ESP-Module programmieren

Ich habe den Entschluss gefasst, eine Wortuhr, basierend auf einem ESP8266, zu bauen.

Um diese ESP-Module programmieren zu können, musste ich zuerst die passende Infrastruktur schaffen.

Ein Adapter von USB auf 3,3 V-TTL-Signale ist im Netz zu finden (z.B. bei einem bekannten Internet-Kaufhaus mit e suchen nach ”usb ttl ftdi”, darauf achten, dass der Adapter die Möglichkeit bietet, 3,3 V Pegel an den IOs einzustellen).

Basierend auf den Schaltunterlagen von Rui Monteiro, zu finden über Netz-Suche mit “FTDI ESP8266 Definitive Wiring” auf Instructables.com, habe ich dazu einen Adapter gebaut, der die Verbindung zwischen den acht Pins eines ESP-01 und dem USB-TTL-Adapter herstellt. Sinnvolle Erweiterungen sind hierbei ein Reset-Taster sowie ein Taster um den Pin GPIO0 des ESP für die Programmierung auf LOW zu legen.

Um den Programmiervorgang weiter zu vereinfachen enthält die Schaltung noch ein paar Widerstände und Kondensatoren sowie einen MOSFET Transistor. Das erlaubt der Programmiersoftware über passend angesteuerte Signale der virtuellen seriellen Schnittstelle (DTR und RTS) den für die Einleitung des Programmiervorgangs notwendigen Reset sowie das LOW-Schalten des GPIO0 automatisch zu erzeugen, wie man das von den Arduinos gewohnt ist. Die Erweiterung erlaubt außerdem die Ausgabe von Debug-Informationen über die serielle Schnittstelle.

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Das Layout ist so ausgelegt, dass auf der linken Seite der FTDI zu TTL Konverter, auf der gegenüberliegenden Seite der ESP-01 aufgesteckt werden kann.

Das Signal RTS ist auf dem stirnseitigen Stecker des FTDI-Adapters nicht vorhanden, weswegen ich dafür die Steckbuchse PAD1 auf dem Board vorgesehen habe. Hier wird ein Kabel gesteckt, das am entsprechenden Anschluss auf dem Adapter angelötet ist.

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Bis auf den 100µF Kondensator und den MOSFET Transistor sind alle Bauteile normale TH-Bauteile und auf der Oberseite platziert, die beiden SMDs sitzen auf der Unterseite.

Soweit vorbereitet kann, ohne irgendwelche Tasten betätigen zu müssen, der ESP-01 aus der Arduino-IDE heraus programmiert werden. Wie die Arduino-IDE vorbereitet werden muss, um einen ESP8266 programmieren zu können, ist im Netz auf vielen Seiten ausführlich beschrieben, darauf gehe ich hier nicht ein.

Die Schaltunterlagen im EAGLE Format sind hier bereit gestellt.

Zum Programmieren wird der ESP-01 auf die 8-polige Buchsenleiste am rechten Platinenrand aufgesteckt.

Solange die normale Funktion der beiden auf den Stecker geführten Signale Rx und Tx des ESP-01 nicht durch das Programm verändert wird - in Frage käme hier z.B. die Verwendung der Pins für eine I²C Schnittstelle, wie bei der WordClock oder der Lüftersteuerung geschehen - können über den Adapter (in Verbindung mit dem FTDI-USB -Seriell-Adapter), z.B. zum Debuggen, Ausgaben an den PC gesendet werden.