ESP8266EX — (Espressif Systems’ Smart Connectivity Platform — ESCP), микроконтроллер китайского производителя Espressif с интерфейсом Wi-Fi.
Помимо Wi-Fi интерфейса, микроконтроллер отличается возможностью исполнять программы из внешней флеш-памяти, взаимодействовать с внешним миром через 9 цифровых входов/выходов GPIO, один 10 разрядный аналого-цифровой преобразователь и один последовательный интерфейс SPI.
Ядром ESP8266EX является 32-битный микроконтроллер (MCU) Tensilica L106 с максимальной тактовой частотой 160 МГц, который отличает сверхнизкое энергопотребление и 16-разрядные инструкции с открытой архитектурой RISC . Операционная система реального времени (RTOS) включена в функции стека Wi-Fi, около 80% мощности процессора доступны для выполнения пользовательских программ и разработки приложений. ESP8266EX требует минимального количества внешних схем , имеет стандартные цифровые интерфейсы для подключения периферийных устройств , антенные переключатели, ВЧ усилитель, усилитель мощности с низким уровнем шума, фильтры и модули управления питанием — все в одном компактном корпусе.
Микроконтроллер привлек внимание в 2014 году в связи с выходом первых продуктов на его базе и их необыкновенно низкой цене. Весной 2016 года началось производство ESP8285, совмещающей ESP8266 и флеш-память на 1 МБайт. Осенью 2015 года Espressif представила развитие линейки — микросхему ESP32.[1]
На сегодняшний день выпускается огромное количество модулей на микроконтроллере ESP8266, поэтому мы не будем делать обзора существующих конструкций так как они все в той или иной мере похожи друг на друга.
Для простоты изучения изделия мы возьмём оптимальный модуль по цене/качество от фирмы WeMos D1 Mini Pro, как наиболее удачную конструкцию в этом сегменте модулей на ESP8266EX.
Рис. 1 Блок-схема ESP8266EX
0b-esp8266_system_description_en (1)
Аналоговая часть схемы голубого цвета:
ВЧ Балун — устройство для согласования высокочастотных (ВЧ) каскадов ESP8266EX с антенной (от англ. balun — balanced-unbalanced)
ФАПЧ — Фазовая АвтоПодстройка Частоты (, англ. PLL ) phase-locked loop or phase lock loop
ГУН — Генератор, управляемый напряжением (, англ. VCO) — voltage-controlled oscillator
Блок управления энергопотреблением (, англ. PMU ) power management unit
Цепи смещения — электрические цепи смещения определяют производительность усилителя высокой частоты при изменении температуры
Цифровая часть схемы бежевого цвета:
SRAM — Статическая память с произвольным доступом (, англ. SRAM) — static random access memory
КДС — Контроллер доступа к среде (, англ. MAC ) — Media Access Controller
Флеш-память — (, англ. flash memory)
Секвенсор — аппаратное или программное устройство для записи в реальном времени и считывания данных через буфер оперативной памяти из флеш-памяти (от англ. sequence — «последовательность»)
Интерфейсы ввода-вывода общего назначения (GPIO)
D1 Mini Pro
Особенности:
- 11 цифровых входов и выходов
- Прерывание / ШИМ / I2C / однопроводный интерфейс 1-Wire
- 1 аналоговый вход (3.2V макс вход)
- 16M байт (128M бит) флеш-памяти
- Разъем для внешней антенны
- Встроенная керамическая антенна
- Новый преобразователь интерфейсов USB — вход/выход —UART: CP2104
- Того же размера, как ранее выпущенный модуль WeMos D1 мини, но c большей флеш-памятью
Руководство:
- Начало работы в Arduino
- Начало работы в NodeMCU
| микроконтроллер | ESP-8266EX |
| Рабочее напряжение | 3.3V |
| Цифровые входы-выходы (Pins) | 11 |
| Аналоговый вход | 1 (Max вход: 3.2V) |
| Тактовая частота | 80МГц / 160 МГц |
| Флеш-память | 16М байтов |
| Длина | 34.2mm |
| Ширина | 25.6mm |
| Вес | 2.5g |
| Вывод | функция | ESP-8266 Pin |
| TX | TXD | TXD |
| RX | RXD | RXD |
| A0 | Аналоговый вход, макс 3.3V вход | A0 |
| Д0 | IO | GPIO16 |
| D1 | IO, SCL | GPIO5 |
| D2 | IO, SDA | GPIO4 |
| D3 | IO, 10k подтягивающий | GPIO0 |
| D4 | IO, 10k подтягивающий, BUILTIN_LED | GPIO2 |
| Д5 | IO, SCK | GPIO14 |
| D6 | IO, MISO | GPIO12 |
| D7 | IO, MOSI | GPIO13 |
| D8 | IO, 10k Pull-вниз, SS | GPIO15 |
| г | земля | GND |
| 5V | 5V | — |
| 3V3 | 3.3V | 3.3V |
| RST | Сброс | RST |
U1 RT9013 — Стабилизатор напряжения, преобразует напряжение 5 Вольт в 3.3 Вольт
RT9013 Технический паспорт
| Наименование | RT9013 | Richtek технологии | ||
| Описание | DC Стабилизатор (регулятор) напряжения, с максимальной силой тока нагрузки 500мА, с малым падением напряжения, низким уровнем собственных шумов, сверхбыстродействующий, без защиты от короткого замыкания. CMOS LDO Regulator | |||
RT9013 PDF Технический паспорт  |
||||
|
||||
U2 UMH3N — два биполярных высокочастотных npn транзистора
UMH3N Технический паспорт
| Наименование | UMH3N | ROHM SemiconductorЦентральный Semiconductor | ||
| Описание | Два биполярных высокочастотных NPN транзистор общего назначения | |||
UMH3N Технический паспорт PDF :  |
||||
|
||||
U3 CP2104 — USB — UART Мост
CP2104 Технический паспорт
| Наименование | CP2104 | Silicon Laboratories | ||
| описание | USB DRIVER CUSTOMIZATION | |||
| CP2104 Технический паспорт PDF |
||||
|
||||
U4 ESP8266EX Микроконтроллер
U5 W25Q128F — Последовательная флеш-память (NOR Flash)
SpiFlash ® Memories с SPI, Dual-SPI, Quad-SPI и QPI при программировании на Arduino IDE этот параметр необходимо учитывать в настройках выбираемой платы.
|
W25Q128FV Технический паспорт
|
||||||||||||
Области применения ESP8266EX:
1 Интеллектуальные электрические соединители (розетки)
2 Домашняя автоматизация
3 Mesh сети
4 Промышленное беспроводное управление
5 Детские игрушки
6 IP-камеры
7 Сенсорные сети
8 Мобильная электроника
9 Wi-Fi на расположение устройства
10 ID метки безопасности
11 Wi-Fi маяки систем позиционирования
В этом контексте существенный интерес представляет, также, «связка» ESP-12F WeMos D1 WiFi и Arduino UNO.
Такой «тандем» позволяет выйти на реализацию ТехноСферы (как некоего обобщенного информационного пространства, в рамках домашней WI-FI сети, для информационного обмена между соответствующими программно-техническими средствами (включая, «ПК под Windows»; «Телефон/Планшет под Android»; «WeMos + Arduino UNO»)).
См., например, примеры здесь:
roamer55.ru/main_programming/arduino/arduino_technosphere_000/arduino_technosphere_000_005/