ESP8266 ESP-12 DoubleBlink

ESP8266 チップを使った WiFiモジュールの ESP-12 を触ってみました。

面白いことに、このモジュール単体でGPIOがあり、ArduinoIDEでプログラムを書き込みできてしまうという点です。

まずは、ハードウェアのHelloWorldであるLED点滅をやってみました。

ESP8266-DoubleBlink.mov 2015.05.08 08.45.29.660

モジュールはこんな感じでちっこいです。3.3Vで動作します。ブレッドボードに刺さらない2mmピッチなので下駄を履かせています。 基盤のしたにジャンパーを伸ばしてやらないと配線できませぬ。

ESP8266-DoubleBlink.mov 2015.05.08 08.46.59.348

そのうち、オフィシャルのArduinoIDE にも入るかと思いますが、以下からESP8266 をサポートしたIDEをゲットします。

 

esp8266/Arduino · GitHub

https://github.com/esp8266/Arduino

 

ESP8266-DoubleBlink.mov 2015.05.08 08.49.25.402

ボードにESP8266 が入っています。

ESP8266-DoubleBlink.mov 2015.05.08 08.49.36.091

書き込み装置には、esptool が入っています。

ESP8266-DoubleBlink.mov 2015.05.08 08.49.46.156

配線は以下のようにします。上にあるのは、5V to 3V のレギュレーターです。書き込みするときは、GPIO0 をGND に落としてやります。

aacf887cc59654663f08674be38c52c9

コードはダブルブリンクを以下のようにしてみました。

/*
 ESP8266 Double Blink Sample.
 Arduino-compatible IDE with ESP8266
 arduino-1.6.1-macosx-java-latest-signed.zip
 https://github.com/esp8266/Arduino
 JunkHack 2015.05.08
 */
 
void setup() {
  pinMode(0, OUTPUT);
}
 
void loop() {
  digitalWrite(0, HIGH);
  delay(400);
  digitalWrite(0, LOW);
  delay(100);
  digitalWrite(0, HIGH);
  delay(500);
  digitalWrite(0, LOW);
  delay(1000);
}

IDE から書き込みすると以下のようになります。

ESP8266-DoubleBlink.mov 2015.05.08 08.50.15.224

とりあえず、書き込み方法はわかりました。

映像は以下をどうぞ。

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=9TUboOLnz6A]

次回は、WiFi でコネクションする何かをやりたいですね。

面白いことに、透過モードにするファームウェアもあるので試してみたいですね。

 

ESP8266-transparent-bridge

https://github.com/beckdac/ESP8266-transparent-bridge

nWorld ESP8266で透過モードを使ってみた。

http://firtel.blogspot.jp/2015/01/esp8266.html

ESP12単体でwifi connection

単体でWifi に接続して、データをThingSpeak に投げるテストをしてみました。

 

IMG_0269

配線はこんな感じで、GPIO12 と 13 にLEDをくっ付けてみました。アクセスポイントにコネクションしたときにダブルブリンク、WEBにコネクションしているときは、点灯する感じです。

スクリーンショット 2015-05-09 16.13.41

まだ、センサーとかはつけていないのでカウンター値を上げてみました。

imageほほー、簡単ですね。

 

コードはこんな感じです。

/*
 ESP8266 HTTP get webclient test.
 https://thingspeak.com/channels/37124
 Arduino-compatible IDE with ESP8266
 arduino-1.6.1-macosx-java-latest-signed.zip
 https://github.com/esp8266/Arduino
 JunkHack 2015.05.09
 */
 
#include <ESP8266WiFi.h>
 
const char* ssid     = "JunkHack";
const char* password = "testtest";
 
const char* host = "184.106.153.149";
 
void setup() {
  pinMode(13, OUTPUT);
  pinMode(12, OUTPUT);
  Serial.begin(115200);
  delay(10);
 
  // We start by connecting to a WiFi network
 
  Serial.println();
  Serial.println();
  Serial.print("Connecting to ");
  Serial.println(ssid);
 
  WiFi.begin(ssid, password);
 
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
    digitalWrite(13, HIGH);
    delay(400);
    digitalWrite(13, LOW);
    delay(100);
  }
 
  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected");
  Serial.println("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}
 
int value = 0;
int count = 0;
 
void loop() {
  delay(5000);
  ++value;
 
  Serial.print("connecting to ");
  Serial.println(host);
 
  // Use WiFiClient class to create TCP connections
  WiFiClient client;
  const int httpPort = 80;
  if (!client.connect(host, httpPort)) {
    Serial.println("connection failed");
    return;
  }
  
  digitalWrite(12, HIGH);
  delay(1000);
  count += 1;

 
  // We now create a URI for the request
  String url = "/update?key=5GPL7J7EVNB5R8GE&field1=";
  url += count;
  Serial.print("Requesting URL: ");
  Serial.println(url);
 
  // This will send the request to the server
  client.print(String("GET ") + url + " HTTP/1.1\r\n" +
               "Host: " + host + "\r\n" +
               "Connection: close\r\n\r\n");
  delay(10);
 
  // Read all the lines of the reply from server and print them to Serial
  while(client.available()){
    String line = client.readStringUntil('\r');
    Serial.print(line);
  }
 
  // Close connection
  Serial.println();
  Serial.println("closing connection");
  digitalWrite(12, LOW);
}

ArduinoIDE のシリアルモニターでも見れますが、osx のCoolTermでは以下のように見れます。

Connection_Options__CoolTerm_0__と_CoolTerm_0

 

Menubar_と_Connection_Options__CoolTerm_0__と_CoolTerm_0

 

Connection_Options__CoolTerm_0__と_CoolTerm_0 2

 

Menubar_と_CoolTerm_0_と_Windows7__Running_

 

参考にさせて頂いたページ

ESP8266モジュールをArduinoとして使う

http://ehbtj.com/electronics/esp8266-as-arduino

 

ESP8266をUSB-TTLシリアル変換してWi-Fiの確認する

http://qiita.com/masato/items/a3b71f8a17b876be8f76

 

ESP8266 Wifi Temperature Logger

http://www.instructables.com/id/ESP8266-Wifi-Temperature-Logger/?lang=ja&ALLSTEPS

ESP12単体で光センサーアナログ読み

Aliexpress経由で購入した素材で遊びました。

20個で、98円のGL5528光センサーをつけてみました。

IMG_0269

20個で98円ということは、1個あたり約5円ですね。

esp12-cde_fzz_-_Fritzing_-__ブレッドボード_ビュー_

ADC にこんな感じでつけてみました。

当初ADC Pinにつけても値が拾えず、抵抗値を可変で調整したらうまく値が取れました。このADC-GND間の電圧は、強い光を当てた状態で約1.13Vくらいです。夜、電気をつけた状態で0.98Vくらい。手で覆うと0.6Vくらいになる感じです。

 

コードは以下のようです。エラー処理が抜けているのか、バグがあるのかわかりませんがちょっと不安定です。

/*
 ESP8266 HTTP get webclient.
 ADC Read test.
 https://thingspeak.com/channels/37124
 Arduino-compatible IDE with ESP8266
 arduino-1.6.1-macosx-java-latest-signed.zip
 https://github.com/esp8266/Arduino
 JunkHack 2015.05.09
 */
 
#include <ESP8266WiFi.h>
 
const char* ssid     = "JunkHack";
const char* password = "testtest";
 
const char* host = "184.106.153.149";

int WiFiConLed = 13;
int WEBconLed = 12;

void setup() {
  pinMode(WiFiConLed, OUTPUT);
  pinMode(WEBconLed, OUTPUT);
  Serial.begin(115200);
  delay(10);
 
  // We start by connecting to a WiFi network
 
  Serial.println();
  Serial.println();
  Serial.print("Connecting to ");
  Serial.println(ssid);
 
  WiFi.begin(ssid, password);
 
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
    digitalWrite(WiFiConLed, HIGH);
    delay(400);
    digitalWrite(WiFiConLed, LOW);
    delay(100);
  }
 
  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected");
  Serial.println("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}
 
int value = 0;
int count = 0;
int adc = 0;

void loop() {
  delay(5000);
  ++value;
 
  Serial.print("connecting to ");
  Serial.println(host);
 
  // Use WiFiClient class to create TCP connections
  WiFiClient client;
  const int httpPort = 80;
  if (!client.connect(host, httpPort)) {
    Serial.println("connection failed");
    return;
  }
  
  digitalWrite(WEBconLed, HIGH);
  delay(1000);
  count += 1;

  Serial.print("ADC: ");
  adc = analogRead(A0);
  Serial.println(adc);
 
  // We now create a URI for the request
  String url = "/update?key=5GPL7J7EVNB5R8GE&field1=";
  url += adc;
  Serial.print("Requesting URL: ");
  Serial.println(url);
 
  // This will send the request to the server
  client.print(String("GET ") + url + " HTTP/1.1\r\n" +
               "Host: " + host + "\r\n" +
               "Connection: close\r\n\r\n");
  delay(10);
 
  // Read all the lines of the reply from server and print them to Serial
  while(client.available()){
    String line = client.readStringUntil('\r');
    Serial.print(line);
  }
 
  // Close connection
  Serial.println();
  Serial.println("closing connection");
  digitalWrite(WEBconLed, LOW);
}

 

とりあえず、こんな感じで、データが投げられています。

ESP12_-_ThingSpeak

ESP8266 ESP-12 spec

ESP-12 モジュールがかなり気に入りました。ので、電源を考えるにあたり、正式なスペックを調査しました。

まず、このモジュールは、FCC のテストにパスしていてその資料がありました。

AdaFruit datasheets

http://www.adafruit.com/datasheets/ESP12FCCtestreport.pdf

FCC ID: 2ADUIESP-12

このレポートは、Shenzhen BCTC Technology Co., Ltd のFCC 認可されている機関のレポートです。

そのほか、細かな資料は、下記からもたどれます。

FCC ID Application Database

http://fccid.net/number.php?fcc=2ADUIESP-12&id=253176#axzz3ZlD9eKZd

 

この中のUser Manual を見ると、

 

AI-THINKER ESP—12 Wifi Manual V1.0 V2.1

http://fccid.net/document.php?id=2487404#axzz3ZlD9eKZd

 

MAXで300mA のようです。Soft-Off モードだとほとんど消費しませんね。これはどうやってこのモードにするんでしょうかね。何かコマンドがあるかとは思いますが。そのうち調べることにします。

FCCID_NET-2487404__1__pdf

 

FCCID_NET-2487404__1__pdf 2

データをWiFi で飛ばすときは、そこそこ消費するのでSleep させておいて必要なときだけ飛ばすようにすれば電池がもちそうです。データの観測は1分に1回くらいでいいので、そんなプログラムを作ればよさそうですね。

 

さらなる情報はこちらにありそう。リンクだけメモ。

http://www.ai-thinker.com/

https://twitter.com/EspressifSystem

https://twitter.com/hashtag/ESP8266?src=hash

http://espressif.com/new-sdk-release/

https://learn.adafruit.com/adafruit-huzzah-esp8266-breakout/overview

http://hackaday.com/2015/05/01/review-huzzah-is-the-esp8266-wifi-setup-you-need/

http://blog.squix.ch/2015/05/esp8266-long-term-data-logger-test-with.html

ESP12単体で湿度温度照度のIoTデバイス

前回は、Arduino Nano でDHT22の湿度と、温度をゲットしていました。

 

編集後記

その後、リチウム電池と組みあわせ、IoT デバイスを作った記事がこちら
初めてのIoTデバイス完成

image

 

IoTデバイスとしてデータを投げつけたいので、ESP12、単体でコーディングしました。こんな感じで、前回作成したものに、付け加える感じでとりあえずテスト。

写真 1

 

コードは、以下のようにしました。アクセスポイントや、ThingSpeak の書き込みAPI key などはほどよく書き換えてください。

ポイントは、DHT のライブラリを初期化するときの第3のパラメータで、いろいろ試した結果、15だとうまく値が取れるようです。まだ、この値はよくわかっていませんが、CPU Clock に対応する値のようで、Arduino とかは、16Mhz のはデフォルトで、Arduino Due とか 84mhz は、30 にせよとのこと。

 

この値は、以下のコードを見てみると、ESP01 は 11 で動作するようです。

https://learn.adafruit.com/esp8266-temperature-slash-humidity-webserver/code

// Initialize DHT sensor
// NOTE: For working with a faster than ATmega328p 16 MHz Arduino chip, like an ESP8266,
// you need to increase the threshold for cycle counts considered a 1 or 0.
// You can do this by passing a 3rd parameter for this threshold.  It’s a bit
// of fiddling to find the right value, but in general the faster the CPU the
// higher the value.  The default for a 16mhz AVR is a value of 6.  For an
// Arduino Due that runs at 84mhz a value of 30 works.
// This is for the ESP8266 processor on ESP-01
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE, 11); // 11 works fine for ESP8266

ESP12 では、11 だと値がおかしくなり、15 だとうまく取れました。あと、IDE は、arduino 1.6.4 以上で今回は Hourly Build  を使いました。Boards Manager という機能が加わり、ツールメニューのボードからインストールできます。

手動で入れてもいいんですが、まぁ便利な機能がつきましたね。

http://arduino.esp8266.com/package_esp8266com_index.json

 

/*
 ESP8266 HTTP get webclient.
 ADC Read (ESP12 + Light(CdS GL5528)) + DHT22(AM2302) 1-Wire
 https://thingspeak.com/channels/42239
 Arduino IDE 1.6.5 Hourly Build 2015/06/12 03:13
 esp8266 by ESP8266 Community version 1.6.4-673-g8cd3697
 JunkHack 2015.06.15
 */
 
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <DHT.h>

#define DHTPIN 4
#define DHTTYPE DHT22
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE, 15);

const char* ssid     = "JunkHack";
const char* password = "testtest";

const char* host = "184.106.153.149";

int WiFiConLed = 13;// WEB Connect
int WEBconLed = 0; // WiFi Connect

void setup() {
  dht.begin();
  
  pinMode(WiFiConLed, OUTPUT);
  pinMode(WEBconLed, OUTPUT);
  Serial.begin(115200);
  delay(10);
 
  // We start by connecting to a WiFi network
 
  Serial.println();
  Serial.println();
  Serial.print("Connecting to ");
  Serial.println(ssid);
 
  WiFi.begin(ssid, password);
 
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
    digitalWrite(WiFiConLed, HIGH);
    delay(400);
    digitalWrite(WiFiConLed, LOW);
    delay(100);
  }
 
  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected");
  Serial.println("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
  
  Serial.println("DHT22 AM2302 test!");
}
 
int value = 0;
int count = 0;
int adc = 0;
float h = 0;
float t = 0;

void loop() {
  delay(10000); // 10 sec
  ++value;
 
  Serial.print("connecting to ");
  Serial.println(host);
 
  // Use WiFiClient class to create TCP connections
  WiFiClient client;
  const int httpPort = 80;
  if (!client.connect(host, httpPort)) {
    Serial.println("connection failed");
    return;
  }
  
  digitalWrite(WEBconLed, HIGH);
  delay(1000);
  count += 1;

  Serial.print("ADC: ");
  adc = analogRead(A0);
  Serial.println(adc);
 
  float h = dht.readHumidity();
  float t = dht.readTemperature();
 
  if (isnan(h) || isnan(t) ) {
    Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
    return;
  }
 
  Serial.print("Humidity: "); 
  Serial.print(h);
  Serial.print(" %\t");
  Serial.print("Temperature: "); 
  Serial.print(t);
  Serial.println(" *C ");
  
  // We now create a URI for the request
  String url = "/update?key=33HJNSWFZ8EZAXD6&field1=";
  url += adc;
  url += "&field2=";
  url += h;
  url += "&field3=";
  url += t;
  
  Serial.print("Requesting URL: ");
  Serial.println(url);
 
  // This will send the request to the server
  client.print(String("GET ") + url + " HTTP/1.1\r\n" +
               "Host: " + host + "\r\n" +
               "Connection: close\r\n\r\n");
  delay(10);
 
  // Read all the lines of the reply from server and print them to Serial
  while(client.available()){
    String line = client.readStringUntil('\r');
    Serial.print(line);
  }
 
  // Close connection
  Serial.println();
  Serial.println("closing connection");
  digitalWrite(WEBconLed, LOW);
}

 

データは、とまっているときもあるかもですが、以下で見れます。

 

https://thingspeak.com/channels/42239

 

2015-06-15 1.19.12

 

部屋の温度がそこそこ高いので、実際に温度計を見てみましたところ、ほぼ適正な値でした。部屋暑すぎ。

写真 2

 

これで、明るさ、温度、湿度が取れました。まだ、GPIO Pin があまっているので、気圧や、雨量、風向、風量など取ろうと思えば可能ですね。また、課題となるのは、電源です。結構シビアに電源品質が問われるようで、ぼろい電源だと途中で止まります。

 

あと、sleep mode にして平常時に、パワーを抑えるように制御する必要があります。

 

まだ、課題はありますね。

Arduino と RasPi2 と ESP8266

ここのところ、遊び道具が増えてきて、あれもやりたいこれもありたいと調査していると、結局何も手付かずに終わってしまう不毛な毎日が続いているので、とりあえず、やってみたいことを整理してみます。

 

・ESP8266 の省電力化と、リチウム電池利用した温度湿度照度の単体デバイスの作りこみ

単体ではそこそこ調査は終わっていて、あとは作りこみ。ESP8266(ESP12) + DHT-22(AM2302) + GL5528でセンサー部と、データをWiFi で投げてThingSpeak に投げることまでは完了。残るは、省電力化へのコードの検討、テストと、バッテリー駆動への電力部の作成(というか、パーツ組み合わせるだけ)です。途中で、RasPi2 をゲットしてそっちに気がほうけてしまい手付かずの案件。

2015_05_10_2_14

+

HTB19pQDHXXXXXXyXFXXq6xXFXXX7

+

HTB1NkOvHFXXXXa_aXXXq6xXFXXXt

 

 

・ProMini を活用したモータ制御するロボット(プログラム制御の車とか、リモコン制御のものとか)

極小のギヤモータは、ゲット済みでモータードライバなしでarduino に直結して動作させる予定の案件。基本部分が出来ればあとはセンサー拡張して楽しむ予定の案件

 837293198_862

+gearmoter

・HC-06(Bluetooth) + ProMini で HID USBデバイス

SPPのやつなんですが、HID にできるかもしれないので、一応ゲットしました。だめなら、ちょっと高価なHM-10でやるつもりのもの。まだ、未調査なので、動作確認もしてない放置もの。

a

or

b

・RasPi2(母艦) + Firmata化したarduino との通信

これはつい最近、知ったんですがFirmata という汎用通信規格がやり取りできるよう arduino にスケッチを入れてコントロールはシリアル経由でやるという代物。ソフトウェア実装なので、電子工作が伴う前の基礎技術の研究をしたいなと。コントロールする母艦は、RasPi2 でやるつもりで、実装方法はいろいろあるようです。Python や Ruby や C 、PHP、そしてnode.js とかでも出来るようです。表示やコントロールが伴うものは、HDMI出力があるRasPai からやったほうが良さそうなので、そいういう用途にGUI でラップしたFirmata のアプリケーションを作れないかなと。こちらは、まだ未調査なので、どんな組み合わせがベストなのかは不明。

 

 

このほかにもあれこれと、やりたいことが調べているうちに出てきてしまうんですが、上4つはやりたいですね。今年度中はおそらくこれらで、あそべるはず。特に、ソフトウェア的な組み合わせが出来る、RasPai との連携を考えると、技術が追いつかなさそうなので、ぼちぼと勉強しながらやっていきたいと思っています。

 

さて、とりあえず何からやりますかね。気がノルやつから手をつけていきますか。遊びでは、それが基本スタンスですからね。