ماژول وای فای (WIFI Module (ESP8266-01

ماژول وای فای (WIFI Module (ESP8266-01

معرفی اولیه ESP8266:

ESP8266 یکی از بهترین و ارزان ترین چیپ های وای فای موجود در بازار است. این محصول توسط کمپانی Espressif طراحی شده است. ESP8266 در اصل یک میکروکنترلر کم مصرف و پیشرفته می باشد که قابلیت WiFi نیز به آن افزوده شده است.

چیپ ESP8266 از یک هسته پردازنده 32 بیتی با نام Tesnsilica L106 بهره می برد که معماری آن بر اساس معماری RISC بنا نهاده شده است. ESP8266 اکثر امکانات میکروکنترلرها مانند GPIO و ADC  و بسیاری از پروتکل های ارتباطی مرسوم از جمله UART، I2S، I2C, SPI را داراست. فرکانس کاری این میکروکنترلر نیز به 80 تا 160 مگاهرتز می رسد.

مهم ترین ویژگی این چیپ، بخش فرستنده و گیرنده WiFi یا همان Tranceiver Wifi می باشد. این بخش با طراحی پیشرفته امکاناتی از قبیل انواع تقویت کننده ها و فیلترها را داراست و برد کاری بالایی را فراهم نموده است. بلوک دیاگرام داخلی این چیپ در تصویر زیر نشان داده شده است:

پین اوت چیپ ESP8266 در تصویر زیر نشان داده شده است:

ویژگی های چیپ:

• Built-in Tensilica L106 ultra-low power 32-bit CPU, main frequency supports 80MHz and160MHz, and RTOS;
• Built-in TCP/IP protocol;
• Built-in one-channel 10-bit high precision ADC;
• Outboard interface: HSPI, UART, I2C, I2S, IR Remote Control, PWM, GPIO;
• Deep sleep current is 10uA, the cut-off current is smaller than 5uA;
• Wake,connect and transmission data package within 2ms;
• The consume power is smaller 1.0Mw (DTIM3) when at stand by status;

ویژگی های Wi-Fi:

• Support 802.11 b/g/n/e/I;
• Support Station, Soft AP, Soft AP+STA mode;
• Support WiFi Direct (P2P);
• Support CCMP (CBC-MAC, computation mode), TKIP (MIC, RC4), WAPI (SMS4), WEP (RC4), CRC etc., for hardware acceleration.
• P2P finding, P2P GO mode/ GC mode and P2P power manage
• WPA/PA2PSK and WPS;
• 802.11 security certification: pre-certification and TSN
• Support 802.11n (2.4GHz);
• 802.1h/RFC1042 frame encapsulation;
• Support seamless roaming;
• Support AT remote update and cloud update (OTA);
• Support Smart Config function (including Android and Ios device)

انواع ماژول های طراحی شده با ESP8266:

با توجه به امکانات فوق العاده و قیمت بسیار مناسب، ESP8266 یکی از محبوب ترین چیپ های وای فای دنیاست که تاکنون فروش بسیار گسترده ای در سراسر جهان داشته است. با استفاده از این چیپ دوست داشتنی، ماژول های بسیاری توسط کمپانی های مختلف طراحی شده است.

هر کدام از ماژول های تولید شده دارای تفاوت هایی در نوع آنتن، تعداد پایه های ماژول، میزان حافظه خارجی و ابعاد هستند.

روشهای راه اندازی ESP8266:

بهتر است قبل از اینکه به معرفی ESP01 بپردازیم ابتدا کمی در مورد روش های راه اندازی این سری از محصولات صحبت نماییم. این ماژول ها با دو روش اصلی قابل استفاده میباشد.

1- استفاده از دستورات AT Command بر بستر سریال:

در این روش شما با استفاده از یک سری دستورات از قبل تعریف شده و از طریق پورت سریال با ماژول ارتباط برقرار میکنید. همان طور که در تصویر بالا نشان داده شده است، شما می توانید اطلاعات سنسورها و ماژول های مختلف را توسط یک میکروکنترلر دیگر قرائت کرده و از طریق پورت سریال و دستورات AT Command به ESP8266 ارسال نمایید و میکروکنترلر خود را به دنیای اینترنت متصل نمایید.

2- کد نویسی مستقیم در ESP8266

در این روش شما مستقیما در حافظه Flash میکروکنترلر ESP8266 کدنویسی انجام میدهید و دیگر نیاز به برد و میکرو واسط نخواهید داشت. در صورتی که نیاز به پایه های GPIO بیشتری داشته باشید می توانید از آی سی های توسعه دهنده IO استفاده کنید.

بررسی و مقایسه روشها:

هر کدام از روش های فوق کاربردها و طرفداران خاص خود را دارد. برای مثال روش اول برای پروژه های از قبل طراحی شده که نیاز به افزودن وای فای دارند بسیار مناسب است و یا برای پروژه های بسیار بزرگ نمی توان تنها به ESP8266 اکتفا نمود و نیاز به میکروکنترلر با امکانات و قدرت بیشتر وجود دارد. در این نوع پروژه ها از ESP فقط برای بخش وای فای استفاده می شود.

اما در عوض روش دوم برای پروژه های کوچک مناسب بوده و هم چنین می تواند در ارزان تمام شدن طراحی ها نیز کمک شایانی نماید.

پلفترم های برنامه نویسی:

در روش اول شما نیاز به کدنویسی ESP8266 ندارید اما در روش دوم می توانید از ابزارها و پلتفرم های مختلفی بهره ببرید. توسعه دهندگان بسیاری زیادی در این امر پا پیش گذاشته و هم اکنون شما می توانید توسط ابزارها و نرم افزارهای مختلف اقدام به راه اندازی این چیپ نمایید.  البته امکانات خارق العاده و انعطاف پذیری ESP8266 نیز در گسترش کیفیت و تنوع پلتفرم ها بی تاثیر نبوده است.

در ادامه چند ابزار را به شما معرفی خواهیم کرد:

• استفاده از SDK و پلتفرم توسعه شرکت Espressif تحت عنوان ESP8266 SDK – زبان برنامه نویسی C/C++، قابلیت کدنویسی در سیستم عامل و بدون سیستم عامل
• محیط توسعه آردوینو – زبان برنامه نویسی C
• برنامه نویسی به زبان Lua در محیط NodeLua
• برنامه نویسی با MicroPython
• Sming
• Simba OS
• ESP-Open-SDK
• ESP-Open-RTOS
• و محیط های دیگری که شما می توانید با زبان های جاوا اسکریپت، بیسیک، ویژوال (Visuino)، Lisp و Forth کدنویسی نمایید.

انتخاب هر کدام از پلفترم های مختلف به سلیقه شما و نوع پروژه شما بستگی دارد. در این بین محیط های SDK و آردوینو از محبوبیت بیشتری برخوردار هستند.

مدهای کاری ESP8266:

ماژول های ESP8266 می توانند در سه مد کاری کلی عمل نمایند:

1. مد Station
2. مد Soft Access Point
3. مد Soft Access Point + Station

هر کدام از مدهای کاری کاربرد مخصوص به خود را داراست. شرح بیشتر در تصاویر زیر نشان داده شده است.

ماژول ESP01:

ماژول ESP8266-01 یکی از اولین و بهترین ماژول های ساخته شده توسط چیپ ESP8266 می باشد. این ماژول دارای آنتن رو بردی و حافظه فلش خارجی است. این مدل ماژول به دلیل تعداد پایه های در دسترس کمتر و قیمت پایین تر، بیشتر برای کار با دستورات AT Command مناسب خواهد بود.

مشخصات و نقشه پایه های ماژول ESP01 در تصویر زیر نشان داده شده است.

برای کسب اطلاعات بیشتر به دیتاشیت محصول و لینک زیر مراجعه نمایید:

http://esp8266.net/