Ο τελικός οδηγός για το ESP8266
2024-04-19 3587

Το ESP8266 είναι ένα τσιπ WiFi με ολοκληρωμένο MCU που ξεκίνησε από την Espressif Systems το 2015. Αναπτύχθηκε από την Espressif Systems Company και μπορεί να συνειδητοποιήσει τη λειτουργία της επικοινωνίας με το δίκτυο.Το ESP8266 χρησιμοποιείται ευρέως στο Διαδίκτυο των πραγμάτων.Μπορεί να συνδεθεί με έναν μικροελεγκτή (όπως το Arduino) μέσω μιας σειριακής διεπαφής επικοινωνίας, συνειδητοποιώντας έτσι μια ποικιλία σεναρίων εφαρμογών όπως τα έξυπνα φώτα, τα έξυπνα οχήματα και τα έξυπνα σπίτια.Σε αυτό το άρθρο, θα εισαγάγουμε πληροφορίες σχετικά με τα χαρακτηριστικά, τη δομή και τις εφαρμογές του.Ας ξεκινήσουμε λοιπόν!

ESP8266 είναι μια ισχυρή ενότητα WiFi.Ενσωματώνει μια εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ισχύος 32-bit micro MCU (μικροϋπολογιστής μονής τσιπ), η κύρια συχνότητα υποστηρίζει 80MHz και 160MHz και μπορεί ακόμη και να τρέξει RTOS.Το ESP8266 μπορεί να δημιουργήσει λειτουργίες στο κύριο πρόγραμμα του Arduino IDE για τη συγγραφή και να μεταδώσει τα δεδομένα της μονάδας ανίχνευσης που συνδέεται με το διοικητικό συμβούλιο Arduino στο διακομιστή μέσω του ESP8266.Μπορεί επίσης να καταρτιστεί άμεσα ως αναπτυξιακό συμβούλιο μέσω του Arduino IDE.

Η κοινώς χρησιμοποιούμενη μονάδα ESP8266WIFI αναπτύσσεται από την εγχώρια εταιρία αγχών.Η ενότητα WiFi WiFi ESP8266 που αναπτύχθηκε από την ESSENCE περιλαμβάνει δεκάδες μοντέλα, χωρισμένα σε τρεις σειρές: ESP-01, ESP-07 και ESP-12.Κάθε σειρά υποδιαιρείται από διαφορετικά επιθήματα.Οι κύριες μάρκες αυτών των μονάδων είναι βασικά το ESP8266 του Espressif.Οι κύριες διαφορές μεταξύ διαφορετικών μοντέλων είναι ο αριθμός των θυρών IO, του μεγέθους της μονάδας και της χωρητικότητας φλας.Η χωρητικότητα flash έχει διάφορες προδιαγραφές όπως 8mbit και 32Mbit.

Η ενότητα ESP8266 έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά.

Έχει ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασίας λειτουργίας, διατηρεί σταθερή απόδοση και μπορεί να προσαρμοστεί σε διάφορα περιβάλλοντα λειτουργίας.

Το ESP8266 υποστηρίζει τη στοίβα πρωτοκόλλου TCP/IP και μπορεί να εφαρμόσει κοινά πρωτόκολλα δικτύου όπως HTTP και MQTT.Αυτό του επιτρέπει να επικοινωνεί και να ανταλλάσσει δεδομένα με πλατφόρμες υπηρεσιών cloud, διακομιστές και άλλες συσκευές.

Η μονάδα ESP8266 χρησιμοποιεί τυπικά τροφοδοτικό 3.3V και έχει μικρότερο μέγεθος και πακέτο SMT, καθιστώντας την κατάλληλη για ενσωμάτωση σε μια ποικιλία διαφορετικών τύπων ηλεκτρονικών συσκευών.

Το ESP8266 έχει σχεδιαστεί για κινητές συσκευές, φορητές ηλεκτρονικές εφαρμογές και εφαρμογές IoT, επιτυγχάνοντας εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας μέσω μιας σειράς ιδιόκτητων τεχνολογιών.Η λειτουργία εξοικονόμησης ενέργειας είναι κατάλληλη για διάφορα σενάρια εφαρμογής χαμηλής ισχύος.

Η ενότητα έχει συνήθως πολλαπλές ακίδες GPIO για τη σύνδεση εξωτερικών συσκευών και αισθητήρων.Αυτές οι ακίδες μπορούν να ρυθμιστούν ως εισόδους ή εξόδους και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο των εξωτερικών κυκλωμάτων, των δεδομένων αισθητήρων και άλλων.

Η ενότητα υποστηρίζει συνήθως εξωτερική μνήμη flash (flash) για την αποθήκευση δεδομένων εφαρμογής, υλικολογισμικού και διαμόρφωσης.Αυτό επιτρέπει στη μονάδα να έχει μεγάλη χωρητικότητα αποθήκευσης για να υποστηρίξει σύνθετες εφαρμογές και επεξεργασία δεδομένων.

Λόγω του ευρέος φάσματος εφαρμογών και της κοινοτικής υποστήριξης των προγραμματιστών, το ESP8266 διαθέτει ένα πλούσιο οικοσύστημα λογισμικού.Οι προγραμματιστές μπορούν να αξιοποιήσουν μια ποικιλία βιβλιοθηκών, πλαισίων και δείγματος για να αναπτύξουν γρήγορα εφαρμογές και να λάβουν υποστήριξη και λύσεις από την κοινότητα.

Το SP8266 ενσωματώνει τους διακόπτες κεραίας, τον επεξεργαστή Tensilica 32-bit, την τυπική ψηφιακή περιφερειακή διεπαφή, τη ραδιοσυχνότητα Balun, τον ενισχυτή χαμηλού θορύβου, τον ενισχυτή ισχύος, τη μονάδα διαχείρισης φίλτρων και ισχύος κ.λπ.

Η θύρα GPIO του ESP8266 υποστηρίζει τη λειτουργία PWM, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της φωτεινότητας και της ταχύτητας των περιφερειακών όπως οι κινητήρες και τα φώτα.

Το ESP8266 ενσωματώνει ένα ADC για να μετατρέψει τα αναλογικά σήματα σε ψηφιακά σήματα.Η διεπαφή ADC μπορεί να συνδεθεί με αναλογικές συσκευές όπως αισθητήρες, ανάγνωση αναλογικών τιμών και μετατρέποντάς τις σε ψηφιακά δεδομένα.

Το ESP8266 διαθέτει πολλαπλές θύρες GPIO για αλληλεπίδραση με άλλες περιφερειακές συσκευές.Η θύρα GPIO υποστηρίζει τις ψηφιακές εισροές και τις λειτουργίες εξόδου και PWM και μπορεί να προγραμματιστεί για τον έλεγχο διαφόρων περιφερειακών, όπως φώτα LED, ρελέ, διακόπτες κ.λπ.

Η διεπαφή I2C είναι μια σειριακή διεπαφή επικοινωνίας που μπορεί να συνδέσει πολλαπλές συσκευές και χρησιμοποιεί δύο καλώδια (SDA και SCL) για να επιτύχει τη μετάδοση δεδομένων.Το ESP8266 μπορεί να επικοινωνεί με άλλες συσκευές I2C, όπως αισθητήρες, οθόνες κ.λπ., μέσω της διασύνδεσης I2C.

Η διασύνδεση SDIO είναι μια διεπαφή σειριακών δεδομένων υψηλής ταχύτητας που χρησιμοποιείται συνήθως για τις εργασίες ανάγνωσης και γραφής σε κάρτες SD και κάρτες MMC.Το ESP8266 μπορεί να συνδεθεί με κάρτα SD ή κάρτα MMC μέσω της διεπαφής SDIO για να αποθηκεύσει και να διαβάσει δεδομένα.

Η διεπαφή UART είναι η κύρια διεπαφή για σειριακή επικοινωνία μεταξύ ESP8266 και άλλων συσκευών.Μπορεί να συνδεθεί με άλλες συσκευές μέσω των ακίδων RX και TX.Μέσω της διεπαφής UART, μπορεί να συνειδητοποιήσει τη μετάδοση δεδομένων, τη λήψη και τον έλεγχο με αισθητήρες, υπολογιστές, άλλους μικροελεγκτές και άλλες συσκευές.

Η διασύνδεση SPI είναι επίσης μια σειριακή διεπαφή επικοινωνίας.Μπορεί να συνδέσει πολλές συσκευές και να χρησιμοποιήσει τέσσερα καλώδια (MISO, MOSI, SCK και SS) για μετάδοση δεδομένων.Το ESP8266 μπορεί να επικοινωνεί με άλλες συσκευές SPI μέσω της διασύνδεσης SPI, όπως μνήμη flash, οθόνη LCD κ.λπ.

Η σειρά ESP8266 έχει γενικά δύο μεθόδους ανάπτυξης, δηλαδή στην ανάπτυξη εντολών και την ανάπτυξη SDK.

Ο κατασκευαστής έχει προ-καίγεται το υλικολογισμικό στο τσιπ ESP8266 πριν εγκαταλείψει το εργοστάσιο και ενέπνευσε τη στοίβα πρωτοκόλλου WiFi για να συνειδητοποιήσει τη διαφανή λειτουργία μετάδοσης εσωτερικά.Οι χρήστες πρέπει να χρησιμοποιούν μόνο μια μονάδα USB σε TTL ή τη σειριακή θύρα ενός μικροελεγκτή για να επιτύχουν επικοινωνία με τη μονάδα WiFi.Με την αποστολή εντολών, οι χρήστες μπορούν να ελέγξουν τη μονάδα WiFi.

Δεδομένου ότι το ίδιο το ESP8266 είναι ένα προγραμματιζόμενο τσιπ, μπορεί να θεωρηθεί ως μικροελεγκτής με λειτουργίες ασύρματης επικοινωνίας.Οι χρήστες πρέπει να γράψουν το αντίστοιχο πρόγραμμα σε ένα ειδικό IDE και να γράψουν το πρόγραμμα στο τσιπ με καύση υλικολογισμικού.Ως εκ τούτου, για την εφαρμογή της επικοινωνίας WiFi, πρέπει να προσαρμόσουμε τη στοίβα πρωτοκόλλου WiFi.Αυτό απαιτεί από τους χρήστες να έχουν υψηλό επίπεδο σχετικής γνώσης.

Όπως φαίνεται από την εικόνα, το τσιπ ESP8266 ενσωματώνει μια CPU και είναι ένας επεξεργαστής 32 bit.Λειτουργεί τόσο ως επεξεργαστής πρωτοκόλλου WiFi όσο και ως επεξεργαστής εφαρμογών.Η κύρια συχνότητα αυτού του επεξεργαστή υποστηρίζει δύο συχνότητες: 80MHz και 160MHz.Οι προγραμματιστές μπορούν να γράψουν εφαρμογές και να τις κατεβάσουν στο τσιπ.Ο επεξεργαστής είναι σε θέση να εκτελέσει αυτές τις εφαρμογές γραμμένες από τους προγραμματιστές.Αυτές οι εφαρμογές προγραμματίζονται στο SPI Flash εξωτερικό στο τσιπ μέσω της διασύνδεσης UART0 μέσω του επίσημα εργαλείου λήψης Flash ESP.Αξίζει να σημειωθεί ότι η μνήμη flash δεν είναι ενσωματωμένη μέσα στο τσιπ, επομένως απαιτείται εξωτερικό φλας SPI.Επί του παρόντος, υποστηρίζει τέσσερα μεγέθη μνήμης flash: 512KB, 1024KB, 2048KB και 4096KB.

Αυτή η ενότητα διαθέτει τρεις λειτουργίες λειτουργίας, δηλαδή τη λειτουργία AP, τη λειτουργία STA και τη λειτουργία STA+AP.

Η ενότητα ESP8266 χρησιμεύει ως hotspot και η συσκευή είναι άμεσα συνδεδεμένη στη μονάδα για να επιτύχει ασύρματο έλεγχο στο LAN.

Η ενότητα ESP8266 συνδέεται στο Διαδίκτυο μέσω ενός δρομολογητή, επιτρέποντας σε ένα κινητό τηλέφωνο ή υπολογιστή να ελέγχει εξ αποστάσεως τη συσκευή μέσω του Διαδικτύου.

Πρόκειται για έναν τρόπο συνύπαρξης που μπορεί να επιτύχει απρόσκοπτη εναλλαγή μέσω του ελέγχου του Διαδικτύου, παρέχοντας έτσι μια πιο βολική εμπειρία λειτουργίας.

Η ενότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση και τον έλεγχο διαφόρων συσκευών και διαδικασιών για την πραγματοποίηση απομακρυσμένης παρακολούθησης και ελέγχου αυτοματισμού.

Η μονάδα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία ασύρματων δικτύων αισθητήρων χρησιμοποιώντας χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας και μικρότερη βάση κώδικα για την παρακολούθηση των περιβαλλοντικών παραμέτρων όπως η θερμοκρασία, η υγρασία, το φως κλπ. Και η μετάδοση των δεδομένων στο σύννεφο για ανάλυση και αποθήκευση.

Με την ενσωμάτωση του ESP8266 στη συσκευή, μπορούμε να συνειδητοποιήσουμε την απομακρυσμένη παρακολούθηση και τον έλεγχο της συσκευής.Ανεξάρτητα από το πού βρισκόμαστε, μπορούμε να έχουμε πρόσβαση και να ελέγξουμε αυτές τις συσκευές ανά πάσα στιγμή, εφόσον έχουμε τη σωστή σύνδεση και εξοπλισμό δικτύου.

Το ESP8266 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο μιας ποικιλίας συσκευών στο σπίτι, όπως συστήματα ασφαλείας, συστήματα φωτισμού και συστήματα ελέγχου θερμοκρασίας.Είναι σε θέση να συνδεθεί στο οικιακό δίκτυο μέσω Wi-Fi για απομακρυσμένη παρακολούθηση και έλεγχο.

Το ESP8266 μπορεί να ενσωματωθεί σε μια ποικιλία συσκευών και αισθητήρων IoT, επιτρέποντάς τους να συνδεθούν στο Διαδίκτυο μέσω Wi-Fi.Αυτό περιλαμβάνει περιοχές όπως έξυπνα σπίτια, αυτοματοποίηση στο σπίτι και έξυπνες πόλεις.

Λόγω της ευκολίας χρήσης και των ισχυρών χαρακτηριστικών του, το ESP8266 έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην εκπαίδευση και την ακαδημαϊκή έρευνα, καθιστώντας μια σημαντική πλατφόρμα μαθησιακών εργαλείων και πρακτικής στον τομέα της IoT και της ενσωματωμένης ανάπτυξης του συστήματος.Στα μεγάλα πανεπιστήμια και τα ακαδημαϊκά ιδρύματα, το ESP8266 χρησιμοποιείται ευρέως σε προγράμματα διδασκαλίας και έρευνας για να βοηθήσει τους σπουδαστές και τους ερευνητές να μάθουν και να κυριαρχήσουν τις δεξιότητες ανάπτυξης του συστήματος.

Το ESP8266 είναι ένα σύστημα σε ένα μικροτσίπ Wi-Fi για το Internet of Things (IoT) που παράγονται από τα συστήματα espressif.Δεδομένου του χαμηλού κόστους, του μικρού μεγέθους και της προσαρμοστικότητας με ενσωματωμένες συσκευές, το ESP8266 χρησιμοποιείται τώρα εκτενώς σε συσκευές IoT.

Οι πίνακες ESP32 και ESP8266 είναι πίνακες τρίτων.Το Arduino Cloud υποστηρίζει και τα δύο ιόντα V ariat αλλά δεν μπορεί να εγγυηθεί ότι ορισμένα συμβούλια που βασίζονται σε αυτά τα SOCs λειτουργούν.Ένας κατάλογος δοκιμασμένων και επίσημα υποστηριζόμενων αναπτυξιακών συμβουλίων μπορεί να βρεθεί εδώ.

Οι παλαιότερες πύλες έχουν το τσιπ ESP8266 μέσα, ωστόσο είναι δυνατόν να ενημερώσετε την πύλη σας ESP8266 στο ισχυρό ESP32.Εάν δεν θέλετε να αναβαθμίσετε την πύλη σας με το EMS-ESP32, το «παλιό» υλικολογισμικό θα εξακολουθεί να λειτουργεί όπως είναι φυσικά.

Ναι, είναι φθηνό.Όπως αναφέρει αυτό το άρθρο, $ 5 ESP8266 είναι ακόμη φθηνότερο από το αισθητήρες-που ξεκίνησε-out-of-a-καναπές.Σημαίνει ότι τα κανόνια των αισθητήρων που χρησιμοποιούνται συνήθως γίνονται με προσεγγίσεις χαμηλού κόστους επειδή θα είναι άχρηστα μετά την έναρξη κανόνια.Παρόλο που το ESP8266 εξακολουθεί να είναι πολύ φθηνότερο από τον αισθητήρα.