Moduł WiFi ESP8266 + NodeMCU v3 – Przykłady zastosowań modułu i szczegóły na temat oprogramowania

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Czas czytania: 4 min.

Trzecia odsłona modułu WiFi z serii NodeMCU firmy Espressif Systems to konstrukcja oparta o słynny układ scalony ESP8266, zaprojektowany w celu realizacji komunikacji między urządzeniami i maszynami o różnych zastosowaniach za pośrednictwem sieci bezprzewodowej WiFi. Moduł sprzętowy oraz jego oprogramowanie są objęte dystrybucją na licencji open source. Za pomocą płytki NodeMCU v3 możesz zbudować wiele ciekawych i praktycznych projektów IoT w bardzo prosty sposób. Moduł firmy Espressif Systems został zaprojektowany zgodnie z czterowarstwowym modelem struktury protokołów TCP/IP (ang. Transmission Control Protocol/Internet Protocol) i jest wyposażony w zestaw portów wejścia/wyjścia, który umożliwia łatwe podłączenie urządzeń peryferyjnych, a także płytek Arduino. Wbudowany konwerter USB-UART, złącze micro USB oraz antena PCB stanowią znakomite zaplecze komunikacyjne do współpracy z komputerem i innymi urządzeniami współpracującymi.

Moduł WiFi ESP8266 + NodeMCU v3 – znakomite i praktyczne rozszerzenie podstawowych możliwości mikrokontrolerów

Płytki Arduino, a także inne moduły zbudowane w oparciu o mikrokontrolery, od kilkudziesięciu lat stanowią fundament lub istotny element pomocniczy w niezliczonej ilości projektów urządzeń elektrycznych, elektronicznych, mechanicznych i nie tylko. Po mikrokontrolery sięgają zarówno hobbyści z żyłką majsterkowicza, studenci uczelni technicznych na zajęciach laboratoryjnych z techniki mikroprocesorowej, jak i zawodowi konstruktorzy specjalizujący się w projektowaniu systemów wbudowanych w bardzo szerokim zakresie aplikacji. Zwykle mikrokontrolery są wyposażone w niezbędny zestaw programowalnych portów, które mogą pełnić funkcję wejścia, jak i wyjścia, co umożliwia prostą implementację nawet najbardziej rozbudowanych aplikacji sprzętowych. Natomiast istotnym brakiem w większości najpopularniejszych mikrokontrolerów jest brak wbudowanego modułu WiFi zapewniającego bezprzewodową łączność z urządzeniami zewnętrznymi. W tym celu powstały dodatkowe rozszerzenia sprzętowe, właśnie w postaci modułów WiFi, za pomocą których użytkownik może zbudować kapitalne aplikacje IoT, takie jak np. zdalne sterowanie ogrzewaniem mieszkania, czy też system alarmowy, który w razie zaistnienia niepożądanych działań z pewnością zrobi niespodziankę włamywaczowi.

Moduł WiFi ESP8266 + NodeMCU v3 – kompatybilny z popularnymi platformami dla systemów wbudowanych

Moduł WiFi NodeMCU v3 firmy Espressif Systems z układem ESP8266 może stanowić fundamentalny element projektów IoT. Wbudowany zestaw złączy GPIO (nie mylić z 40-pinowym złączem GPIO w większości modeli minikomputera Raspberry Pi) obejmuje m.in. programowalne, cyfrowe porty wejścia/wyjścia, znane z Arduino interfejsy komunikacyjne UART, I2C, SPI, a także wyjścia generujące sygnał PWM o zmiennym wypełnieniu, które można wykorzystać m.in. w aplikacjach sterowania silnikami elektrycznymi i diodami LED. Dzięki temu płytkę NodeMCU v3 można również wykorzystać jako układ współpracujący z różnymi platformami embedded.

Moduł WiFi ESP8266 + NodeMCU v3 – programowanie i komunikacja z komputerem

Oprogramowanie modułu bazuje na języku skryptowym Lua, którego składnia w dużej mierze bazuje na języku C. Język Lua jest przystępny nawet dla początkujących programistów i umożliwia proste, a zarazem szybkie budowanie kodu źródłowego. Dzięki licencji na zasadach open source użytkownik otrzymuje możliwość wprowadzania szeregu dowolnych modyfikacji w konstrukcji sprzętowej modułu, a także jego oprogramowaniu. Użytkownik może udostępniać wykonane przez siebie modyfikacje w internecie dla innych użytkowników modułu NodeMCU v3. Wbudowany konwerter USB-UART umożliwia prowadzenie procesu komunikacji modułu z komputerem, a wbudowany port micro USB pełni funkcję komunikacyjną, ale także dostarcza napięcie zasilania. Sygnalizacja pracy modułu jest zrealizowana z wykorzystaniem migającej diody LED. Do programowania modułu można skorzystać ze środowiska Arduino IDE, które jest w pełni zgodne ze specyfikacją sprzętową modułu.

Moduł WiFi ESP8266 + NodeMCU v3 – metody zasilania układu

Tak jak prawie każde urządzenie elektroniczne, również moduł WiFi ESP8266 NodeMCU v3, aby mógł działać, musi mieć dostarczone napięcie zasilające na odpowiednim poziomie. Możemy je modułowi dostarczyć na trzy sposoby:

  • Port micro USB – kiedy moduł jest połączony z komputerem przez port USB, możemy go zaprogramować i szybko sprawdzić, czy nasza aplikacja spełnia założenia projektowe bez potrzeby doprowadzania zewnętrznego zasilania, jeszcze przed instalacją programowanego modułu w naszym projekcie.
  • Pin “3V3” – zasilanie napięciem 3,3V. Na płytce modułu znajduje się scalony stabilizator napięcia AMS1117, który na wyjściu podaje napięcie 3,3V.
  • Pin “Vin” – zasilanie napięciem z przedziału 7V – 12V z zewnętrznego zasilacza sieciowego DC lub pakietu bateryjnego.

Moduł WiFi ESP8266 + NodeMCU v3 – specyfikacja techniczna

– Mikrokontroler: Tensilica LX106 32-bit

– Architektura mikrokontrolera: RISC

– Częstotliwość zegara taktującego: 80MHz (z możliwością zwiększenia do 160MHz)

– Pamięć RAM dla instrukcji: 32kB

– Pamięć RAM dla użytkownika: 80kB

– Pamięć RAM dla systemu: 16kB

– Pamięć FLASH: 4MB

– Funkcje złącza micro USB: zasilanie i komunikacja modułu z komputerem

– liczba pinów GPIO: 13

– moduł WiFi: ESP8266

– Wsparcie dla standardu WiFi IEEE 802.11 b/g/n

– Wsparcie dla standardu szyfrowania WPA/WPA2

– Wsparcie dla trybów STA i AP

– Wsparcie dla protokołów TCP / IP

– Wsparcie dla protokołów TCP / UDP w układzie klient-serwer

– Dostępne prędkości transmisji danych przez port szeregowy (bitrate): 1200b/s, 2400b/s,

4800b/s, 9600b/s, 19200b/s, 38400b/s, 57600b/s, 74800b/s, 115200b/s

– Kompatybilność z płytkami bazowymi Arduino UNO i Arduino MEGA

– Kompatybilność ze środowiskiem programistycznym Arduino IDE

– 32-bitowy timer sprzętowy

– Pobór prądu w trakcie pracy ciągłej: 70mA

– Pobór prądu – maksymalny: 200mA

– Pobór prądu w stanie głębokiego uśpienia: <3mA

– Prędkość transmisji szeregowej obsługiwanej przez moduł WiFi: 100b/s – 460800b/s

– Zakres temperatury roboczej: -40°C – + 125°C

– Napięcie zasilania: 3,3V / 5,0V / 7,0V – 12,0V

– Maksymalna wydajność prądowa pinów GPIO: 12mA (prąd źródła), 20mA (prąd drenu)

– Masa modułu: 20g

– Wymiary modułu: 50 x 38mm

Moduł WiFi ESP8266 + NodeMCU v3 – przykładowe aplikacje modułu

Za pomocą modułu WiFi ESP8266 + NodeMCU v3 możesz zbudować wiele ciekawych urządzeń, wzbogacając je o możliwość komunikacji bezprzewodowej. Jednym z najbardziej popularnych zastosowań takich modułów WiFi jest szeroko rozumiana automatyka budynkowa w instalacjach inteligentnych. Poprzez sieć WiFi użytkownik może sterować np. klimatyzacją i ogrzewaniem – będąc przykładowo w drodze do domu nastawić żądaną temperaturę otoczenia tak, aby przyjeżdżając na miejsce móc cieszyć się upragnionymi warunkami klimatycznymi. Innym ciekawym zastosowaniem mogą być także zdalnie sterowane roboty z czujnikami pomiarowymi, za pomocą których użytkownik na bieżąco może śledzić warunki środowiskowe w dowolnym punkcie obiektu, np. plantacji roślin obficie opryskiwanych pestycydami lub fabryce niebezpiecznych substancji chemicznych.

Podziel się:

Share on facebook
Share on linkedin
Share on twitter
Grzegorz Galuba

Grzegorz Galuba

GG nie ma czasu na gadu-gadu - jest zawsze na bieżąco z nowościami z oferty, wybiera tylko najlepsze i dba, aby pojawiały się na czas. Jego rozległa wiedza o specyfikacjach technicznych produktów to nieocenione wsparcie dla całej ekipy. Do pracy przyjeżdża rowerem i już najwyższa pora, aby wszyscy zaczęli brać z niego przykład. Oaza spokoju.

Zobacz więcej:

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.