IoT z wykorzystaniem ESP8266

IoT (ang. Internet of Things – Internet rzeczy ) jest koncepcją w której otaczające nas urządzenia będą wykorzystywać internet aby komunikować się między sobą, żeby lepiej spełniać swoje zadania.

Każde urządzenie musi zawierać podłączony do internetu komputer z zestawem wejść i wyjść aby móc to urządzenie monitorować i nim sterować. Komputer ten musi być tani, mały, pobierać niewiele energii i być programowalny.

Raspberry Pi oraz Arduino spełniają te wymagania, jest jednak układ który spełnia je bardziej: ESP8266 – chiński programowalny mikrokontroler wspierający TCP IP, WiFi, posiadający porty wejścia i wyjścia, niski pobór mocy. Jest on też naprawdę tani: od $0.50 w hurcie do $1 w detalu. Dodatkowo układ ten jest częściowo kompatybilny z Arduino dzięki czemu narzędzia stworzone dla tej popularnej płytki.

Sam chip nie nadaje się do zastosowań amatorskich ze względu na obudowę wymagającą montażu powieszchownego (SMD). Na szczęście są firmy sprzedające ten moduł przylutowany do płytki zawierającej prymitywną antenę wifi oraz bardziej przyjazne złącza. Przykładami takich płytek są NodeMCU oraz ESP01, Płytki te można w Polsce kupić między 10 a 20zł, w Chinach poniżej $3. Ja zdecydowałem się na zakup ESP01.

Płytka posiada 8 złączy:

• 3V3 – zasilanie zalecane napięcie to 3.3 Volt, zgodnie z tym wątkiem urządzenie działa stabilnie w zakresie 2.5-3.8V
• GND – masa
• Rx,Tx – Wykorzystywane do transmisji szeregowej, mogą też być przełączone w tryb „zwykłych” wejść/wyjść
• IO0, IO2 – piny wejścia/wyjścia
• RST – podanie napięcia na ten pin resetuje układ
• EN(CH_PD) – podanie napięcia na ten pin i reset pozwala przejść w tryb programowania.

Przygotowanie stanowiska pracy

Programy uruchamiane na ESP8266 można pisać w języku LUA albo w C++ w Arduino IDE. Ja wybrałem tą drugą opcję. Arduino IDE jest do pobrania na stronie: https://www.arduino.cc/en/Main/Software.

Arduino IDE instaluje sterowniki urządzeń USB, co wymaga uprawnień administratora.

Domyślnie Arduino IDE nie wspiera ESP, aby wspierało należy doinstalować „zarządcę płytków”. W oknie Arduino IDE należy wybrać File > Preferences i w polu „Additional board managers” wkleić:

https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

Po restarcie Arduino IDE należy kliknąć „Tools > Board: „XXXXXXXXXXXXXX” > Boards Manager …”, w polu tekstowym wpisać „ESP8266” i kliknąć install na elemencie: „esp8266 by ESP8266 Community”.

Na koniec należy kliknąć „Tools > Board: XXXXXXXX > Generic ESP8266 Module”.