#esp-12

Часто наборы для создания умных домов, страдают излишнем упрощением. К примеру, я бы хотел, чтобы выключатель контролировался не только удаленно, но и непосредственно самим выключателем, как мы привыкли, вкл/вкл прямо на месте. Более того, мне важно знать статус этого выключателя, вдруг я его включил и забыл выключить? И конечно, это IoT должно подключаться к моему серверу, управления дома, чтобы все контролы были под рукой и могли участвовать в общей цепочке принятия решений.

ESP8266

L’ESP8266 est un micro-contrôleur conçu par Systems Espressif. Espressif est une société chinoise basée à Shanghai. L’ESP8266 se présente comme une solution réseau WiFi autonome, qui se comporte comme un pont (bridge) réseau entre le contrôleur interne et le réseau WIFI extérieur. L’ESP8266 est également un véritable micro-contrôleur capable de faire tourner des applications autonomes.

Spécification général

Voici les particularités essentielles.

Description Valeur Tension 3.3V Consommation de courant 10uA – 170mA La mémoire flash attaché 16 Mo max (512K normal) Processeur Tensilica L106 32 bits Vitesse du processeur 80-160 MHz RAM 32K + 80K GPIO 17 (multiplexées avec d’autres fonctions) Convertisseur Analogique 1 entrée avec une résolution de 1024 bits Protocole WIFI 802.11 supportés b/g/n/d/e/i/k/r Nombre maximal de connexions TCP simultanées 5

Avec cette consommation afficher, est-il possible de faire fonctionner l’ESP8266 sur une pile ? La consommation de courant est loin d’être constante. Lors de la transmission à pleine puissance, il peut consommer 170mA mais quand dans un sommeil profond, il suffit de 10 uA. Cela est une différence notable. Cela signifie que le temps d’exécution d’un ESP8266 sur une source de courant fixe est non seulement en fonction du temps, mais également de ce qu’il fait pendant ce temps … et qui est une fonction du programme déployé sur lui.

L’ESP8266 est conçu pour être utilisé avec un module de mémoire associé, le plus souvent une mémoire flash. La plupart des modules sont livrés avec une mémoire flash complémentaire. Sachez qu’une mémoire flash a un nombre fini de cycle d’écriture. Actuellement évalué à 10.000 cycles. Cela ne constitue pas dans un usage standard un problème … mais si votre processus est sans cesse en train d’écrire de nouvelles données de façons extrêmement rapide, cela peut alors être un problème qu’il faudra évaluer.

Particularité physique de l’ESP8266

En soit le module ESP8266 est un circuit intégré d’une taille de 5 mm de coté. Sauf à être un as du fer à souder ultra fin, livré tel quel on ne peut pas en faire grand chose. Évidemment, de nombreux intégrateurs on construit des cartes supports et autres dispositifs pour faciliter les montages et expérimentations d’essais.

Dans le reste de ce documents je me concentrerais sur le module ESP12 et les différentes variations du modèle.

ESP-12

C’est aujourd’hui le modèle le plus aboutie et vraisemblablement le plus populaire? il est disponible sur de très nombreuse plate-formes d’essai et d’expérimentations, comprenant plus ou moins d’accessoires.

L’ESP-12E met à disposition de l’utilisateur la quasi totalité des GPIO intégré dans la puce de base l’ESP8266. Voici à quoi ressemble un module ESP-12 monté sur une mini carte d’expérimentation.

C’est la carte que j’ai utilisé dans le montage du bloc 4 prises.

Brochage de l’ESP-12

Les dernières évolutions de ESP12 (version E ou F) propose une mise a disposition de la totalité des GPIO et autres broches particulières. La représentation suivante illustre cette mise à dispositions des broches de EPS12.

Toutefois, peut de carte complémentaires permettent l’utilisation de toutes ses broches, usuellement seules les broches latérales sont misent à disposition de l’utilisateur. les plus averties peuvent toutefois réaliser leurs propre montage pour utiliser les connexions situées en opposition à l’antenne sérigraphié sur la carte de l’ESP-12.

La suite du document restera concentré sur la connectique standard, présenter par l’image suivante :

L’on peut déjà remarquer le rectangle situé au bas à droite de l’antenne, il s’agit de la LED “bleu” d’information du trafic sur la liaison série UART de l’ESP-12.

Description du brochage :

Pos Broche Description BOOT FLASH 1 VCC 3.3V. 2 GPIO 13 Également utilisé pour SPI MOSI. 3 GPIO 12 Également utilisé pour SPI MISO. 4 GPIO 14 Également utilisé pour SPI Horloge. 5 GPIO 16 6 CH_PD Validation de la puce. Doit être à un niveau haut pour un fonctionnement normal. 0 - Désactivé : 1 - Activé 7 ADC entrée du convertisseur Analogique/Numérique 8 REST réinitialisation externe. 0 - Reset : 1 - Normal 9 TXD Transmission sur l’UART 0. 10 RXD Reception sur UART 0. 11 GPIO 4 GPIO Regular. 12 GPIO 5 GPIO Regular. 13 GPIO 0 Fixe le mode de démarrage. 1 = boot normal 0 = Mode Flash du firmware 14 GPIO 2 Valide le BOOT 1 = lecture du boot 15 GPIO 15 Contrôle le lancement de la puce 0 0 16 GND Masse de l’ESP-12

Les paramètres relatif au mode de fonctionnement Normal-BOOT ou le mode Flash, que l’on viens de décrire dans ce tableau vont déterminer le montage à mettre en œuvre pour pouvoir utiliser l’ESP-12. Voyons donc comment réaliser un montage de base.

Schéma de raccordement

Se connecter à L’ESP-12 “ESP8266”

L’ESP8266 est nativement un équipement WIFI, toutefois avant de pouvoir entrer en relation dans ce mode sans fil, il convient de fixer au préalable un certains nombres de paramètres. Cela est nécessaire pour précisément, construire voir se connecter à un réseau WIFI existant. Il est donc primordiale d’établir au préalable, une communication filaire commune au microcontrôleur de type série UART TX/RX.

Je reviendrais plus tard pour traiter et nous connecter via une liaison WIFI. Pour une première prise en main nous allons nous contenter de la traditionnelle liaison série. Le moyen le plus commode pour établir cette communication est de se munir un convertisseur USB->UART de type FTDI ou CP2102 voir autres équivalents.

Remarques : Selon les constructeurs votre ESP8266 sera packagé sous la forme d’un ESP-01 … jusqu’à l’ESP-14 pouvant passer par différents autres boîtiers. Chaque constructeur aura ou pas installé un “Fimrware” (Un micro code système, faisant office d’un OS plus ou moins complet). Ce Firmware ‘micro-code’ possède ses caractéristiques, notamment les paramètres de connexion. L’un des point cruciale dans l’établissement d’une communication série ‘UART’ est d’identifier la vitesse de transmission. C’est la vitesse à laquelle les données vont transiter entre ESP8266 et son partenaire (votre application de communication sur votre machine). Par défaut sans Firmware rapporté ou particulier cette vitesse est positionné à 74880 bauds. C’est donc à cette vitesse qu’il convient de configurer votre application de communication.

Une fois votre ESP8266 raccordé et votre application de communication connectée à la vitesse correspondant à l’attente du Firmware, vous devriez voir apparaître un message du type :

ets sep 15 2015,rst cause:2, boot mode:(1,0)

Exemple d’un echo d’un Firwware compilé le 15 septembre 2015.

Remarque : Les plus attentifs on pu remarque la présence sur le brochage de l’ESP8266, existence d’une seconde liaison série UART. Cette seconde ligne fonctionne exclusivement en mode sortie, seul le RX2 est disponible. L’objectif principale de cette deuxième UART est une prise de diagnostics pour des informations de débogage. Cela peut être extrêmement utile au cours du développement. Il est recommander d’utiliser un second convertisseur, afin de bénéficier de cette sortie d’information extrêmement utile en cours de développement. Cette seconde UART est multiplexé avec broche GPIO2.

Avant d’entreprendre la mise en place d’une connexion en mode WIFI, je souhaite en rappeler quelques concepts de base.

Un peut de théorie sur le réseau WIFI

Lorsque vous travaillez avec un dispositif orientée WiFi , il est important que nous ayons au moins une certaine compréhension des concepts liés aux concept de base du WiFi. À un niveau élevé, le WiFi est la possibilité de participer à des connexions TCP/IP sur une liaison de communication sans fil. WiFi est précisément l’ensemble des protocoles décrits dans l’architecture IEEE 802.11 sans fil. Dans le vocabulaire standard WIFI, un dispositif appelé un Point d’Accès sans fil (Point d’Accès ou AP) agit comme la plaque tournante de toutes les communications. En général, il est connecté à (ou agit en tant que) comme routeur TCP/IP pour les autres équipement raccordé à ce même protocole TCP/IP . Par exemple, dans votre maison, vous êtes susceptible d’avoir un point d’accès WiFi connecté à votre Box (câblé ou DSL). Les connexions WiFi sont ensuite dirigé vers le point d’accès (par le biais d’équipement appelés stations) le trafic TCP/IP est alors acheminé par le point d’Accès vers l’Internet.

Les équipements qui se connecte à un point d’Accès sont appelées “Stations“.

Quels rôles peut jouer un ESP8266

L’ESP8266 peu être configuré en un point d’accès, mais aussi comme une station, voir même les deux en même temps. Très souvent, le point d’accès dispose également d’une connexion réseau à l’Internet et agit comme un pont entre le réseau sans fil et le réseau TCP/IP étendu qui est l’Internet. Une réseau de stations qui souhaitent communiquer entre elles est appelé Basic Service Set (BSS). Cette configuration particulière est communément appelé Infrastructure BSS. Dans ce mode, tout le monde causent à tous le monde sur le même réseau, les communication passent par le point d’Accès.

Le mode de programmation natif de l’ESP8266

Nous voila un peut dans le dur de la programmation du module. Il faut bien comprendre que l’ESP8266 intègre en bas niveau le langage de communication “Hayes”. C’est un langage destiné aux communication, le jeu de commande Hayes AT est directement codé en dur dans la puce du composant. Ces commandes sont tous précédés de “AT” et suivent (à peu près) le style connu comme le “jeu de commandes Hayes”.

Espressif publier l’ensemble complet des commande AT implémenté dans l’ESP8266, qui se trouve dans leur forum à l’adresse:

http://bbs.espressif.com/viewforum.php?f=5

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