Jak programovat WiFi procesor ESP8266

ESP8266 je 32 bitový mikroprocesor s integrovaným WiFi čipem a TCP/IP stackem.

Čip ESP8266 se dá koupit v již hotovém funkčním modulu. Obvykle pod označením ESP-01 ESP-02 ESP-03 atd. kde se liší pouze způsob provedení. Tyto moduly obsahují krystal, několik pasivních součástek, čip ESP8266 a čip s flash pamětí, která je připojena přes SPI a v této paměti je nahrán program.
Dostupné moduly mají v sobě nahrát program, kterým lze čip ovládat pomocí AT příkazů obdobně jako telefonní u modemy. Zařízení (například mikroprocesor) se modulem propojí pomocí sériové linky (RS232 TTL 3,3V). Zařízení pak pomocí takového modulu je připojeno k síti Internet přes WIFI.

Zásadní problém na který narazí vývojář u těchto prodávaných modulů s čipem ESP8266 je napájení. Čip pracuje na 3,3V a ve špičce potřebuje až 300mA. Toto velmi malé napětí a při ne úplně zanedbatelném proudu není úplně běžné a na modulu není žádný stabilizátor. Proto je potřeba obstarat nějaký vhodný 3,3V zdroj nebo stabilizátor. Výstup 3,3 V z Arduina nebo USB-UART převodníků nestačí!

Po sériové lince se s modulem nejen komunikuje, ale přes ní zle do modulu nahrávat i aktualizace firmwaru.
Díku tomu, že výrobce poskytuje dokumentaci a kompletní SDK je možno vyvinou a do modulu nahrát i vlastní program! Proto záhy vniklo několik velmi zajímavých portací programů a i nových programů:

• nodemcu je virtuální stroj pro esp8266, který vykonává programy napsané v jazyce Lua.
• micropython pro esp8266 i v Pythonu se dájí programovat mikropočítače stačí mít v zařízení micropython.
• frankeinsten je program který umožňuje mikrokontrolér konfigurovat z příkazové řádky podobně jako by jste byli přihlášeni na Unixový systém.
• esphttpd je HTTP server, který běží přímo na mikroprocesoru a přes web je možné upravovat stavy procesoru nebo vyčítat data.

Díky tomu se moduly staly sami o sobě vývojovou platformou a dají se použít i úplně samostatně. Sám čip ESP8266 má několik vstupních/výstupních vývodů a dokáže například pomocí SPI natáhnout program z SDkarty. Všechny schopnosti čipu ESP8266 jsou popsaný v dokumentaci.

Názorná ukázka řešení: SoC ESP8266 je napájen baterií a je k němu připojeno čidlo teploty a vlhkosti. Běží na něm web server a naměřenou hodnotu poskytuje pomocí webové stránky. Stačí se k němu připojit mobilním telefon přes WiFi - zde OpenMoko Neo Freerunner, ale použít lze samozřejmě i telefony s OS Android a iOS.

Čip ESP8266 je výborným řešením pro skutečné řešení ve smyslu IoT (Internet of Things) - tedy že každé zařízení je připojeno do Internetu. Mikroprocesor je navíc levný a velmi výkonný. Díky výše zmíněným projektům není třeba velkých programátorským znalostí. Proto IoT už skutečně přichází....