Posted By 喵喵 on 8 月 10, 2015 in WiFi, 教學文, 無線, 評測, 開放硬體 | 6 comments

作者：喵喵

超便宜的 WiFi 晶片 – ESP8266

ESP8266 是一個約六十元就買得到的超便宜的 WiFi 晶片（淘寶買的價錢，不含運費），因為它的平易近人，就像巷口的早餐店，如今在網路上已形成一個社群，隨隨便便就能找到一堆文章在介紹，只是看了一些文章以後，自己實作還是遇到一些問題，所以就寫篇文章紀錄一下吧（也或許是我的環境是在 Mac OS X…）。

其實克里斯寫了一篇文章已經蠻詳細的，可以先參考他的文章，只是我在 Mac 下沒有 Windows 的某些工具，所以就分享一下我遇到的問題跟解決的方法，介紹一些對應的軟體。

概觀

ESP8266 是一個 WiFi 晶片 + 一個TenSilica Xtensa LX3 處理器(由Cadence公司出的DPU，即Data Plane Processing Unit)，而且還有一些 IO，所以它有提供一個韌體，讓你可以下指令組態它的 WiFi 設定，而且其實有一個 Arduino ESP8266 的專案 可以讓你把它當成一個 Arduino 來寫，完全不需要再買一片 Arduino 也可以獨立使用，簡直新奇、有趣又好玩呢！

ESP8266

ESP8266 有分成一大堆 ESP01 ~ ESP12..，晶片是樂鑫出的，這些不同型號是由 ai-thinker 製造的，依照不同用途有不同的規格，常見的有 ESP01 跟 ESP03，還有熱門投票呢，ESP03 最夯，我買的是 ESP01 是第二名。

ESP03 引出的接腳比較多，而且價錢差不多，平平都是布丁，當然是吃有加雞蛋的阿！實際上除了要考量到有沒有引出自己需要的接腳以外（GPIO16 + RST  = deepSleep 用)，還要考慮接到麵包板的方便性(ESP05 > ESP01 >> ESP03)，而除了 ESP-05 外，大都要額外焊轉接板，才能插到麵包板上。請見詳細差異比較。

需考慮不同板子接到麵包板的方便性

不一樣的型號還有不同的 Flash size，在板子上面的 Flash 晶片有寫（看到脫窗就會看到上面的字了）。為什麼要注意 Flash size 呢？因為會影響韌體可以更新的版本，例如下圖 ESP01 （上圖，黑色的）是新版本，Flash size 會比較大喔！

黑色的ESP01（上）是新版本，Flash size 會比較大

耗電量

ESP01的耗電量平常是 100mA，最多是 200mA；它可傳送的距離，原始板子的天線可達到 366M，外掛天線可達 479M！(從這支測試影片裡面還有比較一個在室外 WiFi 可以傳 4KM以上的產品！)

ESP01

ESP01 有八個腳由左到右，由上到下，由內到外，依序為 TX、GND、CH_PD(must be 1 to enable WiFi)、GPIO02、GPIO01、RST(Reset)、VCC(3.3V)、RX。

ESP01 有八個接腳

由於它的腳位設計蠻奇怪的，無法直接插入麵包板，可以按照這影片裡面教的，切一塊板子下來，做一個轉接板，接插座跟接頭弄成適合麵包板插的形式（可參考本文），或者我是到光華買一包公對母的杜比接頭線，公頭就可以直接插到麵包板或者 Arduino 上，只是拔拔插插的要一直看腳位，看到快脫窗。

自製麵包板轉接板

韌體

ESP8266 的 firmware 預設會支援一種叫 AT Command 的協定，讓你可以從 Serial 連進去以後，對它下指令並且會把設定寫入 Flash 中，重開機也還會在。把它設成 AP or WiFi client 模式，或者叫它連線等等，設定跟查詢 WiFi 的 config，實際測試起來還蠻方便的。因為它就像是讓你簡化它跟 Arduino 溝通的一個介面方法，而不用所有事都要透過底層 SDK 呼叫 C 的 API 來做。

與Arduino對接

一開始先測試看看，把 ESP8266 RX、TX 跟 Arduino 的 TX、RX 對接(Arduino RX0 <=> EXP8266 TX、Arduino TX0 <=> EXP8266 RX)，然後 VCC 跟 CH_PD 接 Arduino 3.3V，GND 接… GND，如下圖（開發板不同）。

Arduino與ESP8266對接

這裡有個小問題要注意，官方規格寫到 3.3V 只能提供 50mA 的電流（DC Current for 3.3V Pin 50 mA），所以 ESP8266 可能吃超過 100mA 就要另外接電源，但是我自己跑測試，開 Client 模式傳資料時，整個板(USB電壓電流檢測器)最多寫吃 100mA，也沒出什麼問題，所以我就沒另外供電囉，只是可能程式的實作會影響耗電，真的有問題就另外供電吧。另外發現，只要從 Arduino 供電就沒問題，從燒錄線供電，板子就不穩定。

然後下載 Library ITEADLIB_Arduino_WeeESP8266 ，這是把 ESP8266 當模組用的 Library，跑裡面的範例可以測是否正常，改 SSID 跟 PASSWORD 讓它連 AP 看看，Baud Rate 要改成 115200 或 57600 都試試看（要看韌體版本決定），我自己用 115200 試成功一次，成功連線，之後不斷重開再也沒成功過了…。用 Serial 連進去它也一直 check failed ，感覺是韌體真的怪怪的，所以後來就決定要先更新（大家都說要更新）。

這邊在測的時候會遇到一個問題是，如果你是用 Uno ，只要這樣接以後，ESP8266 就佔據了電腦跟 Arduino 的 RX、TX，所以你無法燒錄，要先拔掉才能燒，但是燒完插進去，它又佔據你跟 Arduino 的 Serial ，你就看不到 Serial.print 的結果了。

這時後有兩種解法，一種是改用 Ardunio Mega，它有支援 Serial1~3 可以用，可以讓 ESP8266 接在RX1TX1，保留 TX0 跟 RX0 給 USB 對電腦，或者參考另外一個範例（沒有用到 Library），裡面註解的方法用其他腳位來作為 ESP8266 跟 Arduino 通訊 的SoftwareSerial，前提是 SoftwareSerial 支援 Buad rate 不超過 19200，如果韌體預設不是 9600 的就要改 buad rate 或燒別的韌體。

後來查到 ITEADLIB_Arduino_WeeESP8266 關於 SoftwareSerial 的說明 ITEADLIB_Arduino_WeeESP8266 的 Softwareserial，也有提到它可以換成 SoftwareSerial。

裡面有提到只要把 Software Serial 註解拿掉就能改成用 SoftwareSerial 了。實際的程式在把 Serial 換成 mySerial。

透過電腦連上ESP8622

好，如果真的不行，你要直接從電腦連 USB 上去燒韌體，或用電腦跟它對接連進去下指令測試，那就要找一條 USB 對 TTL 的線，大概長這個樣子，裡面會有一個晶片，或者你直接買這個晶片也可以，我是買這條線裡面的晶片 PL2303HX，大概三四十塊吧，也有其他代替品如 CP2102、FTDI。

一條 USB 對 TTL 的線

它的線路對應是 紅+5V、黑 GND、綠 TXD、白 RXD。好，只是要直接接上 ESP8622 之前有個問題要考慮到，它的紅線是 5V ，但是 ESP8266 吃的是 3.3V，所以接上去以後，可能會讓這個晶片斷開鎖練 － 斷開一切的牽連。所以我們來把這個神秘的 USB 小盒子打開，裡面其實是長這樣：

打開USB 小盒子，裡面的電路板模樣

它其實有 3V 的電源藏在裡面沒拉出來，我們要把 5V 的線解焊改到 3V 上面，就能讓 PL2303 直接接到 ESP8622 囉。然後照著接 Arduino 的接法一樣，把 RX、TX 對接 電源、接地弄好以後，就可以用電腦來連了。

只是要先裝個 Driver，裡面有 PL2303 跟 FTDI 的 MacOS X Driver，裝好重開以後，再裝個 CoolTerm or minicom (brew install) or screen (mac 內建？)就能跟 Serial /dvu/cu.usbserail 連接囉。記得設定：

baudrate: 115200
Data Bits: 8bit
Stop Bits: 1

然後看是用什麼軟體連 Serial，也可以直接開 Arduino IDE 的 Serial Monitor 來看：

就能打一些 AT 指令跟他聊聊天囉，例如

• AT+GMR 取得韌體版本
• AT+RST 重設
• AT+CWLAP 取得 ap 列表

上圖是 CoolTerm 連成功的畫面，如果還是都怪怪不能跟它講話，還是先更新韌體再說吧。我是印出一直 CHECK FAILED。

更新韌體

好，管他有沒有問題（真的有問題），先來更新韌體，準備好燒韌體的軟體 esptool，它是用Python 寫的，下載好記得先 python setup.py install 安裝相依套件。

按照上述 USB 的接法，再把 GPIO0 接地(跟 GND 接起來)，如上圖，這是燒錄模式，然後去 Ai-thinker 論壇下載韌體 v1.1.1 ，用 CoolTerm 連連看，確定有回應，但是一直跳針無法溝通，就來給它燒死啦。

試了幾個版本，紀錄差別：

• v0.9.2：AT+UART=9600,8,1,0,0 會一直 ERROR，無法改預設 buad rate（應該試 AT_ISP=9600？）。
• v0.9.5：可以 AT+UART=9600,8,1,0,0 不會出錯。但是實測起來感覺 0.9.2 穩定度比較好耶，0.9.5 一直 createTCP 失敗？
• v1.1.1：AI-thinker 最新板，需要 flash size 是 1MB 的版本(ESP01 黑色版）

最後結論，不同韌體有不同的 AT 指令跟不同的預設 buad rate，還要依照硬體支援度決定韌體版本 > 1.0(1MB) 或 < 1.0 (512KB)。可以穩定的使用就好，也不見得支援範例測試內的每一個指令。

用 esptool 燒錄指令如下，要改成自己的 device 喔，燒錄的重點是要把 GPIO0 接地，平時運作時就不能接地。

測試方式與 AT 指令

再回去跑測試，就開心的通過啦，跑所有模式，印出很多資訊（其實我的韌體一堆 ERROR，但是可以用了)。

附上一個自己寫的小測試，接 mega 的 Serial1，透過 Arduino 跟 ESP8622 聊天，聊天模式很OK喔。

測試的指令：

最後重開 Arduino，它還是會紀錄上一次的連線狀態喔，所以要記得設定時都要先 AT+RST，可參考官方 AT Command 文件。

ITEADLIB_Arduino_WeeESP8266

這個 library 裡面其實實作就是把 API 轉成 AT Commands，所以直接看查 .h 檔 .cpp 檔就可以知道哪個 AT Command 對應到哪個 API，大部分都在範例裡面了，剩下才要看 API，例如 deepSleep(ms)，可以計算電池在睡眠跟啟動模式下可以用多久。

應用小範例：

另外接了土壤濕度偵測，把資料 POST 到免費的 IOT 平台 thingspeak，有空再補完…。

範例程式：
https://gist.github.com/mlwmlw/6e250727634591efb1ef

小結：

如果克服韌體更新的痛苦過程，這應該是顆 CP 值爆表的模組吧！未來研究完 BLE or Zigbee 再來比較一下。最後可以試著直接用 ESP8266 with Arduino 專案直接燒程式進去取代 AT Command，可以不透過 Arduino 獨立運作。

（本文經作者同意轉載，原文連結）

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想在熱愛技術的同時…保有一些人性。

沒什麼特別擅長的喜好，只是喜歡東摸西摸，曾迷上魔術方塊一段時間，收集了幾十顆不同的，3 階的平均轉 23 秒，也喜歡丟三顆球的雜耍。都是許多幻想擁有但是無法特別出眾的能力，自學一段時間的 photoshop、3dmax 發現自己沒什麼美感，喜歡到處走走看看的旅行，也買了一把烏克麗麗，想知道自己能不能學會一種樂器，太多無法實現的想法，只好窩在書裡，以快不起來的速度閱讀，將思緒懸掛在心靈的角落。

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