Данная статья будет посвящена
ESP8266 Wi-Fi модулю, языку программирования
Lua и прошивке
nodeMCU. SDK от производителя рассматриваться не будет.
Примерно года три назад я пробовал реализовать выключатель по 1-wire шине. Как все работало мне очень не понравилось.
- Единая точка отказа т.к. вся логика на сервере;
- Медленная скорость;
- К каждому выключателю придется тянуть от 2х проводов(идеально «витуху»).
В следствии чего все это было удачно заброшено, другие беспроводные решения рассматривались, но были исключены в виду дороговизны, небезопасного протокола и сложности реализации. Хотелось чего то простого с минимумом компонентов, со своей логикой и дешёвого. Не давно заказал 2 штуки
esp8266 просто для забавы, не зная, чего конкретного с ними можно сделать. После 2-х вечеров разборок с чипом вспомнил незавершённое дело с кнопкой и решил довести до логического конца.
На данный модуль уже существует некоторое количество прошивок, так же вы можете писать прошивку под себя, используя SDK, но не стал вникать в подробности написания, т.к. после изучения
API nodeMCU понял, что данного функционала мне хватает с запасом и прошил оба модуля.
Железо
Себестоимость важный фактор для простого выключателя, так что пытался использовать как можно меньше частей. Решил сделать из того что было дома, но пришлось купить твердотельное реле. Кстати, «релюшка» стоит дороже wifi модуля и ее можно заменить на оптопару, симистор и обвязку, схемы включения легко ищутся в интернете. Был случай, когда плохой контакт в патроне лампочки выбил симистор на коротко. Посмотрим, как покажет себя оптореле, ведь раньше с ними не работал. Стоит учесть для большой нагрузки установка радиатора обязательна.
Тут сразу столкнулся с проблемой, если на gpio при включении он уходил на землю, плата переходила или в режим прошивки или в непонятный режим, т.к кнопка у нас нормально разомкнута, с ней переделывать нечего не стал и так и оставил замыкаться на землю, а оптореле повесил на плюс через резистор и включал подачей 0, выключал подачей 1, соответственно. В итоге получилась такая схема:
Внимание схему стоит улучшить! Выход на реле стоит подать через транзистор, а кнопку подтянуть через резистор от плюса. Ингредиенты получились такие:
- выключатель;
- пружинка(для переделки выключателя в кнопку);
- сам esp8266;
- твердотельное реле использовал(S202T02);
- платка для конструирования;
- резистор 470 Ом;
- провода;
- разъемы по вкусу;
- зарядка от телефона 400мА 5v;
- стабилизатор 1117 3.3v;
- пара конденсаторов.
Переделка выключателя не заняла много времени, выкинул стандартный светодиод. Протянул провода от модуля в центре выключателя, сам модуль расположил снаружи под пластмассовой кнопкой, а силовая часть внутри. Не много фотографий процесса (фото с телефона):
nodeMCU
Прошивка использует Lua язык программирования, данный язык похож чем то на Javascript. Версия ещё сыроватая, но уже базовый функционал вполне не плохо реализован. Сразу после загрузки модуль начинает исполнять файл скрипт
init.lua, в чистой прошивке этого файла нет, вам приходиться его создать руками. Все операции можно осуществлять через консоль подключенным к «com» порту, для упрощения заливки файлов в модуль есть скрипт
luatool. Заливка работает следующим образом и данный код полностью показывает процесс записи в файл.
file.open("init.lua","w")
file.writeline([[print("Hello World!")]])
file.writeline([[--comment]])
file.close()
Пример чтения конфигурационного файла. Выглядит не очень. Может есть и другой вариант сериализованных данных.
file.open('config')
c_wifi_ssid = string.gsub(file.readline(), "\n", "")
c_wifi_key = file.readline()
file.close()
Пример цикла с использованием API с паузой в 1000 миллисекунд представлен ниже:
tmr.alarm(1000, 1, function()
if wifi.sta.getip()=="0.0.0.0" then
print("connecting to AP..."..c_wifi_ssid.."/"..c_wifi_key)
else
print('ip: ',wifi.sta.getip())
tmr.stop()
end
end)
Работа с GPIO
Если у вас модель модуля
ESP-01 новой ревизии, то вам доступно всего 2 gpio, не прибегая к грязному хаку.
Решил отказаться от такого хака и воспользоваться тем, что есть.
Один gpio кнопка и второй выход на твердотельное реле. Есть еще Tx, но заставить работать как gpio у меня не получилось, и для индикации я просто передаю сообщения в консоль
print(). Пока закостылил именно так. Чем длиннее сообщение, тем дольше и ярче вспыхивает светодиод. Владельцы данной модификации пролетают лесом и с такими функциями как (node.key, node.led), т.к. они могут использовать только GPIO16, который тоже не разведен на плате.
Все gpio могут работать в нескольких режимах (OUTPUT, INPUT, INT), но интересно то, что функция
gpio.read(), прежде чем считать, подает низкий уровень, даже если установлен режим OUTPUT. То есть, чтобы получить текущее состояние выхода, это не подходит. Пришлось использовать внешнюю переменную и писать две функции для удобства, а уже через переменную определять активность.
function on()
gpio.write(8,gpio.LOW)
oo=1
end
function off()
gpio.write(8,gpio.HIGH)
oo=0
end
В качестве событий можно использовать
callback gpio.trig(pin, type, function(level)), второй параметр может принимать следующие значения «up», «down», «both», «low», «high». Тут, кажется, все ясно. Если у вас вывод находится в состоянии 1 и мы его опускаем на землю, срабатывает down, потом при поднятии срабатывает up, но, к моему сожалению, такого не происходило, в консоли я видел только down в зависимости от скорости нажатия кнопки событие срабатывало 1 или 2 раза. Решил поставить цикл с паузой и бряк по 1 на gpio.
for i=1,1000 do
print(i)
tmr.delay(10)
tmr.wdclr()
end
Но пауза не отработала, а без паузы устройство уходило в перезагрузку. Зато
print(i) вносил хорошую задержку. Сделал через
tmr.alarm, но в текущий момент активный цикл может быть только один, что не очень подходит.
function down()
tmr.alarm(100, 1, function()
timer = timer + 1
if gpio.read(9) == 1 then
print(timer)
tmr.stop()
if timer < 20 then
switch()
else
end
timer = 0
end
tmr.wdclr()
end)
end
gpio.trig(9, "down", function (gp)
if timer == 0 then
timer = 1
down()
end
end)
HTTP сервер
Сервер запускается как 2 пальца, но никакого массива параметров запроса не получите. Пока непонятно, как оптимальнее: или писать свой велосипед, или find по подстроке. Согласитесь, выглядит ужасно. В данном примере ищется 2 параметра key и mode=off,on,party. Последний режим – это простое мигание лампочкой каждые 200мс, можно поставить и побыстрее, но побоялся за лампочку и оптореле.
function HTTPd()
print('start http serv')
srv=net.createServer(net.TCP, 5)
srv:listen(80,function(conn)
conn:on("receive",function(conn,payload)
print(payload)
if string.find(payload, "key="..c_api_key) then
msg = "key_ok"
if string.find(payload,"mode=on") then
on()
else
if string.find(payload,"mode=off") then
tmr.stop()
off()
else
if string.find(payload, "mode=party") then
party(200)
end
end
end
else
msg = "error_key"
end
conn:send("
mode=[on,off,party] key='api_key'
"..msg.."
