NodeMCU ESP8266 مبتنی بر میکروکنترلر به شبکه Wi-Fi متصل می‌شود تا یک سرور وب را ایجاد کند و درخواست‌های HTTP را برای کنترل یک دستگاه مدیریت کرده و اطلاعات سنسور موردنظر را بر روی یک صفحه وب نمایش دهد.
تکنولوژی وای فای
تکنولوژی Wi-Fi امکان ارتباط بین یک دستگاه و یک شبکه محلی بی‌سیم (wireless local area network (WLAN)) را فراهم می‌کند. دستگاه‌هایی همانند کامپیوترهای شخصی و چاپگرها، دوربین‌های دیجیتال و تلفن‌های همراه می‌توانند از فاصله ۲۰ متری در فضای داخلی با فاصله بیش‌تر در فضای بیرونی به یک نقطه دسترسی Wi-Fi متصل شوند. همانند ارتباطات بلوتوث و بی‌سیم، Wi-Fi در فرکانس GHz ۲.۴ کار می‌کند.
برخی شیلدهای Wi-Fi آردوینو که به برد Arduino Uno متصل می‌شوند مبتنی بر میکروتراشه ESP8266 Wi-Fi هستند. NodeMCU ESP8266 مبتنی بر میکروکنترلر قوی‌تر از Arduino Uno است و می‌تواند با Arduino IDE برنامه‌ریزی شود. در این فصل از NodeMCU ESP8266 برای ارتباط Wi-Fi استفاده می‌شود. برد توسعه WeMos D1 mini مبتنی بر میکروکنترلر ESP8266 است. این برد توسعه ارتباط Wi-Fi دارد، و می‌تواند بجای NodeMCU ESP8266 بکاربرده شود.
برد توسعه NodeMCU بر پایه ESP8266
برد NodeMCU ESP8266 در ولتاژ ۳.۳ ولت کار می‌کند و از طریق یک اتصال میکرو USB، که برای بارگذاری دستورات و ارتباط با یک کامپیوتر یا لپ تاپ نیز بکار می‌رود، تقویت می‌شود. با توجه به رگولاتور ولتاژ ۳.۳ ولت، کابل میکرو USB می‌تواند به ۵ ولت متصل شود. سه پایه خروجی ۳.۳ ولت، یک پایه ورودی ولتاژ ۵ ولت و چهار پایه زمین برای اتصال به دستگاه‌های دیگر وجود دارند. پایه‌های ورودی/ خروجی همه منظوره (GPIO) برای ارسال و دریافت داده سریال (به ترتیب GPIO1 و GPIO3) با ارتباطات I2C (GPIO 4,5) و SPI ( 12 تاGPIO 15) استفاده می‌شوند. ۴ پایه PWM ( GPIO 4,12,14 ,15) و یک پایه مبدل آنالوگ به دیجیتال (A0) وجود دارند. روی برد دو LED، یکی در کنار پایه D0 و دیگری در کنار اتصال میکرو USB به ترتیب بر روی پایه‌های GPIO 2 و GPIO16 وجود دارد که LED متصل به GPIO2 معادل LED_BUILTIN و اکتیو LOW است. کلید ریست برای شروع به کار مجدد میکروکنترلر می‌باشد. پایه‌های GPIO تحمل ۵ ولت را ندارند و حداکثر جریان یک پایه ۱۲ میلی‌آمپر است.
راه اندازی گام به گام NodeMCU ESP8266
پیش از اجرای دستورات چندین اقدام باید بر روی NodeMCU ESP8266 انجام شوند. ابتدا، پورت COM مجازی CP2012 (VCP) درایور USB به UART بر روی کامپیوتر نصب شود.
1.فایل zip را از آدرس زیر دانلود کنید:
www.silabs.com/ products/development-tools/software/usb-touart-bridge-vcp-drivers
2. پوشه CP210x Universal Windows Driver را استخراج کنید.
3. بر روی CP210x VCP Installer نسخه x64 یا x86 به ترتیب برای سیستم ۶۴ یا ۳۲ بیتی دوبار کلیک کنید.
4. برای مشخص کردن ۳۲ یا ۶۴ بیتی بودن یک سیستم روند زیر را دنبال کنید:
Control Panel ➤ System and Security ➤ System
نوع سیستم نمایش داده شده است.
5. به آدرس com/esp8266/Arduino بروید.
6.در بخش Installing with Boards Manager لینک زیر را کپی کنید:
http://arduino.esp8266.com/stable/ package_esp8266com_index.json
7. IDE آردوینو را باز کنید
8. به بخش File ➤ Preferences بروید.
9. لینک را در باکس Additional Boards Manager URLs قرار دهید و بر روی ok کلیک کنید.
کتابخانه‌های ESP8266 را در IDE آردوینو نصب کنید:
- Tools ➤ Board ➤ Boards Manager
- برای نمایش esp8266 توسط انجمن ESP8266 در بخش Filterعدد 8266 را وارد کنید.
- بر روی Install کلیک کنید.
- NodeMCU ESP8266 را به کامپیوتر یا لپ‌تاپ متصل کنید، اما از کابل شارژ USB استفاده نکنید.
- در مسیر Tools ➤ Board، NodeMCU 1.0 (ESP-12EModule) را انتخاب کنید.
- در مسیر Tools ➤ CPU Frequency، فرکانس 160 MHz را انتخاب کنید.
- در مسیر Tools ➤ Port، کانال COM مناسب را انتخاب کنید.
- برای اطمینان از صحت تنظیمات NodeMCU ESP8266 مثال LED چشمک‌زن (blink) را که در مسیر File ➤ Examples ➤ ESP8266 قرار دارد، اجرا کنید.
در IDE آردوینو می‌توان با شماره پایه GPIO یا D# به یک پایه اشاره کرد مانند int LEDpin = 2 یا int LEDpin = D4 .
برد توسعه WeMos D1 Mini
برد توسعه WeMos D1 mini مبتنی بر میکروکنترلر ESP-8266EX است و قابلیت وای فای دارد (شکل ۲ را مشاهده کنید). WeMos D1 mini در ولتاژ ۳.۳ ولت کار می‌کند و از طریق اتصال میکرو USB تغذیه می‌شود. کابل میکرو USB با توجه وجود رگولاتور ۳.۳ ولت می‌تواند به ۵ ولت متصل شود، یک پایه خروجی ۳.۳ ولت، یک پایه خروجی ۵ ولت، و یک پایه زمین برای اتصال به دستگاه‌های دیگر وجود دارد.
این برد دارای یک پایه مبدل آنالوگ به دیجیتال (A0)، ارتباط SPI (12تا GPIO 15) و I2C ( 5و GPIO 4)، و ۹ پایه ورودی دیجیتال است که تمامی پایه‌های ورودی دیجیتال بجز GPIO 16، PWM هستند. بر روی برد یک LED اکتیو LOW به پایه D4 یا GPIO 2 متصل است. دکمه ریست برای شروع مجدد (restart) کردن میکروکنترلر استفاده می‌شود. پایه‌های GPIO 5 ولت را تحمل نمی‌کنند و حداکثر جریان یک پایه 12 میلی‌آمپر می‌باشد.
درایور USB به سریال CH340G باید برای برد توسعه WeMos Di mini نصب شود. برای نصب مراحل زیر را انجام دهید:
- به آدرس wemos.cc/downloads بروید.
- CH340G Driver ➤ Windows را انتخاب کنید.
- فایل zip را بر روی دسکتاپ خود ذخیره کنید.
- فایل را باز کرده و برنامه CH341SER را به دستکاپ انتقال دهید.
- بر روی برنامه CH341SER راست کلیک کنید.
- Run as administrator را انتخاب کرده و درایور را نصب کنید.
- برای تکمیل نصب درایور کامپیوتر خود را restart کنید.
کتابخانه‌های ESP8266 باید همان‌طور که در بخش NodeMCU ESP8266 بیان شد نصب شوند.
- در IDE آردوینو از مسیر Tools ➤ Board، LOLIN (WEMOS) D1 R2 & mini را انتخاب کنید.
- در مسیر Tools ➤ CPU Frequency، 160 MHz را انتخاب کنید.
- پورت مربوطه را از مسیر Tools ➤ Port را انتخاب کنید.
