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上士聞道,勤而行之;中士聞道,若存若亡;下士聞道,大笑之。不笑,不足以爲道。
~ 道德經 41

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2016年2月8日 星期一

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

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
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~~
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>&nbsp;<a href=\"?pin=OFF1\"><button>OFF</button></a></p>";
        buf = buf.."<p>GPIO2 <a href=\"?pin=ON2\"><button>ON</button></a>&nbsp;<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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