آموزش راه اندازی برد NodeMCU بر پایه ESP8266 با نرم افزار آردوینو

برد وای فای NodeMCU یک میکرکنترلر اوپن سورس در حوزه IOT می‌باشد. هسته‌ی NodeMCU، چیپ ESP8266 ورژن ESP12 می‌باشد که از WIFI پشتیبانی می‌کند و به وسیله‌ی آن می‌توان به شبکه‌ی وای فای متصل شد و اطلاعات را میان اینترنت یا سایر دستگاه‌ها جابه‌جا نمود. زبان برنامه‌نویسی این ماژول ، Lua می‌باشد. ولی از امکانات بسیار عالی این ماژول این است که می‌توان یا استفاده از IDE آردوینو  و با استفاده از دستوارات آردوینو بر روی آن به سادگی برنامه نویسی کرد. در ادامه با مرجع تخصصی آردوینو به زبان فارسی دیجی اسپارک همراه باشید.

برد وای فای NODEMCU

برد وای فای Nodemcu از ESP12-E و ترکیب تراشه وای فای ESP8266 طراحی و توسعه داده شده است. برد Nodemcu از میکروپروسسور Xtensa 32-bit LX106 RISC استفاده می‌کند. این میکروپروسسو از RTOS و فرکانس ساعت ورودی قابل تنظیم بین ۸۰ تا ۱۶۰ MHz بهره میبرد. برد Nodemcu از ۱۲۸ کیلوبایت حافظه رم و ۴ مگابایت حافظه فلش مموری تشکیل شده است. از دیگر قابلیت های منحصر به فرد این برد پشتیبانی از وای فای و بلوتوث داخلی و حالت خواب فعال است که در پروژه های IOT یکی از پارامترهای مهم برای استفاده از این برد به شمار می‌آید. برد Nodemcu توسط پورت جک میکرو USB و پایه VIN برای تغذیه استفاده می‌کند. از دیگر قابلیت های این برد پشتیبانی از UART, SPI, I2C است.

کاربرد Nodemcu

به واسطه استفاده از بردهای میکروکنتر با تراشه وای فای برقراری ارتباط با دنیای شبکه و اینترنت فراهم می‌شود. امکان اتصال چندین دیوایس به یکدیگر از طریق بردهای وای فای، ارسال اطلاعات از به گیت وی و پلتفرم ها برای ما ساده تر شده است.

• شبیه سازی اولیه پروژه های IOT
• توان مصرفی کم برای استفاده در پروژه
• پروژه هایی بر پایه پلتفرم
• ساخت اپلیکیشن و کنترل از راه دور

راه اندازی Nodemcu با آردوینو

برد وای فای Nodemcu به سادگی با نرم افزار Arduino IDE برنامه نویسی شده و به راحتی قابل استفاده است. البته نیاز اساسی برای ایجاد ارتباط دانش برنامه نویسی است. اگر برنامه نویس حرفه ای هستید قطعا به واسطه ی کتابخانه های از پیش تعریف شده و دانش خودتان برنامه نویسی اصلا پیچیده نیست و جهت سهولت در اجرا کتابخانه های فوق العاده از قبل نوشته و توسعه داده شده است که در لایبرری های Arduino IDE در دسترس است.

نصب پکیج ESP8266

جهت راه اندازی و تست برد Nodemcu و برای آن که بتوانید بر روی این ماژول توسط IDE آردوینو برنامه نویسی کنید باید درایورها و بورد آن را بر روی نرم افزار آردوینو نصب کنید.

برای این منظور وارد  نرم افزار آردوینو شوید. سپس از قسمت File وارد Preferences  شوید.

نصب Node MCU بر روی IDE Arduino

سپس لینک زیر را کپی کنید و در پنجره Preferences در قسمت Additional Boards Manager URLs ، لینک را paste کنید و OK را بزنید.

اجرای پروژه Blink با Nodemcu

یکی از متداول ترین برنامه ها برای تست و اجرای اولین کد تست یک ال ای دی ساده است. با اینکار از سالم بودن برد، نحوه ی کدنویسی با محیط Arduino IDE را یاد خواهید گرفت. برای پروگرام شدن برد به هیچ سخت افزار دیگری جز یک کابل usb to micro usb نیاز نخواهید داشت. برای تست این پروژه از ال ای دی داخلی برد که به پایه GPIO16 متصل است. حال می‌خواهیم برنامه‌ی یک LED چشمک زن را بر روی NODEMCU خود آپلود کنیم. در مرحله اول باید بورد NODEMCU را از قسمت تنظیمات انتخاب کنیم. برای کار وارد tools>Board option می‌شویم و  NodeMCU1.0 (ESP-12E) را انتخاب می‌کنیم.

حال فرکانش ۸۰MHz را انتخاب کنید. قابل ذکر است شما می‌توانید از اورکلاک این چیپ نیز استفاده کنید و فرکانس را بر روی ۱۶۰ مگاهرنز تنظیم کنید.

حال باودریت را بر روی ۱۱۵۲۰۰ تنظیم کنید. البته می‌توانید از مقادیر بالاتر استفاده کنید ولی ۱۱۵۲۰۰ سرعت مناسبی است.

و در آخر هم قسمت port ٰا تنظیم کنید:

بررسی پایه‌های برد Nodemcu 

برد کنترل اینترنت اشیا Nodemcu، دارای ورژن های متفاوتی است که در این آموزش از ورژن ۳ یا V0.3 استفاده می‌کنیم. ورژن ۳ با برند Lolin مشخص می‌شود. ماژول Nodemcu LoLin از ۳۰ پایه تشکیل شده است.

• ۱۳ پایه GPIO به ترتیب با D مشخص شده است.
• پایه Vin جهت تغذیه جداگانه و ۵ ولت مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• این ماژول از ۳ پایه ۳٫۳ ولت و ۴ پایه GND تشکیل شده است.
• دقت کنید پایه A0 در واقع همان پایه ADC0 است که برای اتصال سنسورهای آنالوگ مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• جهت اطلاع از شماره GPIO از تصویر زیر استفاده کنید.
• پایه‌های آبی رنگ به ترتیب پایه های ارتباط سریال TX و RX می‌باشد.
• جهت ارتباط SPI پایه های HMOSI، HCS، HMISO و HSCLK با رنگ سبز مشخص شده است.
• پایه های I2C به ترتیب D1 برابر SCL و D2 برابر با SDA می‌باشد.

آپلود کد آردوینو

در این بخش نرم افزار آردوینو Arduino IDE را باز کرده و یک تب جدید باز کنید. سپس کد برنامه را از طریق کلیدهای میانبر به آردوینو انتقال دهید. برنامه LED چشمک زن را بر روی NodeMCU آپلود کنید. کد‌های زیر را کپی کرده و درون نرم افزار آردوینو paste کنید سپس بر روی دکمه آپلود کلیک کنید.

void setup() {
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);     // استفاده از پایه داخلی ال ای دی برد Nodemcu
}


void loop() {
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);   // روشن شدن ال ای دی  با Low شدن خروجی
                                    
                                   
  delay(1000);                      // تاخیر به مدت ۱ ثانیه
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);  //خاموش شدن ال ای دی  با High شدن خروجی
  delay(1000);                      // با تاخیر یک ثانیه 
}

تصویر نرم افزار Arduino IDE به صورت زیر است.

بعد از آپلود LED موجود بر روی ماژول به مدت ۱ ثانیه خاموش و روشن می‌شود. به همین ترتیب اولین و ساده ترین پروژه با برد Nodemcu اجرا شده است. به دنیای اینترنت اشیا خوش آمدید.

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در کدها و یا مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.

در پایان نظرات و پیشنهادات خود را با ما درمیان بگذارید و با اشتراک گذاری این آموزش در شبکه های اجتماعی , از وبسایت دیجی اسپارک حمایت کنید.