WiFi модуль беспроводной связи ESP-05 на современном чипе ESP8266EX
В современном, быстроразвивающемся мире, мы все давно привыкли к тому, что нас практически везде окружают сети беспроводной связи, предлагающие нам возможность осуществления передачи и приёма различного рода данных повсюду, где к таким сетям есть доступ. Среди существующего множества стандартов связи, подавляющему большинству очень хорошо известна технология WiFi, ставшая повседневной обыденностью. Доступ к WiFi есть почти в каждой квартире, сеть активно развивается в общественном транспорте, часто встречается в сферах отдыха, развлечения и досуга. И конечно же, WiFi присутствует в любом современном персональном компьютере, в мобильном телефоне и планшете. Подхватив тенденцию развития беспроводных сетей, разработчики разнообразной электронной техники всё больше внедряют в свои продукты средства удалённого обмена данными, и учат их общаться между собой в сетях нового поколения "Интернет Вещей" (англ. Internet of Things, IoT).
Модули на чипе ESP8266 завоевали заслуженную популярность среди разработчиков собственных электронных проектов благодаря низкой ценовой категории и наличием основного полноценного функционала. ESP-05 самодостаточен и лёгок в настройке. Он способен выполнять все базовые операции приёмо-передачи по технологии WiFi. Пользователю достаточно выбрать требуемую конфигурацию модуля под поставленную задачу. Плата ESP-05 выполнена в миниатюрном размере и не имеет на борту собственной встроенной WiFi-антенны, зато присутствует разъём IPEX U.FL-R-SMT-1 для подключения внешней антенны.
Наличие встроенной памяти позволяет ESP8266-05 работать практически автономно и не зависеть от дополнительных внешних микроконтроллеров. Конструктивно, ESP-8266EX представляет из себя микроконтроллер, напрямую связанный с интегрированной в модуль микросхемой флеш-памяти, в которую прошивается исполняемый скетч.
Особенности EPS-05
Аппаратная часть ESP-05 обладает рядом существенных ограничений, вследствие чего его можно причислить к разряду отладочных плат. К одной из технических особенностей ESP-05 относится не предусмотренная возможность отключения модуля без принудительного разрыва рабочего питания. Модуль спроектирован таким образом, что может находиться исключительно в режиме запуска из встроенной флеш-памяти. Прошить модуль без вмешательства в его схему не возможно — контакт, отвечающий за доступность перехода в режим прошивки, жёстко привязан к высокоуровневому сигналу. Общение с модулем доступно лишь посредством последовательного интерфейса UART с поддержкой АТ команд.
Характеристики:
• Контроллер: ESP8266EX Serial WiFi, однокристальная система на основе Tensilica L106 с ультра-низким энергопотреблением, разрядность 32-бит;
• Рабочее напряжение: DC 3,3 В;
• Поддерживаемое напряжение: DC 3...3,6 В;
• Рабочий ток: 71...80 мА;
• Максимальный ток: 300 мА;
• Ток неглубокого сна: 2 мА;
• Ток глубокого сна: 0,02 мА;
• Флеш-память: 8 МБит / 1 МБайт;
• Протоколы WiFi: 802.11 b/g/n;
• Диапазон частот: 2,4...2,5 ГГц (2412...2484 МГц);
• Режимы WiFi: Клиент, Программная точка доступа, Клиент+Программная точка доступа (station, softAP, station+softAP);
• Защита: WPA-PSK, WPA2-PSK;
• Шифрование: WEP, TKIP, AES;
• Сетевые протоколы: IPv4, TCP/UDP/HTTP/FTP;
• Выводы общего назначения (вход/выход, GPIO): 2;
• Максимальный ток на контакт общего назначения: 12 мА (рекомендуемый 6 мА);
• Технология: STBC, 1x1 MIMO, 2x1 MIMO;
• Выходная мощность в режиме 802.11 b: +20 дБм;
• Интерфейсы: UART, GPIO;
• Скорость передачи данных: 300...4608000 бод, по умолчанию 115200 бод;
• Встроенный переключатель приёма/передачи, согласующий высокочастотный трансформатор, усилитель мощности;
• Встроенные блоки: Согласования сети, фазовой автоподстройки частоты, управления питанием, блоки регулирования;
• Антенна WiFi: Разъём внешней антенны U.FL IPEX;
• Поддержка файловой системы SPIFFS;
• Поддержка функций Smart Link для устройств на Andriod и iOS;
• Поддержка АТ-команд и Облачного Сервера;
• Поддержка (опционально) Наборов Разработки (SDK) и обновление прошивки;
• Шаг между контактами: 2,54 мм;
• Рабочая температура: -40...+125 градусов Цельсия;
• Размеры модуля: 14,2 х 14,2 х 3 мм;
• Масса модуля: ~1,5 г.
ESP8266EX функциональная блок-схема:
Диаграмма выводов ESP-05 (распиновка)
Модуль ESP-05 обладает цифровыми выводами (контакты 3 и 4) общего назначения, работающими с логикой напряжений "1" и "0". Под единицей подразумевается входящее/исходящее напряжение +0,75Vin-3,6 Вольта, называемое высоким сигналом. Под нулём - входящее/исходящее напряжение -0,3...0,25Vin Вольт, называемое низким сигналом. 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.
• EXT_RSTB (RST, RESET) - контакт перезапуска модуля, активен при низкоуровневом сигнале;
• GPIO1, GPIO3 - контакт общего назначения, ввод/вывод данных;
• VCC - контакт питания модуля, напряжение DC 3...3,6 В;
• GND - общий, заземление.
Специальные функции:
Асинхронный последовательный интерфейс UART, устанавливает связь с другими устройствами по шине UART:
• UART0_RX — контакт GPIO3
• UART0_TX — контакт GPIO1
Подключение других устройств к выводам осуществляется по схеме RX->TX, TX->RX.
Энергосбережение
За исключением стандартных режимов полного функционирования и выключенного состояния, модуль ESP8266-05 поддерживает энергосберегающие режимы, предназначенные для каждого определённого случая.
• Modem-sleep - настраивается для приложений, использующих функции ШИМ или I2S, заставляющие процессор работать. В случаях, когда WiFi-связь установлена и передача данных не требуется, схема Wi-Fi модема может быть отключена для экономии энергии. Например, в режиме DTIM3, когда ESP8266 "спит" 300 миллисекунд и просыпается на 3 миллисекунды для приёма от точки доступа пакетов беспроводных Маяков (Beacon), общее потребление тока составляет около 20 мА.
• Light-sleep - используется в задачах, в которых поддерживается соединение Wi-Fi и передача данных не требуется, при этом процессор может быть приостановлен. Например, режим коммутатора Wi-Fi. Общее среднее потребление тока составляет около 2 мА.
• Deep-sleep - глубокий сон оптимален для приложений, которые не требуют подключения Wi-Fi и передают данные c большими задержками по времени. К таким задачам относятся датчики температуры, выполняющие измерения каждые 100 секунд. Например, когда ESP8266EX "спит" 300 секунд и просыпается для соединения с точкой доступа (около 0,3...1 секунды), общее среднее потребление тока намного меньше 1 мА.
Режимы запуска модулей серии ESP
Значения "Высокий" и "Низкий" - уровень сигнала на входе соответствующего контакта.
В модуле ESP-05 ни один из перечисленных в таблице контактов не доступен пользователю для управления (см. принципиальную схему). Чтобы воспользоваться возможностями микросхемы ESP8266EX в части её прошивки, потребуется знание и умение по самостоятельной доработке платы.
Добавление платформы ESP8266 в среду разработки ARDUINO IDE
Установка совместимых приложений для корректной работы с платформой ESP8266EX аналогично всему модульному ряду ESP.
АТ команды ESP8266EX
В разделе расположены документы, содержащие полный перечень АТ инструкций ESP8266 с подробным описанием для каждой из них. Все команды разделены на три основные группы:
• Основные АТ команды;
• WiFi AT команды;
• TCP/IP AT команды.
Скачать АТ инструкции ESP8266 v1.5.4 (PDF на английском языке 812 кБ)
Скачать AT инструкции ESP8266 v3.0.2 (PDF на английском языке 671 кБ)
Скачать АТ команды ESP8266 в примерах v1.3 (PDF на английском языке 761 кБ)
Принципиальная схема ESP-05 (ESP8266-05)
Техническая информация
Скачать документацию ESP8266EX v1.0 (PDF на английском языке 589 кБ)