Microcontroller ESP8266: ceangal agus stèidheachadh

Tha mòran luchd-cleachdaidh air an aire aca a thionndadh gu sgiobalta ESP8266-12, air a sgaoileadh le Espressif. Tha a chosgais tòrr nas saoire an coimeas ris an adapter Bluetooth coitcheann, agus eadhon le tomhasan nas lugha, tha e gu math nas motha na feartan. A-nis tha cothrom aig a h-uile duine a tha a 'fuireach aig an taigh a bhith ag obair ann an lìonra Wi-Fi ann an dà mhodh aig an aon àm, is e sin, an coimpiutair aca a cheangal ri puingean-inntrigidh sam bith no a thoirt a-steach mar phuing mar sin.

Air an làimh eile, feumaidh tu tuigsinn gu ceart nach e dìreach innealan a tha air an dealbhadh a-mhàin airson conaltradh Wi-Fi a tha ann an cairtean mar sin. Tha an ESP8266 fhèin na microcontroller leis na h-eadar-aghaidh fhèin aig UART, GPIO agus SPI, is e sin, faodar a chleachdadh mar inneal gu tur neo-eisimeileach. Tha mòran an dèidh an sgiobair seo a leigeil ma sgaoil gur e an t-ar-a-mach as motha a th 'ann, agus thar ùine thèid innealan mar seo a thogail ann an dòighean sìmplidh teicneòlais, ach gu ruige seo tha an inneal gu math ùr agus chan eil firmware seasmhach air. Tha mòran eòlaichean air feadh an t-saoghail a 'feuchainn ris an companaidh aca fhèin a chruthachadh, oir chan eil e gu math duilich an lìonadh a-steach don phàigheadh, ach a dh' aindeoin na duilgheadasan eadar-dhealaichte, faodar an inneal a chleachdadh gu tur a chleachdadh.

Aig an àm seo, chan eil ach dà roghainn airson cleachdadh a 'mhodail seo air am meas:

• Cleachd a 'chairt còmhla ri microcontroller a bharrachd no coimpiutair, a bhios fo smachd a' mhodail tro UART.
• Fir-fèin-sgrìobhaidh airson an sgiob, a leigeas leinn a chleachdadh nas fhaide air adhart mar uidheam fèin-fhillte.

Tha e gu math nàdarra nach beachdaich sinn air companaidh neo-eisimeileach anns a 'chùis seo.

A 'coimhead air furasta a chleachdadh agus deagh fheartan, tha mòran dhaoine am measg mòran de na microcontrollers a' toirt an roghainn don ESP8266. Tha ceangal agus ùrachadh bathar-bog an uidheim seo gu math sìmplidh agus ruigsinneach, agus tha e air a dhèanamh air an aon chruaidh-chruaidh leis a bheil am bathar-cruaidh ceangailte ris a 'choimpiutair. Is e sin, cuideachd tro USB-TTL-tionndair no, ma tha e nas fheàrr le cuideigin roghainnean eile airson ceangal, a thoirt gu buil tro RPi agus Arduino.

Mar a nì thu sgrùdadh?

Gus sgrùdadh a dhèanamh air èifeachdas an inneal a cheannaich thu, feumaidh tu stòr-bhualaidh sònraichte stèidhichte air 3.3 volt a chleachdadh. Bu chòir a thoirt fa-near gur e raon fìor-bholtachd a 'mhodail seo 3 gu 3.6 bholta a th' ann, agus mar thoradh air solarachadh foltasachd àrd bheir seo dhut gu bheil thu dìreach air do ESP8266 a dhìon. Faodaidh bathar-bog agus bathar-bog eile an dèidh suidheachadh coltach ris a bhith a 'tòiseachadh ag obair gu ceàrr, agus feumaidh tu an inneal a chàradh no a cheartachadh mar-thà.

Gus faighinn a-mach dè cho comasach 'sa tha am modail seo den mhion-chunnartair, feumaidh tu trì pinsin a cheangal:

• Tha CH_PD agus VCC ceangailte ri solar cumhachd 3.3V.
• Tha GND ceangailte ri talamh.

Mura h-eil thu a 'cleachdadh ESP-01, ach cuid de mhodal eile, agus tha teisteanas GPIO15 aige bhon toiseach, feumaidh tu a bhith ceangailte ris an talamh a bharrachd.

Ma tha an companaidh factaraidh air tòiseachadh mar as trice, chì thu LED dearg, agus an uairsin gorm gluag no dhà no dhà. Ach, bu chòir a thoirt fa-near nach eil comharran cumhachd dearga aig gach inneal den t-sreath ESP8266. Chan eil bathar-bathair air cuid de na h-innealan a 'toirt seachad gun tèid an comharradh dearg a shoilleireachadh mura bheil comharradh dearg anns a' mhodal (gu sònraichte, tha seo a 'buntainn ris a' mhodail ESP-12).

Aon uair 's gu bheil e ceangailte, bidh an lìonra uèirleas agad a' gnìomhachadh puing inntrigidh ùr, ris an canar ESP_XXXX, agus faodar a lorg bho inneal sam bith aig a bheil cothrom air Wi-Fi. Anns a 'chùis seo, tha ainm a' phuing-inntrigidh gu dìreach an crochadh air dèanadas an companaidh a tha thu a 'cleachdadh, agus mar sin is dòcha gu bheil thu ann an cuid eile.

Ma nochdas an puing an-còmhnaidh, faodaidh tu leantainn air adhart leis na deuchainnean, no ma dh'fheumas tu ath-sgrùdadh a dhèanamh air a 'chumhachd, a bharrachd air ceangal ceart GND agus CH_PD, agus ma tha a h-uile càil ceangailte gu ceart, is dòcha gu bheil thu fhathast a' feuchainn ris a 'mhodal briste no Bha e dìreach air stàladh an companaidh le roghainnean neo-àbhaisteach.

Ciamar as urrainn dhomh a cheangal gu luath?

Tha na leanas a leanas anns an t-seata coitcheann airson ceangal a dhèanamh ris a 'mhodal seo:

• Am modal fhèin;
• Bòrd prototyping sèiddear;
• seata slàn de uèirichean Mom, 'athair, air a dheilbh airson prototyping bòrd, no sònraichte càball DUPONT MF;
• Tionndadh USB-TTL stèidhichte air PL2303, FTDI no sglèim sam bith eile. Is e an roghainn as fheàrr a th 'ann ma tha an RTS agus an DTR cuideachd a' toirt a-mach an t-adapter USB-TTL, oir tha e a 'toirt cothrom dha luchd-cruaidh a bhith a' luchdachadh a-nuas bho UDK, Arduino IDE no Sming sam bith, gun a bhith a 'toirt air adhart an GPIO0 gu làitheil.

Ma chleachdas tu tionndair airson 5 bholta, feumaidh tu ceannardas cumhachd a bharrachd a cheannach a tha stèidhichte air an sgiob 1117 no aon rud sam bith, cho math ri stòr cumhachd (airson inbhe 1117, eadhon cosgais àbhaisteach bho fòn clòiteach gu 5 volt gu leòr freagarrach). Thathar a 'moladh gun a bhith a' cleachdadh an Arduino IDE no USB-TTL gu cumhachd an tùs ESP8266, agus a 'cleachdadh fa leth, a chionn air sgàth seo a gheibh thu cuidhteas mu dheireadh de chuideam duilgheadasan.

Adhartach seata a thoirt seachad cofhurtail agus daonnan ag obair còmhla ri modal a 'toirt seachad airson an fheum airson tuilleadh cumhachd connectors, resistors, LED agus tumaidh-suidsichean. A thuilleadh air sin, tha e comasach cuideachd a 'cleachdadh an daor USB moineatair, a tha a' toirt cothrom dhut a bhith a 'sìor sùil a chumail air an t-suim de' caitheamh an-dràsta, agus a 'toirt beagan dìon bho USB bus a nochdas de goirid cuairt.

Dè bu chòir dhomh a dhèanamh?

An toiseach, is fhiach a bhith mothachail gu bheil smachd aig an ESP8266 beagan eadar-dhealaichte a rèir dè am modal sònraichte a tha thu a 'cleachdadh. Tha tòrr de na modalan sin ann an-diugh, agus a 'chiad rud a dh' fheumar a dhèanamh gus am modal a tha thu a 'cleachdadh a chomharrachadh agus a cho-dhùnadh. Anns an leabhar-làimhe seo, bruidhnidh sinn mu bhith ag obair le modal ESP8266 ESP-01 V090, agus ma tha thu a 'cleachdadh modail eile le GPIO15 (HSPICS, MTDO), feumaidh tu a tharraing gu talamh airson toiseach tòiseachaidh a' mhodail àbhaisteach agus Gus am modh firmware a chleachdadh.

Às dèidh sin, dèan cinnteach gu bheil am foltadh solarachaidh cumhachd airson a 'mhodail ceangailte 3.3 bolta. Mar a chaidh a mhìneachadh gu h-àrd, tha an raon ceadaichte de 3 gu 3.6 bholta, agus ma dh 'èiricheas àrdachadh, tha an inneal a' fàilligeadh, ach faodaidh am foltas solair a bhith gu math nas ìsle na 3 bholta, a tha air an ainmeachadh anns na sgrìobhainnean.

Ma chleachdas tu tionndadh USB-TTL aig 3.3 bholta, an uairsin cuiridh seo ris a 'mhodal dìreach mar a tha air taobh chlì na deilbh gu h-ìosal. Mura h-eil thu a 'cleachdadh USB-TTL còig-bholta a-mhàin, thoir aire air taobh deas an deilbh. Dh'fhaodadh gu bheil mòran den bheachd gu bheil an cuairteachadh ceart nas èifeachdaiche air sgàth gu bheil e a 'cleachdadh solar cumhachd air leth, ach gu dearbh, ma bhios tionndadh USB-TTL de 5 bholta ann, tha e gu math ion-mhiannaichte sgairtear a bharrachd a dhèanamh air na freumhan gus dèanamh cinnteach gu bheil trì-bholt agus còig-bholta air a cho-fhreagairt Ìre loidsigeach, no dìreach cleachd modal tionndaidh ìre.

Feartan ceangail

Anns an fhigear ceart, tha ceangal UTXD (TX), a bharrachd air URXD (RX) a 'mhodail seo gu TTL rèiteachadh còig-bholta, agus thèid na modhan sin a dhèanamh a-mhàin nur cunnart fhèin. Tha an tuairisgeul ESP8266 a 'sealltainn gu bheil am modal gu h-èifeachdach ag obair a-mhàin le rèiteachadh 3.3-bholta. Anns a 'chuid as motha de shuidheachaidhean, eadhon ann an suidheachadh rèiteachadh còig-bholtaichean, cha bhith an uidheam a' fàilligeadh, ach uaireannan bidh suidheachaidhean mar sin a 'tachairt, mar sin chan eil an ceangal seo air a mholadh.

Mura h-eil an cothrom agad tionndadh USB-TTL speisealta a chleachdadh aig 3.3 bholta, faodaidh tu roinneadair a chur a-steach gu na freumhan. Is fhiach a bhith mothachail cuideachd gu bheil an riaghladair solar cumhachd 1117 air a cheangal gun a bhith a 'dèanamh barrachd innealan, agus gur e teicneòlas obrach a tha seo, ach tha e nas fheàrr a bhith a' cleachdadh a 'chuairt ceangail 1117 le bhith a' sgoltadh chomairean - feumaidh tu sgrùdadh a dhèanamh air an làrach-lìn ESP8266 agad air do stàlaichear no feumach a dhèanamh air Modal stèidhichte air bunait 1117.

Gus am modal a thòiseachadh, feumaidh tu an cuairteachadh GPIO0-TND a bhriseadh, às deidh sin faodaidh tu cumhachd a thoirt suas. Bu chòir a thoirt fa-near gum feum thu a h-uile càil a dhèanamh san òrdugh seo, is e sin, dèan cinnteach gu bheil GPIO0 "a 'crochadh san adhar", agus an uairsin cuiridh e cumhachd gu CH_PD agus VCC.

Ciamar a cheanglas tu gu ceart?

Mas urrainn dhut barrachd air aon oidhche a chuir seachad gus am modal ESP8266 a cheangal gu ceart, faodaidh tu roghainn nas seasmhaiche a chleachdadh. Anns an diagram gu h-àrd, chì thu roghainn ceangail le luchdachadh sìos bathar-bog fèin-ghluasadach.

Is fhiach a bhith mothachail nach eil an ìomhaigh gu h-àrd a 'sealltainn cleachdadh GPIO no ADC an-asgaidh, agus bidh an ceangal aca an urra ris na tha thu dìreach airson a chur an gnìomh, ach ma tha thu airson dèanamh cinnteach à seasmhachd, na dì-chuimhnich tarraing a h-uile GPIO gu cumhachd, agus ADC gu talamh A 'cleachdadh resistors tarraing-suas.

Faodar frith-fhuadain aig 10k a thoirt a-steach, ma bhios sin riatanach, bho fheadhainn eile anns an raon eadar 4.7k agus 50k, a bharrachd air GPIO15, bho nach bu chòir dha a bhith nas àirde na 10k. Faodaidh an coisichear ainmail, a bhith a 'lobhadh bualadh àrd-àbhaisteach, rudeigin eadar-dhealaichte.

Dh'fhaodadh gum bi feum air ceangal ri RESET agus GPIO16 tro bhith a 'cleachdadh fuasgladh-cadail domhainn de 470 ohms nuair a bhios iad a' cleachdadh a 'mhodh iomchaidh, seach gu bheil am modal a' coileanadh làn-shuidheachadh le bhith a 'solarachadh ìre ìseal chun an GPIO16. Mura h-eil an ceangal seo an-dràsta, mairidh am modh-cadail domhainn airson a 'mhodail gu bràth.

Aig a 'chiad sealladh, is dòcha gu bheil GPIO0, GPIO1 (TX), GPIO2, GPIO3 (RX) agus GPIO15 trang, mar sin chan urrainn dhut an cleachdadh airson do adhbharan, ach gu dearbh tha e fada bhon chùis. Dh'fhaodadh gu bheil ìre àrd gu leòr air GPIO0 agus GPIO2, cho math ri ìre ìseal air GPIO15, a dhìth ach airson toiseach tòiseachaidh a 'mhodail, agus san àm ri teachd tha e mar-thà comasach iad a chur a-steach a rèir do roghainn fhèin. Is e an aon rud a tha luachmhor a thoirt seachad - na dì-chuimhnich na h-ìrean riatanach a thoirt seachad mus tòisich thu air ath-nuadhachadh air do chruaidh-cruaidh.

Faodaidh tu cuideachd TX, RX a chleachdadh mar roghainn eile do GPIO1 agus GPIO3, ach na dì-chuimhnich gum bi gach firmware a 'tòiseachadh le "tarraing" TX, agus aig an aon àm a' cur fiosrachadh dearbhaidh gu UART0 aig 74480, ach an dèidh An tèid an luchdachadh sìos gu soirbheachail, faodar an cleachdadh chan ann a-mhàin mar UART0 gus iomlaid dàta a dhèanamh le inneal eile, ach cuideachd mar GPIO àbhaisteach.

Airson modalan aig a bheil àireamh bheag de bhionaichean tearc (mar eisimpleir, ESP-01), chan eil feum air ceangal a dhèanamh air biorranan nach eil air an lìonadh, is e sin, dìreach GND, CH_PD, VCC, GPIO0, GPIO2 agus RESET a thèid a ghleidheadh air ESP-01, agus tha thu Feumaidh tu tarraing suas. Chan eil feum air slatair dìreach gu sgiobalta ESP8266EX, agus an uairsin tarraing na bùird-puinn gun dad, mura h-eil feum agad air a-mhàin.

Chaidh na sgeamaichean ceangail sin a chleachdadh an dèidh mòran de dheuchainnean a rinn eòlaichean teisteanasach agus a chaidh a chruinneachadh bho dhiofar fiosrachaidh eadar-dhealaichte. Bu chòir a thoirt fa-near nach fhaodar fiù 's sgeamaichean den leithid a mheas math, oir faodaidh tu grunn roghainnean eile a cheart cho èifeachdach.

A 'ceangal tro Arduino

Mura h-eil, air adhbhar air choireigin, nach robh tionndadh USB-TTL agad airson 3.3 bholta, an uairsin gabhaidh am modal WiFi ESP8266 a cheangal tro Arduino le tionndadh clàraichte. An seo feumaidh tu an toiseach aire a tharraing gu trì eileamaidean bunaiteach:

• Nuair a thèid a chleachdadh ann an co-bhonn leis an ESP8266, tha an Arduino Reset an-toiseach ceangailte ri GND gus a 'chothroim a bhith a' tòiseachadh leis a 'mhion-chunnartair, agus anns an fhoirm seo chaidh a chleachdadh mar tionndadh tromhpa USB-TTL.
• Cha robh RX agus TX ceangailte "air a 'chrois", ach dìreach - RX-RX (uaine), TX-TX (buidhe).
• Tha a h-uile càil ceangailte anns an aon dòigh ris an fhear gu h-àrd.

Na dh'fheumas tu beachdachadh

Tha an sgeama seo cuideachd a 'feumachdainn ìrean TTL 5 volt Arduino a choileanadh, cho math ri 3.3 volt gu ESP8266, ach faodaidh e obrachadh gu math agus mar sin.

Nuair a tha e ceangailte ris an ESP8266, faodaidh an Arduino a bhith air uidheamachadh le riaghladair cumhachd nach eil a 'seasamh an aghaidh an dràsta a tha a dhìth airson ESP8266, agus mus dèan thu a ghnìomhachd, feumaidh tu sgrùdadh a dhèanamh air an dàta airson an tè a chleachdas tu. Na feuch ris na h-eileamaidean eile a bhios a 'cleachdadh lùth a cheangal ri chèile còmhla ris an ESP8266, oir faodaidh seo a bhith ag adhbhrachadh gun tèid an cumhachd riaghlaidh cumhachdach Arduino a shàbhaladh.

Tha sgeama ceangail eile ann airson ESP8266 agus Arduino, anns a bheil SoftSerial air a chleachdadh. Bho leabharlann SoftSerial, tha astar port 115200 ro àrd agus chan urrainn dha gealladh a chumail air obrachadh seasmhach, chan eil am modh ceangail seo air a mholadh, ged a tha cuid de chùisean anns a bheil a h-uile càil ag obair gu math stoidhle.

A 'ceangal tro RaspberryPi

Mura h-eil tionndar USB-TTL agad idir, faodaidh tu RaspberryPi a chleachdadh. Anns a 'chùis seo, tha prògramadh agus ceangal ESP8266 faisg air an aon rud, ach an seo chan eil a h-uile càil cho freagarrach, agus a bharrachd air an sin feumaidh tu riaghladair cumhachd de 3.3 bholta a chleachdadh cuideachd.

Gus tòiseachadh RX, TX agus GND ar inneal gus ceangal ESP8266, VCC agus GND agus a ghabhail far an riaghlaichte cumhachd, air a thomhas air 3.3 volts. An seo, bu chòir aire shònraichte a thoirt don fheum air gach inneal GND a cheangal, is e sin, RaspberryPi agus ESP8266. Mas urrainn don stàlaichear a chaidh a thogail a-steach don mhodail agad innealan suas ri 300 millean mìle de luchdachadh a bharrachd, tha an ceangal ESP8266 gu math àbhaisteach, ach chan eil seo ach air do chunnart fhèin.

Suidhich roghainnean

Nuair a smaoinich thu a-mach ciamar a cheanglas tu an ESP8266, feumaidh tu dèanamh cinnteach gu bheil na draibhearan air na h-innealan agad air an stàladh gu ceart, gus am bi port ùr sreathach ùr air a chur ris an t-siostam. An seo feumaidh tu am prògram a chleachdadh - terminal port sreathach. Ann am prionnsabal, faodar an tairgse a thaghadh don bhlas agad, ach bu chòir dhut a thuigsinn gu ceart gum bu chòir na comharran CR + LF a bhith air an stiùireadh a chuir thugaibh air a 'phort sreathach.

Meadhonach bitheanta cleachdadh CoolTerm ESPlorer agus seirbheisean goireis, mu dheireadh a tha comasach nach cuir a-steach ESP8266 an AT àithneadh air aca fhèin, agus seo a 'toirt nas fhasa a bhith ag obair le lua sgriobtaichean fo NodeMCU, mar sin tha e furasta a chleachdadh mar coitcheann-uidhe.

Airson àbhaisteach co-cheangailte ris an sreatha port a bhios a 'dèanamh tòrr obair, oir firmware airson a' mhòr-chuid ESP8266 tha eadar-dhealaichte agus cur thuige urrainn a dhèanamh aig diofar astair. Gus co-dhùnadh air an roghainn as fheàrr, feumaidh tu a dhol tro na trì roghainnean bunaiteach: 9600, agus 57600 115200.

Ciamar a sheòrsachadh a-mach?

Airson tòiseachadh, a 'ceangal an-uidhe bathar-bog airson sreatha port de virtual exposing crìochan 9600 8N1, agus an uair sin a' cur seachad làn modal ath-shuidheachadh, comas CH_PD (chip cothrom a thoirt) an cumhachd, agus an uair sin a chur an gnìomh a-rithist, distorting CH_PD. 'S urrainn dhut cuideachd a' cur seachad cuairt goirid a bhleith ath-shuidheachadh airson ath-thòiseachadh an t-aonad agus ag amharc air an dàta ann an aiseig.

Tha a 'chiad LED uidheam a bhith air a thaisbeanadh anns an aon dòigh mar a chithear anns an tuairisgeul air an dearbhadh modh-obrach. Bu chòir dhut cuideachd a 'faicinn an-uidhe seata de charactaran eadar-dhealaichte a bhios an deireadh leis an deiseil, agus ma tha e, chan eil ath-cheangal ris an aiseig a chumail aig luaths eadar-dhealaichte, air a leantainn le reboot an modal.

Nuair a chì thu aon de na roghainnean a chaidh a thoirt loidhne astar, faodar beachdachadh air modal deiseil airson obrachadh.

Ciamar ùrachadh firmware?

Às dèidh dhuibh a stàladh ESP8266, a 'ceangal an uidheam a' gabhail a-mhàin diog no dhà, agus an uair sin bidh e deiseil airson agad ùrachadh firmware. Gus a stàladh air bathar-bog ùr a dh'fheumas tu a dhèanamh.

Airson rannsachaidh, luchdachadh a-nuas an dreach as ùire firmware bho oifigeil làrach agus a luchdachadh a-nuas utility airson a 'priobadh. An seo, bu chòir aire shònraichte a thoirt do dè an siostam-obrachaidh a tha air a chur air an inneal a tha a 'ruith ESP8266. Ceangal innealan as fheàrr a 'cluich dhan t-seann siostam Windows 7.

Airson ìre Windows t-Suirbhidh Òrdanais e reachdachadh a 'cleachdadh prògram ghairm XTCOM UTIL, a tha gu h-àraidh goireasach ann an obair, ma tha an firmware eil ach an aon fhaidhle. Tha an àrd-ùrlar as fheàrr air ioma-roghainn bu chòir fòn utility esptool, a tha, ge-tà, ag iarraidh airson python, agus an fheum gus sònrachadh na crìochan an loidhne-àithne. A thuilleadh air sin, ann an co-cheangal ESP8266 prìomh ghnìomhan a 'leigeil leat goireasach a dhèanamh air a' phrògram Flash Tool Luchdaich a-nuas, far a bheil gu leòr àireamh mhòr de shuidheachaidhean, cho math goireasach teicneòlas a stàladh firmware o iomadh faidhlichean.

Next, dì-uidhe do phrògram bho sreatha port, agus làn dì bho na prìomh phìoban CH_PD, GPIO0 'ceangal ri modal GND, agus an uair sin CH_PD urrainn a thilleadh air ais. Ann an deireadh, dìreach a 'tòiseachadh a' phrògram airson a 'mhodail firmware agus load iad ann an ESP8266 sealaidheachd.

Ann an fhìor mhòr-chuid de chùisean an firmware Tha e a luchdachadh a-steach dhan aonad aig astar ann an sgìre 115.200, ach tha e sònraichte modh a 'toirt fèin-ghluasadach sgaoileadh velocity', gus a bheil firmware urrainn a dhèanamh aig astar nas fhaide na 9600, ag ùrachadh a tha ri fhaotainn ESP8266 gnìomh. Arduino ga chleachdadh airson an ceangal no USB-TTL - chan eil a 'cluich sònraichte dreuchd seo, tha an astair a tha an crochadh air fad na uèirichean a chleachdadh leis an converter, agus grunn de nithean eile.