Regis [雷基士]-許英豪: [Study] ESP8266

ESP8266 ﹣ ESP01放在櫃子一段時間都沒拿出研究，趁春節回老家休假時間來好好學習一番。用手機的彩盒來裝這個系統剛好，可以隨身帶不怕壓壞。
不過，接下來要做個PCB整合這些模塊才是。

本次學習重點：
1. nodemcu＋Lua是目前ESP網友主流推廣的模式，是open source，很容易porting與modify。
2. 使用esptool在Macbook OSX環境燒錄nodemcu firmware。
3. 使用ESPlorer 與esp8266溝通，直接撰寫Lua程式。

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＊製作nodemcu bin file:
目前nodemcu最新版本是1.4.0，可以在此下載source code https://github.com/nodemcu/nodemcu-firmware，但是要自己建立build環境很麻煩而且耗時，便開始找pre-build的bin。在找尋nodemcu的source code還有pre-build image過程中，找到這網站http://nodemcu-build.com/index.php，可以自己客製化bin，超級棒，非常好用！

先輸入email，這是準備接收build好的bin file。

然後，選擇想要的branch，一般建議選擇“master”比較穩定。

如果你的ESP-01模塊的flash是512kB，那選擇軟件模組就要注意，因為選越多，bin的size就越大，可能會超出flash size。

因為我的ESP-01是1MB，所以全部選來試試。

按下“Start your build”之後，大約不到10分鐘，就收到email通知。

這網站會自動build出2個bin， float and integer，如果需要精準的運算用float版會比較恰當。
我選擇float版，並且下載到esptool的文件夾內，準備用esptool來燒錄到esp8266。

＊esptool燒錄流程：
1.到https://github.com/themadinventor/esptool下載最新版本
2.確定esp8266模塊在斷電的狀態下，將gpio-0接地進入燒錄模式。
3.啟動esp8266，在macbook的終端機內開始進行燒錄
為了確定是否有進入programming mode，我先用read_mac試看看。

在終端機輸入：

esptool.py -p /dev/cu.usbserial -b 115200 read_mac

會收到回應

Connecting...

MAC: 18:fe:34:11:a7:2b

表示成功連接，如果失敗，我的經驗是esp8266 reset不成功，需要斷電與接電幾次即可。未來我會在PCB做個reset電路。

接下來，開始真正燒錄bin。

在終端機輸入：

esptool.py -p /dev/cu.usbserial -b 115200 write_flash -ff 80m -fm qio -fs 8m 0x000000 nodemcu-master-31-modules-2016-02-07-16-20-37-float.bin

會收到回應

Connecting...

Erasing flash...

Took 1.63s to erase flash block

Wrote 462848 bytes at 0x00000000 in 45.2 seconds (82.0 kbit/s)...

Leaving...

表示燒錄成功！記得斷電，把gpio-0接地恢復floating，讓ESP進入正常運作模式。
PS. 在升級過程中遇到無法與ESPlorer連接，建議把ESP8266的flash清除乾淨後，再燒錄新的bin。
esptool.py -p /dev/cu.usbserial -b 115200 erase_flash

Connecting...

Erasing flash (this may take a while)...

準備用ESPlorer連接esp-01~~

＊使用ESPlorer
在ESPlorer官網下載解壓縮，直接點選 ESPlorer.jar即可開啟運作。

依順序設定
0. 確定ESP-01斷電
1. 設定serial port
2. baudrate設定為9600
3. 按下“Open”
4. 出現“Can't autodetect firmware，。。。。。”時，把ESP-01通電啟動。
5. 如果出現build xxxxx表示完成nodemcu 1.4燒錄成功！

接下來就是測試Lua是否可以完整在ESP-01執行~~
在nodemcu的github有一些examples，我選http server來確定ESP-01的wifi功能是否正常。
Lua程式輸入流程如圖所示：
1~3照圖點選，然後把Lua的code複製貼到4的區域，然後5儲存，可以用自己喜愛的名稱如框所示。
按6執行，如同7的畫面。

接下來，用手機或瀏覽器輸入ESP-01的IP address，即可看到“Hello,NodeMCU."，表示運作成功！

A simple HTTP server

    -- A simple http server
    srv=net.createServer(net.TCP)
    srv:listen(80, function(conn)
      conn:on("receive", function(conn,payload)
        print(payload)
        conn:send("<h1> Hello, NodeMCU.</h1>")
      end)
      conn:on("sent", function(conn) conn:close() end)
    end)

第二個實驗：我自己試著寫用GPIO2接收光阻偵測器OptoEndStop的訊號。
電路部分﹣OptoEndStop有3根pin，V接3.3v/S接gpio2/G接地

Lua code ﹣
pin = 4 --GPIO2
gpio.mode(pin, gpio.INPUT)
while 1 do
print(gpio.read(pin))
tmr.delay( 500000 ) -- delay 0.5 second
end
另一種寫法：
pin = 4
gpio.mode(pin, gpio.INPUT)
tmr.alarm(1, 500, tmr.ALARM_AUTO, function()
print(gpio.read(pin))
end)
執行後會0.5秒報值，阻斷的值是1，open時是0

解說pin＝4，這與nodemcu的定義有關，對應表如圖：

如果用機械stop開關，則在GPIO設定時要pullup。
gpio.mode(pin, gpio.INPUT,gpio.PULLUP)

第三實驗：用Web控制GPIO0與GPIO2，參考這裡
wifi.setmode(wifi.STATION)
wifi.sta.config("YOUR_NETWORK_NAME","YOUR_NETWORK_PASSWORD")
print(wifi.sta.getip())
led1 = 3
led2 = 4
gpio.mode(led1, gpio.OUTPUT)
gpio.mode(led2, gpio.OUTPUT)
srv=net.createServer(net.TCP)
srv:listen(80,function(conn)
conn:on("receive", function(client,request)
local buf = "";
local _, _, method, path, vars = string.find(request, "([A-Z]+) (.+)?(.+) HTTP");
if(method == nil)then
_, _, method, path = string.find(request, "([A-Z]+) (.+) HTTP");
end
local _GET = {}
if (vars ~= nil)then
for k, v in string.gmatch(vars, "(%w+)=(%w+)&*") do
_GET[k] = v
end
end
buf = buf.."<h1> ESP8266 Web Server</h1>";
buf = buf.."<p>GPIO0 <a href=\"?pin=ON1\"><button>ON</button></a> <a href=\"?pin=OFF1\"><button>OFF</button></a></p>";
buf = buf.."<p>GPIO2 <a href=\"?pin=ON2\"><button>ON</button></a> <a href=\"?pin=OFF2\"><button>OFF</button></a></p>";
local _on,_off = "",""
if(_GET.pin == "ON1")then
gpio.write(led1, gpio.HIGH);
elseif(_GET.pin == "OFF1")then
gpio.write(led1, gpio.LOW);
elseif(_GET.pin == "ON2")then
gpio.write(led2, gpio.HIGH);
elseif(_GET.pin == "OFF2")then
gpio.write(led2, gpio.LOW);
end
client:send(buf);
client:close();
collectgarbage();
end)
end)
在ESPlorer執行後，用手機或PC的browser連接，出現這個畫面，即可控制ESP

有趣！

下一步，就是細部研究nodemcu的各類api模組~

參考資料：
ESP8266 ( ESP-01 ) 無線模組燒錄 NodeMCU 韌體 ( Lua 語法支援 )
nodemcu wiki
nodemcu api 中文說明
nodemcu api English
ESP各類IOT應用

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2016年2月8日星期一

[Study] ESP8266 - nodemcu + Lua study(1/xx)

A simple HTTP server

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