Microcontrolador ESP8266 e módulos ESP

Índice:

Introdução

O microcontrolador ESP8266EX mais chamado de ESP8266 é fabricado pela empresa tensilica.

Principais características

- Barramento interno de 32 bits;

- Sua tensão de alimentação típica é de 3,3V mas pode trabalhar com uma tensão entre 2,5 à 3,6V com corrente máxima de 80mA;

- Possui 17 pinos GPIO’s sendo utilizados 6 na comunicação com a memória flash externa sobrando 11 pinos;

- Possui comunicação UART/SDIO/SPI/I2C/I2S/IR/WiFi;

- A comunicação WiFi é de 2.4G podendo trabalhar com os padrões 802.11 b/g/n, possui pilha TCP/IP completa internamente
podendo trabalhar no modo Station, SoftAP, SoftAP+Station com os protocolos WPA/WPA2 e WEP/TKIP/AES;

- Sua programação pode ser via UART ou OTA;

- Os protocolos de comunicação de rede é IPv4 TCP/UDP;

- Possui memória flash externa onde é armazenado o programa do usuário;

- Possui conversor AD interno de 10 bits;

- A pinagem do microcontrolador está detalhada a seguir:

Os pinos 21, 22, 23, 18, 19 e 20 correspondentes aos GPIO’s 6, 7, 8, 9, 10 e 11 são usados na comunicação
com a memória flash externa.

Os melhores pinos para serem usados como saída são os pinos 16, 24, 10, 12 e 9 correspondentes aos
GPIO’s 4, 5, 12, 13 e 14, dano preferências para os GPIO’s 4 e 5 que são “puros”;

O microcontrolador ESP8266EX normalmente é integrado em um módulo possuindo, memória flash, cristal, etc.

Modos de boot

O módulo ESP verifica a cada boot os pinos GPIO’s 0, 2 e 15. Com base neles existem diferentes modos:

Para que o módulo trabalhe no modo normal (boot pela flash), devemos colocar um resistor de “pull-up”
de 3,3kΩ entre o 3,3V e o GPIO0 e outro resistor de 3,3kΩ entre o 3,3V e o GPIO2. Essa informação é
muito importante na hora do desenvolvimento do hardware.

O hardware mínimo para o funcionamento de qualquer módulo está apresentado a seguir:

A maneira mais simples de gravação de qualquer módulo utilizando um FTDI está apresentado a seguir:

Módulos ESP01 e ESP01S

Possui o microcontrolador ESP8266EX com memória flash externa, cristal, leds, antena e apenas 2 ou 4 GPIO’s.
Sua pinagem está descrita a seguir:

Pino	Pino no ESP8266	Fução
1	GND	GND da alimentação
2	GPIO1 / U0TXD	GPIO de uso geral ou TX da programação serial
3	GPIO2	GPIO de uso geral
4	CHIP_EN / CH_PD	Habilitador do chip, em condições de funcionamento esse pino deverá possui um pull up de 10kΩ
5	GPIO0	GPIO de uso geral / na programação este pino deverá ser aterrado
6	EXT_RST	Reset do chip, em condições de funcionamento esse pino deverá possui um pull up de 10kΩ
7	GPIO3 / U0RXD	GPIO de uso geral ou RX da programação serial
8	VCC	Alimentação de 3,3V

Normalmente são utilizados o GPIO0 e o GPIO2. O GPIO1 e GPIO3 são usados na gravação “in-circuit”.
Caso não haja necessidade da programação “in-circuit” esses pinos poderão ser utilizados como GPIO’s normalmente

Diferenças entre o ESP01 e ESP01S

A versão ESP01 possui 512kB de memória flash, possui led “power” na cor vermelha, possui led na cor azul ligado ao pino “TX”.

A versão ESP01S possui 1MB de memória flash, não possui led de alimentação, possui led na cor azul ligado ao pino “GPIO2”.

Programador para o ESP01/S

Para programar, pressione a chave Flash (com retenção) colocando o GPIO0 em “0” durante a programação, pressione a chave
(sem retenção) Reset e faça a programação através de um conversor usb/serial.

Esquemático do módulo ESP01-S

Módulo ESP12E/S/F

Fabricado pela AI-THINKER, o módulo ESP12 tem o mínimo de componentes necessários para o seu

O microcontrolador com os demais componentes estão dentro de uma proteção metálica.
Possui memória flash de 4MB (32Mb/8)e um led ligado ao GPIO2 acionado em “LOW”.

Os pinos estão distribuídos conforme a figura a seguir:

Os GPIOS 6, 7, 8, 9, 10 e 11 não poderão ser usados porque estão ligados na memória flash. Sobrando 11
pinos que podem serem usados como IO’s ou funções específicas.

O módulo ESP12 possui os seguintes modelos:

Basicamente as diferenças entre os modelos são:

- O modelo ESP12E é a primeira verão e os modelos S e F são versões melhoradas do modelo E.

- Uma diferença visível entre o modelo ESP12S os modelos ESP12E e ESP12F, é que os mesmos possuem os pinos utilizados
na comunicação da memória flash interna, o ESP12S já não possui.

- Outra diferença visível entre os modelos são as antenas, os modelos S e F possuem uma antena com layout melhorado.

Programador para o ESP12

O modo de programação é semelhante ao ESP01, basta colocar o GPIO0 em nível lógico “0”, pressionar a tecla reset e fazer
a programação utilizando os pinos TXD0 e RXD0 através de um conversor usb/serial.

O esquemático a seguir é mais detalhado sobre o programador:

O esquemático do modelo E está descrito na figura a seguir:

NodeMCU

É um módulo que integra o ESP12 com conversor usb-serial, regulador de 3,3V, chaves utilizadas na gravação e seus pinos estão disponíveis.

Sua pinagem está descrita a seguir:

Os pinos disponíveis para o usuário são os pinos que vão de D0 à D10 e o A0 juntamente com o EN, RST e alimentações. Os demais pinos
não poderão serem acessados. Na tabela seguinte podemos ver melhor a função de cada pino para o usuário:

A chave RST, faz o reset do módulo iniciando-o, durante esse processo o resistor do ESP12 acenderá;

A chave FLASH, coloca o pino GPIO0 em “low” através de um resistor de 470R para a programação.

O esquemático completo do módulo NodeMCU verão 1.0 está descrito a seguir:

A tensão máxima na entrada ADC do ESP12 é de 1V. No módulo possui um divisor resistivo que reduz a
tensão de 3,2V para 1V. O pino A0 está ligado na entrada do divisor de tensão.

Programador para ESP01 e ESP12 com FTDI

O circuito a seguir é um programador que pode programar tanto módulos ESP01 e ESP12 utilizando FTDI:

Anexo I - GPIO’s utilizados na tomada inteligente modelo Tuya