ESP-WROOM-02でWiFi通信パート１

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ESP-WROOM-02は、UART通信でマイコンやＰＣと接続出来る技適済みで安価なWiFiモジュールです。
ESP-WROOM-02は、GPIO/SPI/I2C/UART/I2S/IrDA/PWM/ADC等のインターフェースが内蔵されて
います、ですのでこれらを生かすプログラムを開発し、ESP-WROOM-02に書込んでやれば
色々使えそうです。(ただぁ、開発した場合にどの程度までなら"技適"に触れないかがちょいとぉ不明)

｢ESP8266公式フォーラム｣にアクセスすれば開発する為の”ＳＤＫ”がダウンロード出来ます。
また、こちらの"azusa9"さんのブログを読めば、ArduinoIDEで簡単に開発出来る様です。

ESP-WROOM-02には最初から"ATコマンド"にて操作出来る様なファームウエアが書込まれています、
これで大体の事は出来ますが、GPIO等にはアクセスできない様です。
(プログラムを開発して書込めば、書込まれているファームウエアは消えます注意しましょう)

ここでは、下記の２パターンについての実験記事を書きます、開発には触れません。

実験１
マイコン(PIC)とPC間であたかもUART通信を行っているかの様に動作します。

実験１の概念図

実験２
PCやネットに繋がる携帯等のブラウザソフトからマイコン(PIC)に文字を送ります。

実験２の概念図

実験１・２の記事は次ページ・パート２で書きます、
このページではESP-WROOM-02の動作確認と必要なソフトのダウンロード編です。

以下に、ESP8266EXを搭載したWiFiモジュールの端子構成を記します。
このモジュールは、こちら(秋月電子)等で購入可能です。

ESP8266EX(ESP-WROOM-02)の端子配列一覧表

端子番号	端子名称	端子の機能
１	３Ｖ３	3.0V～3.6Vまでの+電源(VDD)
２	ＥＮ	VDDに接続する事によりチップが動作します
３	ＩＯ１４	GPIO14/CLK(SPI)/SCL(I2C)/IR_T(赤外線38KHz)/I2SI_WS
４	ＩＯ１２	GPIO12/MISO(SPI)/PWM/I2SI_DATA
５	ＩＯ１３	GPIO13/MOSI(SPI)/CTS(UART0)/PWM/I2SI_BCK
６	ＩＯ１５	GPIO15/CS(SPI)/RTS(UART0)/PWM/I2SO_BCK
７	ＩＯ２	GPIO2/TXD(UART1)/SDA(I2C)/I2SO_WS　UART1はこのTXDのみ
８	ＩＯ０	GPIO0
９	ＧＮＤ	GND
１０	ＩＯ４	GPIO4
１１	ＲＸＤ	RXD(UART0)/GPIO3/I2SO_DATA　ここにマイコン/PCは接続する
１２	ＴＸＤ	TXD(UART0)/GPIO1　　　　　　　　　ここにマイコン/PCは接続する
１３	ＧＮＤ	ＧＮＤ
１４	ＩＯ５	GPIO5/IR_R
１５	ＲＳＴ	リセット、通常はVDD、LOW(GND)でリセットが掛かる
１６	ＴＯＵＴ	入力電源電圧をテスト(ADC?)する為に使用する事が出来る(不明)
１７	ＩＯ１６	GPIO16(スリープから目覚める場合にも使用する)
１８	ＧＮＤ	GND

背景に色が付いている端子は最低限接続します。

起動モード表

　左表は、チップが起動する時のモードです。
　上表のオレンジ色背景の部分で行います。
　LowはGND、HighはVDDに接続します。

　チップに書込まれているプログラムで動作させる場合は、
　本体ブートモードです。

　開発したプログラムをチップに書き込む場合は、ファームウエアダウンロードモードです。

購入した物には、予め"ATコマンド"で動作させるファームウエアが書込まれています。
本体ブートモードで起動可能です、何方のモードでも接続はTXD/RXDのUART通信で行います。

ESP-WROOM02モジュールのピン構成図

左図は、ESP-WROOM-02をピッチ変換基板に
取付けたモジュールで、~~こちら~~で購入出来ます。
(2020/3現在こちらに切換っています。)

このモジュールは起動モードの選択が
ジャンパーピンで出来る様になっているので
意外と便利かもです。

GPIO15/2/0ピンは、自分でプログラムを開発する場合に出力ピンとする事も出来ます、
その場合直接3.3VやGNDと接続していると大きな電流が流れてしまう場合が有り、それを防止する為に
10kΩ抵抗をジャンパーの代わりに使う事も出来ます。

《動作確認》

動作確認の概念図です。

　左は動作確認用の実態配線図です。
　USB電源は使用せず、必ず外部電源3．3Vを使って下さい。

　FT234X使用の超小型USBシリアル変換モジュールを
　使っています。
　これのUSBドライバインストール等の記事はこちらを
　参考にして下さい。

　ピンの配列は、左から[5V][GND][TXD][RXD]の順。

　他のESP-WROOM-02モジュールを使う場合、
　ピンを[GPIO15=Low] [GPIO2=High] [GPIO0=High][EN=High] [RST=High] に配線を忘れずに
　しましょう。(上モジュールなら、ジャンパーピン設定を忘れずに)

上のモジュールはブレッドボードで扱うには少々厳しいですね、モジュール周りを配線した後に
モジュールを挿せば何とか配線出来るでしょう。
ブレッドボードで色々実験&開発するなら、こちら(秋月電子)の変換基板付きが配線しやすそうですね。

①配線完了したらUSBケーブルでＰＣに接続します。

②ターミナルソフトを115200bps(デフォルト)のボーレートで起動させましょう。
　 ("ATコマンド"を発行させればボーレートの変更は可能です)
　ここでは、ArduinoIDEが簡単に操作できるのでArduinoIDEのシリアルモニタ画面で説明します。

③メニュバーの｢ツール｣→｢ポート｣を順番にクリックして、USBシリアル変換モジュール用の
　インストールしたドライバCOMポートを選びます。

ArduinoIDE画面1

④次にシリアルモニタを起動させます。(上図の赤い所クリック)

ArduinoIDE画面2

　⑤左画面の右下で設定します。
　　 [115200bps]にボーレートを設定、
　　 [CRおよびLF]を選択します。
　　 "自動スクロール"はチェックします。

　⑥"AT"を送って見ましょう
　　 "OK"が返ればモジュールは動作して
　　います

　"AT"コマンドでの操作となります。
　"AT + xxxx [CR][LF]"
　とコマンドは必ず、[CR][LF]を付けます。

　コマンドが違っていると"ERROR"が返ります。

ArduinoIDE画面3

　⑦こんどは、"AT+GMR"を入力して下さい。
　　左の様にバージョンが表示されます。

　これで動作確認終了とします。

※ ESP-WROOM-02モジュールは、電源ON時とリセット時に"76.8kbps"の通信速度で
　　起動メッセージが送られて来ますが、無視してもかまわないでしょう。
　　この後に通常速度("115.2kbps")で"ready"文字が来ます。

《ダウンロードするソフトについて》

「HW VSP3 - Virtual Serial Port」を次ページで使用するのでダウンロードして置きましょう。
これは、仮想COMポートソフトウエアで、WiFi通信を従来のRS232C通信と同様のCOMポート通信に
してくれる物です。

①ここのサイトを表示させます。
　 [DOWNLOAD & Links]の項が少し下右側に有るので、”HW VSP:Singleportx.x.x”をクリックして
　　ダウンロードします。
　　(ただぁ、"Windows"版しか見当たらない様な気がぁ．．．．．．)

②ダウンロードしたファイルを実行させインストールします。
インストール画面

　左の画面が表示されたなら、
　左の様に"Client-Server installation"が選択されている事を
　確認し、インストールを続けて下さい。

《その他》

ここで利用したESP-WROOM-02モジュールは、~~こちら~~こちらのマイクロテクニカから購入した物ですが
このページの最後に英語ですが”データシート”や”ＡＴコマンド集”に”ESP8266公式フォーラムサイト”
等のリンクが有るので参照すれば良いでしょう。
また、マイクロテクニカが作成したらしい日本語の”簡易マニュアル”がダウンロード出来るのですがぁ
このPDFファイルはパスワードが掛かっています、製品を購入した伝票にパスワードが書いて有る。
色々な操作方法が書いて有って解りやすいのですがぁ．．．．．．．

起動時のモードピンはGPIOピンとは別に分けてほしかったなぁ、
しかもモードピンは１本で良くないかい？

SDカードの"FlashAirを買って見た"の記事はこちらを参照下さい。

リンク切れ見直し(*1) 2020/03/14