Nodemcu pinout. ESP8266 NodeMCU: подробный обзор плат, распиновка и программирование

Что такое ESP8266 NodeMCU. Какие бывают версии плат NodeMCU. Как выглядит распиновка NodeMCU v3. Как программировать ESP8266 на Arduino IDE и Lua. Какие есть альтернативы NodeMCU.

Что такое ESP8266 NodeMCU?

NodeMCU — это популярная платформа для разработки IoT-устройств на базе модуля ESP8266. Она объединяет в себе мощный Wi-Fi чип ESP8266, Flash-память, стабилизатор напряжения и USB-UART мост на одной плате, что значительно упрощает создание прототипов.

Основные преимущества NodeMCU:

• Встроенный Wi-Fi модуль ESP8266
• Большое количество GPIO для подключения периферии
• Низкая стоимость (около $5)
• Простота программирования через Arduino IDE или Lua
• Компактные размеры
• Открытая аппаратная платформа

Благодаря этим качествам NodeMCU стал очень популярным решением для быстрого прототипирования IoT-устройств.

Версии и модификации плат NodeMCU

На рынке представлено несколько версий и модификаций плат NodeMCU от разных производителей. Основные из них:

• NodeMCU v0.9 (первое поколение)
• NodeMCU v1.0 (второе поколение)
• NodeMCU v1.0 «V3» (улучшенная версия от LoLin)
• WeMos D1 Mini (компактная версия)

Рассмотрим особенности каждой версии подробнее.

NodeMCU v0.9 (V1)

Это самая первая версия платы NodeMCU. Её основные характеристики:

• Размеры: 47 x 31 мм
• Модуль: ESP-12
• Flash-память: 4 МБ
• Широкое расположение пинов, неудобное для макетных плат

Эта версия уже считается устаревшей и практически не используется в новых проектах.

NodeMCU v1.0 (V2)

Вторая версия платформы, которая получила ряд улучшений:

• Уменьшенные размеры: 30 x 57 мм
• Обновленный модуль ESP-12E
• Удобное расположение пинов для макетных плат
• Улучшенная стабильность работы

Эта версия стала стандартом де-факто и широко используется в проектах.

NodeMCU v1.0 «V3» (LoLin)

Неофициальная модификация от производителя LoLin, часто маркируется как V3. Основные отличия:

• Увеличенные размеры платы
• Улучшенный USB-порт
• Дополнительный пин питания 5В
• Дополнительный пин GND

Хотя эта версия не является официальной, она довольно распространена на рынке.

WeMos D1 Mini

Компактная альтернатива стандартному NodeMCU:

• Размеры: 34.2 x 25.6 мм
• Модуль ESP-8266EX
• 4 МБ Flash-памяти
• 9 GPIO пинов
• Поддержка шилдов расширения

Отличный выбор для проектов, где важны минимальные размеры.

Распиновка NodeMCU v3

Рассмотрим подробнее распиновку одной из самых популярных версий — NodeMCU v3 (LoLin):

• A0 — аналоговый вход (0-3.3В)
• D0-D8 — цифровые входы/выходы общего назначения (GPIO)
• SD1-SD3 — дополнительные GPIO для SPI Flash
• RX, TX — UART
• RST — сброс
• EN — включение модуля
• 3V3 — выход 3.3В
• GND — земля
• Vin — вход питания 5В

Важно отметить, что не все GPIO равнозначны. Некоторые имеют особые функции:

• D1, D2 — I2C (SCL, SDA)
• D5, D6, D7 — SPI (CLK, MISO, MOSI)
• D4 — подключен к встроенному светодиоду
• D0 — подключен к кнопке FLASH

При разработке устройства важно учитывать эти особенности и выбирать подходящие пины для конкретных задач.

Как программировать ESP8266 NodeMCU?

Существует два основных способа программирования NodeMCU:

1. С помощью Arduino IDE
2. На языке Lua

Рассмотрим оба варианта подробнее.

Программирование в Arduino IDE

Для программирования NodeMCU в привычной среде Arduino IDE необходимо выполнить следующие шаги:

1. Установить Arduino IDE (если еще не установлена)
2. Добавить поддержку ESP8266 в менеджере плат
3. Выбрать нужную плату NodeMCU в меню «Инструменты» -> «Плата»
4. Написать скетч на C++ с использованием библиотек для ESP8266
5. Загрузить скетч в плату

Этот способ удобен для тех, кто уже знаком с Arduino и хочет использовать привычные инструменты разработки.

Программирование на Lua

NodeMCU изначально разрабатывался для программирования на языке Lua. Для этого используется специальная прошивка с интерпретатором Lua. Процесс разработки выглядит так:

1. Установить прошивку NodeMCU с поддержкой Lua
2. Написать скрипт на Lua
3. Загрузить скрипт в файловую систему модуля
4. Запустить скрипт на выполнение

Преимущества этого подхода:

• Простой и выразительный язык Lua
• Возможность изменять код «на лету» без перепрошивки
• Встроенная файловая система для хранения скриптов

Выбор между Arduino IDE и Lua зависит от предпочтений разработчика и требований проекта.

Альтернативы NodeMCU на базе ESP8266

Хотя NodeMCU очень популярен, существуют и другие платформы на базе ESP8266, которые могут подойти для определенных задач:

• Adafruit HUZZAH ESP8266 — качественная плата с дополнительными функциями
• SparkFun ESP8266 Thing — компактное решение с возможностью подключения LiPo аккумулятора
• ESP-01 — самый простой и дешевый модуль для базового функционала
• ESP-12E/F — модуль с большим количеством GPIO для сложных проектов
• ESP32 — более мощный преемник ESP8266 с дополнительными возможностями

При выборе платформы стоит учитывать требования к размерам, энергопотреблению, количеству GPIO и стоимости устройства.

Применение ESP8266 NodeMCU в проектах

Благодаря своей универсальности, NodeMCU находит применение в самых разных областях:

• Умный дом — управление освещением, климатом, безопасностью
• Мониторинг окружающей среды — сбор данных с датчиков температуры, влажности, загрязнения воздуха
• Промышленный IoT — контроль производственных процессов, удаленная диагностика оборудования
• Носимая электроника — фитнес-трекеры, умные часы
• Робототехника — управление моторами, сервоприводами, получение данных с сенсоров

Возможности применения ограничены только фантазией разработчика. NodeMCU предоставляет мощную и гибкую платформу для реализации самых разных идей в области IoT.

Советы по работе с ESP8266 NodeMCU

При разработке устройств на базе NodeMCU стоит учитывать несколько важных моментов:

1. Питание — модуль требует стабильного питания 3.3В. При питании от USB рекомендуется использовать качественный кабель.
2. Энергопотребление — в активном режиме модуль потребляет около 70мА. Для автономных устройств необходимо использовать режимы глубокого сна.
3. Загрузка кода — при загрузке нового кода убедитесь, что модуль находится в режиме прошивки (GPIO0 подтянут к земле).
4. Отладка — используйте серийный монитор для отладки. Не забудьте установить правильную скорость соединения (обычно 115200 бод).
5. Стабильность Wi-Fi — для надежного соединения используйте внешнюю антенну и располагайте устройство подальше от источников помех.

Соблюдение этих рекомендаций поможет избежать многих проблем при разработке и эксплуатации устройств на базе NodeMCU.

NodeMCU v3 распиновка | Технохрень

Есть несколько как минимум два типа плат NodeMCU v3:

Распиновка и характеристики NodeMCU v3 таких плат немного отличаются.

Схема NodeMCU v3

Страшная тайна NodeMCU  и Arduino

Пришло время открыть самую страшную тайну ардуино. К NodeMCU это тоже относится. У нее есть защитный диод Шоттки, на схеме обозначен как D1. У него много всяких функций, в частности защита USB компа.

Так вот этот поганец периодически сгорает, но не полностью, а наполовину, и выдает маленький ток после себя. И если ваш девайс питается от MicroUSB провода, то все может начать глючить и тупить. Можно его убрать в конечном устройстве и заменить на перемычку. В конечном итоге у USB компа полно всяких защит и без этого диода.

Характеристики NodeMCU

Они плавно вытекают из используемого чипа ESP8266.

Опубликовать вашу статью на нашем сайте можно тут!

Начало работы с платой NodeMcu ESP8266 v3 Lua

NodeMcu – платформа на основе ESP8266 для создания различных устройств интернета вещей (IoT). Модуль умеет отправлять и получать информацию в локальную сеть либо в интернет при помощи Wi-Fi. Недорогой модуль часто используется для создания систем умного дома или роботов Arduino, управляемых на расстоянии. В этой статье мы рассмотрим описание платы, отличие версий и распиновку последней версии модуля

Описание ESP8266 NodeMcu v3

Технические характеристики модуля:

• Поддерживает Wi-Fi протокол 802.11 b/g/n;
• Поддерживаемые режимы Wi-Fi – точка доступа, клиент;
• Входное напряжение 3,7В – 20 В;
• Рабочее напряжение 3В-3,6В;
• Максимальный ток 220мА;
• Встроенный стек TCP/IP;
• Диапазон рабочих температур от -40С до 125С;
• 80 МГц, 32-битный процессор;
• Время пробуждения и отправки пакетов 22мс;
• Встроенные TR переключатель и PLL;
• Наличие усилителей мощности, регуляторов, систем управления питанием.

Существует несколько поколений плат NodeMcu – V1(версия 0.9), V2(версия 1.0) и V3 (версия 1.0). Обозначения V1, V2, V3 используются при продаже в интернет-магазинах. Нередко происходит путаница в платах – например, V3 внешне идентична V2. Также все платы работают по принципу open-source, поэтому их могут производить любые фирмы. Но в настоящее время производством плат NodeMcu занимаются Amica, DOIT и LoLin/Wemos.

Отличия от других модификаций

Платы поколения V1 и V2 легко отличить – они обладают различным размером. Также второе поколение оснащено улучшенной модификацией чипа ESP-12 и 4 Мб флэш-памяти. Первая версия, устаревшая, выполнена в виде яркой желтой платформы. Использовать ее неудобно, так как она покрывает собой 10 выходов макетной платы. Плата второго поколения сделана с исправлением этого недостатка – она стала более узкой, выходы хорошо подходят к контактам платы. Платы V3 внешне ничем не отличаются от V2, они обладают более надежным USB-выходом. Выпускает плату V3 фирма LoLin, из отличий от предыдущей платы можно отметить то, что один из двух зарезервированных выходов используется для дополнительной земли, а второй – для подачи USB питания. Также плата отличается большим размером, чем предыдущие виды.

Где купить модули NodeMCU и ESP8266

Сегодня на рынке доступно множество достаточно недорогих модификаций плат на базе ESP8266. Мы сделали небольшую подборку наиболее интересных вариантов:

Питание модуля NodeMcu

Подавать питание на модуль можно несколькими способами:

• Подавать 5-18 В через контакт Vin;
• 5В через USB-разъем или контакт VUSB;
• 3,3В через вывод 3V.

Преимущества NodeMcu v3

• Наличие интерфейса UART-USB с разъемом micro USB позволяет легко подключить плату к компьютеру.
• Наличие флэш-памяти на 4 Мбайт.
• Возможность обновлять прошивку через USB.
• Возможность создавать скрипты на LUA и сохранять их в файловой системе.

Недостатки модуля NodeMcu

Основным недостатком является возможность исполнять только LUA скрипты, расположенные в оперативной памяти. Этого типа памяти мало, объем составляет всего 20 Кбайт, поэтому написание больших скриптов вызывает ряд трудностей. В первую очередь, весь алгоритм придется разделять на линейные блоки. Эти блоки необходимо записать в отдельные файлы системы. Все эти модули исполняются при помощи оператора dofile.

При написании нужно соблюдать правило – при обмене данными между модулями нужно пользоваться глобальными переменными, а при вычислении внутри модулей – локальными. Также важно в конце каждого написанного скрипта вызывать функцию collectgarbage (сборщик мусора).

Распиновка NodeMcu v3

Модуль V3 имеет 11 контактов ввода-вывода общего назначения. Помимо этого некоторые из выводов обладают дополнительными функциями:

• D1-D10 – выводы с широтно-импульсной модуляцией;
• D1, D2– выводы для интерфейса I²C/TWI;
• D5–D8 – выводы для интерфейса SPI;
• D9, D10 – UART;
• A0 – вход с АЦП.

Подключение NodeMCU к компьютеру

Для начала работы с NodeMcu нужно подключить плату к компьютеру. Первым шагом будет установка драйвера CP2102 и открытие Arduino IDE. Затем нужно найти в «Файл» – «Настройки» и в окно «дополнительные ссылки для менеджера плат» вставить ссылку http://arduino.esp8266.com/versions/2.3.0/package_esp8266com_index.json.

После этого в меню «документы» – «плата» «менеджер плат» выбрать «esp8266» и установить последнюю версию. После проделанных действий в меню «инструменты» – «плата» нужно найти NodeMCU.

После того, как все необходимые данные будут установлены и скопированы, можно будет начать работать.

Пример подключения светодиода к NodeMCU

Принципиальная схема подключения представлена на рисунке.

Итоговый макет макет выглядит следующим образом:

Сама плата работает от напряжения 3.3 В, поэтому для подключения светодиода нужно использовать резистор. В данном примере для красного светодиода берется резистор номиналом 65 Ом.

Похожим способом к плате подключается и фотодиод:

Плату NodeMCU можно использовать и для управления по ИК каналу. Для управления нужен пульт дистанционного управления с ИК приемником и сама платформа. Инфракрасный приемник подключается по схеме, представленной ниже:

Прошивки для esp8266 NodeMcu

В основу платформы загружена стандартная прошивка Node MCU, в которую встроен интерпретатор языка Lua. При помощи Lua-команд можно выполнять следующие действия:

• Подключение к Wi-Fi точке доступа;
• Работа в роли Wi-Fi точки доступа;
• Переход в режим глубокого сна для уменьшения потребления энергии;
• Включение или выключения светодиода на выходе GPIO16;
• Выполнение различные операции с файлами во флэш-памяти;
• Поиск открытой Wi-Fi сети, подключение к ней;
• Вывод MAC адреса;
• Управление пользовательскими таймерами.

Для программирования NodeMCU можно использовать Arduino IDE или комплекс средств разработки SDK – ESPlorer. Этот комплекс обладает рядом отличий:

• Он может работать на множестве различных платформ;
• Обладает поддержкой нескольких открытых файлов;
• Позволяет подсвечивать код языка Lua;
• Возможность умной отправки файлов;
• Возможность поддержки нескольких видов прошивки одновременно.

Для обеспечения корректной и стабильной работы нужно обновить прошивку до последней версии. Существует несколько способов обновления – облачный сервис, Docker Image и компилирование в Linux. Каждый из этих способов обладает своими плюсами и минусами. Наиболее простым и понятным является первый способ.

Сбор прошивки в облачном сервисе

Облачный сервис обладает простым и удобным интерфейсом. Работа начинается с ввода email. Далее будет предложено выбрать тип прошивки – стабильная прошивка или тестируемая. Первая используется для обучения и создания большого количества объектов, поэтому рекомендуется выбирать именно ее. Следующим шагом будет подключение нужных модулей. По умолчанию уже записано несколько основных пунктов, остальные нужно включать только по необходимости. Затем выбираются дополнительные опции. Среди них есть поддержка FatFS для чтения sd-карты или включение режима отладки.

После начала сборки придет письмо на почту, сигнализирующее о начале запуска процесса. Через некоторое время придет и второе письмо – будет предложено выбрать версию float (дробные числа) или integer (целые числа).

После перехода по полученной ссылке нужно будет скачать файл bin и поместить его в Resources – Binaries. Там будет расположен файл nodemcu_integer_0.9.5_20150318.bin, который нужно удалить. В итоге содержимое папки будет выглядеть следующим образом.

Обновление прошивки Node Mcu

Для правильной и стабильной работы платы требуется перезаписать esp_init_data_default.bin. Скачать его можно на официальном сайте. Нужный файл нужно поместить снова в систему для прошивки NodeMCU Flasher по пути Resources – Binaries, предварительно удалив из него старый файл.

Затем можно подключать  NodeMCU и приступить к обновлению. Для начала нужно поменять настройки – в NodeMCU Flasher во вкладке Config нужно выбрать файл собранной прошивки вместо INTERNAL://NODEMCU.

Остальное оставить без изменений, перейти на Operations и нажать Flash. Как только окончится прошивка, нужно снова перейти на Config и в первой строке указать путь esp_init_data_default.bin. Также дополнительно указывается адрес, куда нужно переместить этот файл. Для модуля NodeMCU следует выбрать адрес 0x3FC000. После этого нужно снова вернуться на Operations и нажать Flash.

После этого нужно переформатировать всю файловую систему млаты. Для этого нужно запустить ESPlorer, обязательно поставить скорость обмена 115200 и перезагрузить NodeMCU. После всех вышеописанных действий будет новая версия прошивки. Отладочная плата полностью перепрошита и готова к работе.

Краткое описание языка Lua

Язык Lua обладает простым синтаксисом и мощными конструкциями описания данных, которые основаны на массивах и расширяемой семантике.  Этот мощный язык программирования используется для создания программного обеспечения, расширения различных игр. В отличие от остальных языков Lua обладает более гибкими и более мощными конструкциями.

Мигание светодиодами на Lua

Можно рассмотреть простейшую схему – мигание светодиодом. Этот пример поможет изучить работы с контактами GPIO. Светодиод нужно подключить как показано на схеме.

Затем нужно записать следующий скетч в левое окно ESPlorer:

pin_number = 1

gpio.mode (pin_number, gpio.OUTPUT) // установка рабочего режима на выход

gpio.write (pin_number, gpio.HIGH)// установка высокого уровня

gpio.write (pin_number, gpio.LOW)// установка низкого уровня

gpio.serout (1, gpio.HIGH, {+990000,990000}, 10, 1) // установка мигания светодиодом 10 раз

После нужно сохранить скрипт с названием init.lua. Сразу после этого начнется автоматическая загрузка написанного кода в отладочную плату и его выполнение. Если операция выполнена успешно, отладочная плата начнет мигать светодиодом.

Важно отметить, что плата самостоятельно выполняет скрипт, подключение к компьютеру нужно только для подачи питания.

Сравнение NodeMCU-совместимых плат с чипом ESP8266 | arm

Сравнение друг с другом плат разработчика, совместимых с NodeMCU [2], неизбежно приводит к сравнению между собой ESP8266-совместимых чипов и модулей, установленных на этих платах. Сравнивать довольно сложно не столько потому, что подобных плат множество (по сути их только 3 вида), потому, что под разными именами выпускаются одни и те же платы.

К сожалению, есть некая путаница в обозначении версий и поколений плат.

Содержимое третьего столбца (Common Name) этой таблицы чаще всего встречается в маркировке изделий, доступных в продаже в китайских Интернет-магазинах, таких как Banggood, AliExpress и dx.com. Причем на AliExpress часто попадаются платы с маркировкой V3, хотя они выглядят точно так же, как платы V2.

Дополнительно усиливает путаницу именований тот факт, что аппаратура открыта (open hardware), и фактически любое предприятие может производить и выпускать на рынок свои собственные NoduMCU-совместимые платы. В настоящий момент есть 3 главных производителя таких плат: Amica [3], DOIT/SmartArduino [4], and LoLin/WeMos [5].

Платы 1 и 2 поколения удобно отделять друг от друга, потому их размер отличается. Оба этих поколения используют чипы ESP-12 с памятью 4MB flash, однако 2 поколение использует более новый улучшенный чип ESP-12E.

[1 поколение / v0.9 / V1]

Оригинальный и уже устаревший dev kit обычно продается в виде платы с желтой маской размером 47 x 31 мм. По краям модуля расположены штырьковые коннекторы со стандартным шагом 2.54 мм, однако ряды расположены друг от друга на большом расстоянии, что делает неудобным установку этих модулей в обычные платы макетирования bread board. Обзор [6] дает очень хорошее представление об этих платах.

Платы поставляются с модулем ESP-12 и flash-памятью 4MB.

[2 поколение / v1.0 / V2]

Эти модули быстро заменили 1 поколение, они уже, и поэтому их удобнее устанавливать в плату bread board. Модуль ESP-12 был заменен на более новый ESP-12E.

[V3]

Что же нового появилось у V3? Пока что проект NodeMCU не выпустил новой спецификации, поэтому официально нет никаких плат 3-го поколения. Таким образом, V3 это всего лишь «версия», изобретенная производителем LoLin, чтобы показать незначительные улучшения плат V2. Среди остальных улучшений утверждается, что порт USB стал более надежным.

Если Вы сравните цоколевку плат V2 и V3, то найдете очень мало различий. Компания LoLin приняла решение использовать один из двух зарезервированных выводов для вывода напряжения питания USB, и второй использует как дополнительный контакт GND.

Обратите внимание на различия в размерах, эта плата LoLin значительно больше плат Amica и DOIT V2.

В чем отличие «официальных» плат от «не официальных»? Вероятно, никакого существенного отличия нет. Компания Amica выглядит как единственный производитель плат, на 100% совместимых со спецификацией аппаратуры V2 NodeMCU. Такие платы можно найти на AliExpress или у Seed Studio [7]. Имейте в виду, что сейчас множество плат имеют маркировку «NodeMCU V2», хотя они не соответствуют этой спецификации.

[Альтернативы]

WeMos D1 mini. В конце 2015 года стала доступной интересная плата WeMos D1 mini. Она имеет приблизительно ту же ширину (25.6 мм), что и V2 NodeMCU devkit, но почти на треть короче (длина 34.2 мм). Плата работает на ESP-8266EX MCU, и предоставляет 4MB flash. 9 выводов GPIO делают плату D1 mini подходящей для множества целевых применений IoT. Плата поддерживается средами разработки Arduino и NodeMCU.

Компания WeMos также продает некоторое количество шилдов для платы D1 mini, которые хорошо стыкуются, в результате получаются отличные малогабаритные устройства.

Небольшой недостаток в том, что припаять коннекторы Вам придется самому. Некоторые пользователи жалуются, что бывает сложно получить корректно работающие драйвера для микросхемы преобразователя Ch44x USB-UART [8], которая установлена на D1 mini. Такая же микросхема стоит на дешевых клонах плат Arduino.

Также очевидно, что у D1 mini немного меньше контактов, чем у обычной платы NodeMCU (см. рисунки с цоколевкой). Понятно, что не было другого способа уменьшить размеры платы, кроме уменьшения количества контактов на разъемах. Но все-таки контакт с напряжением 5V был оставлен, в этом плата похожа на LoLin V3.

Радует невысокая цена на плату D1 mini, её можно найти на AliExpress всего лишь за $4.

WiFiMCU. У DOIT/SmartArduino, производителя плат V2, также есть альтернативный dev kit с чипом Cortex-M4 [9].

Adafruit/SparkFun. Еще 2 быстро появившиеся альтернативы — SparkFun ESP8266 Thing [10] и Adafruit HUZZAH ESP8266 Breakout [11].

Плата Adafruit выглядит довольно привлекательно, она немного меньше, чем NodeMCU dev kit, однако для её подключения требуется отдельный переходник USB — TTL UART вместо стандартного кабеля USB.

Также Adafruit продает полноформатную плату, подобную NodeMCU v2, на которой есть дополнительный коннектор для подключения аккумулятора LiPo [12].

Плата ESP8285. В статье [13] описывается, как использовать firmware NodeMCU на маленькой платке ESP8285 Tindie. Этот кристалл SoC (System On Chip) очень похож на ESP8266, отличие только в том, что в нем имеется память 1 MB SPI flash, встроенная прямо в SoC.

[Ссылки]

1. Comparison of ESP8266 NodeMCU development boards site:frightanic.com.
2. NodeMCU site:nodemcu-build.com.
3. Amica ESP8266 site:twitter.com.
4. WiFi ESP site:doit.am.
5. LOLIN32 site:wemos.cc.
6. ESP8266: NodeMCU Dev Kit Review site:squix.org.
7. NodeMCU v2 — Lua based ESP8266 development kit site:seeedstudio.com.
8. How To Use Cheap Chinese Arduinos That Come With With Ch440G / Ch441G Serial/USB Chip (Windows & Mac OS-X) site:kig.re.
9. WiFiMCU: a NodeMCU dev kit with a Cortex-M4 chip site:frightanic.com.
10. SparkFun ESP8266 Thing site:sparkfun.com.
11. Adafruit HUZZAH ESP8266 Breakout site:adafruit.com.
12. New Adafruit ESP8266 development board with LiPo connector site:frightanic.com.
13. NodeMCU on ESP8285 site:frightanic.com.
14. espressif.com FAQ ESP8266.

ESP8266 и Arduino, подключение, распиновка / Хабр

Привет

. Тема ESP8266, как и

, всё больше набирает популярности, и уже Arduino подхватывает инициативу — добавляя эти Wi-Fi модули в список поддерживаемых плат.

Но как же его подключить к ардуино? И возможно как-то обойтись вообще без ардуино? Сегодня именно об этом и пойдёт речь в этой статье.

Забегая наперёд, скажу, что будет вторая статья, уже более практическая, по теме прошивки и программирования модуля ESP8266 в среде разработки Arduino IDE. Но, обо всём по порядку.

Этот видеоролик, полностью дублирует материал, представленный в статье.

На данный момент, существует много разновидностей этого модуля, вот некоторые из них:

А вот распиновка ESP01, ESP03, ESP12:

* Данную картинку можно посмотреть в хорошем качестве на офф. сайте pighixxx.com.

Лично мне, больше всего нравится версия ESP07. Как минимум за то, что тут есть металлический экран (он защищает микросхемы от внешних наводок, тем самым обеспечивает более стабильную работу), своя керамическая антенна, разъём для внешней антенны. Получается, подключив к нему внешнюю антенну, например типа биквадрат, то можно добиться неплохой дальности. К тому же, тут есть немало портов ввода вывода, так называемых GPIO(General Purpose Input Output — порты ввода-вывода общего назначения), по аналогии с ардуино — пинов.

Давайте вернёмся к нашим баранам Wi-Fi модулям и Arduino. В этой статье, я буду рассматривать подключение ESP8266(модели ESP01) к Arduino Nano V3.

Но, данная информация будет актуальна для большинства модулей ESP8266 и так же разных Arduino плат, например самой популярной Arduino UNO.

Пару слов по ножкам ESP01:

Vcc и GND(на картинке выше это 8 и 1) — питание, на ножку Vcc можно подавать, судя по документации, от 3 до 3.6 В, а GND — земля (минус питания). Я видел, как один человек подключал этот модуль к двум AA аккумуляторам (напряжение питания в этом случае было примерно 2.7 В) и модуль был работоспособным. Но всё же разработчики указали диапазон напряжений, в котором модуль должен гарантированно работать, если вы используете другой — ваши проблемы.

Внимание! Этот модуль основан на 3.3 В логике, а Arduino в основном — 5 В логика. 5 В запросто могут вывести из строя ESP8266, потому на него нужно отдельно от ардуино подавать питание.

— На моей ардуинке есть ножка, где написано 3.3 В, почему бы не использовать её?

Наверное подумаете вы. Дело в том, что ESP8266 довольно таки прожорливый модуль, и в пиках может потреблять токи до 200 мА, и почти никакая ардуинка по умолчанию не способна выдать такой ток, разве что исключением является Arduino Due, у которой ток по линии 3.3 В может достигать 800 мА, чего с запасом хватит, в других же случаях советую использовать дополнительный стабилизатор на 3.3 В, например AMS1117 3.3 В. Таких валом как в Китае, так и у нас.

Ножка RST 6 — предназначена «железной» для перезагрузки модуля, кратковременно подав на неё низкий логический уровень, модуль перезагрузиться. Хоть и на видео я этим пренебрёг, но всё же вам советую «прижимать» данную ногу резистором на 10 кОм к плюсу питания, дабы добиться лучшей стабильности в работе модуля, а то у меня перезагружался от малейших наводок.

Ножка CP_PD 4(или по-другому EN) — служит, опять же, для «железного» перевода модуля в энергосберегающий режим, в котором он потребляет очень маленький ток. Ну и снова — не будет лишним «прижать» эту ногу резистором на 10 кОм к плюсу питалова. На видео я тупо закоротил эту ногу на Vcc, потому как под рукой не оказалось такого резистора.

Ноги RXD0 7 TXD0 2 — аппаратный UART, который используется для перепрошивки, но ведь никто не запрещает использовать эти порты как GPIO(GPIO3 и GPIO1 соотвественно). GPIO3 на картинке почему-то не размечен, но в даташите он есть:

К стати, к ножке TXD0 2 подключен светодиод «Connect», и горит он при низком логическом уровне на GPIO1, ну или когда модуль отправляет что-то по UART.

GPIO0 5 — может быть не только портом ввода/вывода, но и переводить модуль в режим программирования. Делается это подключив этот порт к низкому логическому уровню(«прижав» к GND) и подав питание на модуль. На видео я делаю это обычной кнопкой. После перепрошивки — не забудьте вытащить перемычку/отжать кнопку(кнопку во время перепрошивки держать не обязательно, модуль при включении переходит в режим программирования, и остаётся в нём до перезагрузки).

GPIO2 3 — порт ввода/вывода.

И ещё один немаловажный момент, каждый GPIO Wi-Fi модуля может безопасно выдавать ток до 6 мА, чтобы его не спалить, обязательно ставьте резисторы последовательно портам ввода/вывода на… Вспоминаем закон Ома R = U/I = 3.3В / 0.006 А = 550 Ом, то есть, на 560 Ом. Или же пренебрегайте этим, и потом удивляйтесь почему оно не работает.

В ESP01 все GPIO поддерживают ШИМ, так что к нашим четырём GPIO, то есть GPIO0-3 можно подключить драйвер двигателя, аля L293 / L298 и рулить двумя двигателями, например катера, или же сделать RGB Wi-Fi приблуду. Да, да, данный модуль имеет на борту много чего, и для простеньких проектов скрипач Arduino не нужен, только для перепрошивки. А если использовать ESP07 то там вообще портов почти как у Uno, что даёт возможность уже уверенно обходиться без ардуино. Правда есть один неприятный момент, аналоговых портов у ESP01 вообще нет, а у ESP07 только один, ADC зовётся. Это конечно усугубляет работу с аналоговыми датчиками. В таком случае ардуино аналоговый мультиплексор в помощь.

Всё вроде как по распиновке пояснил, и вот схема подключения ESP8266 к Arduino Nano:

Видите на Arduino Nano перемычка на ножках RST и GND? Это нужно для того, чтобы ардуинка не мешала прошивке модуля, в случае подключения ESP8266 при помощи Arduino — обязательное условие.

Так же если подключаете к Arduino — RX модуля должен идти к RX ардуинки, TX — TX. Это потому, что микросхема преобразователь уже подключена к ножкам ардуино в перекрестном порядке.

Так же немаловажен резистивный делитель, состоящий из резисторов на 1 кОм и 2 кОм (можно сделать из двух резисторов на 1 кОм последовательно соединив их) по линии RX модуля. Потому как ардуино это 5 В логика а модуль 3.3. Получается примитивный преобразователь уровней. Он обязательно должен быть, потому что ноги RXD TXD модуля не толерантные к 5 В.

Ну и можно вообще обойтись без ардуино, подключив ESP8266 через обычный USB-UART преобразователь. В случае подключения к ардуино, мы, по сути, используем штатный конвертер интерфейсов usb и uart, минуя мозги. Так зачем тратиться лишний раз, если можно обойтись и без ардуино вообще? Только в этом случае, мы подключаем RXD модуля к TXD конвертора, TXD — RXD.

Если вам лениво заморачиваться с подключением, возится с резисторами и стабилизаторами — есть готовые решения NodeMcu:

Тут всё значительно проще, воткнул кабель в компьютер, установил драйвера и программируй, только не забывай задействовать перемычку/кнопку на GPIO0 для перевода модуля в режим прошивки.

Ну вот, с теорией наверное всё, статья получилась пожалуй довольно таки большая, и практическую часть, аля прошивка и программирование модуля, я опубликую немного позже.

Я, у себя на ютуб канале, открыл целый плейлист посвящённый моим видео по теме этого Wi-Fi модуля. В планах построили машинку, или лодку, на Wi-Fi управлении, где вместо пульта ДУ будет обычный смарт. Но пока что я к этому ещё не пришёл, так что это всего лишь планы на будущее.

Продолжение этой статьи.

Даташиты на:
ASM1117 3.3 B;
ESP8266EX(микроконтроллер, что стоит в модуле);

Ещё ссылки:
Русскоязычное сообщество по ESP8266;
Схемы рисовал в программе Fritzing;
Почему многие не любят Arduino;
Все мои публикации на geektimes.

By Сергей ПоделкинЦ ака MrПоделкинЦ.

Обзор ESP8266. Знакомство с моделями NodeMCU, WeMos, ESP-01

Всем, кто увлекается Arduino неоднократно слышал про ESP8266. Что это такое и какие распространение модели отладочных плат (NodeMCU, WeMos, ESP-01) использую в проектах, расскажу в данной статье.

ESP8266 – это микроконтроллер, аналогичный Arduino и оснащенный Wi-Fi. Что позволяет управлять пинами через беспроводную сеть Wi-Fi, а также получать из интернета или локальной сети различные параметры: температуру, влажность, стояние исполнительных механизмов и прочую информацию. Это отлично подходит для реализации домашней автоматизации.

Что можно делать, используя модуль ESP8266?

• Отправлять электронную почту;
• Публиковать твиты;
• Создать веб-сервер;
• Отправлять HTTP-запросы;
• Получать информацию из интернета о погоде, курсе волют, количестве подписчиков на youtube и прочее

На моем сайте вы можете найти уроки и проекты с использованием ESP8266.

Технические характеристики ESP8266:

• 02.11 b/g/n;
• встроенный 32-битный MCU с низким энергопотреблением;
• встроенный 10-битный АЦП;
• встроенный стек протоколов TCP/IP;
• встроенный РЧ коммутатор, РЧ трансформатор сопротивлений, LNA, усилитель мощности;
• встроенные блоки ФАПЧ и управления мощностью;
• Wi-Fi 2,4 ГГц, поддержка WPA/WPA2;
• SDIO 2.0, (H) SPI, UART, I2C, I2S, IRDA, PWM, GPIO;
• STBC, 1×1 MIMO, 2×1 MIMO;
• потребление в режиме глубокого сна <10 мкА, ток утечки в выключенном режиме < 5 мкА;
• просыпание и передача пакетов через < 2 мс;
• выходная мощность +20 дБм в режиме 802.11b;
• диапазон рабочей температуры: -40 – 125 ºC.

Сравнивая ESP8266 с другими платами Wi-Fi на рынке – это отличный вариант для большинства проектов «Интернета вещей»! Легко понять, почему он так популярен: он стоит всего несколько долларов и может быть интегрирован в сложные проекты.

Версии ESP8266

ESP8266 выпускается в виде различных отладочных плат (как показано на рисунке ниже). По-моему мнению, ESP-12E NodeMCU в настоящее время является наиболее практичной версией. Но и версии WeMos и ESP-01 также достаточно популярны в проектах, где нужна небольшая плата и не требуется много пинов для подключения.

Распиновка ESP8266.

Распиновка ESP-12E NodeMCU.

Распиновка WeMos D1 Mini.

Распиновка ESP-01.

Подробнее распиновку ESP8266 рассмотрим в следующей статье. А также посмотрим, как правильно использовать GPIO отладочных плат.

Программирование ESP8266 с использованием Arduino IDE.

 pinMode (4, ВХОД)
pinMode (5; ВЫХОД)
pinMode (A0, INPUT) 

 # Пример записи конфигурации
esphome:
  имя: гостиная
  платформа: ESP8266
  плата: nodemcuv2