راه اندازی ماژول ESP8266

راه اندازی ماژول ESP8266 ، اگر قبلا پروژه های تحت شبکه طراحی کرده باشید با پیچیدگی های  آن آشنا هسیتد و باید کلی اطلاعات در مورد پروتکل ها داشته باشید تا بتوانید  تبادل اطلاعات در شبکه داشته باشید. ما در پروژه مانیتورینگ سنسور ها تحت شبکه  و پروژه کنترل رله تحت شبکه با پروتکل های TCP/IP  و HTTP کار کردیم ولی زمان به سرعت داره تغییر میکنه و دنیای  5G , IOT نزدیک هست و پروژه هایی را باید طراحی کنیم که بتوانند تحت شبکه اینترنت کار کنند و بتوانند اطلاعات سنسور ها را با سرعت زیاد انتقال دهند و اطلاعات کنترلی را دریافت کنند ، در ادامه با میکرو دیزاینر الکترونیک باشید تا نحوه  راه اندازی ماژول ESP8266 را یاد بگیریم.

مزیت ESP8266

طراحی چنین پروژه هایی با کنترلرهای شبکه نظیر ENC28J60 امکان پذیر هست ولی هزینه طراحی را بالا میبرد و انعطاف پذیری کمتری دارد و اگر بخواهیم این شبکه تحت وایرلس باشد به تجهیزات بیشتری مثل اکسس پوینت نیاز خواهیم داشت.در این میان راه حل هایی از سال ها پیش ارائه میشد که بنظر من ماژول ESP8266 انقلابی در این طراحی ها بود که همه ی موارد لازم را در یک برد کوچک جمع کرد.

ماژول ESP8266 دارای نرم افزار داخلی هست که با کامنت ها (دستورات نوشتاری)میتوانیم با آن ارتباط برقرار کنیم و اگر با پیچیدگی های پروتکل های شبکه آشنا باشید میدانید که چقدر کار راحت شده ، درس های زیادی را دانشجویان شبکه و  ICT برای درک نحوه عملکرد    TCP/IP را در دانشگاه پاس میکنند ، به پاس طراحی آیسی ESP8266 نیازی به کالبد شکافی این پروتکل ها نیست.

یکی از خوبی های این ماژول وجود منابع آموزشی بسیار بالا هستش ، در ایران نیز سایت های مختلفی آموزش هایی را نوشتن که جا داره از همشون تشکر کنیم و امیدوارم بعضی دوستان این مطلب میکرو دیزاینر الکترونیک را در وبلاگ یا وبسایتشون کپی پیست نکنن و فقط لینک بدن به این مطلب . آموزش هایی مانند نحوه راه اندازی ماژول esp8266 ، نحوه اتصال ماژول به میکرکنترلر AVR ، نحوه راه اندازی ماژول با آردوینو ، نحوه اتصال ماژول به میکروکنترلر ARM و در نهایت پروژه هایی با این ماژول طراحی شده که همشون قابل استفاده و مفید هستن.

ویژگی های ماژول ESP8266

• 802.11 b/g/n
• Wi-Fi Direct (P2P), soft-AP
• Integrated TCP/IP protocol stack
• Integrated TR switch, balun, LNA, power amplifier and matching network
• Integrated PLLs, regulators, DCXO and power management units
• +19.5dBm output power in 802.11b mode
• Power down leakage current of <10uA
• 1MB Flash Memory
• Integrated low power 32-bit CPU could be used as application processor
• SDIO 1.1 / 2.0, SPI, UART
• STBC, 1×1 MIMO, 2×1 MIMO
• A-MPDU & A-MSDU aggregation & 0.4ms guard interval
• Wake up and transmit packets in < 2ms
• Standby power consumption of < 1.0mW (DTIM3)

اگر متوجه اصطلاحات موجود در قسمت ویژگی های ماژول نمیشید مهم نیست و فقط بدونید باهاش میشه بردهای الکترونیکی را به اینترنت و شبکه های WIFI وصل کرد 🙂

انواع ماژول ESP8266

این ماژول در مدل های مختلفی عرضه شده ESP-01, ESP-05, ESP-12, ESP-201 … و عملکرد همه آنها یکسان هست و در جزئیات باهم فرق دارند مثلا بعضی ها دارای آنتن دهی قوی تری هستن ، بعضی مدل ها برای محیط های صنعتی طراحی شدن و شیلد آلومنیومی دارن و بعضی ها پایه های اضافی برای کاربردهای خاص…

نکته مهم : به تازگی SDK ای برای ESP8266 منتشر شده که میتوانید نرم افزار (فریم ورک) داخلی آیسی ESP8266 را تغییر بدید و شخصی سازی کنید(مثلا از پایه های اضافی برای کاربردهای دلخواه استفاده کنید.).

همچنین اگر ماژول تان قدیمی باشه میتونید فریم ورکش را آپدیت کنید. برای این کار میتونید نرم افزار مخصوص این کار را دانلود و بعد ورژن جدید فریم ورک را دانلود و آن را آپدیت کنید که فعلا وارد بحثش نشیم.

اتصال ماژول به کامپیوتر جهت تست کامنت ها

ما در عمل این ماژول را روی بردهای میکروکنترلر دار نصب میکنیم ولی در مرحله اول بهتره با اتصال اون به کامپیوتر در محیط ترمینال سریال دستورات مختلف را بصورت بصری تست کنیم و بعد از یادگیری راه اندازی آن و دستورات مختلف آن میریم سراغ اتصال آن به میکروکنترلر… پروژه هایی را که دوس دارین با این ماژول انجام دهیم را در قسمت نظرات بنویسید.

قطعات مورد نیاز

• مبدل USB2Serial یا مبدل USB به سریال
• ماژول ESP8266-01
• سیم برد بردی از نوع یک سر نری یک سر مادگی

نکات مهم

• میتونید خودتان با آیسی FT232 مبدل درست کنید و یا از بازار بخرید ، قیمت نوع ارزانش 8 تومان هست در این تاریخ .
• ما از مدل ESP01 استفاده میکنیم ولی شما میتونید از مدل های دیگر هم میتوانید استفاده کنید.
• پایه های این ماژول را مستقیم نمی تونید به بردبرد وصل کنید پس باید یک ترفندی خودتان بزنید مثلا از سیم بردبردی یک سری نری یک سر مادگی میتونید استفاده کنید یا با برد سوراخ دار براش تبدیل درست کنید.

تغذیه ماژول

این ماژول با ولتاژ 3.3 ولت کار میکنه و اشتباهی به 5 ولت نزنید. مبدلی که میخرید سعی کنید 3.3 ولت باشه ، اگر نبود با روش های مختلف ولتاژ ها را هم سطح کنید. مثل استفاده از آیسی های تبدیل سطح و یا روش تقسیم ولتاژ مقاوتی و رگولاتور 3.3 ولت …

پایه های ماژول ESP8266

سری های مختلف ماژول دارای پایه های متنوعی هستن و برای کاربردهای خاص میشه ازشون استفاده کرد که در شکل بالا دیدیم ولی ما دم دست همین نوع ESP01 را داشتیم که 8 تا پایه داره و بصورت زیر به مبدل  USB2Serial وصل میشه.

ESP RX -> USB2Serial TX

ESP TX -> USB2Serial RX

ESP VCC -> USB2Serial 3.3V VCC

ESP GND -> USB2Serial GND

ESP CH_PD -> USB2Serial 3.3V VCC

ESP RST -> USB2Serial 3.3V VCC

برای راه اندازی اولیه پیکر بندی بالا نیاز هست و برای کاربردهای دیگر تغییر میکنه ، پایه ریست را میشه به میکروکنترلر وصل کرد تا در صورت لزوم ریستش کرد و همچنین پایه GPIO0 را هم به زمین وصل میکنیم تا فریم ورک ماژول را آپدیت کنیم…

ترمینال سریال

بعد از اتصال ماژول به مبدل USB2Serial  و نصب درایور مبدل که با توجه به نوع مبدل متفاوت هست ، حال نوبت به انتخاب یک نرم افزار ترمینال برای ارسال و دریافت دستورات میرسه که ترمینال زیر بنظر مناسب میرسه ، لینک دانلودش را میذارم انتهای نوشته (از قسمت دانلود نرم افزار های الکترونیک میتوانید نرم افزار Tera Term را نیز دانلود کنید.)  بعد از باز کردن ترمینال Baud Rate  را روی 115200 تنظیم کنید. در قسمت انتخاب پورت ها هم احتمالا برای شما فقط یک پورت باشه ولی اگر چندتا بود میتونید یکی یکی تست کنید یا برید قسمت Device Manager  کامپیوتر و چک کنید که مبدل شما روی چه پورتی هست. در لینوکس و سیستم عامل های دیگر هم نرم افزارهای مشابهی موجود هستن.

نکته خیلی مهم در مورد ماژول این هست که باید به همراه هر دستور [enter]   ارسال بشه . بعضی ترمینال ها خودشان اضافه میکنن و بعضی ها هم مثل بالا خودمان یک اینتر میزنیم و بعد دکمه ارسال را میزنیم و در میکروکنترلر هم کاراکتر اینتر را ارسال میکنیم.

دستورات یا AT COMMAND ها جهت راه اندازی ماژول ESP8266

همه ی دستورات ر از اینجا دانلود کنید:

دانلود

انوع مدهای کاری ماژول ESP8266

ماژول در مد های STATION  و Access Point میتونه کار کنه و همچنین همزمان میتونه در دو حالت نیز کار کنه.

• مد STATION : در این مد ماژول به wifi های اطراف خودش متصل میشه.
• مد Access Point : در این مد ماژول به عنوان یک Access Point عمل میکنه و دستگاه های مختلف میتونن به این سرویس دهنده وصل بشن.
• مد Both : در حقیقت در این مد ماژول همزمان در هر دو مد بالا کار میکنه.

با دستور AT+CWMODE? میتوانیم مد عملکرد ماژول را دریافت کنیم و با دستور زیر آن را در حالت Both قرار میدهیم.

مشاهده نام و پسورد ماژول با دستور AT+CWSAP

حال که نام ماژول در لیست وای فای ها یا بعبارت علمی تر SSID و پسورد اتصال به ماژول را مشاهده کردیم

راه اندازی ماژول در حالت سرور

میخواهیم با یک گوشی به آن وصل شویم و اطلاعاتی را برای آن بفرستیم. در حالت سرور ماژول آماده باش و در حالت گوش دادن هست تا اگر اطلاعات یا بهتره بگیم اگر درخواستی دریافت کرد به ان جواب دهد.

برای اینکه ماژول در حالت سرور کارکنه کامنت های زیر را به ماژول میفرستیم.

AT+CIPMUX=1[Enter] AT+CIPSERVER=1,8888[Enter]

بعد از ساخت سرور روی ماژول با برنامه هایی مانند Comm Operartor یا برنامه های مشابه مثل TCP Terminal  و غیره میتوانید ارتباط را برقرار کنید.

با تایپ دستور زیر اطلاعات اتصال ماژول میاد :

AT+CWSAP

 

با لپ تاپ   از قسمت لیست وای فای های اطراف به ماژول وصل شوید ;  رمز اتصال 123456789 و SSID اسم ماژول هست که ما به دلخواه تغییر دادیم با دستور زیر میتونید اطلاعات اتصال ماژول را مشاهده کنید.

آیپی پیش فرض ماژول 192.168.4.1 هست و پورت را هم روی 8888 تنظیم کردیم. حال در نرم افزار comm Operator   اطلاعات اتصال را وارد میکنیم.

بعد Open را میزنیم تا به سرور(ماژول)  کانکنت بشه بعد از اتصال در قسمت SEND مینویسیم و میفرستیم.

ارسال اطلاعات از کلاینت(نرم افزار) به ماژول(سرور)

در ترمینال سریال یا بهتره بگیم ماژول دریافت میکنیم:

ساختاراطلاعات دریافتی  بصورت زیر هست و با تجزیه این رشته در میکروکنترلر میتوانیم پاسخ مناسب را برای کلاینت ارسال کنیم.

+IPD,id,length:<Received data>

در حالت بالا اطلاعاتی (درخواستی) را از برنامه به ماژول (کلاینت به سرور) ارسال کردیم در ادامه  از سرور جواب درخواست  را میفرستیم.

ارسال اطلاعات از ماژول(سرور) به کلاینت(نرم افزار)

AT+CIPSEND=id,length

بصورت ساده ID شماره اتصال هست که 0 میذاریم (در مورد TCP تحقیق کنید متوجه میشید) و length هم تعداد کاراکتر هایی هست که میخواهیم ارسال کنیم.مثلا ما میخواهیم melec.ir را برای کلاینت بفرستیم. چون 8 کاراکتر هست پس length را روی 8 میذاریم.

AT+CIPSEND=0,8

بعد از ارسال دستور بالا ، جواب زیر را دریافت میکنیم

AT+CIPSEND=0,8

busy p…

OK

>

که متوجه میشیم کلاینت آماده دریافت اطلاعات هست و رشته Melec.ir را میفرستیم.

 

busy s…

Recv 8 bytes

SEND OK

اطلاعات دریافت شده در نرم افزار کلاینت:

دوستان عزیز به پایان آموزش رسیدیم و امیدوارم در ادامه آموزش ها بتوانیم بیشتر با این ماژول کار کنیم و حالت کلاینت ماژول و اتصال آن به یک روتر وای فای را هم یادبگیریم. نظرات خودتان را در قسمت دیدگاه ها بنویسید.

اگر این نوشته‌ برایتان مفید بود لطفا کامنت بنویسید.