Introduction to nodemcu v3

esptool.py¶

esptool.py was started as a ESP8266 community effort but has since been adopted by Espressif. It’s their officially recommended way to flash firmware to ESPxxx chips.

1. Install drivers for USB-to-serial. Which driver you need depends on the ESP8266 module or USB-to-serial converter you use.
2. Install either Python 2.7 or Python >=3.4 on your system if it’s not available yet.
3. Connect USB cable to device and computer.
4. (also installs pySerial)

is for most ESP8266 ESP-01/07 (512 kByte modules) and for most ESP32 and ESP8266 ESP-12 (>=4 MByte modules). ESP8285 requires .

The is 115200. Most hardware configurations should work with 230400 dependent on OS, driver, and module. NodeMCU and WeMos modules are usually ok with 921600.

More details available on esptool.py GitHub repo.

Режимы работы ESP8266

Одна из важнейших функций, которую обеспечивает ESP8266, заключается в том, что он может не только подключаться к существующей Wi-Fi сети и работать в качестве веб-сервера, но он также может устанавливать собственную сеть, позволяя другим устройствам подключаться непосредственно к нему и получать доступ к веб-страницам. Это возможно, потому что ESP8266 может работать в трех разных режимах: режим станции, режим точки доступа и оба первых режима одновременно. Это обеспечивает возможность построения ячеистых сетей.

Режим станции (STA)

ESP8266, который подключается к существующей сети W-iFi (созданной вашим беспроводным маршрутизатором), называется станцией (Station, STA).

Рисунок 2 – Демонстрация режима Station ESP8266 NodeMCU

В режиме STA ESP8266 получает IP адрес от беспроводного маршрутизатора, к которому подключен. С этим IP адресом он может настроить веб-сервер и выдавать веб-страницы на все подключенные к существующей Wi-Fi сети устройства.

Режим точки доступа (AP)

ESP8266, который создает свою собственную сеть Wi-Fi и действует как концентратор (точно так же как маршрутизатор Wi-Fi) для одной или нескольких станций, называется точкой доступа (Access Point, AP). В отличие от Wi-Fi роутера, он не имеет интерфейса к проводной сети. Такой режим работы называется Soft Access Point (soft-AP). Максимальное количество станций, которые могут к нему подключиться, ограничено пятью.

Рисунок 3 – Демонстрация режима Soft Access Point ESP8266 NodeMCU

В режиме AP ESP8266 создает новую сеть Wi-Fi и устанавливает для нее SSID (имя сети) и присваивает себе IP адрес. По запросу на этот IP адрес он может выдавать веб-страницы всем подключенным к этой сети устройствам.

Troubleshooting

If you try to upload a new sketch to your ESP8266 and you get this error message “esptool.FatalError: Failed to connect to ESP8266: Timed out waiting for packet header“. It means that your ESP8266 is not in flashing/uploading mode.

Having the right board name and COM port selected, follow these steps:

• Hold-down the “BOOT/FLASH” button in your ESP8266 development board
• Press the “Upload” button in the Arduino IDE to upload your sketch:

• When you see the  “Connecting….” message in your Arduino IDE, release the finger from the “BOOT/FLASH” button
• After that, you should see the “Done uploading” message

Your ESP8266 should have the new sketch running. Press the “ENABLE/RESET” button to restart the ESP8266 and run the new uploaded sketch.

The ESP8266 Module

The ESP8266 module is a IoT device consisting of a 32-bit ARM microprocessor with support of WIFI network and built-in flash memory. This architecture allows it to be programmed independently, without the need of other microcontrollers like the Arduino, for example.

The problem is that, to create a development environment  focused in the ESP8266, we need to build a circuit with other integrated components to facilitate the work. That’s why several projects arose of boards that incorporate the ESP8266, from which we highlight the following:

• NodeLHC
• ESP201
• Wemos D1
• Adafruit HUZZAH ESP8266
• NodeMCU

In this article, we will use the NodeMCU board as an example, but the design can be easily adapted to any other ESP8266 platform.

Краткое описание языка Lua

Язык Lua обладает простым синтаксисом и мощными конструкциями описания данных, которые основаны на массивах и расширяемой семантике. Этот мощный язык программирования используется для создания программного обеспечения, расширения различных игр. В отличие от остальных языков Lua обладает более гибкими и более мощными конструкциями.

Мигание светодиодами на Lua

Можно рассмотреть простейшую схему – мигание светодиодом. Этот пример поможет изучить работы с контактами GPIO. Светодиод нужно подключить как показано на схеме.

Затем нужно записать следующий скетч в левое окно ESPlorer:

gpio.mode (pin_number, gpio.OUTPUT) // установка рабочего режима на выход

gpio.write (pin_number, gpio.HIGH)// установка высокого уровня

gpio.write (pin_number, gpio.LOW)// установка низкого уровня

gpio.serout (1, gpio.HIGH, , 10, 1) // установка мигания светодиодом 10 раз

После нужно сохранить скрипт с названием init.lua. Сразу после этого начнется автоматическая загрузка написанного кода в отладочную плату и его выполнение. Если операция выполнена успешно, отладочная плата начнет мигать светодиодом.

Важно отметить, что плата самостоятельно выполняет скрипт, подключение к компьютеру нужно только для подачи питания

Introducing ESP8266 Timers

For this tutorial, we’ll use timers. We want the LED to stay on for a predetermined number of seconds after motion is detected. Instead of using a delay() function that blocks your code and doesn’t allow you to do anything else for a determined number of seconds, we’ll use a timer.

delay() vs millis()

The delay() function accepts a single int number as an argument. This number represents the time in milliseconds the program has to wait until moving on to the next line of code.

When you call delay(1000) your program stops on that line for 1 second. delay() is a blocking function. Blocking functions prevent a program from doing anything else until that particular task is completed. If you need multiple tasks to occur at the same time, you cannot use delay(). For most projects you should avoid using delays and use timers instead.

Using a function called millis() you can return the number of milliseconds that have passed since the program first started.

Why is that function useful? Because by using some math, you can easily verify how much time has passed without blocking your code.

Blinking an LED using millis() (without delay)

If you’re not familiar with millis() function, we recommend reading this section. If you’re already familiar with timers, you can skip to the PIR motion sensor project.

The following snippet of code shows how you can use the millis() function to create a blink project. It turns an LED on for 1000 milliseconds, and then turns it off.

How the code works

Let’s take a closer look at this blink sketch that works without the delay() function (it uses the millis() function instead).

Basically, this code subtracts the previous recorded time (previousMillis) from the current time (currentMillis). If the remainder is greater than the interval (in this case, 1000 milliseconds), the program updates the previousMillis variable to the current time, and either turns the LED on or off.

Because this snippet is non-blocking, any code that’s located outside of that first if statement should work normally.

You should now be able to understand that you can add other tasks to your loop() function and your code will still be blinking the LED every one second.

You can upload this code to your ESP8266 to test it. The on-board LED should be blinking every second.

Распиновка ESP8266 NodeMCU

С внешним миром ESP8266 NodeMCU соединяют всего 30 выводов. Ниже показана распиновка отладочной платы.

Рисунок 6 – Распиновка ESP8266 NodeMCU

Для простоты мы сгруппируем выводы с аналогичными функциями.

Выводы питания – на плате расположено четыре вывода питания, а именно: один вывод VIN и три вывода 3.3V. Если у вас есть стабилизированный источник напряжения 5 В, вывод VIN можно использовать для непосредственного питания ESP8266 и его периферии. Выводы 3.3V – это выходы встроенного стабилизатора напряжения. Эти выводы могут использоваться для подачи питания на внешние компоненты.

GND – это вывод земли отладочной платы ESP8266 NodeMCU.

Выводы I2C используются для подключения всех видов датчиков и периферийных устройств на шине I2C в вашем проекте. Поддерживаются и I2C Master, и I2C Slave. Работа интерфейса I2C может быть реализована программно, а тактовая частота составляет максимум 100 кГц. Следует отметить, что тактовая частота I2C должна быть выше самой низкой тактовой частоты из ведомых устройств.

Выводы GPIO На ESP8266 NodeMCU имеется 17 выводов GPIO, которые можно назначать программно на различные функции, такие как I2C, I2S, UART, PWM, дистанционное инфракрасное управление, светодиодный индикатор и кнопка. Каждый включенный вывод GPIO может быть настроен либо на внутреннюю подтяжку к земле или к шине питания, либо установлен на высокоимпедансное состояние. При конфигурировании на вход для генерирования прерываний процессора он может быть настроен на срабатывание либо по фронту, либо по спаду.

Вывод ADC подает сигнал на имеющийся в NodeMCU, встроенный 10-разрядный прецизионный аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения (SAR ADC). С помощью этого АЦП могут быть реализованы две функции: проверка напряжения питания на выводе VDD3P3 и проверка входного напряжения на выводе TOUT (но не одновременно).

Выводы UART ESP8266 NodeMCU имеет 2 интерфейса UART, то есть UART0 и UART1, которые обеспечивают асинхронную связь (RS232 и RS485) и могут обмениваться данными со скоростью до 4,5 Мбит/с. Для связи можно использовать UART0 (выводы TXD0, RXD0, RST0 и CTS0), который поддерживает управление потоком. UART1 (вывод TXD1) поддерживает только сигнал передачи данных, поэтому он обычно используется для печати журнала событий.

Выводы SPI ESP8266 имеет два интерфейса SPI (SPI и HSPI), поддерживающих и ведомый (slave), и ведущий (master) режимы. Эти интерфейсы SPI также поддерживают следующие функции SPI:

• 4 режима синхронизации передачи SPI;
• до 80 МГц и тактовые частоты, полученные делением 80 МГц;
• до 64 байт FIFO.

Выводы SDIO ESP8266 имеет защищенный цифровой интерфейс ввода/вывода (SDIO, Secure Digital Input/Output Interface), который используется для прямого подключения карт SD. Поддерживаются 4-битный 25 МГц SDIO v1.1 и 4-битный 50 МГц SDIO v2.0.

Выводы PWM На плате имеется 4 канала широтно-импульсной модуляции (PWM). Выход ШИМ может быть реализован программно и использован для управления двигателями и светодиодами. Частотный диапазон ШИМ регулируется от 1000 мкс до 10000 мкс, то есть от 100 Гц до 1 кГц.

Выводы управления используются, как ни странно, для управления ESP8266. Эти выводы включают в себя вывод включения микросхемы EN, вывод сброса RST и вывод пробуждения WAKE.

• Вывод EN – микросхема ESP8266 включена, когда на вывод EN подается высокий логический уровень. При низком логическом уровне микросхема работает на минимальной мощности.
• Вывод RST используется для сброса микросхемы ESP8266.
• Вывод WAKE используется для вывода чипа из глубокого сна.

Подготовка программного обеспечения

NodeMCU в данном проекте из Китая, поэтому используется USB-чип CH341. Нужно установить драйвер для CH341. Драйвер вы сможете скачать ниже, распаковать и установить на свой компьютер.

Далее, для использования с Arduino IDE нам нужно добавить библиотеку плат. Откройте Arduino IDE:

• Инструменты -> Плата -> Менеджер (Tools —> Board —> Board manager).
• Найдите «esp8266 by ESP8266 Community» и установите.
• Файлы -> Настройки (Files —> Preferences).
• Заполните поле Additional Board Manager URL:
  http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
• Инструменты -> Плата -> NodeMCU 1.0 (Tools —> Board —> NodeMCU 1.0).

В прикрепленном файле Arduino измените параметры соответствующим образом:

• SSID к вашему Wi-Fi
• пароль к вашему Wi-Fi

Вы также можете изменить контрольный пин на NodeMCU.

Скачать код проекта:

ESP-07

Особенности этого модуля — керамическая антенна и разъем для внешней антенны, металлический экран.

Подключение к IoT

Аппаратная часть

Работа с этим модулем, к сожалению, прошла не слишком гладко. Ни один из возможных вариантов подключения не сработал, и я, уже отчаявшись, решила удалять его описание из статьи. Но тут мне дали новый модуль и сказали попробовать еще раз — о чудо, он заработал с первого раза! В чем было дело и как сломался первый модуль, который я мучила, — неизвестно, но скорее всего он был убит нещадной статикой. Мораль этого лирического отступления такова — если у вас что-то не заработало по инструкции, написанной ниже, не вините инструкцию — сначала прозвоните и проверьте все контакты, а потом попробуйте на другом модуле.

1) Собираем схему

На фото этого и следующего модуля уже можно заметить резисторы. После неведомой поломки уже решила перестраховаться и поставила килоомники, хотя и без них все должно работать.

2) Переводим в режим программирования (необходимо каждый раз выполнять перед прошивкой модуля)

2.1) Отключаем питание от модуля2.2. Подключаем пин GPIO 0  к GND

2.2) Подключаем пин GPIO 0  к GND

2.3) Подключаем модуль к питанию

2.4) Железо готово, приступаем к программной части.

Программная часть

1) Выбираем плату: Tools (Инструменты) -> Board(Плата) Generic ESP8266 Module.

2) Вставляем подготовленный код.

3) Задаем данные для подключения Wi-Fi и идентификатор своего объекта на платформе.

4) Компилируем и загружаем скетч на плату.

5) Для обычной работы модуля (не для режима прошивки) пин GPIO 0 должен быть свободен, поэтому отключаем его от GND.

6) Переподключаем питание ESP-07 (например, вытаскиваем и вставляем обратно адаптер).

7) Видим появление данных на платформе.

В Китае

Step 2: Control Electrical Devices From User Web Browser Using Esp8266 Nodemcu

Hi, in this tutorial we will see how to control electrical devices like fan, light, etc., to turn on and off using esp8266 from a web browser. if you are bored with a dedicated device controller like an app or an remote which will be available for only one particular device but using this method all the device which support web browsing will be act as a controller for us.

Make sure all the devices are connected to the same router, this example doesn’t include a port forwarding function which will not allow us to control the device from outside the home network.

Components that you need for completing this project are very simple, you need to have an esp8266 wifi module and a relay, make sure you buying a 5v relay which very easy to use with esp chips doesn’t require external supply too. we can make use of the Vin pin of the nodemcu or if you are using a generic chip, you need to supply an external 5v to the relay.

For this example project I have used only 2 relay circuit, but the actual program wrote for connecting four relay module.

You can check the above video on how this thing works and how to connect your browser to the ip address returned from esp and all the details are included in this video.

Copy the below arduino code and paste into your Arduino IDE and upload the program to your nodemcu or any other esp devices that you are using, make sure to choose the correct port and device name from the board. also don’t forget to change the SSID and password to your Wi-fi settings.

This program for the esp8266 wrote to return the status of the device , which will in turn notify us with the device state in the browser which will also make the user to know which device has currently turned on or off.

Copy the above code and complete the process. Share and let others know about this tiny chip which can do dozens of magic.

if you like the above tutorial and if you want try out with cool projects you can also check this link here , that’s the amazon book link where you can use that book to make IoT with Esp8266 or Nodemcu, that books gives you basic coverage on how to do simple things and get yourself started with arduino and goes on developing projects like sending data to webserver and creating a webserver, uploading and controlling data from a webpage, how to interface TFT LCD and I2C devices and many more things can find on the link.

Шаг 3. Загрузите новый скетч «по воздуху»

А теперь давайте загрузим новый скетч по воздуху, т.е. через Wi-Fi.

Помните! Вам нужно добавлять код для OTA в каждый загружаемый вами скетч. В противном случае вы потеряете возможность прошивки через OTA и не сможете выполнять следующие загрузки через беспроводную сеть. Поэтому рекомендуется изменять приведенный выше код, включая в него ваш новый код.

В качестве примера мы включим простой скетч Blink в код BasicOTA. Не забудьте изменить переменные SSID и пароля на учетные данные вашей сети.

Изменения в программе BasicOTA выделены номерами строк.

В приведенной выше программе мы не использовали для мигания светодиода, потому что ESP8266 во время приостанавливает программу. Если следующий запрос OTA будет сгенерирован, когда ESP8266 приостановлен в ожидании прохождения задержки , ваша программа пропустит этот запрос.

Как только вы скопируете приведенный выше скетч в Arduino IDE, выберите Инструменты → Порт, и вы должны увидеть что-то вроде этого: esp8266-xxxxxx at ip_адрес_вашего_esp. Если подобного не будет, возможно, вам придется перезапустить IDE.

Рисунок 6 – Выберите порт OTA в Arduino IDE

Выберите порт и нажмите кнопку «Загрузить». Через несколько секунд новый скетч будет загружен. И вы должны увидеть на плате мигающий светодиод.

Рисунок 7 – Рабта тестового скетча Blink на ESP8266 NodeMCU

Подключение NodeMCU к компьютеру

Для начала работы с NodeMcu нужно подключить плату к компьютеру. Первым шагом будет установка драйвера CP2102 и открытие Arduino IDE. Затем нужно найти в «Файл» – «Настройки» и в окно «дополнительные ссылки для менеджера плат» вставить ссылку http://arduino.esp8266.com/versions/2.3.0/package_esp8266com_index.json.

После этого в меню «документы» – «плата» «менеджер плат» выбрать «esp8266» и установить последнюю версию. После проделанных действий в меню «инструменты» – «плата» нужно найти NodeMCU.

После того, как все необходимые данные будут установлены и скопированы, можно будет начать работать.

Introduction: Programming ESP8266 ESP-12E NodeMCU Using Arduino IDE — a Tutorial

By TheElectromaniaElectromaniaFollow

More by the author:

About: A Researcher, an Engineer and an electronics enthusiast

More About TheElectromania »

—Arduino-like hardware IO

—Event-driven API for network applicaitons

—10 GPIOs D0-D10, PWM functionality, IIC and SPI communicaiton, 1-Wire and ADC A0 etc. all in one board

—Wifi networking (can be uses as access point and/or station, host a webserver), connect to internet to fetch or upload data.

—excellent few $ system on board for Internet of Things (IoT) projects.

Recently, there has been interest in programming ESP8266 systems using Arduino IDE. Programming, of ESP8266 using Arduino IDE is not very straight forward, until it is properly configured. Especially because, the Input and output pins have different mapping on NodeMCU than those on actual ESP8266 chip.

I had request about showing how to program ESP-12E NodeMCU using Arduino IDE. I struggled myself earlier in the beginning, so thought of making this Instructable for beginners. This is quick guide/tutorial for getting started with Arduino and ESP8266 NodeMCU V2 ESP-12Ewifi module. (I think, this method can be used for other NodeMCU boards too. (or only ESP8266 boards, but with necessary hardware modifications and using FTDI modules for programming- not covered in this tutorial because, this is only for NodeMCU dev boards).

This Instructable gives quick intro to-1) Installing Arduino core for ESP8266 WiFi chip in Arduino IDE and Getting started with sketches written using Latest stable Arduino IDE 1.6.7

NOTE- To use NodeMCU V1 or V2 or V3 dev boards using Arduino IDE, we do not need to flash it with firmware using nodemcu flasher. It is required only if we intend to program NodeMCU using Lua script with esplorer etc.

Описание ESP8266 NodeMcu v3

Технические характеристики модуля:

• Поддерживает Wi-Fi протокол 802.11 b/g/n;
• Поддерживаемые режимы Wi-Fi – точка доступа, клиент;
• Входное напряжение 3,7В – 20 В;
• Рабочее напряжение 3В-3,6В;
• Максимальный ток 220мА;
• Встроенный стек TCP/IP;
• Диапазон рабочих температур от -40С до 125С;
• 80 МГц, 32-битный процессор;
• Время пробуждения и отправки пакетов 22мс;
• Встроенные TR переключатель и PLL;
• Наличие усилителей мощности, регуляторов, систем управления питанием.

Отличия от других модификаций

Платы поколения V1 и V2 легко отличить – они обладают различным размером. Также второе поколение оснащено улучшенной модификацией чипа ESP-12 и 4 Мб флэш-памяти. Первая версия, устаревшая, выполнена в виде яркой желтой платформы. Использовать ее неудобно, так как она покрывает собой 10 выходов макетной платы. Плата второго поколения сделана с исправлением этого недостатка – она стала более узкой, выходы хорошо подходят к контактам платы. Платы V3 внешне ничем не отличаются от V2, они обладают более надежным USB-выходом. Выпускает плату V3 фирма LoLin, из отличий от предыдущей платы можно отметить то, что один из двух зарезервированных выходов используется для дополнительной земли, а второй – для подачи USB питания. Также плата отличается большим размером, чем предыдущие виды.

Где купить модули NodeMCU и ESP8266

Сегодня на рынке доступно множество достаточно недорогих модификаций плат на базе ESP8266. Мы сделали небольшую подборку наиболее интересных вариантов:

Питание модуля NodeMcu

Подавать питание на модуль можно несколькими способами:

• Подавать 5-18 В через контакт Vin;
• 5В через USB-разъем или контакт VUSB;
• 3,3В через вывод 3V.

Преимущества NodeMcu v3

• Наличие интерфейса UART-USB с разъемом micro USB позволяет легко подключить плату к компьютеру.
• Наличие флэш-памяти на 4 Мбайт.
• Возможность обновлять прошивку через USB.
• Возможность создавать скрипты на LUA и сохранять их в файловой системе.

Недостатки модуля NodeMcu

Основным недостатком является возможность исполнять только LUA скрипты, расположенные в оперативной памяти. Этого типа памяти мало, объем составляет всего 20 Кбайт, поэтому написание больших скриптов вызывает ряд трудностей. В первую очередь, весь алгоритм придется разделять на линейные блоки. Эти блоки необходимо записать в отдельные файлы системы. Все эти модули исполняются при помощи оператора dofile.

При написании нужно соблюдать правило – при обмене данными между модулями нужно пользоваться глобальными переменными, а при вычислении внутри модулей – локальными

Также важно в конце каждого написанного скрипта вызывать функцию collectgarbage (сборщик мусора)

NodeMCU PyFlasher¶

Self-contained NodeMCU flasher with GUI based on Python, esptool.py (see below) and wxPython. A runnable .exe is available for Windows and a .dmg for macOS.

No installation required on Windows and macOS! Instructions how to run it on other platforms are available on the project site.

1. Install drivers for USB-to-serial. Which driver you need depends on the ESP8266 module or USB-to-serial converter you use.
2. Connect USB cable to device and computer.
3. Download then start PyFlasher
4. Select serial port, browse for firmware binary and set the flash options.

Note that this tool is not an official NodeMCU offering. It’s maintained by a NodeMCU team member as an individual, though.

Приложение для смартфона

Мы используем MIT App Inventor (ссылка) для создания приложения для телефона на Android. Вы можете зарегистрироваться бесплатно с помощью учетной записи Gmail. Если вы просто хотите использовать приложение, скачайте zip-файл, разархивируйте и установите home3.apk на свой телефон.

Команда для каждого выходного контакта очень проста:

• включить красный / выключить красный
• включить зеленый / выключить зеленый
• включить синий / выключить синий
• включить желтый / выключить желтый
• включить оранжевый / выключить оранжевый
• включить коричневый / выключить коричневый

И если вы хотите изменить команды — войдите в MIT App Inventor и измените home3.aiaas, согласно картинкам ниже:

• Проект -> Импорт проекта (.aia) (Project —> Import project).
• Переключиться на «Блокировать и изменить команду» (lock and modify command).
• После внесения изменений выберите: Build -> App (сохранить .apk).
• Установите ваше приложение

Краткое описание языка Lua

Язык Lua обладает простым синтаксисом и мощными конструкциями описания данных, которые основаны на массивах и расширяемой семантике.  Этот мощный язык программирования используется для создания программного обеспечения, расширения различных игр. В отличие от остальных языков Lua обладает более гибкими и более мощными конструкциями.

Мигание светодиодами на Lua

Можно рассмотреть простейшую схему – мигание светодиодом. Этот пример поможет изучить работы с контактами GPIO. Светодиод нужно подключить как показано на схеме.

Затем нужно записать следующий скетч в левое окно ESPlorer:

pin_number = 1

gpio.mode (pin_number, gpio.OUTPUT) // установка рабочего режима на выход

gpio.write (pin_number, gpio.HIGH)// установка высокого уровня

gpio.write (pin_number, gpio.LOW)// установка низкого уровня

gpio.serout (1, gpio.HIGH, {+990000,990000}, 10, 1) // установка мигания светодиодом 10 раз

После нужно сохранить скрипт с названием init.lua. Сразу после этого начнется автоматическая загрузка написанного кода в отладочную плату и его выполнение. Если операция выполнена успешно, отладочная плата начнет мигать светодиодом.

Важно отметить, что плата самостоятельно выполняет скрипт, подключение к компьютеру нужно только для подачи питания

Похожие записи:

Как выставить зажигание с помощью стробоскопа? Сигнализация действия защиты и автоматики Подключение потолочного светильника со светодиодами Книги по ардуино Правильная пайка проводов паяльником Птф солярис