Ostateczny przewodnik po ESP8266
2024-04-19 3569

ESP8266 to układ WiFi ze zintegrowanym MCU uruchomionym przez Espressif Systems w 2015 r. Został opracowany przez firmę Espressif Systems i może zrealizować funkcję komunikacji z siecią.ESP8266 jest szeroko stosowany w Internecie przedmiotów.Można go podłączyć do mikrokontrolera (takiego jak Arduino) za pośrednictwem szeregowego interfejsu komunikacyjnego, uświadamiając sobie w ten sposób różne scenariusze aplikacji, takie jak inteligentne światła, inteligentne pojazdy i inteligentne domy.W tym artykule wprowadzimy informacje o jego cechach, strukturze i zastosowaniach.Więc zacznijmy!

ESP8266 jest potężnym modułem Wi -Fi.Integruje 32-bitowy mikro MCU zużycia energii ultra-niskiej (mikrokomputer z pojedynczym układem), główna częstotliwość obsługuje 80 MHz i 160 MHz, a nawet może uruchomić RTO.ESP8266 może tworzyć funkcje w głównym programie Arduino IDE do pisania i przesyłać dane modułu wykrywania podłączonego do płyty programistycznej Arduino do serwera za pośrednictwem ESP8266.Można go również skompilować bezpośrednio jako tablica rozwoju za pośrednictwem Arduino IDE.

Powszechnie stosowany moduł ESP8266WIFI jest opracowywany przez krajową firmę Anginke.Moduł Wi-Fi ESP8266 opracowany przez Essence obejmuje dziesiątki modeli, podzielone na trzy serie: ESP-01, ESP-07 i ESP-12.Każda seria jest podzielona przez różne sufiksy.Głównymi układami tych modułów są zasadniczo ESP8266 espressif.Główne różnice między różnymi modelami to liczba portów IO, wielkość modułu i pojemność flash.Pojemność Flash ma różne specyfikacje, takie jak 8Mbit i 32Mbit.

Moduł ESP8266 ma następujące funkcje.

Ma szeroki zakres temperatur roboczych, utrzymuje stabilną wydajność i może dostosować się do różnych środowisk operacyjnych.

ESP8266 obsługuje stos protokołu TCP/IP i może implementować wspólne protokoły sieciowe, takie jak HTTP i MQTT.Umożliwia to komunikowanie się i wymianę danych z platformami usług w chmurze, serwerami i innymi urządzeniami.

Moduł ESP8266 zwykle wykorzystuje zasilacz 3,3 V i ma mniejszy rozmiar i pakiet SMT, dzięki czemu nadaje się do integracji z różnymi rodzajami urządzeń elektronicznych.

ESP8266 jest przeznaczony do urządzeń mobilnych, elektroniki do noszenia i aplikacji IoT, osiągając ultra-niski zużycie energii poprzez szereg zastrzeżonych technologii.Jego tryb oszczędzania energii jest odpowiedni do różnych scenariuszy aplikacji o niskiej mocy.

Moduł zwykle ma wiele pinów GPIO do łączenia urządzeń zewnętrznych i czujników.Te piny można skonfigurować jako wejścia lub wyjścia i mogą być używane do kontrolowania obwodów zewnętrznych, odczytu danych czujnika i innych.

Moduł zazwyczaj obsługuje zewnętrzną pamięć flash (Flash) do przechowywania danych aplikacji, oprogramowania układowego i konfiguracji.Pozwala to modułowi mieć dużą pojemność pamięci do obsługi złożonych aplikacji i przetwarzania danych.

Ze względu na szeroki zakres aplikacji i wsparcia społeczności programistów, ESP8266 ma bogaty ekosystem oprogramowania.Deweloperzy mogą wykorzystać różnorodne biblioteki open source, frameworki i przykładowy kod, aby szybko opracowywać aplikacje oraz uzyskać wsparcie i rozwiązania od społeczności.

SP8266 integruje przełączniki antenowe, 32-bitowe procesor dystrybucji, standardowy cyfrowy interfejs peryferyjny, balon częstotliwości radiowej, wzmacniacz o niskim szumie, wzmacniacz zasilania, moduł zarządzania filtrem i energią itp., I wymaga mniej obwodów peryferyjnych, zmniejszając w ten sposób przestrzeń PCB.

Port GPIO ESP8266 obsługuje funkcję PWM, którą można użyć do kontrolowania jasności i prędkości peryferyjnych, takich jak silniki i światła.

ESP8266 integruje ADC do konwersji sygnałów analogowych na sygnały cyfrowe.Interfejs ADC może być podłączony do urządzeń analogowych, takich jak czujniki, odczyt wartości analogowych i przekształcanie ich w dane cyfrowe.

ESP8266 ma wiele portów GPIO do interakcji z innymi urządzeniami peryferyjnymi.Port GPIO obsługuje cyfrowe funkcje wejściowe i wyjściowe i PWM oraz można go zaprogramować w celu sterowania różnymi peryferyjami, takimi jak światła LED, przekaźniki, przełączniki itp.

Interfejs I2C to szeregowy interfejs komunikacyjny, który może łączyć wiele urządzeń i wykorzystuje dwa przewody (SDA i SCL) do osiągnięcia transmisji danych.ESP8266 może komunikować się z innymi urządzeniami I2C, takimi jak czujniki, wyświetlacze itp. Za pośrednictwem interfejsu I2C.

Interfejs SDIO to szybki interfejs danych szeregowych powszechnie używany do czytania i pisania operacji na kartach SD i kartach MMC.ESP8266 można podłączyć do karty SD lub karty MMC za pośrednictwem interfejsu SDIO w celu przechowywania i odczytu danych.

Interfejs UART jest głównym interfejsem komunikacji szeregowej między ESP8266 a innymi urządzeniami.Można go podłączyć do innych urządzeń za pomocą pinów RX i TX.Za pośrednictwem interfejsu UART może zrealizować transmisję danych, odbiór i kontrolę za pomocą czujników, komputerów, innych mikrokontrolerów i innych urządzeń.

Interfejs SPI jest również szeregowym interfejsem komunikacji.Może łączyć wiele urządzeń i używać czterech przewodów (MISO, MOSI, SCK i SS) do transmisji danych.ESP8266 może komunikować się z innymi urządzeniami SPI za pośrednictwem interfejsu SPI, takimi jak pamięć flash, wyświetlacz LCD itp.

Seria ESP8266 ma ogólnie dwie metody rozwoju, a mianowicie rozwój dowództwa i rozwój SDK.

Producent wstępnie spalił oprogramowanie układowe na układie ESP8266 przed opuszczeniem fabryki, i zamknął stos protokołu Wi-Fi, aby wewnętrznie zrealizować funkcję przezroczystej transmisji.Użytkownicy muszą używać modułu USB do TTL lub portu szeregowego mikrokontrolera, aby osiągnąć komunikację z modułem Wi -Fi.Wysyłając polecenia, użytkownicy mogą kontrolować moduł WiFi.

Ponieważ sam ESP8266 jest programowalnym układem, można go uznać za mikrokontroler z funkcjami komunikacji bezprzewodowej.Użytkownicy muszą napisać odpowiedni program w specjalnym IDE i napisać program do układu przez spalanie oprogramowania układowego.Dlatego, aby wdrożyć komunikację WiFi, musimy dostosować stos protokołu WiFi.Wymaga to od użytkowników wysokiego poziomu odpowiedniej wiedzy.

Jak widać na zdjęciu, układ ESP8266 integruje procesor i jest 32-bitowym procesorem.Działa zarówno jako procesor protokołu Wi -Fi, jak i procesor aplikacji.Główna częstotliwość tego procesora obsługuje dwie częstotliwości: 80 MHz i 160 MHz.Deweloperzy mogą pisać aplikacje i pobierać je na układ.Procesor jest w stanie uruchomić te aplikacje napisane przez programistów.Aplikacje te są zaprogramowane do SPI Flash zewnętrzne z układem przez interfejs UART0 za pośrednictwem oficjalnie dostarczonego narzędzia do pobierania ESP Flash.Warto zauważyć, że pamięć flash nie jest zintegrowana wewnątrz układu, więc wymagana jest zewnętrzna Flash SPI.Obecnie obsługuje cztery rozmiary pamięci flash: 512KB, 1024KB, 2048KB i 4096KB.

Ten moduł ma trzy tryby robocze, a mianowicie tryb AP, tryb STA i tryb STA+AP.

Moduł ESP8266 służy jako hotspot, a urządzenie jest bezpośrednio podłączone do modułu w celu uzyskania sterowania bezprzewodowego nad sieci LAN.

Moduł ESP8266 jest podłączony do Internetu za pośrednictwem routera, umożliwiając telefonom komórkowym lub komputerowi zdalne sterowanie urządzeniem przez Internet.

Jest to tryb współistnienia, który może osiągnąć bezproblemowe przełączanie kontroli Internetu, zapewniając w ten sposób wygodniejsze wrażenia operacyjne.

Moduł może być używany do monitorowania i kontrolowania różnych urządzeń i procesów w celu realizacji zdalnego monitorowania i kontroli automatyzacji.

Moduł może być używany do ustanowienia sieci czujników bezprzewodowych przy użyciu niższego zużycia energii i mniejszej podstawy kodu do monitorowania parametrów środowiskowych, takich jak temperatura, wilgotność, światło itp. I przesyłają dane do chmury w celu analizy i przechowywania.

Integrując ESP8266 z urządzeniem, możemy zrealizować zdalne monitorowanie i sterowanie urządzeniem.Bez względu na to, gdzie jesteśmy, możemy uzyskać dostęp i kontrolować te urządzenia w dowolnym momencie, o ile mamy odpowiednie połączenie sieciowe i sprzęt.

ESP8266 może być używany do kontrolowania różnych urządzeń w domu, takich jak systemy bezpieczeństwa, systemy oświetleniowe i systemy kontroli temperatury.Jest w stanie połączyć się z siecią domową za pośrednictwem Wi-Fi w celu zdalnego monitorowania i kontroli.

ESP8266 można zintegrować z różnymi urządzeniami i czujnikami IoT, umożliwiając im łączenie się z Internetem za pośrednictwem Wi-Fi.Obejmuje to obszary takie jak inteligentne domy, automatyzacja domu i inteligentne miasta.

Ze względu na łatwość użycia i potężne funkcje ESP8266 był szeroko stosowany w badaniach edukacyjnych i akademickich, stając się ważnym narzędziem do nauki i platformy praktyki w dziedzinie IoT i rozwoju systemu wbudowanego.Na głównych uniwersytetach i instytucjach akademickich ESP8266 jest szeroko stosowany w programach dydaktycznych i badawczych, aby pomóc studentom i badaczom w nauce oraz opanowaniu umiejętności rozwoju IoT oraz wbudowanych systemów.

ESP8266 to system mikroczipów Wi-Fi Chip (SOC) dla aplikacji Internet of Things (IoT) produkowanych przez systemy espressif.Biorąc pod uwagę jego niski koszt, niewielki rozmiar i możliwość adaptacji z wbudowanymi urządzeniami, ESP8266 jest teraz szeroko stosowany w urządzeniach IoT.

Rady ESP32 i ESP8266 to tablice stron trzecich.Arduino Cloud obsługuje oba jony V ariat, ale nie może zagwarantować, że niektóre tablice na podstawie tych SoC.Lista testowanych i oficjalnie wspieranych komisji rozwojowych można znaleźć tutaj.

Starsze bramy mają w środku układ ESP8266, jednak można zaktualizować bramę ESP8266 do potężnego ESP32.Jeśli nie chcesz zaktualizować swojej bramy z EMS-ESP32, „stare” oprogramowanie układowe nadal będzie działać tak, jak jest oczywiście.

Tak, to jest tanie.Podobnie jak ten artykuł, 5 USD ESP8266 jest nawet tańszy niż wyciągnięte czujniki Out-A-Cannon.Oznacza to, że używane armaty czujników są zwykle wykonane z tanimi podejściami, ponieważ będzie bezużyteczne po uruchomieniu armat.Mimo że ESP8266 jest nadal znacznie tańszy niż czujnik.