return.true

Я чё-то аж прихрюкнул. Маме 62.

В прошлой части, мы с вами уже собрали датчик. В этой части сделаем индикатор температуры c LCD дисплеем. За основу взята плата Wemos D1 на микроконтроллере ESP-8266EX и дисплей на распространенном HD44780, у меня он уже был с адаптером для подключения по I2C.

Подключение дисплея к ESP-8266

Как я уже говорил выше, у меня дисплей был с адаптером для подключения через шину I2C. Схема подключения проще некуда:

Понадобятся всего 4 провода: 2 для питания экранчика и 2 для передачи данных.

LCD VCC - NodeMCU 5V

LCD GND - NodeMCU GND

LCD SCL - NodeMCU D1

LCD SDA - NodeMCU D2

У меня экранчик работал от 5 вольт, смотрите внимательно на вольтаж вашего.

Здесь прекрасно видно что куда подключено, справится каждый!

Подключение и прошивка

Прошивку будем заливать с помощью ESP8266Flasher.exe, как это сделать вы можете прочитать в прошлой части. Шаги будут практически идентичны. Отправляемся на https://nodemcu-build.com/ и собираем прошивку со следующими модулями: bit,cjson,dht,file,gpio,http,i2c,net,node,ow,pwm,rtctime,sntp,spi,tmr,uart,wifi

Пишем логику работы

Упрощенно логика работы такова: включаемся, подключаемся к wi-fi, получаем ip, получаем точное время с NTP сервера (см. файл ntp.lua), там в успешный коллбэк пишем переход к нашему main.lua. В нём вызовем updateLcdRow1(), updateLcdRow2() для обновления строк экранчика и при первом запуске создадим таймеры createTimers() для последующего обновления значений времени и температуры.

Что нужно изменить в файлах:

Файл init.lua: wifi.sta.config("YOUR_AP_NAME", "YOUR_AP_PASSWD")

Вместо YOUR_AP_NAME, YOUR_AP_PASSWD вписываем название своей точки доступа и пароль к ней.

Файл ntp.lua: sntp.sync('ru.pool.ntp.org', - можно указать свой адрес ntp-сервера.

Файл main.lua: tm = rtctime.epoch2cal(rtctime.get()+10800) 10800 секунд = 3 часа - это указание временной зоны. С ntp сервера мне приходило время по гринвичу, т.е. GMT+0. В связи с тем что в текущей реализации nodemcu работы с датой и часовыми поясами реализована слабо, пришлось сделать вот так. Для часового пояса отличного от GMT+3 надо прописать своё значение секунд здесь.

Дальше, вот здесь http.get("http://api.thingspeak.com/channels/999999/fields/1.json?api_...", надо указать свою ссылку и API ключ к вашему аккаунту на thingspeak.

В качестве ДЗ, здесь же можно добавить в фэйл коллбэк http.get() получение показаний с датчика локально, на случай если пропал интернет.

На картинке пример работающей платы с выводом отладочной информации.

Файл i2clcd.lua, писал не сам, нашел у индусов. Здесь возможно придется поправить адрес устройства или номера GPIO, если подключать будете к другим, нежели чем у меня.

Как всегда, все исходники можно скачать на github. https://github.com/nossSpb/nodemcu-ds18b20-tutorial/tree/mas...

В следующей части поставим android studio и напишем с вами простое приложение для просмотра данных на смартфоне. Делитесь своими идеями в комментариях, задавайте вопросы. Спасибо что дочитали до конца.

Подключение ESP-01 к компьютеру

Подключение ESP-01 к компьютеру происходит несколько сложнее, нежели чем знакомые всем arduino. Повторюсь, если бы у меня не было чипа ESP-01 в хозяйстве, то надо выбирать уже готовые наборы с необходимой “обвязкой” на борту. Для того чтобы подключить ESP-01 к компьютеру нам потребуется USB-TTL адаптер, макетная плата и набор проводов папа-мама для макетной платы. Также, немаловажную роль играет источник питания. В самом начале своих экспериментов я не придал этому значения, и есп-ха постоянно перезагружалась, переставала отвечать на команды. В общем, обязательно используйте отдельный источник питания.

На фото изображен USB-TTL адаптер на чипе CH340. Обратите внимание на перемычку, с помощью неё выбирается рабочее напряжение. Нам нужно 3.3V

Макетная плата с DC-DC преобразователем. К косе проводов уходящих направо подключалась ESP.

Настоятельно рекомендую для подключения ESP-01 к макетной плате использовать специальный адаптер, ищется на али по запросу Breadboard Adapter for ESP-01. Он показан на следующем фото. Он позволит вам стабильно воткнуть ESP в макетную плату, чтобы ничего не болталось на проводах. Плюс, что еще немаловажно на этом адаптере распаян конденсатор на 0.1µF для сглаживания питания. В дальнейшем его можно использовать и в готовом девайсе, чтобы иметь возможность быстро вытащить-заменить чип.

Breadboard Adapter for ESP-01 очень сильно облегчит подключение чипа к макетной плате. У меня такого в момент сборки девайса не было.

Вот моя схема подключения. Честно стырена с просторов инета, единственное я добавил емкость на 10µF в разрыв кнопки RST. А то, там толи дребезг кнопки был, толи хз.

«Напрямую» к питанию подключается только вывод VCC, остальные выводы: CH_PD, RESET, GPIO0, GPIO2, должны быть подтянуты к питанию (VCC) через резистор от 4,7 до 50 кОм. «Напрямую», к минусу (общему проводу) питания подключаем только GND, а GPIO0 подтягиваем (pulldown) тоже через резистор до 10k к GND для перевода модуль в режим загрузки прошивки. Об этом немного позже. Далее подключаем:

ESP8266 — RX ---> USB-TTL — TX,

ESP8266 — TX, ---> USB-TTL — RX.

Уже на этом этапе можно подать питание на схему, и убедиться что ничего не сгорело. При успешном старте заводской прошивки на модуле ESP8266 загорится красный светодиод (индикатор питания, на некоторых версиях модуля, например ESP-12, может отсутствовать) и пару раз мигнет синий (это индикатор передачи данных от модуля к терминалу по линии TX-RX, может иметь другой цвет).

Проверка подключения и прошивка

Для работы с esp мы будем использовать широко распространенную в узких кругах ESPlorer https://esp8266.ru/esplorer/#download Программа написана на java и будет без проблем работать под разными платформами (win, linux mac)

Подадим питание на модуль, запустим программу, выбираем нужный COM порт, и нажимаем open, и перезагрузим модуль. После этого в окне терминала мы увидим мусор из символов (из-за разных скоростей передачи) , а потом что-то типа:

wdt reset

load 0x40100000, len 25052, room 16

tail 12

chksum 0x0b

Это означает что модуль успешно стартует на стоковой прошивке и у вас есть с ним связь.

Отложим пока ESPlorer в сторону, он понадобится нам позже. Самое время прошить в наш модуль прошивку NodeMCU. Я выбрал эту прошивку по нескольким причинам: для обновления работы скриптов больше не нужно переводить модуль в режим прошивки, и нажимать кнопки на макетке (у меня все это дело немного глючило на макете) , возможность использовать готовые модули, наличие хорошей документации к API. Ссылка на документацию: https://nodemcu.readthedocs.io/en/master/

Благодаря сервису https://nodemcu-build.com/ мы можем собрать собственную версию прошивки только с теми модулями, которые нам нужны. Чем меньше модулей будет в прошивке, тем больше места останется для ваших данных и скриптов.

Заполняем email, ставим галочки на те модули что нам понадобятся, а именно: bit, CJSON, file, GPIO, HTTP, I²C, net, node, 1-Wire, timer, UART, WiFi и нажимаем Start Your Build.

Пока выполняется билд скачаем программу для прошивки. Если у вас не windows, то есть другие инструменты, например esptool, я использовал nodemcu-flasher https://github.com/nodemcu/nodemcu-flasher Скачиваем билд в зависимости от вашей операционной системы.

Проверяем почту, нам придет письмо с ссылками для скачивания нашей прошивки.

Примерно так будет выглядеть письмо. Скачиваем файл прошивки, нам нужна integer версия.

Теперь запускаем ESP8266Flasher.exe, переходим на вкладку Config, в первую строчку добавляем наш файл.

Переходим на вкладку Operation, перезагружаем нашу ESP-01 в режим прошивки таким образом: зажимаем кнопку FLASH и нажимаем RESET, отпускаем FLASH. Нажимаем Flash.

Если все прошилось успешно, ура-ура! Осталось совсем немного.

Теперь открываем ESPlorer, в правой части выбираем нужный порт, нажимаем Open и перезагружаем модуль нажав на кнопку RESET. Вы должны увидеть в терминале что-то похожее.

Пишем логику работы датчика

Логика работы датчика очень проста: после загрузки подключаемся к wi-fi точке, получаем ip-адрес. Один раз в минуту считываем показания и отправляем их в облако. Помимо этого создаем на 80 порту веб-сервер, обратившись к которому можно получить JSON с текущим значением температуры.

Дело за малым, создаем новый файлы, копируем в них содержимое и сохраняем в ESP, - Save to ESP. Прошивка NodeMCU предоставляет нам некий аналог файловой системы, можно сохранять, удалять файлы на ESP как на любой флэшке. При этом не требуется переводить модуль в режим прошивки, можно даже сделать обновление прошивки по воздуху.

Несколько слов отдельно стоит сказать про файл init.lua Именно он начинает исполнятся после загрузки модуля, и уже из него вызываются все остальные файлы на исполнение.

Точка-доступа и пароль задаются в этой строчке:

wifi.sta.config("YOUR_SSID_NAME", "YOUR_PASSWORD")

Вместо YOUR_SSID_NAME и YOUR_PASSWORD необходимо указать имя точки-доступа и пароль от неё. В моем случае настройки приходят с роутера по DHCP, поэтому ip-адрес здесь не указывается. В настройках роутера я закрепил за есп постоянный адрес.

Для сохранения данных мы будем использовать сервис https://thingspeak.com/

Там необходимо зарегистрироваться и создать канал. В один канал можно записывать сразу несколько показателей, например если помимо температуры мы бы измеряли влажность или что-то еще. Переходим на страницу API Keys и копируем оттуда Write API Key. Этот ключ необходимо вставить в файл application.lua на строчке 36 вместе YOUR_API_KEY

http.get("http://api.thingspeak.com/update?api_key=YOUR_API_KEY&fi..."..t, nil, function(code, data)

Также не забываем загрузить файл ds18b20.lua, в нем содержится логика для работы с датчикам DS18B20. Т.к. прошивку мы взяли integer, а температура является float числом, я этот файлик вероломно поправил для того, чтобы в результате работы возвращалась строка, но с разделителем точкой, как будто у нас есть поддержка работы с дробными числами.

Можно протестировать устройство, подключив датчик через макетную плату.

Вот принципиальная схема устройства, накидал быстренько.

После включения устройства у вас в канале на thingspeak должны появиться данные, а также вы должны смочь зайти на ip-адрес, который назначился вашей esp в браузере и увидеть примерно следующее:

{

"sensor-name": "balcony",

"temperature": 20.7500,

"chipID": 170827,

"espMac": "5c:cf:7f:02:9b:4b",

"espIp": "192.168.20.38",

"heap": 32040,

"timerTicks": 835632668

}

Формат выдачи данных вы можете поменять самостоятельно поправив файл application.lua

Финальная сборка устройства

Я запаял все на макетной плате под пайку, такой зеленой, с отверстиями. Стабилизатор питания отдельный, на AMS1117. Питается сейчас от старого БП роутера длинк на 5V, за несколько месяцев ESP ни разу не зависла. Жду пока приедут антенна и приемник катушки (ну когда же уже!!!!!), для того, чтобы питать датчик за окном без проводов. Ковырять и сверлить стеклопакеты на утепленном балконе не хочу.

Заключение

Вот мы и закончили с вами наш температурный датчик. Все исходники файлов можно скачать на github. https://github.com/nossSpb/nodemcu-ds18b20-tutorial/tree/mas... Осталось все это дело упаковать в герметичный корпус и повесить за окно. Помимо текущих показаний, мы также имеем историю измерений в облаке на thingspeak, и тоже можем с ней работать. Об этом я расскажу в следующей части. Делитесь своими идеями в комментариях, задавайте вопросы. Спасибо что дочитали до конца.

Привет, пикабу!

Все началось с того, что у меня уже довольно давно лежал чип ESP-01, один из самых первых, что появился на али. Очень долго до него не доходили руки, но наконец дошли. В предстоящей серии публикаций расскажу подробно о каждом этапе. Этой серией постов надеюсь разжечь интерес аудитории к микроконтроллерам и программированию, а также побудить повторить мой опыт. Видео не будет, будет много текста и картинок.

На картинке изображен модуль из второй части, который показывает текущие дату\время, показания датчика (датчик пока находится внутри квартиры)

Краткое содержание будущих частей:

Часть 1: Датчик на ESP-01 с беспроводным питанием за окно и температурным датчиком DS18B20. По шагам соберем с вами устройство, зальем прошивку, разберемся с esptool, ESPlorer, научимся сохранять данные в облако, а также показывать показания в браузере компьютера.

Часть 2: Модуль Wemos D1. Подключим экранчик через I2C, cделаем вывод показаний температуры с датчика на экран, соберем прошивку, сделаем синхронизацию времени через интернет, обсудим работу при потере интернет соединения.

Часть 3: Приложение под android. Установим android studio, сделаем приложение с одной activity, которое будет показывать температуру с нашего датчика.

На картинке изображен собранный ESP-01 в монтажной коробке, в финальной версии корпус изменился.

Часть 0. Вступительная. Что же такое ESP8266?

ESP8266 — микроконтроллер китайского производителя Espressif с интерфейсом Wi-Fi. Именно наличие wi-fi отличает данный контроллер от более известного и широко распространенного arduino. Да, многие, скажут, что к arduino возможно подключить соответствующий шилд, но зачем, если в данном микроконтроллере он встроен?

Существует множество модификаций данного чипа. В наших статья речь пойдет о подключении чипа ESP-01 и ESP-8266EX уже собранного с обвязкой от проекта wemos.cc (изображен на первой картинке)

На картинке изображены разные типы модулей ESP8266

С помощью данного чипа можно самому создать управляемые через wi-fi различные устройства: датчики температуры, света, давления; управляемые через интернет лампочки или розетки, - спектр применения очень широк. Если вы хотите в модный ныне IoT (internet of things), то с помощью данного чипа легко начать. Именно поэтому данные чипы так полюбились diy-мастерам по всему миру.

Буду рад ответить на вопросы в комментариях, конструктивная критика приветствуется. Как говорится, подписывайтесь чтобы не пропустить.

Всем спасибо.