WEMOS D1 mini

Общие сведения

WeMos D1 mini — это плата, позволяющая управлять различными модулями вместо Arduino, но в отличии от большинства плат Arduino, у платы WeMos D1 mini больший объем памяти программ и памяти ОЗУ, она построена на базе 32 разрядного микроконтроллера с большей тактовой частотой и оснащена встроенным WiFi модулем, который можно настроить как клиент (STA), точка доступа (AP), или клиент+точка доступа (STA+AP).

Характеристики

• Микроконтроллер: ESP8266.
• Разрядность: 32 бит.
• Напряжение питания платы: 3,3 / 5,0 В.
• Беспроводной интерфейс: Wi-Fi 802.11 b/g/n 2,4 ГГц (STA/AP/STA+AP, WEP/TKIP/AES, WPA/WPA2).
• Поддерживаемые шины: SPI, I2C, I2S, 1-wire, UART, UART1, IR Remote Control.
• Цифровые выводы I/O: 11 (RX, TX, D0...D8) все выводы кроме D0 поддерживают INT (внешнее прерывание), ШИМ, I2C, 1-wire.
• Аналоговые входы: 1 (A0) 10-битный АЦП.
• Логические уровни выводов I/O: 3,3 В
• Максимальный ток на выводе I/O: 12 мА (для каждого вывода).
• Максимальное напряжение на входе A0: 3,2 В (между выводом A0 и GND)
• Flash-память: 4 МБ.
• RAM-память данных: 80 КБ.
• RAM-память инструкций: 32 КБ.
• Тактовая частота микроконтроллера: 80 МГц.
• Чип USB-UART преобразователя: CH340G.
• Рабочая температура: -40 ... +85 °C.
• Габариты: 34,2x25,6 мм.
• Вес: 10 г.

Подключение

О том как настроить Arduino IDE для работы с платой WeMos D1 mini, можно прочитать в статье Wiki - Первое включение, настройка среды, первая программа WEMOS. В той же статье рассказано как загружать скетчи в плату WeMos D1 mini из программы Arduino IDE, как по кабелю USB, так и по WiFi.

Скетчи для платы WeMos D1 mini можно писать из среды программирования Arduino IDE, так же как и для плат Arduino. О том как установить программу Arduinio IDE можно прочитать в статье Wiki - Установка/настройка программной оболочки Arduino IDE для Windows.

Питание

Плата WeMos D1 mini может быть запитана от USB через кабель USB - microUSB, либо от внешнего источника питания на 5 В (выводы 5V и GND), или на 3,3 В (выводы 3V3 и GND) постоянного тока. Так же плату можно запитать от блока питания на 7-24 В подключив его через WeMos DC Power Shield.

Микроконтроллер потребляет до:
• 200 мА в режиме передачи данных по WiFi.
• 60 мА в режиме приема данных по WiFi.
• 40 мА в режиме ожидания.
• 1 мА в режиме пониженного энергопотребления с сохранением соединения по WiFi.
• 20 мкА в режиме глубокого сна.

Подробнее о плате

WeMos D1 mini построена на базе 32 разрядного микроконтроллера ESP8266 (он входит в сборку ESP12-E установленную на плате) с интегрированным WiFi модулем (802.11 b/g/n 2.4 ГГц). Так же на плате присутствуют стабилизатор напряжения на 3,3 В, разъем USB типа Micro-B и USB-UART преобразователь на базе чипа CH340G. Микроконтроллер ESP8266 работает на тактовой частоте 80 МГц и обладает оперативной памятью RAM данных на 80 КБ (для хранения значений переменных), и памятью RAM инструкций на 32 КБ. Программы хранятся в flash памяти объемом 4 МБ.

Следующей версией платы WEMOS D1 mini является плата WEMOS D1 mini Pro, у которой 16 МБ flash памяти, установлена керамическая SMD антенна, есть разъём IPX для подключения внешней антенны и используется чип USB-UART преобразователя CP2104. Габариты этих плат, расположение выводов и их назначение идентичны.

Все цифровые выводы кроме D0 можно использовать для работы с внешними прерываниями, ШИМ, шиной I2C или 1-wire (выводы шины I2C по умолчанию D1 и D2, но их можно переназначить). Логические уровни всех цифровых выводов 3,3 В. На аналоговый вход A0 можно подавать напряжение до 3,2 В. Выводы D3, D4 и D8 подтянуты к 3V3 через резисторы 10 кОм (это связано с особенностью загрузки скетчей в плату).

Плата разработана для создания проектов «Интернет вещей», микроконтроллер способен сохранять соединение с точкой доступа WiFi при пониженном энергопотреблении всего 1 мА. Это позволяет создавать устройства работающие от аккумуляторов или батареек.

В линейке продукции WeMos множество модулей (Shield) которые можно подключать к плате WeMos D1 mini, просто, устанавливая их друг на друга:
• WeMos Dual Base - удвоитель базы установки модулей.
• WeMos Tripler Base - утроитель базы установки модулей.
• WeMos DS18B20 Shield - модуль с цифровым термометром (шина 1-wire).
• WeMos Battery Shield - модуль резервного питания от литиевых аккумуляторов (power bank).
• WeMos Relay Shield - модуль управления электромагнитным реле (~250 AC / 30 DC - 10 A).
• WeMos OLED Shield - модуль с OLED экраном (шина I2C).
• WeMos 1-Button Shield - модуль с тактовой кнопкой.
• WeMos Micro SD-Card Shield - модуль подключения Micro SD-карт.
• WeMos Motor Shield - модуль драйвера мотора до 15 В 1,2 А (шина I2C)
• WeMos DHT D4 Shield - модуль измерения атмосферной влажности и температуры (шина 1-wire).
• WeMos DHT I2C Shield - модуль измерения атмосферной влажности и температуры (шина I2C).
• WeMos SHT30 Shield - модуль измерения атмосферной влажности и температуры (шина I2C).
• WeMos WS2812B RGB Shield - модуль управления RGB светодиодом.
• WeMos Matrix LED Shield - модуль индикации на базе светодиодной матрицы.
• WeMos Buzzer Shield - модуль излучателя звуковой частоты (1-3 кГц).
• WeMos ProtoBoard Shield - макетная печатная плата.
• WeMos DC Power Shield - модуль питания с разъёмом DC-jack для блоков питания 7-24 В

Программное обеспечение

• Скачать (загрузить) программу Arduino IDE для создания, редактирования и загрузки скетчей, Вы можете с официального сайта.
• С подробной инструкцией по установке Arduino IDE можно ознакомиться в разделе Wiki - установка Arduino IDE для Windows.
• С подробной инструкцией по настройке Arduino IDE под платы на базе микроконтроллера ESP8266, можно ознакомиться в разделе Wiki - Первое включение, настройка среды, первая программа WEMOS.
• При первом подключении платы к компьютеру по USB нужно установить драйвер для чипа СH340G.

Примеры

Управление свечением светодиода

const uint8_t pinLed = D4;                   // Указываем вывод к которому подключён светодиод
                                             // Нужно указывать именно D4, а не просто 4
void setup(){                                //
    pinMode(pinLed, OUTPUT);                 // Переводим вывод pinLed в режим выхода OUTPUT
}                                            //
                                             //
void loop(){                                 //
    digitalWrite(pinLed, LOW ); delay(2000); // Включаем  светодиод подав на него логический «0», ждём 2 секунды
    digitalWrite(pinLed, HIGH); delay(1000); // Выключаем светодиод подав на него логическую «1», ждём 1 секунду
}                                            //

При написании скетчей, обратите внимание на то что константы имён выводов D0 ... D8 хранят нумерацию выводов JPIO микроконтроллера, а не нумерацию выводов платы.

Так, например:
• digitalWrite(D5, HIGH); // установит «1» на выводе D5 (он же вывод JPIO-14 микроконтроллера).
• digitalWrite(5, HIGH); // установит «1» на выводе D1 (он же вывод JPIO-5 микроконтроллера).

Представленный скетч мигает светодиодом на плате WeMos D1 mini. Светодиод подключён катодом к выводу D4 (включается логическим «0»). Вместо определения константы pinLed, в данном скетче можно было воспользоваться предопределённой константой BUILTIN_LED.

Комплектация

• 1x Плата WeMos D1 mini;

Ссылки

• DataSheet на официальном сайте;
• Wiki - Установка Arduino IDE для Windows;
• Wiki - Настройка Arduino IDE под платы на базе чипа ESP8266;
• Драйвер для чипа СH340G;