Вкладка debug содержит разную полезную информацию, в том числе и реальный размер чипа флеш памяти в строке Flash real size, а так же размер памяти, установленный в прошивающей программе Flash set size, который важен для правильной поддержки OTA.
Если вы не зарегистрированы в конструкторе, то вы можете скачать собранные прошивки на главной странице, где доступны 2 облегченных варианта прошивки:
-Вариант с поддержкой OTA с объемом памяти чипа 1мбайт и выше. Необходимо обязательно выбирать в прошивающей программе размер памяти 1мбайт !! Модули с размером flash памяти 512кб не поддерживаются режимом OTA !!
-Вариант без поддержки OTA.Если размер получаемого файла(одним файлом) более 496кб, то требуется поддержка flash памяти не менее 1 мегабайта !! По сравнению с режимом OTA в этом варианте количество включенных опций можно включить значительно меньше.
Возможность дальнейшего обновления прошивки по OTA доступна только у кого есть активированные ключи !
Если у вас имеются проблемы со стартом прошивки, то обязательно смотрим ниже абзац про решение проблем с прошивкой !
Содержание
Сборка прошивки в конструкторе
Конструктор позволяет собрать прошивку под свои требования, включив в прошивку только те функции и датчики, которые нужны.
Не имеет смысла включать все опции в прошивке — в этом случае прошивка может не собраться так как не влезет в модуль. Лучше прошивку пересобрать снова, если вы хотите испытать другие опции.
Некоторые опции имеют дополнительные настройки, которые находятся в значке-шестеренке. Там можно выбрать доступное количество например термостатов или других опций. При изменении количества из-за динамических настроек могут "слететь" другие опции модуля после последующего обновления. При первоначальной настройке желательно сразу выбрать нужное количество опций, чтобы таких проблем не было.
При первоначальной сборке прошивки рекомендуется воспользоваться опцией OTA , чтобы следующее обновление было возможно через интернет без использования подключения программатора. С опцией OTA количество опций можно включить больше, но требуется чтобы память на модуле была не меньше 1 мегабайта !!
Кроме OTA так же рекомендуется включать опции NVS настройки 2 и Экспорт/Импорт настроек.
При сборке прошивки можно выбирать разный SDK. Рекомендуемая версия SDK 1.3.0. В новых версиях замечена проблема с режимом точки доступа (Safe Mode)(. ) , но нет проблем с надежностью связи с роутером. SDK — это набор библиотек и функций от производителя чипа для работы устройства.
После нажатия кнопки "скомпилировать" через некоторое время конструктор прошивки выдаст ссылки для скачивания:
В режиме без OTA можно прошить файлы прошивки одним файлом — тогда все настройки модуля, если они были сбросятся. Если вы обновляете прошивку и не хотите чтобы настройки удалились, то необходимо обновлять прошивку двумя файлами по адресам, которые указаны в имени файла.
В режиме OTA достаточно залить прошивку одним файлом. Но 0x81000.bin может потребоваться, если вы хотите обновить прошивку по кабелю после использования OTA, когда загружен файл user2.bin(отображается в debug) — в этом случае обновление прошивки одним файлом не обновит активную прошивку.
Подключение модуля для прошивки
Для прошивки ESP8266 необходим USB-UART переходник или Arduino. ESP8266 необходимо обеспечить напряжение питания 3.3в и током 200..300мА. Питание 3.3в от ARDUINO или от USB-UART подключать не рекомендуется — модуль может работать не стабильно из-за нехватки тока. Рекомендуется использовать стабилизатор вида 1117.
Подключение ESP8266 к USB-UART: Необходимо подключить общие выводы GND(минус). RX у USB-UART на TX ESP, TX у USB-UART на RX ESP. Подключаем так же источник питания 3.3в.
Подключение ESP8266 к Arduino: Необходимо подключить общие выводы GND(минус).RX у Arduino на RX ESP, TX у Arduino на TX ESP. Подключаем так же источник питания 3.3в. RESET у Arduina необходимо подключить к GND.
На модуле ESP8266 вывод CH_EN необходимо подключить к +3.3в для того, чтобы включить чип.
GPIO 0 на время программирования, перед включением питания необходимо подключить к GND(земля). После успешной прошивки GPIO 0 нужно отключить от GND. Если на модуле выведен GPIO 15, то его необходимо подключить на GND через резистор 10кОм на постоянной основе !!
Если у вас модуль esp8266 имеет уже на борту USB-UART (например Wemos, NodeMCU) , то указанные выше действия проводить не требуется.
Прошивка модуля
Для начала необходимо установить драйвера для вашего USB-UART переходника или Arduinы.
Прошивка через Nodemcu Flasher: Устанавливаем на вкладке Advanced Параметр Flash size в соответствии выбранным размером flash памяти (в байтах). Режим работы flash ставим QIO (при использовании GPIO 9/10 — DIO). Остальные параметры не трогаем. Указываем на вкладке Config путь на файл прошивки с адресом 0x0000. На вкладке Operation выбираем COM порт и жмем кнопку FLASH.
Прошивка через Flash download tool: Действия аналогичны.
Прошивка через Flasher for WiFi-IoT.com http://flasher.wifi-iot.com/ . Программа имеет русскоязычный интерфейс и поддерживается как Windows, так и Linux системы. На данный момент прошивка идет только по 0x0000 адресу файла "Скачать одним файлом (0x00000)". При установленном API ключе возможна автоматическая загрузка заранее собранной прошивки напрямую из конструктора(только с режимом OTA). Для очистки памяти вместо бланка можно использовать опцию "стереть чип перед прошивкой".
Для модулей ESP8285 и модулях с памятью PN25F08B требуется установка режима памяти DOUT !!
Прошивка через esptool. Пример команды esptool.py —port /dev/ttyUSB0 write_flash -fs 8m 0x00000 esp8266.bin . где -fs 8m параметр нужен только для указания размера при одномегабайтовой прошивке.
Скорость COM порта рекомендуется ставить не выше 115200.
Перед первой прошивкой рекомендуется залить в модуль blank по адресу 0x0000 , особенно, если в модуле до этого использовалась какая либо другая прошивка.
Прошивка файла ESP INIT DATA
Рекомендуется прошить в модуль файл esp_init_data_default.bin с калибровками по умолчанию, эти настройки влияют на работу wifi и adc. В большинстве случаев модули работают корректно без этого файла. Последние SDK могут вообще не запускаться без данного файла.
Адрес прошивки файла зависит от установленного размера flash памяти:
0x7c000 для 512 kB.
0xfc000 для 1 MB.
0x3fc000 для 4 MB.
0xffc000 для 16 MB.
Так же данные настройки можно загрузить подав GET команду http://[IP]/configinit?def=1 , последние SDK сами прописывают данные настройки.
Запуск модуля
При первом включении модуль включается в режим safe mode автоматически так как не содержит имени точки доступа. В режиме safe mode в эфире появится точка с именем WiFi-IoT (в прошивках до 12.10.16 homessmart) , к которой можно подключится используя смартфон или ноутбук.
В режим safe mode еще можно попасть, замкнув между собой RX и TX и перезапустив модуль или нажать 3 раза подрят (с интервалом нажатия около секунды) кнопку RESET на ESP8266.
Далее возможны два варианта подключения к модулю:
1. Используя Captive Portal мобильное устройство выведет уведомление о подключении, при нажатии на которое происходит автоматическое открытие главной веб страницы модуля. Можно так же зайти в модуль введя в браузере адрес iot.local (или любое другое, например iot.ru). Captive Portal не поддерживается если прошивка собрана на SDK 0.9.5 !
2. После успешного коннекта заходим вручную по адресу http://192.168.4.1 используя веб браузер.
Далее настраиваем подключение на свой роутер на вкладке main веб интерфейса. Необходимо вбить в поля WiFi options данные своей точки доступа. Для подключения к роутеру выбираем режим "Station mode". После нажатия кнопки set ниже появится IP адрес, на который можно заходить внутри своей беспроводной сети.
Далее обновляем страницу и видим внизу IP адрес, на который уже можно будет заходить внутри Вашей локальной сети.
Тут же вы можете установить свой логин и пароль на странички настроек веб интерфейса. Длинна логина и пароля не более 8 символов. Пароль затребуется на все вкладки настроек. А при установленной опции "Full Security" и на все GET запросы управления. В режиме safe mode пароль не запрашивается !
На данной вкладке можно задать имя модулю, которое будет отображаться на главной и в системе flymon, а так же в топике на MQTT сервере.
Указанные выше действия выполнять не требуется, если прошивка была собрана с опцией Настройки по умолчанию , где были заранее прописаны параметры роутера и IP адрес. После успешной прошивки и перезагрузки сразу можно заходить на указанный IP адрес модуля внутри своей wi-fi сети.
Решение проблем с прошивкой
Иногда, после сторонних прошивок или мусора модуль может не запустится и необходимо выполнить дополнительные действия. Необходимо затереть flash память пустым бланком по адресу 0x00000. Далее уже прошиваем саму прошивку снова.
У некоторых пользователей даже после зачистки бланком модуль не стартует или стартует только при установленном режиме 512 кб или 4мб, возможно это связано с низким качеством flash памяти или частичной её несовместимостью с чипом ESP8266. По некоторым сведениям от пользователей помогает замена чипа памяти.
Если на главной странице модуля выводится сообщение "Error flash size ! (code 0x1)", то это значит была прошита прошивка 1мегабайт в режиме 512кб. При этом включается режим Safe Mode и возможны сбои в работе модуля из-за таких неверных настроек. Убедитесь, что на модуле установлен необходимый размер памяти — это видно на веб вкладке ИП_АДРЕС/debug в строке Flash real size. Режим объема памяти указывается в прошивающей программе.
Если на главной странице модуля выводится сообщение "Error flash size ! (code 0x2)", то это модуль имеет всего 512кб flash памяти и это значит, что необходимо использовать прошивку без включенного режима 1 мегабайт или не использовать OTA. Можно так же перепаять микросхему flash памяти на более ёмкую.
ВАЖНО !! Если модуль не может получить IP адрес. Висит постоянно статус connect , то рекомендуется вписать IP адрес вручную ниже. Для этого необходимо выбрать режим Static IP и вписать IP модуля и IP шлюза(IP роутера). После этого можно заходить на модуль уже внутри сети по IP адресу, который указали в настройках..
Иногда статус connect может висеть, если тип шифрования на роутере включен, который не поддерживается чипом ESP8266.
Сохранение настроек в файл
Этот метод является устаревшим, рекомендуется воспользоваться опцией Экспорт/Импорт настроек.
Настройки модуля можно сохранить в файл, исключая настройки WI-FI, состояния GPIO, список датчиков DS18B20. Файл необходимо скачать по адресу ИП_АДРЕС/configsave.bin . Записывается обратно в модуль через программатор по адресу 0x3C000 для 512кб прошивки, 0x7C000 — для 1мб. Настройки можно скачать и через esptool.py используя пример ниже подставив нужный адрес.
Скачать настройки WI-FI можно по адресу ИП_АДРЕС/configsave.bin?pg=66 для 512кб, ИП_АДРЕС/configsave.bin?pg=130 для 1 мег. Скачать через esptool.py можно командой esptool.py read_flash 0x7E000 4096 mywifi_settings.bin для 512 кб (Для 1024кб адрес будет 0xfe000).
Полезные ссылки:
Видеоинструкция по настройке от Umka.
Видеоинструкция по настройке от Genia1no_prosto
Видеоинструкция по настройке от Sergiy (ArmoR)
Готовая прошивка "ESP Easy" позволит легко превратить любой модуль на базе ESP в многофункциональный сенсор или модуль для умного дома под управлением таких систем, как OpenHab и Domoticz. ESP Easy является отличным инструментом для изучения протокола MQTT.
Всё что вам необходимо сделать — это один раз загрузить прошивку ESP Easy на ваш модуль ESP, а дальше все настройки системы происходят в браузере с помощью удобного веб-интерфейса. Для ежедневной работы с модулем не нужны никакие дополнительные программы.
Последней стабильной версией прошивки ESP Easy является R120. Она хорошо подходит не только для домашних экспериментов, но и для производственных прототипов. Модуль с ESP Easy на борту может выступать в роли низкоуровневого управляющего устройства, но этот функционал в системе еще не полностью стабилен. Полный список возможных подключаемых дачиков, устройств ввода-вывода, реле и дисплеев можно посмотреть здесь.
Прошивка ESP Easy может быть установлена практически на любые платы на базе ESP8266. Вы можете прошить как самые простые модули типа ESP-01 или ESP-12, так и устройства типа NodeMCU development board, Wemos D1 и практически все устройства от производителя Sonoff. После прошивки вы сможете работать с GPIO 0, 1, 2, 3, 4, 5, 12, 13, 14, 15, 16, A0. Пин номер 9 не рекумендуется использовать из-за нестабильной работы. На модулях Sonoff будут доступны пины 0 (кнопка), 12 (Реле), 13 (Светодиод) и, возможно, еще несколько в зависимости от конкретной модели устройства.
Поддерживаются следующие протоколы для передачи данных и работы с системами умных домов: OpenHAB MQTT, Domoticz HTTP и MQTT, PiDome MQTT, ThingSpeak, EmonCMS, протокол HTTP и другие. Подробнее про работу с ними будет написано в разделе с примера использования.
С чего начать?
В большинстве случаев модули ESP продаются с предустановленными прошивками AT firmware или NodeMCU LUA firmware. Начать делать сенсоры на базе ESPEasy легко: нужно просто заменить стандартную прошивку на ESPEasy, и можно приступать к работе. Это можно сделать с помощью программы flashtool (к сожалению, она доступна только на Windows) или с помощью Arduino IDE. Во время установки мы будем действовать по следующей схеме:
1. С официального сайта скачать стабильную прошивку
В архиве также будет программа flash tool для прошивки
↓
2. Подключить модуль ESP к компьютеру
Используем USB/UART переходник для простых плат типа ESP-01 или просто подключаем Micro-USB к платам типа NodeMCU dev board.
↓
3. Загружаем ESPEasy на плату с помощью flash tool или Arduino IDE
Обратите внимание на то, что GPIO должен быть соединен с GND при включении для запуска режима прошивки на плате.
↓
4. Перезапускаем модуль ESP. Появляется WiFi сеть с названием "ESP_Easy_0". Подключаемся к ней
(в версии прошивки 2.0 точка доступа будет называться ESP_0)
Если страница настройки не открылась автометически, необходимо набрать 192.168.4.1 в вашем браузере
↓
5. В появившемся окне настраиваем подключение к вашей домашей WiFi сети и нажимаем Connect
↓
6. Модуль ESP перезагрузится и подключится к вашей домашней сети
↓
7. Откройте в браузере новый IP адрес платы ESP и начинайте собирать данные с сенсоров
Поздравляем, всё настроено, и вы можете начать работать с ESPEasy!
Скачиваем прошивку
Скачиваем стабильную версию прошивки с официального сайта — ESPEasy R120.
Подключаем модуль ESP к компьютеру
Для всех, кто только начинает разбираться с EPS, MQTT и умными домами, мы рекомендуем обратить внимание на модуль NodeMCU ESP8266 (он же NodeMCU dev board). У него есть ряд плюсов: встроенный преходник USB/UART, большое количество GPIO, аналоговый пин A0, не нужно подключать GPIO к GND для прошивки, наличие питания 5 и 3.3 вольта. Просто подключаете плату к компьютеру с помощью Micro-USB кабеля и начинаете работать. NodeMCU dev board позволит вам сэкономить большое количество времени! При программировании обратите внимание, что номер ножки не соответствует номеру GPIO.
Также встроенный переходник USB/UART есть на плате Wemos D1 Mini:
Если у вас плата без переходника, например, ESP-01 или ESP-12, или вы хотите прошить модули Sonoff, то вам понадобится переходник USB/TTL.
В обоих случаях дополнительно вам понадобится установить на компьютер драйвер для вашего встроенного или внешнего переходника USB/TTL.
Загрузка прошивки ESPEasy с помощью Flash Tool
Данный способ подходит только для компьютеров с Windows, но он самый простой! Сначала необходимо проверить к какому порту компьютера подключен наш ESP помуль. Подключаем модуль к компьютеру по USB. Открываем "Диспетчер устройвств", смотрим вкладку "Порты (COM и LPT)" и видим нашу плату. В моем случае порт COM4. Если ваше устройство не отображается в списке портов — значит вы не поставили драйвер для USB/TTL переходника.
Обратите нимание, что перед прошивкой модулей с внешнем адаптером USB/TTL их необходимо перевести в режим загрузки программного обеспечения. Для этого необходимо соединить GPIO0 на плате ESP с GND, воткнуть переходник в плату, а потом уже в USB. Если у вас NodeMCU или Wemos, то этого делать не нужно.
Распаковываем скаченный архив ESPEasy_R120.zip в папку ESPEasy_R120 и запускаем файл flash.cmd. Откроется черное окно, в котором необходимо будет ответить на несколько вопросов.
1 вопрос: Comport (example 3,4. ) — необходимо ввести номер порта, к которому подключен модуль ESP и нажать Enter. Я ввожу 4. Enter.
2 вопрос: Flash size (example 512, 1024 or 4096) — необходимо ввести количество памяти, которое доступно на нашей плате. Сколько памяти на вашей плате вы можете посмотреть в этой таблице. Для платы NodeMCU dev board вводим 4096. Enter.
3 вопрос: Build — необходимо ввести номер версии прошивки, которую вы загружаете. В нашем случае вводим 120. Enter.
В чёрном окне проскочет несколько строк с системным кодом, и начнут появляться точки, и через некоторое время система напишет, что загрузка завершена. Вы увидете такой экран:
Нажимаем любую клавишу. Прошивка ESPEasy успешно загружена на ваш модуль! Поздавляю! Переходим к пункту "Подключение и первичная настройка" в этой статье.
Возможные проблемы с Flash Tool
Если вы не видите своё устройство в диспетчере устройств, значит у вас не установлен драйвер переходника USB/TTL.
Если файлы не распаковать в папку, а просто запустить из архива, то после вопросов система выдаст ошибку, т.к. не сможет работать с файлом esptool.exe. Просто распакуйте архив в папку и заново запустите flash.cmd.
Если вам так и не удалось прошить модуль ESP с помощью flash.cmd, но плата видна в системе, то вы можете сделать прошивку программой ESPEasy Flasher. В ней надо будет только выбрать порт и соответствующую прошивку. В скаченной папке с прошивками будет 3 разных файла прошивок для плат с разным размером памяти.
Если у вас не получилось сделать загрузку ни одним из этих способов — вы можете попробовать сделать загрузку через Arduino IDE.
Загрузка прошивки ESPEasy с помощью Arduino IDE
Данный способ отлично подходит, если вы уже загружали свои собственные скетчи на плату через Arduino IDE и сейчас хотите попробовать поработать с ESPEasy. Если же вы раньше просто программировали ardunino и ни разу не прошивали esp8266, то предварительно вам необходимо подготовить Arduino IDE. Подробную инструкцию вы можете найти в нашей статье. Через Arduino IDE вы можете сделать загрузку как на Windows, так и на Mac OS.
В папке, которую вы скачали с официального сайта, кроме файлов последней прошивки и программы для загрузки также есть папка Source. В ней находятся два папки: в одной — необходимые библиотеки, во второй — файлы нашей прошивки. Копируете библиотеки из папки librares в папку с библиотеками ArduinoIDE на вашем компьютере.
На компьютерах Windows эта папка обычно: C:UsersUSERNAMEDocumentsArduinolibrares — в папке с вашими документами.
На Mac OS: UsersUSERNAMEDocumentsArduinolibrares — в папке с вашими документами.
Дальше заходим во вторую папку из скаченного архива (SourceESPEasy) и запускаем оттуда файл ESPEasy.ino. Откроется Arduino IDE.
Теперь в меню "Инструменты" необходимо выбрать порт, тип платы, размер памяти. Какие параметры выбирать для разных плат и как настраивать Arduino IDE для работы с ESP вы может прочитать в нашей отдельной статье.
Для NodeMCU dev board выбираем параметры как на картинке + выбираем свой порт.
Заходим в меню "Скетч" и выбираем "Загрузка"
В Arduino IDE внизу в чёрной консоли пробежит несколько строчек системных сообщений, потом появится несколько строчек с точками и программа напишет, что загрузка прошла успешно. Если программа выдаёт строчки с оранжевыми ошибками, то скорее всего у вас проблемы с подключение платы к компьютеру.
Прошивка загружена на модуль ESP, теперь мы можем переходить к настройке.
Подключение и первичная настройка
Теперь на своём компьютере откройте список доступных Wi-Fi сетей — в списке должна появиться сеть ESP_0 (В некоторых версиях прошивки возможно будет Esp_Easy_0). Подключитесь к ней (стандартный пароль configesp).
Если ваш браузер не открыл автоматически страницу настройки EspEasy, то в адресной строке браузера наберите 192.168.4.1. В появившемся окне необходимо выбрать вашу домашнюю wi-fi, ввести пароль от нее в поле password и нажать кнопку Connect.
Вы увидите сообщение о том, что система перезагружается.
После этого ваш компьютер отключится от сети Esp и подключится обратно к вашей домашнией Wi-Fi сети. В браузере покажется ip адрес вашего esp. В адресной строке вашего браузера введите ip esp модуля (например, 192.168.1.65). Откроется окно с основный информацией о модуле esp, на котором вы можете посмотреть: беспрырывное время работы модуля, уровень сигнала, ip адрес модуля и точки доступа, версию прошивки, MAC адреса, информация о свободной памяти и список других esp модулей в сети.
Вверху расположено меню для перехода в разделы системы. Зайдите во вкладку Config. Здесь находятся основные настройки системы, рассмотрим их подробнее.
1. Name — имя вашего ESP модуля. Оно используется как сетевое имя, а также для идентификации каналов при работе по MQTT протоколу.
2. Admin Password используется для установки пароля на настройки. По умолчанию пароля нет, но если его установить, то при открытии ip адреса вашего esp модуля необходимо будет ввести пароль. Только в этом случае вы сможете редактировать настройки. Это очень удобно, если вы используете свои модули в публичных местах.
3. SSID, WPA Key — используется для подключения к вашей домашней Wi-Fi сети.
4. WPA AP Mode Key — данный пароль используется в том случае, если ваш esp модуль работает в режиме точки доступа.
5. Unit nr — это номер машего модуля в сети. Для корректной работы системы он должен быть уникальным для каждого esp модуля.
6. Protocol и следующие за ним поля отвечают за выбор и настройку сетевого протокола, по которому ваш esp модуль взаимодействует с сервером умного дома или облачным сервером сбора данных. Мы можем выбрать OpenHAB MQTT, Domoticz MQTT, PiDome MQTT и ThingSpeak и другие менее популярные варианты.
7. Sensor Delay отвечает за то, как часто данные с модуля ESP отправляются на сервер. Значение необходимо писать в секундах.
8. Sleep Mode используется для перевода устройства в режим глубокого сна. Используйте этот параметр только после полной настройки вашего устройста.
В разделе Hardware вы можете выбрать какой светодиод на плате будет отвечать за состояние Wi-Fi подключения, а также выставить дефолтные состояния пинов. Во вкладке Rules можно настроить простые правила автоматизации. Обратите внимание, что по умолчанию данная вкладка не отображается. В разделе Devices происходит добавление и настройка датчиков и управляемых девайсов. В разделе Tools находятся более тонкие настройки, а также есть поле для выполнения команд.
В данной статье мы рассказали вам о том, что из себя представляет готовая прошивка EspEasy, для чего ее можно использовать, как прошить ее ваш ESP модуль, а также как провести первичные настройки. В следующих статьях мы подробно расскажем о том, как использовать EspEasy в ваших проектах. Поключим к плате ESP самые популярные датчики, поробуем передавать данные с них в облачный сервер ThingSpeak и построить по ним графики. Также мы подключить ESP модуль к умному дому на базе OpenHAB по протоколу MQTT — будем собирать данные с датчиков и управлять светодиодами.
Довольно широко известно, что компания Espressif выпускает крайне недорогие модули WiFi, стоимость составляет порядка 2-3 долларов за один модуль. Кроме дешевизны, да и благодаря ей, на основе WiFi модулей ESP8266 развиваются инструменты программирования и управления, доступные каждому желающему. Первым модулем ESP8266 был выпущен ESP-01, особенностями которого являются малый размер, встроенная PCB антенна и всего два доступных порта ввода – вывода. Построен этот модуль по аналогии с популярным NRF24L01. Далее модули, пройдя некоторый путь эволюции, стали выпускаться в несколько другом форм факторе:
С одной стороны такие модули как ESP-07 более удобные и имеют большее количество портов ввода – вывода, но занимают большее посадочное место. Поэтому, кажется, устаревший формат ESP-01 все же проще использовать в несложных проектах, для которых компактность имеет не последнее значение, так как для подключения только необходимо место для восьми штырьков. Справедливости ради стоит отметить, что из-за этого конструкция с модулем ESP-01 будет выше.
На сегодняшний день существует несколько способов программировать модули ESP8266 и управлять ими: по умолчанию настройка и управление происходит посредством AT команд, можно также перепрошить модуль nodemcu и писать прошивки на lua, а можно воспользоваться средой программирования Arduino последних версий, где этот модуль WiFi поддерживается. Каждый способ имеет свои плюсы и минусы и имеет право на существование.
Достаточно интересным вариантом является использование nodemcu по причине своей простоты. Попробуем сделать устройство, управляющее нагрузками по сети WiFi.
Изначально (если это не модуль или плата nodemcu) WiFi модуль идет с AT прошивкой, нам необходимо перепрошить его nodemcu. Для этого необходимо воспользоваться софтом для прошивки модулей ESP. На мой взгляд, самая удобная программа это ESP8266Flasher (или nodemcu flasher). Для подключения к компьютеру модуля ESP необходим USB-UART преобразователь. Забегая немного вперед, нужно отметить, что не всякий преобразователь интерфейсов будет работать. При таком подключении к компьютеру WiFi модуль должен в терминал отсылать сообщения, ответы на команды, но если этого не происходит, то варианта может быть два как минимум при условии верного подключения модуля по UART. Первый это действительно неисправный преобразователь USB-UART или с какими-то особенностями, отклонениями. Второй вариант это то, что вы используете купленный готовый преобразователь со всеми прибамбасами и светодиодиками. Как раз неверное подключение этих светодиодов (к линиям данных) и не даст корректно работать WiFi модулю. Варианта снова два – попробовать использовать другой преобразователь или просто отпаять лишние детали.
Что бы прошить модуль ESP-01, необходимо его подключить следующим образом: подключить плюс и минус питания к модулю (напряжение от 3 до 3,6 вольт), линии Rx и Tx модуля USB-UART, выводы ресет и чип энебл подтянуть к плюсу питания, вывод GPIO0 подтянуть к земле. Сначала подключаются выводы, потом подается питание, а не наоборот.
Дальше все просто, открываем nodemcu flasher, выбираем нужный порт, во вкладке Config выбираем путь к прошивке, во вкладке Advanced задаем настройки для модуля. Практически при любой конфигурации параметров модуль работает нормально, необходимо задать объем флэш памяти WiFi модуля. Для ESP-01 это 512 кб. Хотя все работает, если даже задать больший объем.
Во вкладке Operation жмем Flash и должен пойти процесс загрузки, при этом появляется QR код и MAC адреса.
Во вкладке Log можно просмотреть статус выполненных операций. При успешной загрузке в нижнем левом углу появится галочка.
По поводу прошивок nodemcu, ESP-01 самые старые модули и памяти в них мало, поэтому чем новее прошивка, тем больше риск нестабильной работы. В моем случае наиболее стабильно на ESP-01 заработала прошивка nodemcu_integer_dev_json_20150317 (хотя проверял не все). При этом на более новых модулях с большим количеством памяти нормально работают и более поздние прошивки.
При обычном включении, когда не нужно перепрошивать модуль, вывод GPIO0 не должен быть подтянут к земле или быть соединенным с ней.
После успешной прошивки можно приступать к написанию пользовательской прошивки, само собой сам модуль и является микроконтроллером. Для этого можно использовать несколько программ, но я остановился на ESPlorer.
Задумка следующая: управлять какими-либо нагрузками при помощи, компьютера, телефона, планшета или другого устройства, подключенного к сети WiFi. Устройство будет соответствовать следующей схеме.
WiFi модуль ESP-01 требует напряжение питания от 3 вольт до 3,6 вольт, причем порог этот лучше не превышать. Для питания модуля используется стабилизатор напряжения AMS1117 adj. Резисторами R5, R6 задается уровень выходного напряжения (стабилизатор напряжения с регулируемым выходным напряжением). Вместо AMS1117 adj можно использовать любой другой стабилизатор на 3,3 вольта либо питать схему непосредственно от источника напряжения на 3,3 вольта. При использовании источника напряжение от USB (5 вольт) нужно использовать стабилизатор напряжения с малым падением напряжения, что бы выходное напряжение было в диапазоне нормального. Джемпером Jmp1 устанавливается режим работы модуля – обычный или режим прошивки. Модуль ESP-01 имеет всего два порта ввода – вывода – GPIO0 и GPIO2. Они и используются для управления светодиодами LED1, LED2 (нагрузками).
Светодиоды в данном случае самый простой вариант для наглядности. Для подключения более серьезной нагрузки необходимо использовать узлы транзисторных ключей, реле, оптопары, оптореле и так далее. При выборе силового элемента необходимо учитывать мощность нагрузки, чтобы не было перегрузок.
Схема собирается на небольшой универсальной плате для модуля ESP-01. С одной стороны плата имеет ряд выводов для подключения USB-UART преобразователя (Rx, Tx, +5v, Gnd), с другой стороны на плате расположены пользовательские выводы модуля (GPIO0, GPIO2, Rst, +3,3v, Gnd).
Для подключения к компьютеру и питания схемы используется преобразователь USB-UART на PL2303. При этом из двух одинаковых преобразователей интерфейсов нормально заработал только один. Оказалось печатные платы у них хоть и похожие, но немного разные и подключенные светодиоды нарушали работу, хотя в целом для других 5 вольтовых схем модуль работает нормально.
Для прошивки модуля под nodemcu необходимо поставить перемычку как на фото – замкнуть GPIO0 на землю. Для пользовательских прошивок этот вывод можно использовать.
Согласно схеме подключаем светодиоды и при помощи ESPlorer загружаем прошивку в модуль. Строго говоря, это даже не прошивка, а скрипт. При включении всегда стартует файл init.lua, в нем и находится вся логика работы нашего устройства. В этом файле необходимо прописать название сети WiFi, к которой необходимо соединяться и соответственно пароль. Далее конфигурируются выводы модуля на выходной сигнал – GPIO0 и GPOI2 (доступные для ESP-01). Далее создается сервер с html кодом (текстом), который задает внешний вид страницы и элементы на ней. Так как у нас есть два выхода WiFi модуля, то нам необходимо две кнопки, что бы ими управлять, в данном случае их четыре – кнопка «включить» и кнопка «выключить» для одного выход и так же для второго выхода. Чтобы включить светодиод или выключить обрабатывается нажатие кнопок на web странице. Подключаем к питание к модулю, он подключается к сети и через несколько секунд в сети будет доступна страничка WiFi модуля. Что бы к ней подключится, необходимо в браузере задать автоматически выдаваемый IP адрес устройства. Есть два способа узнать на каком адресе сейчас находится модуль. Первый заключается в том, что если модуль подключается через USB-UART переходник к компьютеру, он выдает в терминал IP адрес при успешном старте. Второй способ заключается в том, чтобы просто запустить программное обеспечение, сканирующее сеть. Данные получаются в следующем виде (IP адрес, MAC адрес, название компании сетевого адаптера):
192.168.100.3 18-FE-34-99-1E-00 Espressif Inc.
Даже при большом количестве IP адресов в сети без труда можно найти необходимый по названию компании сетевого адаптера.
При конфигурации выводов модулей ESP8266 нужно учитывать нумерацию портов ввода — вывода, которая представлена в таблице ниже:
| индекс | GPIO | индекс | GPIO |
| GPIO16 | 7 | GPIO13 | |
| 1 | GPIO5 | 8 | GPIO15 |
| 2 | GPIO4 | 9 | GPIO3 |
| 3 | GPIO0 | 10 | GPIO1 |
| 4 | GPIO2 | 11 | GPIO9 |
| 5 | GPIO14 | 12 | GPIO10 |
| 6 | GPIO12 |
Просто из интереса в данной прошивке организован вывод некой переменной, которая изменяется по таймеру, который тикает каждую секунду. Вместо этой абстрактной переменной можно сделать вывод температуры, например – что-то типа термометра в сети.
Весь алгоритм на программном языке можно просмотреть в исходном коде init.lua
Как вывод можно отметить следующее. Nodemcu достаточно интересна и вполне несложная прошивка для работы с WiFi модулями ESP8266. Однако хорошей стабильности работы прошивок, особенно сложных, можно не получить с применением этого инструментария. Хотя nodemcu успешно прошивается даже в старые модули ESP-01 могут возникать ошибки, связанные с недостатком памяти. Таким образом, nodemcu лучше всего использовать с модулями с большим количеством памяти, например, ESP-12E. Из плюсов весомым аргументом является простота и быстрое написание прошивок.
К статье прилагается необходимый софт, печатная плата в формате lay6, исходный код для ESPlorer, небольшое видео.
