Цена:
Плата разработчика IoT-приложений на чипе беспроводной связи ESP-WROOM-02 ESP8266 с автономным питанием от батареи 18650
Платформа WeMos, в чём-то похожая на многие аналогичные популярные микроконтроллерные системы Arduino, Teensy, STM и др., в тоже время заметно выделяющаяся среди конкурентов, представляет полноценный универсальный инструмент, который может стать отличным подспорьем как для начинающих пользователей, уверенно делающих первые шаги навстречу изучению возможностей самой платформы, так и для профессионалов-энтузиастов или независимых разработчиков, желающих заниматься проектированием и воплощением в жизнь своих собственных электронных продуктов. Огромный потенциал WeMos не оставит равнодушными истинных поклонников неустаревающей Ардуино, находящихся в активном поиске совершенно новых и современных аппаратных решений. Благодаря мощным и гибким интегрированным возможностям, WeMos сможет справляться с различного рода задачами, связанными и с организацией беспроводной связи для обмена информацией между устройствами при помощи повсеместно распространённых стандартов WiFi или Bluetooth, и с работой в вычислительных сетях концептуально нового поколения под названием Интернет Вещей (IoT - Internet of Things), и с автоматизацией контроля или управления над совмещённой периферией в виде всевозможных датчиков и сенсоров, внешних микроконтроллеров, а также совместимых модулей расширений.
Семейство плат WeMos позволяет конструировать уникальные проекты любой сложности, начиная от самых простых, состоящих из нескольких присоединённых модулей, так и сложных, сочетающих разнообразные способы коммутации и взаимодействия. Область применения микроконтроллеров WeMos необозрима — обычные бытовые приборы, робототехника, элементы автоматики умного дома и так далее. Обширная линейка товаров WeMos находится в постоянном развитии, в неё входят модули с разносторонним набором возможностей, комбинирование которых открывает путь по достижению индивидуальной вариативности исполнения проекта, включая мобильность законченных устройств с автономными источниками питания. Одновременно с этим, WeMos целиком и полностью поддерживает разработку пользовательских приложений на основе общеизвестных редакторов Arduino IDE или ESPlorer для операционных систем Windows, Linux или Mac-OS. Платформа WeMos стирает преграды перед необходимостью знания единственного языка программирования, она прекрасно понимает и основополагающий С++, и удобный скриптовый Lua, и даже MicroPhyton. Свободно распространяемый исходный код прошивок различных версий наборов средств разработки (SDK) поможет пользователю самостоятельно проводить необходимые изменения и создавать кастомные прошивки с интерпретатором NodeMCU или на базе АТ-команд, настроенных под нужды проекта.
Технические характеристики
Перечень продуктов WeMos пополнился серией совершенно уникальных изделий, однозначно заслуживающих пристального внимания со стороны. Среди прочих ардуино-совместимых платформ от известных торговым марок, подобные конкуретные решения встречаются не так часто. Новый компактный модуль WeMos D1 Esp-Wroom-02, входящий в линейку товаров WeMos, сочетает в своей конструкции самые удачные наработки и максимально прост в эксплуатации. Плата модуля включает весь первоочередной набор оборудования, необходимого для создания практически готового полноценного и независимого IoT-решения, работающего на автономном источнике питания. Во главе модуля установлен популярный чип ESP-WROOM-02 на базе универсального многоцелевого беспроводного радиопередатчика ESP8266, известного DIY-сообществу ещё с недалёкого 2014 года. К особенности ESP относится объединение возможностей микроконтроллерных вычислений с аппаратным средством обмена информации по протоколу WiFi стандарта IEEE 802.11, и всё это в одном кристалле. В схему платы добавлен контроллер TP5400, предназначенный выполнять сразу две важно-необходимые задачи. Во первых, преобразовывать получаемое от батареи входящее напряжение 4.2В до требуемого рабочего значения 5В. Во вторых, постоянно наблюдать за уровнем разряженности аккумулятора, автоматически переводя её в режим подзаряда, когда напряжение на контактах батареи снижается.
Источник питания модуля WeMos D1 Esp-Wroom-02 ESP8266 WiFi
Среди неисчерпаемого многообразия элементов автономного питания, подходящих для микроконтроллерных платформ в роли внешнего источника с постоянным напряжением, наиболее распространены перезаряжаемые литий-полимерные батареи (Li-Pol), размеры которых по всем трём сторонам измерения напрямую зависят от максимально допустимого объёма накапливаемой внутри аккумулятора энергии. Даже при одинаковой ёмкости, длины сторон могут значительно отличаться у разных производителей. Учитывая, что WeMos относится к малогабаритным платформам, крупные батареи не всегда удобны при сочетании с конструкцией WeMos-проекта, под них приходится приспосабливать отдельный механизм крепления или изготавливать дополнительный корпус. Модуль изначально нацелен на использование универсальных аккумуляторных батарей цилиндрической формы с неизменными физическими параметрами и различной энергоёмкостью. Сейчас такие аккумуляторы плавным темпом набирают популярность в современных бытовых приборах (встречаются в шуруповёртах, электронных парогенераторных сигаретах, фонариках, радиоприёмниках и так далее). На тыльной стороне платы присутствует отсек под единственный элемент типоразмера 18650, надёжно удерживающий батарею от непредвиденного выпадения.
Будьте предельно внимательны и осторожны при соблюдении полярности во время установки аккумуляторной батареи 18650 в отсек держателя. Защиты от переполюсовки в схеме модуля нет, контроллер заряда TP5400 моментально выходит из строя.
Заряд и разряд аккумуляторной батареи 18650
Заряженная литиевая батарея выдаёт на своих контактах 3.8В, постепенно снижаемых активной нагрузкой до минимально допустимых 2.7В. Если напряжение во время разряда падает ниже заданной отметки, встроенный механизм защиты модуля WeMos отключает передачу энергии в схему платы до тех пор, пока не будет произведена повторная подзарядка. Микросхема TP5400 генерирует невысокий ток заряда 500 мА с напряжением 4.2 вольта, достаточных для заряда одного литиевого аккумулятора с номинальной ёмкостью 2200-3000 мА. Подзаряд батареи может выполняться не только в выключенном состоянии, но и непосредственно в режиме работы микроконтроллера.
Индикация событий
В модуль WeMos D1 Esp-Wroom-02 ESP8266 WiFi 18650 встроены светодиодные индикаторы заряда, отображающие текущее состояние аккумулятора. Красный диод сообщает о том, что аккумулятор находится в режиме подзаряда. Расположенный рядом зелёный сигнализирует о полном заряде батареи.
Обзор модуля WiFi ESP-WROOM-02 WeMos, расположение элементов на плате
Распиновка WeMos D1 ESP-WROOM-02 18650 (цоколёвка выводов WeMos ESP8266 ESP WROOM 02)
Модуль WiFi WeMos D1 ESP-WROOM02 обладает цифровыми выводами (контакты D1-D8, Rx, Tx) общего назначения, работающими с логикой напряжений "1" и "0". Под единицей подразумевается входящее/исходящее напряжение +0.75*Vin—3.6 вольта, называемое высоким сигналом. Под нулём - входящее/исходящее напряжение -0.3—0.25*Vin вольт, называемое низким сигналом. Некоторые выводы имеют встроенный подтягивающий или стягивающий резисторы. Большинство контактов могут быть смультиплексированы с различными интерфейсами (I2C, I2S, HSPI, UART, ШИМ). Рекомендуемый ток отдельного вывода составляет 6 миллиампер, предельный ток - 12 миллиампер.
Примечание! Избегайте превышение значений максимального тока более 12 миллиампер и напряжения более 3.3 вольта, способного повредить микроконтроллер.
Специальные функции GPIO
Все цифровые контакты ввода/вывода, за исключением GPIO16, могут быть настроены на обработку прерываний.
Режимы энергосбережения ESP8266EX
За исключением стандартных режимов полной работоспособности и выключенного состояния, процессор ESP8266 поддерживает несколько энергосберегающих режимов, предназначенных для каждого определённого случая.
Первое включение, порт USB
Всё необходимое для успешного начала работы с модулем есть на самой плате. Встроенный порт USB помогает подключаться к компьютеру напрямую при помощи обычного кабеля с разъёмом микро-USB. Благодаря ему и микрочипу преобразователя интерфейсов Silabs CP2102, на котором построено общение между USB и ESP8266, отпадает необходимость в дополнительных программаторах и адаптерах USB-UART/TTL для установления связи с платой. Порт USB предоставляет возможность управления модулем, позволяя вносить в него свои приложения или загружать программное обеспечение (прошивку). В ином случае, разъём USB используется исключительно для питания платы.
При первом подключении модуля WeMos D1 Esp-Wroom-02 к компьютеру, скорее всего потребуется установка драйвера USB-преобразователя CP2102. Дистрибутив под разные операционные системы ПК легко ищется на официальном сайте производителя микросхемы.
Внутренняя память WeMos ESP8266, файловая система SPIFFS
Плата оснащена микросхемой памяти размером 2 Мегабайта/16 Мегабит. Такого размера достаточно для хранения основной прошивки, пользовательского кода и, при необходимости, создания упрощённой файловой системы SPIFFS. В среде Ардуино ИДЕ, настроенной на совместимость с платформой NodeMCU, память всегда распределяется в определённых пропорциях. По умолчанию, 1 Мегабайт выделяется под запись прошивки и исполняемой программы, увеличить этот размер никак нельзя. Остальное пространство остаётся свободным или размечается под хранение данных. Выполняя обновление прошивки, пользователь сам выбирает необходимость наличия файловой системы и её размер. В ней можно хранить данные скетча, файлы конфигурации или содержимое веб-сервера.
Если речь заходит о написании и выполнении объёмного текста кода, пользователь может попробовать сэкономить память, воспользовавшись модифицированной прошивкой NodeMCU с интерпретатором языка Lua (основанной на NONOS-SDK), изменив её состав при помощи наборов разработчика NodeMCU SDK путём исключения или добавления поддержки определённых функций разрабатываемого проекта. Учитывая, что все исполняемые файлы программ на языке Lua хранятся в области SPIFFS, обновление прошивки модуля на ПО NodeMCU несколько по иному распределяет память, формируя файловую систему из оставшегося свободного пространства, не занятого самой прошивкой.
Структура файловой системы несёт ряд небольших ограничений по причине конструктивных особенностей самого чипа ESP8266EX. Она не поддерживает разбитие памяти на разделы и не работает с папками, храня файлы в виде единого списка. Максимальная длина имени файла не должна превышать 32 символа, включая специальный символ, отведённый под окончание строки.
Перенести файлы в систему SPIFFS можно как из популярной среды программирования Arduino IDE, так и с помощью широко известного в ESP-сообществе java-редактора ESPlorer. По умолчанию, ни одной подобной функции в Ардуино ИДЕ не предусмотрено, и пользователю придётся установить необходимое небольшое дополнение:
Программирование в среде Ардуино ИДЕ
Программирование модуля доступно для следующих типов совместимых плат:
Демонстрационный скетч, отображающий сводные данные о файловой системе и содержащихся в ней файлах. Скетч выполняется один раз после перезапуска платы и выводит информацию в последовательный порт. Пример выполнения:
Скорость обмена данными по последовательному порту 74880 бод выбрана не случайно. На этой скорости, чип ESP8266 при старте выдаёт загрузочную информацию, отображаемую в легко читаемом виде.
Программирование ESP8266 WeMos в среде ESPlorer
Открыть редактор ESPlorer, в правой верхней части окна терминала указать COM-порт (#1), к которому подключена плата контроллера WeMos 18650 WROOM-02 ESP. Затем, установить скорость 115200 бод (#2) и открыть порт для установления связи с платой (#3). После выполнения ручного сброса контроллера (#4), ESP8266 выдаст загрузочную информацию о версии прошивки (#5) и включится в рабочий режим.
Написанная на языке Lua, программа может состоять из двух и более частей исполняемого кода, но всегда должна начинаться с файла инициализации. В качестве простого примера, в левой части окна достаточно написать простую команду (#6), сохранить её в файле с именем "init.lua" (#7) и прошить в память кнопкой Save to ESP (#8). Результат выполнения сразу же отобразится в окне терминала (#9). Получить информацию о размере файловой системы, свободном и занятом пространстве (#10), а также списке файлов с кодом .lua в памяти (#11), позволит кнопка Reload (#12).
Создание модифицированной прошивки с интерпретатором NodeMCU Lua
Развитием технической поддержки ESP-8266 занимаются и официальный производитель чипа ESP8266, и команды сторонних независимых разработчиков. Благодаря их кропотливым трудам, пользователю доступны различные способы создания собственной прошивки:
Облачный конструктор генерирует два варианта прошивки: integer (целочисленная) и float (с плавающей точкой). Целочисленная версия не поддерживает операции с плавающей запятой и не допускает нецелых чисел. Она занимает меньше места в Flash-памяти и в несколько раз быстрее выполняет вычисления. Для общего понимания, в целочисленной версии деление 3/2 равно 1, а не 1,5.
Обновление ПО в модуле WeMos ESP8266EX, прошивка
Микроконтроллер WeMos ESP8266 WROOM-02 работает с разными видами прошивок. Загружаемая прошивка может быть как оригинальной, так и модифицированной, с применением инструментов разработки ПО (SDK). Либо вообще быть написанной самостоятельно на языке С/С++. В качестве поддержки разработчика приложений на ESP8266, производитель микросхем Espressif System добавляет в состав комплектов SDK предварительно скомпилированные бинарные файлы прошивок, полностью готовых для записи в память модулей ESP. В первую очередь, всё оригинальное ПО ориентировано на использование заведомо предопределённых текстовых команд (АТ-команд), облегчающих методы настройки и взаимодействия между ESP и подключенной периферией.
Выполняя запись скетчей в память модулей ESP, редактор Arduino IDE вносит собственную версию прошивки, в которой отсутствует программный блок управления через АТ-команды. Восстановить оригинальное ПО или записать сборку прошивки NodeMCU можно с помощью хорошо известной программы NodeMCU Flasher для Windows, доступной для загрузки из репозитория GitHub. Процесс записи предварительно скомпилированного файла (формат .bin) прошивки прост, состоит из нескольких шагов и не занимает много времени.
Перед записью прошивки, крайне рекомендуется полная очистка флеш-памяти. Чаще всего, после обновления, прошивка работает без нареканий. Если предварительно не производить чистку памяти, можно столкнуться с ситуацией, когда заново загруженное ПО не совпадёт с предыдущей версией прошивки, вследствие чего плата попросту не запуститься в нормальном режиме. В таком случае, от пользователя потребуется повторная запись отдельного файла инициализации модуля "esp_init_data_default.bin" из той версии SDK, на которой выполнялась сборка прошивки.
Готовый вариант прошивки NodeMCU для микроконтроллера WeMos, собранный облачным конструктором на интерпретаторе языка Lua версии 5.1.4, SDK версии 2.2.1, включая блоки: ADC, FILE, GPIO, MDNS, MQTT, NET, NODE, PWM, TMR, UART, WIFI, WPS.
Добавление платформы WeMos ESP8266 в Ардуино ИДЕ
Запустив редактор Ардуино, необходимо выбрать пункт "Настройки" из меню "Файл". В строке "Дополнительные ссылки для менеджера плат" указать следующий web-адрес:
http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
Закрыв предыдущее окно, переместится в "Менеджер плат", двигаясь по меню "Инструменты".
Для быстрого нахождения нужного дополнения, в строке поиска можно просто набрать текст esp8266. Затем нажать на кнопку "Установить" и дождаться надписи Installed, означающую завершение процесса добавления библиотеки.
Все платформы, входящие в состав пакета установки, теперь доступны для программирования.
Техническая информация
Полезные ссылки
г. Москва, Пятницкое ш. д. 18, пав. 566
zakaz@compacttool.ru
8-495-752-55-22
Информация представленная на данном информационном ресурсе преследует исключительно рекламные цели и не является договором-офертой !
© Все права защищены 2015 - 2024г https://compacttool.ru