Den ESP8266 gibt es in drei Ausführungen zu kaufen.
- als reinen Chip ohne externe Beschaltung
- als Development-Breakout mit 3,3V-Spannungsversorgung und Pegelanpassung
- als Arduino-Shield
Das Development-Board kostet mit 10€ doppelt so viel wie der reine Chip. Wenn man in Betracht zieht, dass man beim Chip einige Zusatzbauteile und ein eigenes PCB benötigt, sollte man zum Development Breakout-Board greifen. Hier sind alle verfügbaren Anschlüsse auf Stiftleisten im 2,54mm-Raster herausgeführt. Der Einsatz auf einem Steckbrett oder einer Lochrasterplatine ist damit sehr einfach.
Kriterien
Funkentstörung mit Zertifikat
Einige Chips/Boards sind mit einem auf Störstrahlung geprüften ESP8266 ausgestattet. Dieser ist den anderen Ausführungen vorzuziehen, weil der Betreiber für Störungen haftet. Die geprüften ESP8266 haben den WLAN-Chip und den 32Bit-Prozessor unter einer aufgelöteten Metallhaube verborgen, welche für Abschirmung sorgt. Die geprüften Chips sind nur ganz geringfügig teurer als die ungeprüften. Der amerikanische Hersteller Adafruit bietet sie an.
Baureihen
Bei den angebotenen Chips gibt es eine historische Entwicklung, wie viel und welche GPIO-Pins herausgeführt werden. Die Baureihen werden durch eine nachgeschaltete Nummer unterschieden: ESP8266-7 oder ESP8266-12.
Informiert Euch vor dem Kauf, welche Features Ihr benötigt!
http://www.esp8266.com/wiki/doku.php?id=esp8266-module-family
https://github.com/sandeepmistry/esp8266-Arduino
Pegelwandler 3,3V - 5V
Der ESP8266 ist ein reiner 3,3V-Chip und verträgt keine 5V-Pegel. Einige Development-Boards haben einen Pegelwandler in Form eines MOS-FETs am RxD-Eingang. Damit können sie an einen 5V-Arduino angeschlossen werden. Zur Not geht auch ein einfacher Spannungsteiler, aber das sind schon wieder zwei Widerstände mehr.
Stromversorgung 3,3V
Der ESP8266 benötigt 3,3V bei etwa 200-250mA. Die starken Sendepegel im WLAN erklären diesen Stromverbrauch. Ein Arduino kann am 3,3V-Ausgang nur max. 50mA liefern und somit keinen ESP8266 versorgen. Man muss entweder einen eigenen Spannungsregler vorsehen oder ein Developmet-Board kaufen, aiuf dem der Spannungsregler eingebaut ist. Dieser kann dann auch noch die Sensoren mitversorgen (DS18B20, DHT22 usw.)
Auf Grund des hohen Stromverbrauchs ist eine Batterieversorgung sinnlos - außer man schaltet den ESP8266 zwischen zwei Datenübermittlungen in den Sleep-Modus. Baut man also z.B. einen Temperatursensor damit, dann sollte ein 230V-Achluß fürs netzteil in der Nähe des Sensors sein. Das ist ein deutlicher Nachteil, wenn man einen WLAN-Sensor einsetzt.
Reichweite und Infrastruktur
Durch die hohe Sende-/Empfangsleistung kann der ESP8266 höhere Entfernungen überbrücken und die im Haus vorhandenen WLAN-Router und Access-Points mitverwenden. Es sind keine weiteren Infrastrukturkosten zu erwarten.
Gewählte Produkte
Adafruit HUZZAH ESP8266 Breakout
Das Adafruit HUZZAH ESP8266 Breakout ist ein komplettes Development-Board, bei dem viele Ausgänge herausgeführt sind. Der ESP8266 ist abgeschirmt, es gibt ein FCC-Zertifikat, dass er keine Funkstörungen verursacht. Die Antenne befindet sich als Leiterbahn auf der Platine, eine externe Antenne kann man leider nicht anschließen. Adafruit stellt jede Menge Libraries für die Arduino-IDE zur Verfügung. Das ist mein Chip Nummer 1 für Entwicklung und Produkteinsatz!
Das Board bietet folgende Möglichkeiten:
- Reset Knopf,
- Benutzer-Knopf zum Start des Flash-Uploads
- Rote LED per Kommando ansteuerbar
- Level Shifting für UART und Reset Pin, damit 5V-Verträglichkeit
- 3.3V/500mA Spannungsregler mit Reserve für eigene Sensoren
- Zwei diodengeschützte Spanungsversorgungseingänge (USB und Batterie)
- 1 x Analog Input (1.8V max)
- 9 x GPIO (3.3V Logik), welche auch für I2C oder SPI genutzt werden können
- 2 x UART Pins Hardware
- 2 x 3-12V Versorgungseingänge, Reset, Enable, LDO-Disable, 3.3V Ausgang
Preis: 10,95€
Lieferant: EXP-Tech
Link: https://learn.adafruit.com/adafruit-huzzah-esp8266-breakout/using-arduino-ide
SparkFun WiFi Shield - ESP8266
Dieses Shield verwende ich in der Entwicklung, wenn man ein bestehendes Arduino-Board schnell mit WiFi ausstatten möchte. Es ist relativ teuer und groß, weshalb ich in meinen Produkten das Adafruit HUZZAH bevorzuge.
- Arduino R3 Layout
- 802.11 b/g/n WLAN
- Wi-Fi Direct (P2P), Soft-AP
- Integrierter TCP/IP Protocol Stack
- Integrierter TR switch, balun, LNA, Verstärker und Netzwerkanpassung
- Integrierter PLLs, Spannungsregler, DCXO und Versorgunsgspannungsverwaltung
- Integrierte Low Power 32-bit CPU, kann als Anwendungsprozessor benutzt werden
- +19.5dBm Sendeleistung im 802.11b Modus
Preis: 15,75€
Lieferant: EXP-Tech
Olimex MOD-WIFI-ESP8266-DEV
Das ist ein superpreisgünstiges DEV-Board, welches auch in Produkten verbaut werden kann. Ähnlich dem Adafruit HUZZAH bietet es viele Ein- und Ausgänge. Schlecht, dass der Chip nicht funkentstört ist. Vorteilhaft ist die Möglichkeit, per auflötbaren u.FL-Connector externe Antennen anzuschliessen. Meine Wahl, wenn ein Produkt in einem Schaltschrank aus Metall sitzt und eine externe Antenne eingesetzt werden muß!
- WLAN 802.11 b / g / n
- Wi-Fi Direct (P2P), soft-AP
- Eingebauter TCP / IP Protocol Stack
- Eingebauter TR Switch, Balun, LNA, Verstärker und Netzwerkanpassung
- Built-in PLL, vSpannungsregler und Versorgunsgspannungsverwaltung
- 802.11b Mode liefert + 19.5dBm Sendeleistung
- Integrierte Low Power 32-bit CPU, kann als Anwendungsprozessor benutzt werden
- 22 Pin Löcher für einfachen Zugang zu den Prozessor-Pins
- UEXT Lötflächen für einfacheren Zugang zum UART Interface
- Power LED
- Benutzerprogrammierbare LED
- Lötflächen für a U.FL Connector (für externe Antenne)
- Leckstrom bei abgeschaltetem Chip kleiner als 10uA
- SDIO 2.0, UART
- STBC, 1×1 MIMO, 2×1 MIMO
- Standby Verbrauch von weniger als 1.0mW (DTIM3)
Preis: 5,90€
Lieferant: EXP-Tech
Weitere Infos
https://github.com/esp8266/Arduino
https://github.com/esp8266/Arduino/blob/esp8266/hardware/esp8266com/esp8266/doc/reference.md