Scheda di sviluppo con ESP8266 (ESP-12F)

Questa piccola scheda di sviluppo, misura 40 x 60 mm, monta un modulo ESP8266  tipo ESP-12F come nucleo , su di esso troviamo anche un circuito di alimentazione, un circuito USB-TTL per la programmazione, e due serie di pin per accedere ai pin del modulo ESP8266.
Sul circuito è presente un connettore per il collegamento diretto di un display OLED con interfaccia I2C e un altro connettore che permette il collegamento con un sensore DHT11 presente nel KIT.
Con i moduli OLED e DHT11 la temperatura/umidità può essere visualizzata direttamente oppure trasmessa  al cloud per realizzare applicazioni IOT.

Scheda sviluppo ESP8266 ESP-12F

Composizione del kit

La confezione del kit include:

  • Scheda di sviluppo IOT con ESP8266
  • Un cavo di collegamento USB
  • Display OLED 0,96″ 128×64 pixel
  • Sensore DHT11 Temperatura e umidità
  • Un cavo Dupont a tre conduttori F/F

 

Caratteristiche principali della scheda

  • Tensione di lavoro: 5 V (alimentato tramite USB)
  • Chip principale: modulo ESP8266 (ESP-12F)
  • Interfaccia di espansione: 4Pin per OLED, 3 pin per DHT11

Scheda sviluppo ESP8266 ESP-12F

1Led indicatore di stato
2Chip USB/Porta seriale
3Led presenza tensione
4Chip alimentazione da 5V a 3.3V
5Porta USB
6Porte I/O Alimentazione
7Modulo ESP 8266 (ESP-12F)
8Porte I/O Alimentazione
9Connettore interfaccia DHT11
10Connettore OLED
11Pulsante RESET
12Pulsante BOOT

Dove trovare la scheda

Il kit della scheda sviluppo ESP8266 con ESP-12F, testata è stata acquistata sul sito Banggood ad un costo di poco superiore ai 10 € più spese di spedizione.

 

Schema elettrico

Lo schema elettrico è riportato nell’immagine sottostante; sono visibili i vari blocchi che formano il circuito.


Scheda sviluppo ESP8266 ESP-12F

Sezione modulo ESP12-F

Il modulo ESP8266 è il modello  ESP-12F prodotto dalla cinese DOIT, ecco le sue principali caratteristiche:

  • Tensione di lavoro: 3,3 V (3,0 ~ 3,6 V)
  • Dimensioni: 24 * 16 * 3 mm (lunghezza * larghezza * altezza)
  • Temperatura ambiente di lavoro: -40 ÷85 °C
  • Chip: ESP8266 ESP-12F
  • Antenna a bordo, distanza di trasmissione 100m
  • CPU: Tensilica L106
  • RAM: 50KB (disponibile)
  • Flash: 32 Mbit

 

Scheda sviluppo ESP8266 ESP-12F

Scheda sviluppo ESP8266 ESP-12F

Scheda sviluppo ESP8266 ESP-12F

Sezione alimentazione

La sezione alimentazione è basata sul chip AMS1117-3.3 che riduce la tensione prelevata dal connettore USB dal valore di +5V a quello di 3.3V per alimentare il modulo ESP 12-F

Interfaccia USB/TTL

La scheda utilizza il Chip convertitore USB-seriale CH340C che dispone di oscillatore integrato, compatibile USB 2.0, velocità di trasmissione delle comunicazioni da 50 bps a 2 Mbps.
Supporta i segnali RTS, DTR, DCD, RI, DSR e CTS, il suo case è SOP-16 (SMD) e può essere alimentato con una tensione compresa tra i 3.3V e i 5  volt.
Per il suo funzionamento occorre un apposito driver, quello per Windows, può essere scaricato da questo link. 
Sono poi presenti due transistor NPN tipo S8050 (J3Y)  per l’interfacciamento dei pin DTS e DTR verso i pin dell’ESP GPO0 e RST.
Abbiamo poi le due linee collegate con i pin TXD0 e RXD0 con le resistenze di limitazione da 470 Ω.

Scheda sviluppo ESP8266 ESP-12F

Pin di interfaccia

Sulla scheda sono presenti due pin strip che permettono di accedere ai vari pin del modulo ESP-12F e due pin strip per il collegamento del Display OLED e del sensore di temperatura.
Per quanto riguarda il connettore P4 utilizzato per collegare il sensore, il pin dati è collegato al pin GPIO5 dell’ESP-12.
Per il connettore P3 a cui sarà collegato il display i due pin SCL e SDA sono collegati ai pin GPIO12 e GPIO2 dell’ESP-12.

Scheda sviluppo ESP8266 ESP-12F

Pulsanti e led

Come anticipato sulla scheda troviamo due pulsanti e due led.
Il pulsante S1 , funzione RESER è collegato al pin RST, il pulsante S2, funzione BOOT è collegato al pin GPIO0.
Abbiamo poi due led, D1 di colore blu, gestibile tramite la porta GPIO4, e il led D2 di colore rosso che segnala la presenza della tensione di alimentazione.
In realtà esiste un terzo led di colore blu presente sul modulo ESL-12F gestito dal pin GPIO2 .

Display OLED

Nel kit è presente un display OLED (Organic Light-Emitting Diode) quindi diodo organico a emissione di luce. A differenza dei display LCD che hanno bisogno di una fonte luminosa esterna per essere visibili, questi OLED sono in grado di emettere luce propria.
Il display da 0,96″ ha una risoluzione di 128 x 64 pixel e utilizza il driver SSD1306 e deve essere interfacciato tramite una connessione I2C.
Per altre informazioni sul display leggete l’articolo Display OLED 0.96″ 128×64 pixel – interfaccia I2C

Scheda sviluppo ESP8266 ESP-12F

Sensore DHT11 Temperatura e umidità

Il kit è completato con un sensore di temperatura e umidità tipo DHT11 con uscita dei dati in formato digitale di facile gestione.  Il sensore utilizza una tecnica digitale esclusiva che unita alla tecnologia di rilevamento dell’umidità, ne garantisce l’affidabilità e la stabilità. I suoi elementi sensibili sono connessi con un processore 8-bit single-chip.

Schema elettrico del modulo sensore

Il modulo fornito è simile al modulo KY-015 Temperature and humidity sensor module,  di cui ne esistono varie versioni. Occorre fare attenzione alla disposizione dei pin che non è standard ma  varia a seconda del produttore

 

In quello fornito, i pin di alimentazione sono ai due lati e quello di uscita dei dati è posto centralmente.

Per altre informazioni relative al sensore, leggete l’articolo Sensore Temperatura-Umidità DHT11 per Arduino

Programmazione della scheda

Per programmare la scheda si potrà fare uso di ARDUINO IDE (scaricabile gratis dal sito di Arduino), dopo aver scaricato il SW IDE di ARDUINO , occorre configurate come da istruzioni seguenti.
Cliccare su File->Impostazioni

e inserire nel campo URL il seguente indirizzo

Una volta riavviato il programma che procederà a caricare i file necessari, cliccare su Strumenti e scegliere la scheda NodeMCU 1.0 (ESP-12E module) come da foto seguente

In questo modo il programma imposterà automaticamente i parametri necessari.
Verificate che la porta selezionata sia quella a cui è collegata la scheda

Primo test

Per verificare il funzionamento della Scheda di sviluppo ESP8266 ESP-12F è possibile effettuare un semplice test. per quanto non sarà necessario istallare ne il display che il sensore.
Il programma farà solamente lampeggiare a vostra scelta il led presente sul modulo ESP-12F collegato al pin 4 o 2.

Nei prossimo articoli

Nei prossimi articoli vedremo come utilizzare il display e come leggere i dati dal sensore di temperatura umidità.