہے۔tagای ذریعہ. 3.3V پن ایک آن بورڈ والیوم کی آؤٹ پٹ ہیں۔tagای ریگولیٹر. ان پنوں کو بیرونی اجزاء کو بجلی فراہم کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

GND ESP8266 NodeMCU ڈویلپمنٹ بورڈ کا گراؤنڈ پن ہے۔ I2C پنوں کا استعمال آپ کے پروجیکٹ میں ہر قسم کے I2C سینسر اور پیری فیرلز کو جوڑنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ I2C ماسٹر اور I2C غلام دونوں معاون ہیں۔ I2C انٹرفیس کی فعالیت کو پروگرام کے لحاظ سے محسوس کیا جا سکتا ہے، اور گھڑی کی فریکوئنسی زیادہ سے زیادہ 100 kHz ہے۔ واضح رہے کہ I2C کلاک فریکوئنسی غلام ڈیوائس کی سست ترین گھڑی کی فریکوئنسی سے زیادہ ہونی چاہیے۔

GPIO پن ESP8266 NodeMCU میں 17 GPIO پن ہیں جن کو مختلف فنکشنز جیسے I2C، I2S، UART، PWM، IR ریموٹ کنٹرول، LED لائٹ اور بٹن پروگرام کے لحاظ سے تفویض کیا جا سکتا ہے۔ ہر ڈیجیٹل فعال GPIO کو اندرونی پل اپ یا پل-ڈاؤن پر کنفیگر کیا جا سکتا ہے، یا زیادہ رکاوٹ پر سیٹ کیا جا سکتا ہے۔ جب ان پٹ کے طور پر کنفیگر کیا جاتا ہے، تو اسے سی پی یو انٹرپٹس بنانے کے لیے ایج-ٹرگر یا لیول-ٹرگر پر بھی سیٹ کیا جا سکتا ہے۔

اے ڈی سی چینل NodeMCU ایک 10 بٹ درستگی SAR ADC کے ساتھ سرایت شدہ ہے۔ دو افعال کو ADC یعنی استعمال کرکے لاگو کیا جاسکتا ہے۔ ٹیسٹنگ پاور سپلائی والیومtagVDD3P3 پن اور ٹیسٹنگ ان پٹ والیوم کا etagٹاؤٹ پن کا ای۔ تاہم، وہ ایک ہی وقت میں لاگو نہیں کیا جا سکتا.

UART پن ESP8266 NodeMCU میں 2 UART انٹرفیس ہیں، یعنی UART0 اور UART1، جو غیر مطابقت پذیر مواصلات (RS232 اور RS485) فراہم کرتے ہیں، اور 4.5 Mbps تک بات چیت کر سکتے ہیں۔ UART0 (TXD0, RXD0, RST0 اور CTS0 پن) کو مواصلت کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ سیال کنٹرول کی حمایت کرتا ہے. تاہم، UART1 (TXD1 پن) صرف ڈیٹا ٹرانسمٹ سگنل کی خصوصیات رکھتا ہے، اس لیے اسے عام طور پر لاگ پرنٹ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

ایس پی آئی پن ESP8266 غلام اور ماسٹر موڈ میں دو SPIs (SPI اور HSPI) کی خصوصیات رکھتا ہے۔ یہ SPIs درج ذیل عمومی مقصد SPI خصوصیات کی بھی حمایت کرتے ہیں:

• SPI فارمیٹ ٹرانسفر کے 4 ٹائمنگ موڈز
• 80 میگاہرٹز تک اور 80 میگاہرٹز کی تقسیم شدہ گھڑیاں
• 64-بائٹ FIFO تک

SDIO پن ESP8266 میں سیکیور ڈیجیٹل ان پٹ/آؤٹ پٹ انٹرفیس (SDIO) کی خصوصیات ہے جو SD کارڈز کو براہ راست انٹرفیس کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ 4-bit 25 MHz SDIO v1.1 اور 4-bit 50 MHz SDIO v2.0 تعاون یافتہ ہیں۔

پی ڈبلیو ایم پن بورڈ کے پاس پلس وِڈتھ ماڈیولیشن (PWM) کے 4 چینلز ہیں۔ PWM آؤٹ پٹ کو پروگرام کے مطابق لاگو کیا جا سکتا ہے اور ڈیجیٹل موٹرز اور ایل ای ڈی چلانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ PWM فریکوئنسی رینج 1000 μs سے 10000 μs تک ایڈجسٹ ہے، یعنی 100 Hz اور 1 kHz کے درمیان۔

کنٹرول پن ESP8266 کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ ان پنوں میں چپ ان ایبل پن (EN)، ری سیٹ پن (RST) اور WAKE پن شامل ہیں۔

• EN پن - ESP8266 چپ اس وقت فعال ہو جاتی ہے جب EN پن کو اونچا کھینچا جاتا ہے۔ جب نیچے کھینچا جائے تو چپ کم سے کم طاقت پر کام کرتی ہے۔
• RST پن - RST پن ESP8266 چپ کو دوبارہ ترتیب دینے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
• ویک پن - ویک پن چپ کو گہری نیند سے جگانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

ESP8266 ترقیاتی پلیٹ فارمز

اب، آئیے دلچسپ چیزوں کی طرف بڑھتے ہیں! مختلف قسم کے ترقیاتی پلیٹ فارم ہیں جو ESP8266 کو پروگرام کرنے کے لیے لیس کیے جا سکتے ہیں۔ آپ Espruino – JavaScript SDK اور Node.js کو قریب سے نقل کرنے والے فرم ویئر کے ساتھ جا سکتے ہیں، یا Mongoose OS – IoT آلات کے لیے ایک آپریٹنگ سسٹم استعمال کر سکتے ہیں (Espressif Systems اور Google Cloud IoT کا تجویز کردہ پلیٹ فارم) یا Espressif کی فراہم کردہ سافٹ ویئر ڈویلپمنٹ کٹ (SDK) استعمال کر سکتے ہیں۔ یا WiKiPedia پر درج پلیٹ فارمز میں سے ایک۔ خوش قسمتی سے، حیرت انگیز ESP8266 کمیونٹی نے ایک Arduino ایڈ آن بنا کر IDE کے انتخاب کو ایک قدم آگے بڑھایا۔ اگر آپ ابھی ESP8266 کو پروگرام کرنا شروع کر رہے ہیں، تو یہ وہ ماحول ہے جس کے ساتھ ہم شروع کرنے کی تجویز کرتے ہیں، اور جس کو ہم اس ٹیوٹوریل میں دستاویز کریں گے۔
Arduino کے لیے یہ ESP8266 ایڈ آن Ivan Grokhotkov اور باقی ESP8266 کمیونٹی کے حیرت انگیز کام پر مبنی ہے۔ مزید معلومات کے لیے ESP8266 Arduino GitHub ذخیرہ کو دیکھیں۔

ونڈوز OS پر ESP8266 کور انسٹال کرنا

آئیے ESP8266 Arduino کور کو انسٹال کرنے کے ساتھ آگے بڑھیں۔ پہلی چیز یہ ہے کہ آپ کے کمپیوٹر پر جدید ترین Arduino IDE (Arduino 1.6.4 یا اس سے زیادہ) انسٹال ہو۔ اگر یہ نہیں ہے تو، ہم ابھی اپ گریڈ کرنے کی تجویز کرتے ہیں۔
Arduino IDE کے لیے لنک - https://www.arduino.cc/en/software
شروع کرنے کے لیے، ہمیں بورڈ مینیجر کو اپنی مرضی کے مطابق اپ ڈیٹ کرنے کی ضرورت ہوگی۔ URL. Arduino IDE کھولیں اور پر جائیں۔ File > ترجیحات۔ پھر، نیچے کاپی کریں۔ URL ایڈیشنل بورڈ مینیجر میں URLs ٹیکسٹ باکس ونڈو کے نیچے واقع ہے: http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

ٹھیک ہے مارو۔ پھر ٹولز > بورڈز > بورڈز مینیجر پر جا کر بورڈ مینیجر پر جائیں۔ معیاری Arduino بورڈز کے علاوہ کچھ نئے اندراجات ہونے چاہئیں۔ esp8266 ٹائپ کرکے اپنی تلاش کو فلٹر کریں۔ اس اندراج پر کلک کریں اور انسٹال کو منتخب کریں۔

ESP8266 کے لیے بورڈ کی تعریفیں اور ٹولز میں gcc، g++، اور دیگر معقول حد تک بڑی، مرتب شدہ بائنریز کا ایک مکمل نیا سیٹ شامل ہے، اس لیے اسے ڈاؤن لوڈ اور انسٹال کرنے میں چند منٹ لگ سکتے ہیں (آرکائیو شدہ file ہے ~110MB)۔ انسٹالیشن مکمل ہونے کے بعد، اندراج کے آگے ایک چھوٹا انسٹال شدہ متن ظاہر ہوگا۔ اب آپ بورڈ مینیجر کو بند کر سکتے ہیں۔

Arduino سابقample: جھپکنا

یہ یقینی بنانے کے لیے کہ ESP8266 Arduino core اور NodeMCU درست طریقے سے ترتیب دیے گئے ہیں، ہم سب کا آسان ترین خاکہ اپ لوڈ کریں گے - The Blink! ہم اس ٹیسٹ کے لیے آن بورڈ ایل ای ڈی استعمال کریں گے۔ جیسا کہ اس ٹیوٹوریل میں پہلے ذکر کیا گیا ہے، بورڈ کا D0 پن آن بورڈ بلیو ایل ای ڈی سے منسلک ہے اور صارف کے قابل پروگرام ہے۔ کامل! اس سے پہلے کہ ہم خاکہ اپ لوڈ کریں اور LED کے ساتھ کھیلیں، ہمیں یہ یقینی بنانا ہوگا کہ Arduino IDE میں بورڈ کو صحیح طریقے سے منتخب کیا گیا ہے۔ Arduino IDE کھولیں اور اپنے Arduino IDE > Tools > Board مینو کے تحت NodeMCU 0.9 (ESP-12 Module) آپشن کو منتخب کریں۔

اب، مائیکرو-B USB کیبل کے ذریعے اپنے ESP8266 NodeMCU کو اپنے کمپیوٹر میں لگائیں۔ بورڈ کے پلگ ان ہونے کے بعد، اسے ایک منفرد COM پورٹ تفویض کیا جانا چاہیے۔ ونڈوز مشینوں پر، یہ COM# کی طرح کچھ ہوگا، اور Mac/Linux کمپیوٹرز پر یہ /dev/tty.usbserial-XXXXXX کی شکل میں آئے گا۔ اس سیریل پورٹ کو Arduino IDE > ٹولز > پورٹ مینو کے تحت منتخب کریں۔ اپ لوڈ کی رفتار بھی منتخب کریں: 115200

انتباہ: بورڈ کو منتخب کرنے، COM پورٹ کو منتخب کرنے اور اپ لوڈ کی رفتار کو منتخب کرنے پر زیادہ توجہ دینے کی ضرورت ہے۔ آپ کو نئے خاکے اپ لوڈ کرنے کے دوران espcomm_upload_mem غلطی ہو سکتی ہے، اگر ایسا کرنے میں ناکام رہے۔

ایک بار جب آپ کام کر لیں، سابق کو آزمائیں۔ampذیل میں خاکہ۔

باطل سیٹ اپ()
{pinMode(D0، OUTPUT);} void loop()
{digitalWrite(D0، HIGH)؛
تاخیر (500)؛
ڈیجیٹل رائٹ (D0، کم)؛
تاخیر (500)؛
کوڈ اپ لوڈ ہونے کے بعد، ایل ای ڈی ٹمٹمانے لگے گی۔ خاکہ چلانا شروع کرنے کے لیے آپ کو اپنا ESP8266 حاصل کرنے کے لیے RST بٹن کو تھپتھپانے کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔

دستاویزات / وسائل

انجینئرز ESP8266 NodeMCU ترقیاتی بورڈ [پی ڈی ایف] ہدایات ESP8266 NodeMCU ترقیاتی بورڈ، ESP8266، NodeMCU ترقیاتی بورڈ

حوالہ جات

• صارف دستی