تعليمات المهندسين ESP8266 مجلس تطوير NodeMCU

محتويات يخفي

1 المهندسين ESP8266 مجلس تطوير NodeMCU

2 متطلبات الطاقة

3 الأجهزة الطرفية والإدخال/الإخراج

4 مفاتيح على متن الطائرة ومؤشر LED

5 الاتصالات التسلسلية

6 ESP8266 NodeMCU Pinout

7 منصات التطوير ESP8266

8 تثبيت ESP8266 Core على نظام التشغيل Windows

9 اردوينو السابقينampلو: وميض

10 المستندات / الموارد

10.1 مراجع

11 منشورات ذات صلة

المهندسين ESP8266 مجلس تطوير NodeMCU

لقد كان إنترنت الأشياء (IoT) مجالًا رائجًا في عالم التكنولوجيا. لقد غيرت الطريقة التي نعمل بها. أصبحت الأشياء المادية والعالم الرقمي متصلتين الآن أكثر من أي وقت مضى. مع أخذ ذلك في الاعتبار، أصدرت شركة Espressif Systems (شركة أشباه الموصلات ومقرها شنغهاي) وحدة تحكم دقيقة رائعة الحجم ومزودة بتقنية WiFi - ESP8266، بسعر لا يصدق! مقابل أقل من 3 دولارات، يمكنه مراقبة الأشياء والتحكم فيها من أي مكان في العالم - وهو مثالي لأي مشروع لإنترنت الأشياء.

تم تجهيز لوحة التطوير بوحدة ESP-12E التي تحتوي على شريحة ESP8266 التي تحتوي على معالج Tensilica Xtensa® 32 بت LX106 RISC الدقيق الذي يعمل بتردد ساعة قابل للتعديل من 80 إلى 160 ميجاهرتز ويدعم RTOS.

شريحة ESP-12E

Tensilica Xtensa® 32 بت LX106
تردد الساعة 80 إلى 160 ميجا هرتز.
ذاكرة الوصول العشوائي الداخلية 128 كيلو بايت
فلاش خارجي 4 ميجا بايت
جهاز إرسال واستقبال واي فاي 802.11b/g/n

هناك أيضًا ذاكرة وصول عشوائي سعة 128 كيلو بايت وذاكرة فلاش سعة 4 ميجابايت (لتخزين البرامج والبيانات) وهو ما يكفي للتعامل مع السلاسل الكبيرة التي تشكل web الصفحات وبيانات JSON/XML وكل ما نقدمه إلى أجهزة إنترنت الأشياء في الوقت الحاضر. يدمج ESP8266 جهاز إرسال واستقبال Wi-Fi 802.11b/g/n HT40، لذلك لا يمكنه الاتصال بشبكة WiFi والتفاعل مع الإنترنت فحسب، بل يمكنه أيضًا إعداد شبكة خاصة به، مما يسمح للأجهزة الأخرى بالاتصال مباشرة هو - هي. وهذا يجعل ESP8266 NodeMCU أكثر تنوعًا.

متطلبات الطاقة

كما المجلد التشغيلtagنطاق ESP8266 هو 3 فولت إلى 3.6 فولت، وتأتي اللوحة مع مجلد LDOtagمنظم إلكتروني للحفاظ على المجلدtagه ثابت عند 3.3 فولت. يمكنه توفير ما يصل إلى 600 مللي أمبير بشكل موثوق، والذي يجب أن يكون أكثر من كافٍ عندما يسحب ESP8266 ما يصل إلى 80 مللي أمبير أثناء عمليات إرسال التردد اللاسلكي. يتم أيضًا تقسيم مخرج المنظم إلى أحد جوانب اللوحة ويتم تصنيفه على أنه 3V3. يمكن استخدام هذا الدبوس لتوفير الطاقة للمكونات الخارجية.

متطلبات الطاقة

حجم التشغيلtagهـ: 2.5 فولت إلى 3.6 فولت
منظم على متن الطائرة 3.3 فولت 600 مللي أمبير
80mA التشغيل الحالي
20 ميكرو أمبير أثناء وضع السكون

يتم توفير الطاقة إلى ESP8266 NodeMCU عبر موصل MicroB USB الموجود على اللوحة. وبدلاً من ذلك، إذا كان لديك مجلد 5V منظمtage المصدر، يمكن استخدام دبوس VIN لتزويد ESP8266 والأجهزة الطرفية به مباشرة.

تحذير: يتطلب ESP8266 مصدر طاقة 3.3 فولت ومستويات منطقية 3.3 فولت للاتصال. دبابيس GPIO لا تتحمل 5 فولت! إذا كنت تريد توصيل اللوحة بمكونات 5 فولت (أو أعلى)، فستحتاج إلى إجراء بعض التغيير في المستوى.

الأجهزة الطرفية والإدخال/الإخراج

يحتوي ESP8266 NodeMCU على إجمالي 17 دبابيس GPIO مقسمة إلى رؤوس الدبوس على جانبي لوحة التطوير. يمكن تعيين هذه الدبابيس لجميع أنواع المهام الطرفية، بما في ذلك:

قناة ADC - قناة ADC ذات 10 بت.
واجهة UART - يتم استخدام واجهة UART لتحميل التعليمات البرمجية بشكل تسلسلي.
مخرجات PWM - دبابيس PWM لتعتيم مصابيح LED أو التحكم في المحركات.

واجهة SPI وI2C وI2S - واجهة SPI وI2C لتوصيل جميع أنواع أجهزة الاستشعار والأجهزة الطرفية.
واجهة I2S – واجهة I2S إذا كنت تريد إضافة الصوت إلى مشروعك.

عمليات الإدخال/الإخراج المتعددة

1 قنوات أدك
2 واجهات UART
4 مخرجات PWM
واجهة SPI وI2C وI2S

بفضل ميزة تعدد إرسال الدبوس ESP8266 (تعدد الأجهزة الطرفية المتعددة على دبوس GPIO واحد). وهذا يعني أن دبوس GPIO واحد يمكن أن يعمل بمثابة PWM/UART/SPI.

مفاتيح على متن الطائرة ومؤشر LED

يتميز ESP8266 NodeMCU بزرين. الزر الذي تم وضع علامة عليه كـ RST في الزاوية اليسرى العليا هو زر إعادة الضبط، والذي يستخدم بالطبع لإعادة ضبط شريحة ESP8266. زر FLASH الآخر الموجود في الزاوية اليسرى السفلية هو زر التنزيل المستخدم أثناء ترقية البرامج الثابتة.

المفاتيح والمؤشرات

RST - إعادة ضبط شريحة ESP8266
فلاش - تنزيل برامج جديدة
LED أزرق - قابل للبرمجة بواسطة المستخدم

تحتوي اللوحة أيضًا على مؤشر LED قابل للبرمجة بواسطة المستخدم ومتصل بدبوس D0 الخاص باللوحة.

الاتصالات التسلسلية

تشتمل اللوحة على وحدة تحكم Bridge CP2102 USB-to-UART من Silicon Labs، والتي تحول إشارة USB إلى إشارة تسلسلية وتسمح لجهاز الكمبيوتر الخاص بك بالبرمجة والتواصل مع شريحة ESP8266.

الاتصالات التسلسلية

CP2102 محول USB إلى UART
سرعة الاتصال 4.5 ميجابت في الثانية
دعم التحكم في التدفق

إذا كان لديك إصدار أقدم من برنامج التشغيل CP2102 مثبتًا على جهاز الكمبيوتر الخاص بك، فنوصي بالترقية الآن.
رابط لترقية برنامج التشغيل CP2102 – https://www.silabs.com/developers/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers

ESP8266 NodeMCU Pinout

يحتوي ESP8266 NodeMCU على إجمالي 30 دبوسًا تربطه بالعالم الخارجي. الاتصالات هي كما يلي:

ومن أجل التبسيط، سنقوم بإنشاء مجموعات من الدبابيس ذات وظائف مماثلة.

دبابيس الطاقة هناك أربعة دبابيس الطاقة. دبوس VIN واحد وثلاثة دبابيس 3.3 فولت. يمكن استخدام دبوس VIN لتزويد ESP8266 والأجهزة الطرفية به مباشرة، إذا كان لديك حجم 5 فولت منظمtagمصدر ه. دبابيس 3.3V هي مخرجات المجلد الموجود على اللوحةtagمنظم ه. يمكن استخدام هذه المسامير لتوفير الطاقة للمكونات الخارجية.

GND هو دبوس أرضي للوحة تطوير ESP8266 NodeMCU. تُستخدم دبابيس I2C لتوصيل جميع أنواع أجهزة استشعار I2C والأجهزة الطرفية في مشروعك. يتم دعم كل من I2C Master وI2C Slave. يمكن تحقيق وظيفة واجهة I2C برمجيًا، ويبلغ تردد الساعة 100 كيلو هرتز كحد أقصى. تجدر الإشارة إلى أن تردد ساعة I2C يجب أن يكون أعلى من أبطأ تردد ساعة للجهاز التابع.

دبابيس GPIO يحتوي ESP8266 NodeMCU على 17 منفذ GPIO يمكن تخصيصها لوظائف مختلفة مثل I2C وI2S وUART وPWM وجهاز التحكم عن بعد بالأشعة تحت الحمراء وإضاءة LED والزر برمجيًا. يمكن تكوين كل وحدة GPIO رقمية قابلة للسحب لأعلى أو للأسفل، أو ضبطها على مقاومة عالية. عند تكوينه كمدخل، يمكن أيضًا ضبطه على مشغل الحافة أو مشغل المستوى لإنشاء مقاطعات وحدة المعالجة المركزية.

قناة ايه دي سي تم تضمين NodeMCU بدقة 10 بت SAR ADC. يمكن تنفيذ الوظيفتين باستخدام ADC بمعنى. اختبار حجم إمدادات الطاقةtage من دبوس VDD3P3 ومجلد إدخال الاختبارtagه من TOUT دبوس. ومع ذلك، لا يمكن تنفيذها في نفس الوقت.

دبابيس UART يحتوي ESP8266 NodeMCU على واجهتين UART، أي UART2 وUART0، اللتين توفران اتصالاً غير متزامن (RS1 وRS232)، ويمكنهما الاتصال بسرعة تصل إلى 485 ميجابت في الثانية. يمكن استخدام UART4.5 (دبابيس TXD0 وRXD0 وRST0 وCTS0) للاتصال. وهو يدعم التحكم في السوائل. ومع ذلك، يتميز UART0 (TXD1 pin) بإشارة نقل البيانات فقط، لذلك يتم استخدامه عادةً لطباعة السجل.

دبابيس SPI يتميز ESP8266 بوجود اثنين من SPIs (SPI وHSPI) في الوضعين التابع والرئيسي. تدعم واجهات SPI هذه أيضًا ميزات SPI للأغراض العامة التالية:

4 أوضاع توقيت لنقل تنسيق SPI
ما يصل إلى 80 ميجا هرتز والساعات المقسمة 80 ميجا هرتز

ما يصل إلى 64 بايت FIFO

دبابيس SDIO يتميز ESP8266 بواجهة الإدخال/الإخراج الرقمية الآمنة (SDIO) والتي تُستخدم لربط بطاقات SD مباشرةً. يتم دعم الإصدار 4 من SDIO بتردد 25 ميجا هرتز و1.1 بت بتردد 4 ميجا هرتز SDIO الإصدار 50.

دبابيس PWM تحتوي اللوحة على 4 قنوات لتعديل عرض النبض (PWM). يمكن تنفيذ مخرجات PWM برمجياً واستخدامها لقيادة المحركات الرقمية ومصابيح LED. نطاق تردد PWM قابل للتعديل من 1000 إلى 10000 ميكروثانية، أي بين 100 هرتز و1 كيلو هرتز.

دبابيس التحكم تستخدم للسيطرة على ESP8266. تتضمن هذه المنافذ دبوس تمكين الشريحة (EN) ودبوس إعادة الضبط (RST) ودبوس WAKE.

دبوس EN - يتم تمكين شريحة ESP8266 عندما يتم سحب دبوس EN إلى أعلى. عند سحبها إلى مستوى منخفض، تعمل الشريحة بأقل قدر من الطاقة.

دبوس RST - يتم استخدام دبوس RST لإعادة ضبط شريحة ESP8266.
WAKE pin - يتم استخدام Wake pin لإيقاظ الشريحة من النوم العميق.

منصات التطوير ESP8266

والآن دعنا ننتقل إلى الأشياء المثيرة للاهتمام! هناك مجموعة متنوعة من منصات التطوير التي يمكن تجهيزها لبرمجة ESP8266. يمكنك استخدام Espruino – JavaScript SDK والبرامج الثابتة التي تحاكي Node.js عن كثب، أو استخدام Mongoose OS – نظام تشغيل لأجهزة إنترنت الأشياء (النظام الأساسي الموصى به من Espressif Systems وGoogle Cloud IoT) أو استخدام مجموعة أدوات تطوير البرامج (SDK) المقدمة من Espressif أو إحدى المنصات المدرجة على WiKiPedia. لحسن الحظ، أخذ مجتمع ESP8266 المذهل اختيار IDE خطوة أخرى إلى الأمام من خلال إنشاء وظيفة إضافية لـ Arduino. إذا كنت قد بدأت للتو في برمجة ESP8266، فهذه هي البيئة التي نوصي بها للبدء بها، والتي سنقوم بتوثيقها في هذا البرنامج التعليمي.
تعتمد الوظيفة الإضافية ESP8266 لـ Arduino على العمل الرائع الذي قام به Ivan Grokhotkov وبقية مجتمع ESP8266. تحقق من مستودع ESP8266 Arduino GitHub لمزيد من المعلومات.

تثبيت ESP8266 Core على نظام التشغيل Windows

لنبدأ بتثبيت ESP8266 Arduino core. أول شيء هو تثبيت أحدث إصدار من Arduino IDE (Arduino 1.6.4 أو أعلى) على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. إذا لم يكن لديك، نوصي بالترقية الآن.
رابط لاردوينو IDE – https://www.arduino.cc/en/software
للبدء، سنحتاج إلى تحديث مدير مجلس الإدارة بتخصيص URL. افتح Arduino IDE وانتقل إلى File > التفضيلات. ثم انسخ أدناه URL إلى مدير مجلس الإدارة الإضافي URLمربع النص الموجود أسفل النافذة: http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

اضغط موافق. ثم انتقل إلى مدير مجلس الإدارة بالانتقال إلى الأدوات > المجالس > مدير المجالس. يجب أن يكون هناك إدخالان جديدان بالإضافة إلى لوحات Arduino القياسية. قم بتصفية البحث عن طريق كتابة esp8266. انقر فوق هذا الإدخال وحدد تثبيت.

تشتمل تعريفات وأدوات اللوحة الخاصة بـ ESP8266 على مجموعة جديدة تمامًا من gcc وg++ وغيرها من الثنائيات المجمعة الكبيرة بشكل معقول، لذلك قد يستغرق تنزيلها وتثبيتها بضع دقائق (الملف المؤرشف) file هو ~ 110 ميجابايت). بمجرد اكتمال التثبيت، سيظهر نص صغير مثبت بجوار الإدخال. يمكنك الآن إغلاق مدير مجلس الإدارة

اردوينو السابقينampلو: وميض

للتأكد من إعداد ESP8266 Arduino core وNodeMCU بشكل صحيح، سنقوم بتحميل أبسط رسم على الإطلاق - The Blink! سوف نستخدم مؤشر LED الموجود على اللوحة لهذا الاختبار. كما ذكرنا سابقًا في هذا البرنامج التعليمي، يتم توصيل دبوس D0 الخاص باللوحة بمصباح LED الأزرق الموجود على اللوحة وهو قابل للبرمجة بواسطة المستخدم. ممتاز! قبل أن نبدأ بتحميل الرسم واللعب باستخدام LED، نحتاج إلى التأكد من تحديد اللوحة بشكل صحيح في Arduino IDE. افتح Arduino IDE وحدد خيار NodeMCU 0.9 (ESP-12 Module) ضمن قائمة Arduino IDE > الأدوات > اللوحة.

الآن، قم بتوصيل ESP8266 NodeMCU بجهاز الكمبيوتر الخاص بك عبر كابل micro-B USB. بمجرد توصيل اللوحة، يجب تخصيص منفذ COM فريد لها. على أجهزة Windows، سيكون هذا شيئًا مثل COM#، وعلى أجهزة كمبيوتر Mac/Linux سيأتي على شكل /dev/tty.usbserial-XXXXXX. حدد هذا المنفذ التسلسلي ضمن قائمة Arduino IDE > Tools > Port. حدد أيضًا سرعة التحميل: 115200

تحذير: يجب إيلاء المزيد من الاهتمام لاختيار اللوحة واختيار منفذ COM واختيار سرعة التحميل. قد تحصل على خطأ espcomm_upload_mem أثناء تحميل الرسومات الجديدة، إذا فشلت في القيام بذلك.

بمجرد الانتهاء من ذلك، حاول السابقينampلو رسم أدناه.

إعداد فارغ ()
{pinMode (D0، OUTPUT)؛} حلقة فارغة ()
{الكتابة الرقمية (D0، عالية)؛
تأخير(500)؛
الكتابة الرقمية(D0، منخفض)؛
تأخير(500)؛
بمجرد تحميل الرمز، سيبدأ مؤشر LED في الوميض. قد تحتاج إلى النقر على زر RST للحصول على ESP8266 لبدء تشغيل الرسم.