Wie programmiere ich den ESP8266 WiFi-Prozessor?

ESP8266 ist ein 32-Bit-Mikroprozessor mit integriertem WiFi-Chip und TCP/IP-Stack.

Der ESP8266-Chip kann als einsatzbereites Modul erworben werden. Meist unter der Bezeichnung ESP-01 ESP-02 ESP-03 usw., wobei sich nur die Art der Implementierung unterscheidet. Diese Module enthalten einen Quarz, ein paar passive Bauteile, den ESP8266-Chip und einen Flash-Speicherchip, der über SPI angeschlossen wird und in den das Programm geladen wird.
Auf den verfügbaren Modulen ist ein Programm geladen, mit dem der Chip über AT-Befehle, ähnlich wie bei Telefonmodems, gesteuert werden kann. Das Gerät (z.B. ein Mikroprozessor) wird über eine serielle Leitung (RS232 TTL 3,3V) mit dem Modul verbunden. Das Gerät wird dann mit Hilfe eines solchen Moduls über WIFI mit dem Internet verbunden.

Das grundlegende Problem, auf das der Entwickler bei diesen mit dem ESP8266-Chip verkauften Modulen stößt, ist die Spannungsversorgung. Der Chip arbeitet mit 3,3V und benötigt in der Spitze bis zu 300mA. Diese sehr niedrige Spannung und der nicht ganz zu vernachlässigende Strom ist nicht ganz normal und es gibt keinen Stabilisator auf dem Modul. Daher muss man sich eine geeignete 3,3-V-Stromversorgung oder einen Stabilisator besorgen. Der 3,3V-Ausgang von Arduino oder USB-UART-Konvertern ist nicht ausreichend!

Über die serielle Verbindung wird nicht nur mit dem Modul kommuniziert, sondern es können auch Firmware-Updates auf das Modul geladen werden.
Dank der Tatsache, dass der Hersteller eine Dokumentation und ein komplettes SDK zur Verfügung stellt, ist es möglich, ein eigenes Programm zu entwickeln und auf das Modul zu laden! So entstanden schon bald einige sehr interessante Portierungsprogramme und sogar neue Programme:

• nodemcu ist eine virtuelle Maschine für esp8266, die in Lua geschriebene Programme ausführt.
• micropython für esp8266 Python kann auch zur Programmierung von Mikrocomputern verwendet werden, indem man micropython auf dem Gerät installiert.
• frankeinsten ist ein Programm, mit dem man den Mikrocontroller von der Kommandozeile aus konfigurieren kann, ähnlich wie man es tun würde, wenn man in ein Unix-System eingeloggt wäre.
• esphttpd ist ein HTTP-Server, der direkt auf dem Mikroprozessor läuft, und Sie können Prozessorzustände ändern oder Daten über das Web lesen.

Dadurch werden die Module zu einer eigenständigen Entwicklungsplattform und können völlig unabhängig voneinander genutzt werden. Der ESP8266-Chip selbst verfügt über mehrere Input-/Output-Pins und kann z.B. ein Programm von einer SD-Karte über SPI laden. Alle Möglichkeiten des ESP8266-Chips sind in der Dokumentation beschrieben.

Illustration der Lösung: Der ESP8266 SoC ist batteriebetrieben und hat einen Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor angeschlossen. Er betreibt einen Webserver und liefert die Messwerte über eine Webseite. Verbinden Sie sich einfach mit einem Mobiltelefon über WiFi - hier OpenMoko Neo Freerunner, aber natürlich können auch Android- und iOS-Handys verwendet werden.

Der ESP8266-Chip ist eine hervorragende Lösung für eine echte IoT-Lösung (Internet of Things) - was bedeutet, dass jedes Gerät mit dem Internet verbunden ist. Der Mikroprozessor ist außerdem günstig und sehr leistungsfähig. Dank der oben erwähnten Projekte sind keine großen Programmierkenntnisse erforderlich. Daher ist das IoT wirklich im Kommen....