Модуль Wifi на базе чипа ESP8266. Обновление прошивки Wi-Fi модуля ESP8266

… Вообщем, этот материал не ограничивается только одной темой Ардуино.

Тема ESP8266 - довольно таки непростая. Но, если работать с этими Wi-Fi модулями в среде разработки Arduino IDE - порог вхождения опускается до приемлемого для обычного ардуинщика уровня. Да и не только ардуинщика, а любого человека, у которого есть желание сварганить что-то по теме , причём не затрачивая много времени читая документацию для микросхемы и изучение API для этих модулей.

Данное видео, полностью дублирует материал, представленный в статье ниже.

Ну что же, мы уже умеем подключать ESP8266 и переводить его в режим программирования, теперь давайте перейдём к чему-то более полезному.

Скажу сразу - один раз запрограммировав модуль в среде разработки ардуино, мы сносим родную прошивку, и у нас пропадёт возможность работать с модулем при помощи AT-команд. Лично мне, от этого, не холодно/не жарко, но если кому-то это будет нужно - ближе к концу статьи я покажу, как обратно прошить в модуль родную прошивку, ну или какой-то загручик типа NodeMcu.

Для начала, на офф.сайте качаем последнюю версию Arduino IDE , на данный момент это 1.6.7. Более старые версии типа 1.0.5. не подойдут, потому что банально не имеют нужного функционала, а танцы с бубном нас не интересуют, не так ли?

Запускаем среду разработки и тут же идём в Файл/Настройки:

Http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

Потом идём Инструменты/Плата:/Менеджер плат...:

Перед нами появится окно менеджера плат, листаем его до самого низа, и если всё сделано правильно мы увидим что-то подобно этому:

Кликаем курсором по надписи "esp8266 by ESP8266 Community " после этого, у нас появилась кнопка «Установка», выбираете нужную версию, я беру последнюю, на сегодняшний день это 2.1.0. и устанавливаю её. Среда разработки закачает нужные ей файлы(около 150 мегабайт) и напротив надписи "esp8266 by ESP8266 Community " появится «INSTALLED» то есть установлено:

Листаем список плат вниз и видим, что в списке у нас появилось много разных ESP, берём «Generic ESP8266 Module»:

Идём в «Инструменты» и выбираем нужный COM порт(у меня это COM32) , потом ставим Upload Speed:«115200»:

Выставляем скорость 74880 и «NL & CR» и опять же отключаем и подаём питание и он ответит кое какой отладочной информацией:

Заметьте, 74880 - не основная скорость ESP8266, просто он всего лишь на ней отправляет отладочную информацию. Если модуль ничего не отправляет в консоль, тогда возможно что-то подключили не так как надо.

По умолчанию скорость должна быть 115200, но в отдельных случаях может быть и 9600 и другие… Так что попробуйте подобрать.

После подбора нужной скорости отправляем модулю «AT» и он должен ответить что всё «ОК». Команда «AT+GMR» выводит информацию о прошивке.

Прежде чем начать прошивать ESP8266 в Arduino IDE я советую дочитать статью до конца.

Теперь давайте попробуем прошить ESP8266 через Arduino IDE. Переводим модуль в режим программирования(как это сделать я писал в ).

Давайте зашьём мигалку штатным светодиодом:

// By MrПоделкинЦ youtube.com/RazniePodelki // special to сайт/post/271754/ #define TXD 1 // GPIO1/TXD01 void setup() { pinMode(TXD, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(TXD, HIGH); delay(1000); digitalWrite(TXD, LOW); delay(1000); }

Замигал? Значит всё сделано правильно. Откуда я взял что светодиод подключен на первый пин? В предыдущей статье есть картинка с распиновкой разных модулей , и там есть разметка портов, при использовании загрузчика Arduino(пины отмечены розовым цветом).

Мигание светодиодом это конечно хорошо, но надо бы какой-то веб-сервер заделать или начать управлять светодиодом хотя бы при помощи кнопок в браузере, не так ли? Но об этом я расскажу уже как-нибудь в другой раз.

А теперь как прошить назад родную прошивку , да и как вообще прошивать модуль сторонними загрузчиками. Для ESP8266 есть такая программа как NodeMCU Flasher , которая изначально предназначена для прошивки загрузчика NodeMCU . Но как оказалось, она отлично прошивает и другие прошивки.

Я прикреплю к статье архив с данной программой и прошивкой для удобства, но всегда можно скачать новую версию NodeMCU Flasher.

В папке «nodemcu-flasher-master» есть 2 папки Win64 и Win32 и в зависимости от того какая разрядность у вашей ОС выбираем нужную. Дальше в папке Release запускаем «ESP8266Flasher.exe» и видим интерфейс программы:

Выбираем нужный COM порт и идём во вкладку «Config», убираем хрестик около «INTERNAL://NODEMCU» и ставим его на один пункт ниже, как на скрине:

(Если захотите прошить загрузчик NodeMCU - убираете хрестик там где его не было, и ставите - где он был, то есть около «INTERNAL://NODEMCU»).

Потом жмём по шестеренке и выбираем где лежит наша прошивка, прошивка как правило в формате *.bin(в прикреплённом архиве это «v0.9.5.2 AT Firmware.bin» которая лежит в основной папке), и так же выбираем «0x00000» как и выше.

Возвращаемся опять на вкладку «Operation» переводим модуль в режим программирования и жмём «Flash»:

Всё, модуль начал прошиваться, после перепрошивки не забываем перезагрузить модуль и вуаля, он прошит нужной нам прошивкой.

Проверяем AT-командой «AT+GMR» сделали ли мы всё верно:

Как видите всё нормально прошилось.

JavaScript must be turned on in order to use this page

Прошивка и запуск модуля ESP8266 (updated: 23 Jun 2018, 22:01:16)

Это общая документация по чипу ESP8266. Обратите внимание, что этот чип считается устаревшим, хотя и очень популярным - на смену ему пришел чип ESP32.

Для начала необходимо определить сколько памяти установлено на модуле ESP8266. Встречаются варианты модулей, с установленной памятью 512 кбайт(4 мегабита) , а так же 4мбайт(32 мегабита). Редко, но попадаются с флеш памятью 1 мбайт(8 мегабит). Почти все разновидности ESP-12 и новые ESP-07 имеют на борту 4 мегабайта. Объем памяти можно определить по маркировке flash чипа, посмотреть в программе Flash Download Tool или на вкладке /debug. Маркировка имеет вид 25QXX, где XX - объем в мегабитах, например 25Q32 имеет на борту 32 мегабита=4 мегабайта.

Определение размера памяти по вкладке ip_adr/debug:

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!

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!!

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 - 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 сайт . 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.

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:///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.

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 введяв 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.

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 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

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.

Многие пользователи уже успели обратить свое внимание на чип ESP8266-12, выпущенный компанией Espressif. Стоимость его значительно дешевле по сравнению со стандартной платой Bluetooth-адаптера, да и при меньших габаритах он отличается значительно более широкими возможностями. Теперь все домашние любители получили возможность работы в сети Wi-Fi сразу в двух режимах, то есть подключать свой компьютер к каким-либо точкам доступа или же включать его в качестве такой точки.

С другой стороны, нужно правильно понимать, что такие платы представляют собой не просто шилды, предназначенные только для связи по Wi-Fi. Сам по себе ESP8266 представляет собой микроконтроллер, имеющий собственные UART, GPIO и SPI-интерфейсы, то есть его можно использовать как абсолютно автономное оборудование. Многие после выхода данного чипа назвали его самой настоящей революцией, и с течением времени такие устройства начнут встраиваться даже в самые простые виды техники, но пока устройство является сравнительно новым и какой-либо стабильной прошивки на него нет. Многие специалисты по всему миру стараются изобретать собственные прошивки, ведь заливать их в плату на самом деле не составляет особого труда, но несмотря на различные трудности, устройство уже сейчас можно назвать вполне пригодным к работе.

На данный момент рассматривается только два варианта применения данного модуля:

• Использование платы в комбинации с дополнительным микроконтроллером или же компьютером, которым будет осуществляться контроль над модулем через UART.
• Самостоятельное написание прошивки для чипа, что позволяет потом использовать его в качестве самодостаточного устройства.

Вполне естественно, что рассматривать самостоятельную прошивку в данном случае мы не будем.

Глядя на удобство использования и хорошие характеристики, многие люди среди множества микроконтроллеров отдают свое предпочтение модели ESP8266. Подключение и обновление прошивки данного устройства является предельно простым и доступным, и производится на том же железе, на котором осуществляется подключение оборудования к компьютеру. То есть так же через USB-TTL-конвертер или, если кто-то предпочитает другие варианты подключения, может осуществляться через RPi и Arduino.

Как проверить?

Для того чтобы проверить работоспособность только что купленного устройства, вам нужно будет использовать специальный источник стабилизированного напряжения, рассчитанный на 3,3 вольта. Сразу стоит отметить, что реальный диапазон напряжения питания данного модуля составляет от 3 до 3,6 вольт, а подача повышенного напряжения сразу приведет к тому, что вы просто-напросто выведете из строя свой ESP8266. Прошивка и прочее программное обеспечение после подобной ситуации может начать некорректно работать, и вам уже нужно будет ремонтировать устройство или как-то его исправлять.

Чтобы определить работоспособность данной модели микроконтроллера, нужно просто подключить три пина:

• CH_PD и VCC подключаются к питанию 3,3 вольт.
• GND подключается к земле.

Если вами используется не ESP-01, а какой-либо другой модуль, и на нем уже изначально присутствует выведенный GPIO15, то в таком случае вам и его нужно будет дополнительно подключить к земле.

Если заводская прошивка запустилась нормально, то в таком случае можно увидеть а затем пару раз мигнет синий. Однако стоит отметить, что красный индикатор питания имеют не все устройства серии ESP8266. Прошивка на некоторых устройствах не предусматривает загорание красного индикатора, если в модуле он отсутствует (в частности, это относится к модели ESP-12).

После подключения в вашей беспроводной сети активируется новая точка доступа, которая будет называться ESP_XXXX, и ее можно будет обнаружить с любого устройства, имеющего доступ к Wi-Fi. В данном случае название точки доступа непосредственно зависит от производителя используемой вами прошивки, и поэтому может быть каким-нибудь другим.

Если точка действительно появляется, вы можете продолжать эксперименты, в противном случае нужно будет проводить повторную проверку питания, а также корректность подключения GND и CH_PD, а если все подключено верно, то, скорее всего, вы все-таки стараетесь использовать сломанный модуль или же на нем просто-напросто установлена прошивка с нестандартными настройками.

Как его быстро подключить?

Стандартный набор, необходимый для подключения данного модуля, включает в себя следующее:

• сам модуль;
• беспаечную макетную плату;
• полноценный набор проводов мама-папа, предназначенные для макетной платы, или же специальный кабель DUPONT M-F;
• USB-TTL конвертер на основе PL2303, FTDI или же каком-нибудь аналогичном чипе. Наиболее оптимальный вариант - если на USB-TTL адаптер также выводятся RTS и DTR, так как за счет этого можно добиться достаточно быстрой загрузки прошивки из какого-нибудь UDK, Arduino IDE или Sming, не имея даже необходимости в ручном переключении GPIO0 на землю.

Если вами используется конвертер на 5 вольт, то в таком случае нужно будет приобрести дополнительный стабилизатор питания на базе чипа 1117 или каком-либо аналогичном, а также источник питания (для стандартного 1117 вполне неплохо подойдет даже обыкновенная зарядка от смартфона на 5 вольт). Рекомендуется не использовать Arduino IDE или USB-TTL в качестве источника питания для ESP8266, а применять отдельный, так как за счет этого можно избавиться в конечном итоге от массы проблем.

Расширенный набор для обеспечения комфортной и постоянной работы с модулем предусматривает необходимость в использовании дополнительных резисторах, светодиодах и DIP-переключателях. Помимо этого, можно также использовать недорогой USB монитор, который позволит вам постоянно наблюдать за количеством потребляемого тока, а также обеспечит небольшую защиту шину USB от возникновения

Что нужно делать?

В первую очередь стоит отметить тот факт, что в ESP8266 управление может быть несколько разным в зависимости от того, какая конкретно модель вами используется. Таких модулей сегодня представлено достаточно много, и первое, что будет нужно, - это провести идентификацию используемой вами модели и определиться с ее распиновкой. В данной инструкции мы будем говорить о работе с модулем ESP8266 ESP-01 V090, и если вами используется какая-то другая модель с выведенным пином GPIO15 (HSPICS, MTDO), вам нужно будет притянуть его к земле как для стандартного старта модуля, так и для использования режима прошивки.

После этого дважды убедитесь в том, что питающее напряжение для подключенного модуля составляет 3,3 вольта. Как говорилось выше, допустимый диапазон составляет от 3 до 3,6 вольт, и в случае повышения устройство выходит из строя, но при этом питающее напряжение может быть даже значительно ниже 3 вольт, которые заявлены в документах.

Если вы используете USB-TTL конвертер на 3,3 вольта, то в таком случае подключите модуль точно так же, как на левой части картинки ниже. Если же вами применяется исключительно пятивольтовый USB-TTL, то обратите внимание на правую часть рисунка. Многим может показаться, что правая схема более эффективная за счет того, что в ней применяется отдельный источник питания, но на самом деле в случае применения USB-TTL конвертера на 5 вольт крайне желательно сделать также дополнительный делитель на резисторах, чтобы обеспечить согласование трехвольтовых и пятивольтовых уровней логики, или же просто использовать модуль преобразования уровней.

Особенности подключения

На правом рисунке присутствует подключение UTXD (TX), а также URXD (RX) данного модуля к пятивольтовой логике TTL, и проведение таких процедур осуществляется только на свой страх и риск. К ESP8266 описание говорит о том, что модуль эффективно работает только с 3,3-вольтовой логикой. В преимущественном большинстве случаев даже в случае работы с пятивольтовой логикой оборудование не выходит из строя, но изредка происходят такие ситуации, поэтому подобное подключение является не рекомендованным.

Если у вас нет возможности использовать специализированный USB-TTL конвертер на 3,3 вольта, можно применить делитель на резисторах. Также стоит отметить, что на правом рисунке стабилизатор питания 1117 подключается без дополнительной обвязки, и это действительно рабочая технология, но все-таки лучше всего пользоваться схемой подключения 1117 с конденсаторной обвязкой - нужно сверить ее с ESP8266 datasheet на ваш стабилизатор или использовать уже полностью готовый модуль, основывающийся на базе 1117.

Чтобы запустить модуль, нужно разорвать цепь GPIO0-TND, после чего можно подавать питание. При этом стоит отметить, что делать все нужно именно в таком порядке, то есть сначала убедитесь в том, что GPIO0 «висит в воздухе», и только потом уже подавайте питание на CH_PD и VCC.

Как подключать правильно?

Если вы можете уделить более одного вечера тому, чтобы нормально подключить модуль ESP8266, вы можете использовать более стабильный вариант. На схеме выше вы видите вариант подключения с автоматической загрузкой прошивки.

Стоит отметить, что на изображении выше не показывается использование свободных GPIO или ADC, и их подключение будет непосредственно зависеть от того, что конкретно вы хотите реализовать, но если же вы захотите обеспечить стабильность, не забывайте притягивать все GPIO к питанию, а ADC к земле с использованием подтягивающих резисторов.

Резисторы на 10k при необходимости можно заменить на какие-либо другие в диапазоне от 4,7k до 50k, исключая GPIO15, так как его номинал должен быть не более 10k. Номинал конденсатора, сглаживающего высокочастотные пульсации, может быть несколько иным.

Соединение RESET и GPIO16 через использование резистора deep sleep на 470 Ом может стать необходимым при использовании соответствующего режима, так как для того, чтобы выйти из режима глубокого сна, модуль осуществляет полную перезагрузку, осуществляя подачу низкого уровня на GPIO16. При отсутствии данного соединения режим глубокого сна для вашего модуля будет длиться вечно.

На первый взгляд, может показаться, что GPIO0, GPIO1 (TX), GPIO2, GPIO3 (RX) и GPIO15 заняты, поэтому использовать их для своих целей не получится, но на самом деле это далеко не так. Достаточно высокий уровень на GPIO0 и GPIO2, а также низкий на GPIO15 могут потребоваться только для первоначального запуска модуля, а в дальнейшем уже можно применять их на свое усмотрение. Единственное, что стоит отметить, - не забывайте обеспечивать нужные уровни до того, как осуществлять полную перезагрузку вашего оборудования.

Также можно использовать TX, RX в качестве альтернативы GPIO1 и GPIO3, но при этом не стоит забывать о том, что после старта модуля каждая прошивка начинает «дергать» ТХ, параллельно занимаясь отправкой отладочной информации в UART0 со скоростью 74480, но, после того как будет проведена успешная загрузка, их можно использовать не только в качестве UART0 для того, чтобы сделать обмен данных с другим устройством, но и в качестве стандартных GPIO.

Для модулей, у которых присутствует небольшое количество разведенных пинов (к примеру, ESP-01), не требуется подключения неразведенных пинов, то есть на ESP-01 разводятся только: GND, CH_PD, VCC, GPIO0, GPIO2 и RESET, и именно их вам нужно будет подтягивать. Нет никакой потребности в том, чтобы припаиваться непосредственно к микросхеме ESP8266EX, а затем притягивать неразведенные пины, если только это вам действительно нужно.

Такие схемы подключения использовались после большого количества экспериментов, проведенных квалифицированными специалистами и собраны из множества различной информации. При этом стоит отметить, что даже такие схемы нельзя считать идеальными, так как можно использовать целый ряд других, не менее эффективных вариантов.

Подключение через Arduino

Если у вас по какой-то причине не оказалось USB-TTL конвертера на 3,3 вольт, то в таком случае модуль WiFi ESP8266 можно подключить через Arduino со встроенным конвертером. Здесь вам нужно будет сначала обратить свое внимание на три основных элемента:

• При использовании в работе с ESP8266 Arduino Reset изначально подключен к GND, чтобы исключить возможность запуска микроконтроллера, и в данном виде он использовался в качестве прозрачного USB-TTL конвертера.
• RX и TX подключались не «на перекрест», а напрямую - RX-RX (зеленый), ТХ-ТХ (желтый).
• Все остальное подключается точно так же, как указано выше.

Что нужно учитывать

В данной схеме также требуется согласование уровней TTL 5 вольт Arduino, а также 3,3 вольта на ESP8266, но при этом неплохо может функционировать и так.

При подключении к ESP8266 Arduino может оснащаться стабилизатором питания, не выдерживающим ток, который требуется для ESP8266, вследствие чего, перед тем как его активировать, нужно свериться с даташипом на тот, который используется у вас. Не пробуйте подключать какие-то другие энергопотребляющие элементы вместе с ESP8266, так как это может привести к тому, что встроенный в Arduino стабилизатор питания просто выйдет из строя.

Также есть другая схема подключения ESP8266 и Arduino, в которой используется SoftSerial. Так как для библиотеки SoftSerial скорость порта, равная 115200, имеет слишком высокое значение и не может гарантировать стабильную работу, такой способ подключения использовать не рекомендуется, хотя есть некоторые случаи, в которых все работает вполне стабильно.

Подключение через RaspberryPi

Если вы не располагаете вообще никакими USB-TTL конвертерами, то в таком случае можно использовать RaspberryPi. В данном случае для ESP8266 программирование и подключение осуществляется практически идентично, но при этом здесь все не так удобно, а дополнительно нужно будет использовать также стабилизатор питания на 3,3 вольта.

Для начала RX, TX и GND нашего устройства подключаем к ESP8266, а GND и VCC берем со рассчитанного на 3,3 вольта. Здесь отдельное внимание следует уделить тому, что нужно провести соединение всех GND устройств, то есть стабилизатора RaspberryPi и ESP8266. Если же встроенный в вашу модель устройства стабилизатор может выдерживать до 300 миллиампер дополнительной нагрузки, то в таком случае подключение ESP8266 осуществляется вполне нормально, но это все делается только на свой страх и риск.

Настраиваем параметры

Когда вы разобрались, как подключить ESP8266, нужно убедиться в том, что драйвера к вашим устройствам установлены корректно, вследствие чего в системе был добавлен новый последовательный виртуальный порт. Здесь нужно будет использовать программу - терминал последовательного порта. В принципе, утилиту можно подобрать любую на свой вкус, но при этом вы должны правильно понимать, что любая команда, которая будет отправляться вами в последовательный порт, в конце должна иметь завершающие символы CR+LF.

Достаточно широким распространением пользуются утилиты CoolTerm и ESPlorer, причем последняя позволяет не вводить ESP8266 самостоятельно, и при этом дает проще работать с lua скриптами под NodeMCU, поэтому ее можно вполне использовать в качестве стандартного терминала.

Для нормального подключения к придется проделать немало работы, так как прошивки для ESP8266 в большинстве своем являются разнообразными и активация может проводиться на разных скоростях. Чтобы определиться с наиболее оптимальным вариантом, вам нужно будет перебрать три основных варианта: 9600, 57600 и 115200.

Как перебирать?

Для начала подключитесь в терминальной программе к последовательному виртуальному порту, выставляя параметры 9600 8N1, после чего проводите полную перезагрузку модуля, отключая CH_PD (chip enable) от питания, после чего снова активируйте его, передергивая CH_PD. Также можно провести кратковременное замыкание RESET на землю для того, чтобы перезагрузить модуль, и наблюдать за данными в терминале.

В первую очередь светодиоды устройства должны отображаться точно так же, как это показано в описании процедуры проверки. Также вы должны наблюдать в терминале набор различных символов, который будет заканчиваться строкой ready, а если ее нет, проводится переподключение к терминалу на другой скорости с последующей перезагрузкой модуля.

Когда вы увидите на одном из вариантов скорости данную строку, можно считать модуль подготовленным к работе.

Как обновлять прошивку?

После того как вы установите ESP8266, подключение устройства займет всего несколько секунд, и тогда можно будет приступать к обновлению прошивки. Для установки нового программного обеспечения вам нужно сделать следующее.

Для начала скачивайте новую версию прошивки с официального сайта, а также скачивайте специальную утилиту для прошивки. Здесь отдельное внимание следует уделить тому, какая операционная система установлена на той машине, с которой работает ESP8266. Подключение устройства лучше всего проводить к системам старше Windows 7.

Для стандартных ОС Windows вполне оптимально будет использовать программу под названием XTCOM UTIL, которая особенно удобной в работе, если прошивка состоит только из одного файла. Лучшим мультиплатформенным вариантом стоит назвать утилиту esptool, которая, правда, требует python, а также необходимость указания параметров через командную строку. Помимо этого, в ESP8266 подключение основных функций позволяет удобно сделать программа Flash Download Tool, которая имеет достаточно большое количество настроек, а также удобную технологию установки прошивок из нескольких файлов.

Далее отключайте свою терминальную программу от последовательного порта, а также полностью отключайте CH_PD от питания, присоединяйте GPIO0 модуля к GND, и после этого CH_PD можно будет вернуть обратно. В конечном итоге просто запускайте программу для модульной прошивки и загружайте ее в ESP8266 реле.

В преимущественном большинстве случаев прошивка загружается в модуль со скоростью в районе 115200, но при этом специальный режим предусматривает автоматическое распределение скорости, вследствие чего прошивка может проводиться на скорости более 9600, обновляя доступные функции ESP8266. Arduino использовался для подключения или USB-TTL - здесь не играет особой роли, и здесь предельная скорость уже зависит от длины проводов, используемого конвертера и целого ряда других факторов.