ESP8266 – początki w Windows

Nadszedł czas na moduł ESP8266, który kupiłem pod koniec zeszłego roku na ebayu. Poniżej zebrałem garść podstawowych informacji, które umożliwią szybki start z układem WiFi. Mimo, iż podobnych poradników w sieci jest całe mnóstwo, napisałem te kilka zdań, bo zaczynając zabawę z moim modułem posiedziałem chwilkę nad przeglądarką z otwartymi 20 zakładkami, nim wszystko zaczęło działać tak jak chciałem.

ESP8266 – co nam będzie potrzebne?

Ten opis bazuje na prostej płytce o oznaczeniu ESP-01 z 8 goldpinami. Niezbędna będzie również przejściówka USB-RS232 TTL ze stabilizatorem 3,3V, mała płytka stykowa, kilka kabelków do płytki i na goldpiny. Może się okazać, że przejściówka będzie posiadała źródło napięcia 3V3 zbyt słabe prądowo, wtedy będziemy potrzebować modułu zasilającego do płytki stykowej, skonfigurowanego na napięcie 3,3V.

Niezbędny będzie komputer z Windowsem i trochę softu, o którym niżej.

ESP8266 ESP-01 – podłączenie

Mój moduł kupiłem na ebayu w grudniu 2014 za $3,15. Teraz ceny są niższe, ale patrząc na obecny kurs dolara, różnica nie jest wielka. ESP-01 to maleńka płytka drukowana, na której prócz anteny i kilkunastu elementów znajdziemy złącze goldpin 2×4. Piny nie są opisane, warto mieć ściągę:

Na płytce znalazły się dwie diody LED – czerwona sygnalizująca podłączone zasilanie i niebieska, migająca podczas komunikacji szeregowej.

Połączenia między konwerterem USB/RS232 a ESP8266:
– bezpośrednio: Tx z Rx i Rx z Tx
– za pośrednictwem płytki stykowej: GND-płytka-GND, 3V3-płytka-VCC i CH_PD
Na czas wgrywania bootloadera do GND należy podłączyć GPIO_0

Po sprawdzeniu (najlepiej dwa razy) poprawności połączeń, można wpiąć przejściówkę w port USB, Jeśli kupiliśmy tani, chiński konwerter na chipie prolific, to prawie na pewno będzie to podróbka, która nie zadziała na automatycznie pobranych driverach z Windows Update:

Pobieramy stąd starsze, działające sterowniki: Kabel USB-RS232 Prolific PL2303 i błąd kod 10. Po zainstalowaniu, przechodzimy do Menedżera Urządzeń, tam klikamy dwa razy na pozycji naszego kabelka, przechodzimy do zakładki Sterownik->Aktualizuj sterownik->Przeglądaj mój komputer w poszukiwaniu…->Pozwól mi wybrać z listy sterowników… i wybieramy te działające:

W zakładce Ustawienia portu->Zaawansowane warto też ustawić jakiś niski, niezajęty port COM.

Mimo tych zmian, nowsze Windowsy będą uparcie ładować nowszy, niedziałający sterownik po ponownym podłączeniu przejściówki. By wyłączyć te automatyczne aktualizacje, należy we Właściwościach systemu (Panel sterowania->System->Zaawansowane ustawienia systemu) przejść do zakładki Sprzęt, wybrać Ustawienia instalacji urządzeń i zmienić ustawienie na Nie, pozwól mi wybrać, co zrobić i Nigdy nie instaluj sterownika z Witryny Windows Update.

Wgrywanie firmware’u do ESP8266

Najczęściej nie wiadomo, co Chińczyk wgrał w zakupiony moduł ESP-01 i można tracić czas na próbę połączenia ustawiając różne parametry, lub od razu przejść na stronę nodemcu na github i pobrać najnowszą wersję nodeMCU.

Do wyboru są dwa firmware: z obsługą liczb rzeczywistych (integer) i o nieco większym rozmiarze, obsługujący liczby zmiennoprzecinkowe (float). Bardziej uniwersalny jest ten drugi – pobieramy go na dysk:

Do wgrania softu można wykorzystać jedno z kilku dostępnych narzędzi, od dedykowanego NodeMCU Flasher (link do pobrania), czyli ESP8266Flasher.exe, który jest dostępny dla Windowsów 32 jak i 64 bitowych

Do wgrania wystarczą defaultowe ustawienia, ścieżkę do firmware podaje się w zakładce Config. Należy pamiętać o podłączeniu pinu GPIO_0 do masy (GND) na czas wgrywania.

Kolejne narzędzie, to bardzo prosty ESP8266 Flash Downloader. Link do pobrania.

Na końcu pojawi się błąd wyjścia z trybu flash, ale to prawidłowa reakcja. Pin GPIO_0 oczywiście również musi być podłączony do GND.

Kolejny flasher ESP FLASH DOWNLOAD TOOL V2.3 nieco straszy liczbą opcji (link do pobrania). Tu również ustawienia powinny być defaultowe. Często trzeba zmienić adres początku wgrywania na 0x000000:

Programowanie ESP8266

Mając wgrany firmware nodeMCU, można zacząć pisać proste programy. Zaczynamy od podłączenia z naszym ESP-01. Oprogramowanie pozwala na połączenie telnet z prędkością 9600Bd. Warto skorzystać z nieśmiertelnego PuTTy (link do pobrania):

Klepnięcie w [enter] powinno spowodować pojawienie się znaku zachęty >. Po wpisaniu:

node.restart()

powinniśmy ujrzeć nieco więcej informacji:

Przeklepmy w terminalu przykładowy program, który połączy się z naszą siecią bezprzewodową:

ip = wifi.sta.getip()
print(ip)
wifi.setmode(wifi.STATION)
wifi.sta.config("SSID","password")
ip = wifi.sta.getip()
print(ip)

W pierwszych dwóch linijkach pobieramy i wyświetlamy adres IP, urządzenie zwraca nil, gdyż nie jest podłączone pod APeka. W kolejnych ustawiamy tryb pracy, nazwę naszej sieci (SSID) i hasło (password). Następnie znowu pobieramy IP i wyświetlamy. Ja jeszcze spingowałem ESP8266, by pokazać, że działa:

Jak widać, program jest wykonywany linijka po linijce. Taki zapis nie jest trwały, po restarcie nie będzie po nim śladu. By to zmienić, należałoby program zapisać w pliku, który trzeba załadować do ESP8266. Jeśli plik nazwiemy init.lua, to zostanie on uruchomiony po restarcie. Dla wygody można skorzystać z mini IDE, które to ułatwi. Środowisko nazywa się ESPlorer i można je pobrać tutaj. Do działania niezbędna jest Java.

Podsumowanie

Jak widać, ta mała płytka ma bardzo duże możliwości. Nic więc dziwnego, że w sieci można znaleźć całe tony zastosowań, od prostych samodzielnych układzików, po części składowe systemów inteligentnych domów. Sporo przydatnych informacji znajduje się na tematycznym forum: esp8266.com. Moduły z ESP8266 na pewno będą się jeszcze pojawiać na stronie.