راهنمای نهایی ESP8266
2024-04-19 3583

ESP8266 یک تراشه WiFi با MCU یکپارچه است که توسط Espressif Systems در سال 2015 راه اندازی شده است.ESP8266 به طور گسترده در اینترنت اشیاء استفاده می شود.می توان آن را از طریق رابط ارتباطی سریال به یک میکروکنترلر (مانند آردوینو) وصل کرد و از این طریق انواع سناریوهای کاربردی مانند چراغ های هوشمند ، وسایل نقلیه هوشمند و خانه های هوشمند را تحقق بخشید.در این مقاله اطلاعاتی در مورد ویژگی ها ، ساختار و برنامه های آن را معرفی خواهیم کرد.بنابراین بیایید شروع کنیم!

ESP8266 یک ماژول WiFi قدرتمند است.این یک مصرف قدرت فوق العاده کم مصرف 32 بیتی MCU (میکرو رایانه ای تراشه) ، فرکانس اصلی از 80MHz و 160MHz پشتیبانی می کند و حتی می تواند RTO را اجرا کند.ESP8266 می تواند توابع را در برنامه اصلی Arduino IDE برای نوشتن ایجاد کند و داده های ماژول تشخیص متصل به صفحه توسعه Arduino را از طریق ESP8266 به سرور منتقل کند.همچنین می توان آن را به طور مستقیم به عنوان یک هیئت توسعه از طریق Arduino IDE تهیه کرد.

ماژول ESP8266WIFI که معمولاً استفاده می شود توسط شرکت داخلی اضطراب داخلی تهیه شده است.ماژول WiFi ESP8266 که توسط Essence ساخته شده است شامل ده ها مدل است که به سه سری تقسیم می شوند: ESP-01 ، ESP-07 و ESP-12.هر سری توسط پسوندهای مختلف تقسیم می شود.تراشه های اصلی این ماژول ها اساساً ESP8266 اسپرسف هستند.تفاوت اصلی بین مدلهای مختلف تعداد درگاه های IO ، اندازه ماژول و ظرفیت فلاش است.ظرفیت فلاش مشخصات مختلفی مانند 8mbit و 32Mbit دارد.

ماژول ESP8266 دارای ویژگی های زیر است.

این محدوده دما گسترده عملیاتی دارد ، عملکرد پایدار را حفظ می کند و می تواند با محیط های مختلف عملیاتی سازگار شود.

ESP8266 از پشته پروتکل TCP/IP پشتیبانی می کند و می تواند پروتکل های شبکه مشترک مانند HTTP و MQTT را پیاده سازی کند.این امر آن را قادر می سازد تا داده ها را با سیستم عامل های سرویس ابری ، سرورها و سایر دستگاه ها ارتباط برقرار کند.

ماژول ESP8266 به طور معمول از منبع تغذیه 3.3 ولت استفاده می کند و دارای اندازه و بسته SMT کوچکتر است و آن را برای ادغام در انواع مختلف دستگاه های الکترونیکی مناسب می کند.

ESP8266 برای دستگاه های تلفن همراه ، لوازم الکترونیکی پوشیدنی و برنامه های IoT طراحی شده است و از طریق تعدادی از فناوری های اختصاصی به مصرف انرژی فوق العاده کم رسیده است.حالت صرفه جویی در برق آن برای سناریوهای مختلف برنامه کم مصرف مناسب است.

این ماژول معمولاً دارای چندین پین GPIO برای اتصال دستگاه ها و سنسورهای خارجی است.این پین ها می توانند به عنوان ورودی یا خروجی پیکربندی شوند و می توانند برای کنترل مدارهای خارجی ، داده های سنسور خواندن و موارد دیگر استفاده شوند.

این ماژول به طور معمول از حافظه فلش خارجی (FLASH) برای ذخیره داده های برنامه ، سیستم عامل و پیکربندی پشتیبانی می کند.این امر به ماژول اجازه می دهد تا از ظرفیت ذخیره سازی زیادی برای پشتیبانی از برنامه های پیچیده و پردازش داده ها برخوردار باشد.

ESP8266 با توجه به طیف گسترده ای از برنامه ها و پشتیبانی جامعه توسعه دهنده ، یک اکوسیستم نرم افزاری غنی دارد.توسعه دهندگان می توانند انواع مختلفی از کتابخانه های منبع باز ، چارچوب ها و کد نمونه را برای توسعه سریع برنامه ها و دریافت پشتیبانی و راه حل از جامعه به کار گیرند.

SP8266 سوئیچ های آنتن ، پردازنده 32 بیتی Tensilica ، رابط دیجیتال استاندارد دیجیتال ، فرکانس رادیویی ، تقویت کننده نویز کم ، تقویت کننده برق ، ماژول مدیریت فیلتر و قدرت و غیره را ادغام می کند و به مدارهای محیطی کمتری نیاز دارد ، از این طریق فضای PCB را کاهش می دهد.

درگاه GPIO ESP8266 از عملکرد PWM پشتیبانی می کند ، که می تواند برای کنترل روشنایی و سرعت لوازم جانبی مانند موتور و چراغ استفاده شود.

ESP8266 یک ADC را برای تبدیل سیگنال های آنالوگ به سیگنال های دیجیتال ادغام می کند.رابط ADC می تواند به دستگاه های آنالوگ مانند سنسورها ، خواندن مقادیر آنالوگ و تبدیل آنها به داده های دیجیتال متصل شود.

ESP8266 چندین درگاه GPIO برای تعامل با سایر دستگاه های محیطی دارد.درگاه GPIO از کارکردهای ورودی و خروجی دیجیتال و عملکردهای PWM پشتیبانی می کند و می تواند برای کنترل لوازم جانبی مختلف مانند چراغ های LED ، رله ، سوئیچ و غیره برنامه ریزی شود.

رابط I2C یک رابط ارتباطی سریال است که می تواند چندین دستگاه را به هم وصل کند و از دو سیم (SDA و SCL) برای دستیابی به انتقال داده استفاده می کند.ESP8266 از طریق رابط I2C می تواند با سایر دستگاه های I2C مانند سنسورها ، نمایشگرها و غیره ارتباط برقرار کند.

رابط SDIO یک رابط داده سریال با سرعت بالا است که معمولاً برای خواندن و نوشتن عملیات روی کارتهای SD و کارتهای MMC استفاده می شود.ESP8266 می تواند از طریق رابط SDIO به کارت SD یا کارت MMC وصل شود تا داده ها را ذخیره و بخوانید.

رابط UART رابط اصلی ارتباط سریال بین ESP8266 و سایر دستگاه ها است.این می تواند از طریق پین های RX و TX به دستگاه های دیگر وصل شود.از طریق رابط UART ، می تواند انتقال داده ها ، پذیرش و کنترل داده ها را با سنسورها ، رایانه ها ، سایر میکروکنترلرها و سایر دستگاه ها تحقق بخشد.

رابط SPI همچنین یک رابط ارتباطی سریال است.این دستگاه می تواند چندین دستگاه را به هم وصل کند و از چهار سیم (MISO ، MOSI ، SCK و SS) برای انتقال داده استفاده کند.ESP8266 می تواند با سایر دستگاه های SPI از طریق رابط SPI ، مانند حافظه فلش ، نمایشگر LCD و غیره ارتباط برقرار کند.

سری ESP8266 به طور کلی دارای دو روش توسعه است ، یعنی در توسعه فرمان و توسعه SDK.

سازنده قبل از ترک کارخانه ، سیستم عامل را در تراشه ESP8266 از قبل سوزانده و پشته پروتکل WiFi را برای تحقق عملکرد انتقال شفاف در داخل محاصره کرده است.کاربران فقط برای دستیابی به ارتباط با ماژول WiFi باید از ماژول TTL یا پورت سریال یک میکروکنترلر استفاده کنند.با ارسال در دستورات ، کاربران می توانند ماژول WiFi را کنترل کنند.

از آنجا که ESP8266 خود یک تراشه قابل برنامه ریزی است ، می توان آن را به عنوان میکروکنترلر با عملکردهای ارتباطی بی سیم در نظر گرفت.کاربران باید برنامه مربوطه را در یک IDE ویژه بنویسند و با سوزاندن سیستم عامل ، برنامه را در تراشه بنویسند.بنابراین ، برای اجرای ارتباطات WiFi ، ما باید پشته پروتکل WiFi را سفارشی کنیم.این امر کاربران را ملزم به داشتن سطح بالایی از دانش مرتبط می کند.

همانطور که از تصویر مشاهده می شود ، تراشه ESP8266 یک پردازنده را ادغام می کند و یک پردازنده 32 بیتی است.این هم به عنوان یک پردازنده پروتکل WiFi و هم یک پردازنده برنامه عمل می کند.فرکانس اصلی این پردازنده از دو فرکانس پشتیبانی می کند: 80 مگاهرتز و 160 مگاهرتز.توسعه دهندگان می توانند برنامه ها را بنویسند و آنها را در تراشه بارگیری کنند.این پردازنده قادر به اجرای این برنامه ها است که توسط توسعه دهندگان نوشته شده است.این برنامه ها از طریق رابط UART0 از طریق ابزار ابزار رسمی بارگیری Flash ESP ، به SPI Flash بیرونی از طریق رابط UART0 برنامه ریزی می شوند.شایان ذکر است که حافظه فلش در داخل تراشه یکپارچه نشده است ، بنابراین یک فلاش SPI خارجی لازم است.در حال حاضر ، از چهار اندازه حافظه فلش پشتیبانی می کند: 512KB ، 1024KB ، 2048KB و 4096KB.

این ماژول دارای سه حالت کار ، یعنی حالت AP ، حالت STA و حالت STA+AP است.

ماژول ESP8266 به عنوان یک کانون کانون استفاده می شود و دستگاه برای دستیابی به کنترل بی سیم بر LAN به طور مستقیم به ماژول متصل می شود.

ماژول ESP8266 از طریق روتر به اینترنت وصل می شود و به یک تلفن همراه یا رایانه اجازه می دهد تا از راه دور دستگاه را از طریق اینترنت کنترل کند.

این یک حالت همزیستی است که می تواند از طریق کنترل اینترنت به تعویض یکپارچه برسد ، بنابراین یک تجربه عملیاتی راحت تر را فراهم می کند.

از این ماژول می توان برای نظارت و کنترل دستگاه ها و فرآیندهای مختلف برای تحقق نظارت از راه دور و کنترل اتوماسیون استفاده کرد.

از این ماژول می توان برای ایجاد شبکه های سنسور بی سیم با استفاده از مصرف انرژی پایین تر و یک پایه کد کوچکتر برای نظارت بر پارامترهای محیطی مانند دما ، رطوبت ، نور و غیره استفاده کرد و داده ها را برای تجزیه و تحلیل و ذخیره سازی به ابر منتقل کرد.

با ادغام ESP8266 در دستگاه ، می توانیم نظارت و کنترل از راه دور دستگاه را تحقق بخشیم.مهم نیست که کجا هستیم ، می توانیم در هر زمان تا زمانی که اتصال و تجهیزات مناسب شبکه را داشته باشیم ، به این دستگاه ها دسترسی داشته و کنترل کنیم.

ESP8266 می تواند برای کنترل انواع دستگاه های خانه مانند سیستم های امنیتی ، سیستم های روشنایی و سیستم های کنترل دما استفاده شود.برای نظارت و کنترل از راه دور قادر به اتصال به شبکه خانگی از طریق Wi-Fi است.

ESP8266 می تواند در انواع دستگاه ها و سنسورهای IoT ادغام شود و آنها را قادر می سازد از طریق Wi-Fi به اینترنت متصل شوند.این شامل مناطقی مانند خانه های هوشمند ، اتوماسیون خانگی و شهرهای هوشمند است.

ESP8266 به دلیل سهولت در استفاده و ویژگی های قدرتمند ، به طور گسترده در آموزش و تحقیقات دانشگاهی مورد استفاده قرار گرفته و به یک ابزار مهم یادگیری و بستر تمرین در زمینه IoT و توسعه سیستم تعبیه شده تبدیل شده است.در دانشگاه های بزرگ و مؤسسات دانشگاهی ، ESP8266 به طور گسترده در برنامه های تدریس و تحقیقاتی برای کمک به دانشجویان و محققان در یادگیری و مهارت های توسعه سیستم IoT و تعبیه شده استفاده می شود.

ESP8266 سیستمی در میکروچیپ Wi-Fi CHIP (SOC) برای برنامه های اینترنتی اشیاء (IOT) تولید شده توسط سیستم های اسپرسف است.با توجه به هزینه کم ، اندازه کوچک و سازگاری با دستگاه های تعبیه شده ، ESP8266 اکنون به طور گسترده در دستگاه های IoT استفاده می شود.

تخته های ESP32 و ESP8266 تابلوهای شخص ثالث هستند.Arduino Cloud از هر دو یون V ariat پشتیبانی می کند اما نمی تواند تضمین کند که برخی از تابلوها بر اساس این کار SOCS.لیستی از تابلوهای توسعه آزمایش شده و پشتیبانی شده را می توان در اینجا یافت.

دروازه های قدیمی تراشه ESP8266 را در داخل دارند ، اما می توانید دروازه ESP8266 خود را به ESP32 قدرتمند بروزرسانی کنید.اگر نمی خواهید دروازه خود را با EMS-ESP32 به روز کنید ، سیستم عامل "قدیمی" همچنان همانطور که البته است ، کار خواهد کرد.

بله ، ارزان است.مانند آنچه در این مقاله ذکر شده است ، 5 دلار ESP8266 حتی ارزان تر از سنسورها است که از یک کانون پرتاب شده است.این بدان معناست که سنسورهای استفاده شده معمولاً با رویکردهای کم هزینه ساخته می شوند زیرا پس از راه اندازی توپ ها بی فایده خواهد بود.حتی اگر ، ESP8266 هنوز ارزان تر از سنسور است.