Система "Бенукс". Компьютерное управление и контроль.

Примерно в августе 2014 года на торговой площадке aliexpress появились дешевые(около 4$) WI-FI модули ESP8266 китайского разработчика.
После своего появления платы на базе Wifi чипа ESP8266, стали по настоящему народными. Огромные возможности и минимальная цена, которая даже на старте продаж и в розницу не превышала 5$ сделали свое дело.

Вокруг чипа организовались сообщества в которых люди делятся информацией и создают программное обеспечение.
ESP8266 - это не просто WI-FI модуль, а полноценный 32 битный микроконтроллер со своим набором GPIO, в том числе SPI, UART, I2C. При этом схема модуля состоит из минимального количества деталей: самого чипа ESP8266, flash памяти, кварца и прочей обвязки. Это значит, что модуль можно использовать автономно без Arduino и других плат с микроконтроллерами.

Виды плат (модулей):
Наши китайские товарищи уже производят более пятнадцати разновидностей плат (модулей) на базе ESP8266: с подключением внешней антенны, с керамической антенной, с PCB антенной, без антенны. Также на разных модулях выведено разное количество GPIO. Более подробно, можно прочитать на русскоязычном сайте http://www.esp8266.ru.

При столь большем разнообразии модулей мой выбор пал на модели плат ESP-07 и ESP-12. Их характеризует наличие всех выводов GPIO а так же вывод ADC (аналогово-цифровой преобразователь), возможность SMD (поверхностного) а так же THT (выводного) монтажа, и самое главное - наличие надежного экранирования высокочастотных компонентом (а так же самого чипа ESP8266), что решает множество проблем связанных с паразитными наводками при проектировании, изготовлении и настройке готовых устройств.

Вот так выглядит модуль ESP-07


А вот так выглядит модуль ESP-12


Как видно из фото - модуль ESP-07 отличается от модуля ESP-12 только наличием керамической антенны, sma-разъема для подключения внешней антенны и меньшими габаритами, и
с моей точки зрения за счет этого является более эффективной. При этом нужно учитывать что стоимость данных модулей у большинства продавцов - одинакова.

Так же стоить отметить то, что конструкция данных модулей подразумевает поверхностный монтаж данных модулей поверх печатной платы конечного устройства, но благодаря сквозным отверстиям на их контактах, в них легко монтируются PLS штырьковые разъемы, которые потом могут припаиваться к печатной плате через сквозные отверстия или подключаться через разъемы, которые в свою очередь припаиваются к печатной плате устройства. При этом используются штырьковые контакты с шагом 2 мм. (обратите на это внимание при покупке!!!!).



Модуль продается с загруженной прошивкой, которая образует WI-FI--UART мост для подключения к другому микроконтроллеру, в том числе и к Arduino. Настройка и обмен данными происходят с помощью АТ команд. Тем не менее, в нашем случае стандартная прошивка не подходит, и для того чтобы подружить систему Бенукс с модулем необходима специальная прошивка, которую можно посредством конструктора скомпилировать на сайте http://wifi-iot.com и залить её чип вашего модуля (подробно об этом в другой теме данной ветки).

Технические характеристики:
Поддерживаемые стандарты WI-FI: 802.11 b / g / n.
Поддерживаемы типы шифрования:WEP, WPA, WPA2.
Поддерживаемые режимы работы: Клиент(STA), Точка доступа(AP), Клиент+Точка доступа(STA+AP).
Напряжение питания 1.7..3.6 В.
Потребляемый ток: до 215мА в зависимости от режима работы.
Количество GPIO: 16 (фактически до 10). Доступно на модулях: ESP-01 - 4, ESP-03 - 7+1, влючая UART. Существуют и другие варианты модулей.
Внешняя Flash память размером 512кб. (встречаются модули с 4мБ памяти)
RAM данных 80 кб, RAM инструкций - 32 кб.
Спецификацию чипа ESP8266 можно скачать тут http://www.microlan-house.ru/images/benuks-forum/ESP8266_Specifications_v4.pdf

В связи с минимальным количеством выводов, для самых простых устройств иногда достаточно воспользоваться модулем ESP-01:


но для проведения полноценных опытов, для макетирования устройства я использую модуль ESP-201:


Данный модуль используется мной в составе отладочной доски:



но может использоваться не только для макетирования и отладки устройств, но и как модуль для готового устройства.

На англоязычном сайте мной было найдено детальное описание данной отладочной доски:



а так же принципиальная схема данной отладочной доски.



Данная доска была приобретена мной на Aliexpress за $14.34
http://ru.aliexpress.com/item/1PCS-ESP8266-Wireless-Wifi-Module-Develop-Board-8266-SDK-Development-Chip/32266318927.html?recommendVersion=1

Так же на Aliexpress можно приобрести модули за $3.84
http://ru.aliexpress.com/item/ESP8266-Serial-Port-WIFI-Wireless-Transceiver-Send-Receive-Module-IO-Lead-Out/32254810086.html?recommendVersion=1

Мы познакомились с внешними, а так же техническими характеристиками Wi-Fi модуля ESP8266.
А каким же образом этот модуль может взаимодействовать с Системой Бенукс?

Все достаточно просто... данный модуль должен быть прошит прошивкой, которую можно скомпилировать на сайте http://esp8266.homes-smart.ru/ (подробно об этом читайте тут http://benuks.flyboard.ru/topic216.html).



Прошивка представляет собой набор возможностей по подключению к ESP8266 тех или иных датчиков, LCD, OLED дисплеев, микросхем расширяющих функционал, а так же разнообразных сервисов.

Следует обратить Ваше внимание на то, что данная прошивка может работать в двух режимах, режим FREE - предоставляется бесплатно но имеет функциональные ограничения и режим PRO - предоставляется на платной основе но не имеет функциональных ограничений, приобретается у создателя прошивки по цене 100руб. в расчете на 1 модуль на текущий момент. На каждый модуль приобретается так называемый "Ключ", который привязывается к ID модуля.

Прошитый модуль настраивается для работы в качестве клиента с вашей Wi-Fi точкой доступа, и тем самым становится виден внутри вашей локальной сети. Подробно узнать о том, как правильно настроить модуль можно по этой ссылке - http://benuks.flyboard.ru/topic218.html
Так же в настройках конфигурации модуля настраивается необходимый функционал, который требуется в данном устройстве (режимы работы GPIO, активация всевозможных датчиков или сервисов).



В Бенуксе, начиная с версии 6.1 заведен новый модуль под названием "Использовать Wi-Fi"
Данный модуль платный, и приобретается у разработчика Системы "Бенукс" отдельно.



При активации данного модуля в справочнике устройств появляется возможность добавлять новые датчики категории "Модули с Wi-Fi доступом ESP8266".
в текущей версии программы 6.25 есть возможность использовать следующие типы датчиков:

- Температурный (считывает данные термодатчиков DS18B20, LM75, DS1621, DHT 11/22, BMP 085/180, подключенных к модулю ESP8266);
- Аналоговый (считывает значения внутреннего АЦП, а так же числовые значения любых датчиков, подключенных к модулю ESP8266);
- Цифровой (считывает состояние GPIO или управляет состоянием 10 GPIO модуля ESP8266 с возможностью подключения микросхем-расширителей MCP23017 (16 GPIO ввода/вывода) и PCF8574 (8 GPIO вывода с возможностью подключения до 8 микросхем. Всего можно подключить 8 GPIO x 8 микросхем = 64 GPIO!!!!);
- Счетчик (считает импульсы, попадающие на специально назначенные для этого GPIO модуля ESP8266);
- Индикатор (позволяет выводить на LCD экран, подключенный к модулю ESP8266 произвольные текстовые сообщения).



В новых версиях Бенукса соответственно появится поддержка новых функций, предоставляемых прошивкой homes-smart.

Дальше все как с обычными устройствами 1-Wire.

Добавленные датчики объединяются в логеры и все манипуляции с датчиками полностью идентичны работе с датчиками 1-Wire.

Следует отметить одно очень большое преимущество работы с модулем ESP8266 по сравнению с устройствами 1-Wire.
Бенукс опрашивает модуль всего несколькими командами за цикл, и получает в качестве ответа все показания датчиков, состояний GPIO и прочих параметров за один цикл опроса.
То есть все цифровые могут опрашиваться с интервалом 10мс. (и более) а аналоговые 50 мс. (и более). соответственно данные в систему Бенукс попадают моментально!
Тоже самое касаемо управления устройствами посредством GPIO. Скорость включения/отключения GPIO (а следовательно устройства) моментальна.
Если к одному модулю подключено 20 шт. датчиков то все их показания окажутся в Бенуксе за долю секунды!

Доброго времени суток!
Подключил к ESP 01 датчик движения (HC-SR501) и датчики температурные.
Вроде все правильно. На + подал 5V
OUT на GPIO модуля.
В Бенукс создал новый логер.
На графике исправно отображается температура.
А по датчику движения идет ровная полоса...
Не подскажите что не так сделал?

Вариантов может быть много...
Для начала, проверьте ответы ESP в обычном бровзере. Изменяется ли состояние GPIO при срабатывании датчика движения. В зависимости от этого, копать можно в разные стороны:
1. разбираться с датчиком движения и ESP
2. разбираться с настройками Бенукса.