Modulo WeMos D1 mini

ultimo aggiornamento 27 marzo 2019


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Indice

Descrizione

Il Modulo WeMos D1 mini è basato sul microcontrollore Wi-Fi ESP8266 ESP-12F che può essere programmato utilizzando l'IDE di Arduino oppure NodeMCU. La semplicità della programmazione che può essere effettuata anche in modalità wireless e l'ampia disponibilità di shield aggiuntivi permettono di sviluppare il proprio progetto di "Internet delle cose" in tempi estremamente rapidi.
Il modulo WeMos D1 mini  è dotato di una interfaccia USB realizzata tramite il convertitore seriale-USB CH340
Dal connettore USB viene anche prelevata l'alimentazione a 5V, un regolatore interno (tipo RT9013) si occupa di generare l'alimentazione a 3,3V per il modulo ESP-12F. Per evitare confusione tutti i pin di I/O sono chiaramente etichettati.
Nota: Tutti gli I/O supportano una tensione massima di 3,3V

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Questo articolo è stato pubblicato nella sezione Articoli del sito WWW.HOMOTIX.IT

Alcuni esempi di shield disponibili

Per l'utilizzo del modulo WeMos D1 mini sono già disponibili dei mini shield e molti sono in preparazione, tra i modelli già disponibili troviamo: DHT Shield, Shield Motore, Buzzer shield, OLED Shield, Battery Shield, DC Power Shield, Protoboard, DHT Pro Shield, Micro SD Card Shield, WS2812B RGB Shield, Button shield, Relay shield,  ect

DHT Shield, Shield Motore Battery Shield DC Power Shield
OLED Shield Display 65k Colori OLED 96x64
interfaccia SPI
Meter shield Multi test shield
Sensore di luce TSL2561 driver per motori FT-SMC-2CH ADC 16-bit 4 Canali ADS1115 Matrix Led Shield
ProtoBoard Shield Tripler Base Buzzer shield, Relay Shield

Specifiche tecniche

Interfaccia I2C

Il collegamento tramite interfaccia I2C può essere utilizzato per connettere fino a 127 nodi tramite un bus che richiede solo due cavi dati, noti come SDA e SCL.

Interfaccia SPI

Il collegamento SPI è molto più semplice di I2C. Master e slave sono collegati da tre fili di dati, solitamente chiamati MISO, (Master in, Slave out), MOSI (Master out, Slave in) e M-CLK.

(SPI Bus SS (CS) è D8.)

Pinout Completo

Pin

Function

ESP-8266 Pin

TX

TXD

TXD

RX

RXD

RXD

A0

Analog input-max 3.3V input

A0

D0

IO

GPIO16

D1

IO-SCL

GPIO5

D2

IO-SDA

GPIO4

D3

IO-10k Pull-up

GPIO0

D4

IO-10k Pull-up-BUILTIN_LED

GPIO2

D5

IO-SCK

GPIO14

D6

IO-MISO

GPIO12

D7

IO-MOSI

GPIO13

D8

IO-10k Pull-down-SS

GPIO15

G

Ground

GND

5V

5V

5V

3V3

3.3V

3.3V

RST

Reset

RST

 

Foto del modulo

Bustina antistatica contenente il modulo

Contenuto della bustina antistatica

Modulo con connettori scelti per il montaggio

Modulo con connettori montati

 

Componenti presenti sul modulo

Vista frontale del modulo D1 Mini

Vista posteriore del modulo D1 Mini

Sul modulo sono presenti, sul lato superiore:

Sul lato inferiore:

RT9013 500mA, Low Dropout, Low Noise Ultra-Fast Without Bypass Capacitor CMOS LDO Regulator

Piedinatura Datasheet Foto dell'integrato

CH340G  USB to serial chip

Piedinatura Datasheet Foto dell'integrato

B5819 Surface mount schottky barrier rectifiers

Piedinatura Datasheet Foto

Transistor NPN S8050 SOT23
Piedinatura Datasheet Foto del transistor

Impostazione dell'IDE di Arduino

Installazione del driver per il chip CH340G

Come spiegato la scheda utilizza come convertitore USB-seriale il chip CH340G  invece che il più diffuso chip di FTDI o Atmega32U4, siccome Windows non supporta nativamente questo chip, il modulo non viene riconosciuto.

Per questo motivo è necessario scaricare il driver dal sito ufficiale del fornitore (sfortunatamente è in cinese).

Una volta eseguito l’unzip del pacchetto, è possibile procedere con l’aggiornamento del driver per la periferica:

 

 

Per cui si dovrà lanciare il programma SETUP.EXE

 

 

Dopo l'apertura della finestra si effettuerà l'installazione dei driver, che avverrà in automatico premendo INSTALL
A fine procedura sarà mostra la seguente finestra

 

 

A questo punto collegando il modulo, questo sarà riconosciuto e Windows configurerà correttamente la nuova porta COM

Installazione del driver della scheda

Per programmare il modulo WeMos D1 mini utilizzeremo l'IDE di Arduino, per cui se non già installato occorrerà scaricare e installare l'ultima versione dal sito ufficiale (https://www.arduino.cc/en/main/software ).

A questo punto dovremmo aggiungere le informazioni per le schede ESP8266 all'Arduino.  Per cui aperto l'IDE di Arduino, andare al menu File -> Impostazioni -> URL aggiuntive per il Gestore schede, l'indirizzo da inserire è

http://arduino.esp8266.com/versions/2.3.0/package_esp8266com_index.json (Figura 1).

Inserimento URL aggiuntiva per gestione modulo - Figura 1

Per impostare la scheda WeMos D1 mini, andare al menu Strumenti -> Scheda -> Gestione schede (Figura 2)

Gestione schede - Figura 2

Quando apparirà la scheda Gestore schede digitare ESP8266 e quindi installare i driver cliccando su Installa (figura 3)

Installazione driver schede - Figura 3

A questo punto tornare al menù Strumenti -Gestore schede ... quindi selezionare nella sezione ESP8266 Modules il modello WeMos D1 R2 & mini, (Figura 4). In questo modo sarà possibile programmare il modulo.

Selezione scheda WeMos D1 R2 & mini - Figura 4

Esempi di utilizzo del modulo

Lettura di temperatura e umidità con sensore DH11

Tra i molti modelli di shield realizzati appositamente per il modulo WeMos D1 mini troviamo il Wemos DHT Shield che utilizza il sensore di umidità e temperatura DHT11, il sensore è calibrato dal costruttore e non richiede componenti aggiuntivi, è in grado di misurare la temperatura in una gamma compresa tra 0°C e +60°C con una precisione di ±2°C e l'umidità in una gamma compresa tra 20%RH e 90%RH con una precisione di ±5RH.

Vista frontale dello Shield DHT11

Shield DHT11 con connettori montati

In questo esempio utilizziamo il modulo WeMos D1 mini per leggere i dati di temperatura ed umidità forniti dallo shield sensore DHT11 e invieremo i dati sul canale Thinkspeak,  che è una piattaforma Internet che consente di raccogliere e memorizzare i dati del sensore nel cloud e di sviluppare applicazioni IoT.

Per maggiori informazioni, schema e programma vedere la relativa pagina.

Wemos D1 mini multi test shield

Se si possiede una scheda Wemos D1 mini è si vogliono sperimentare la serie di sensori contenuti nella confezione "37 in 1 Sensor Module Board Set" che è venduta da molti siti è possibile utilizzare questo Wemos D1 mini multi test shield.
Sullo shield sono disponibili molti connettori che risultano già opportunamente collegati con le porte digitali o analogiche della scheda Wemos D1 mini . Sulla scheda è inoltre già presente uno stadio di alimentazione che permette di alimentare il tutto per esempio con una batteria 9V.
In realtà, la scheda, oltre ai sensori presenti nel kit "37 in 1 Sensor Module Board Set" permette di testare altri sensori, servo, ecc per un totale di oltre 30 tipi, la presenza di un connettore  bus I2C espande ulteriormente la tipologia di dispositivi che lo shield permette.
Se si monta sul Wemos D1 mini  il relativo OLED Shield si potranno visionare sul display da 0,66 "64 x 48 pixel i valori misurati oppure gli stati logici.

Gestione display OLED Shield

Il modulo Wemos D1 Mini può gestire un display OLED, in questo caso rappresentato montato su l'OLED Shield , nell'esempio si è utilizzato un DC Power Shield per l'alimentazione. Per maggiori informazioni, schema e programma vedere la relativa pagina.

Gestione MatrixLED Shield

Il modulo Wemos D1 Mini può gestire una matrice di led 8x8,  il modulo è chiamato Matrix LED shield , nell'esempio si è utilizzato un Battery Shield per l'alimentazione. Per maggiori informazioni, schema e programma vedere la relativa pagina.

Wemos D1 mini meter shield

Progetto per realizzare un Meter shield per Wemos D1 mini, lo shield una volta collegato alla scheda Wemos D1 Mini o Wemos Pro permette di visualizzare su un piccolo display OLED la misura delle distanza in cm che separa il sensore dall'oggetto posto frontalmente al sensore.
Il sensore utilizzato è di tipo
ultrasuoni HC-SR04 il quale non misura direttamente la distanza, ma fornisce il tempo impiegato da segnale sonoro per raggiungere un ostacolo e ritornare di nuovo al sensore. In base al tempo viene calcolata la distanza.

Sensore di luce TSL2561

Il sensore di luminosità TSL2561 prodotto dalla AMS è un sensore avanzato di luce digitale , ideale per l'uso in una vasta gamma di condizioni di luce. Rispetto alle cellule CdS a basso costo, questo sensore è più preciso, consentendo misure direttamente in lx e può essere configurato per differenti range di misura in modo da rilevare gamme di luce comprese tra 0,1 - 40.000 lx.
Nel programma di test tramite il modulo WeMos D1 mini del sensore TLS2561, il valore della luminosità viene mostrato all'interno della finestra del Monitor seriale. La lettura è effettuata  ogni 250 ms.
I pin SCL e SDA del sensore sono collegati rispettivamente a D1 e D2 del modulo WeMos D1 mini e gestiti dalla libreria Wire.

Display 65k Colori OLED 96x64 interfaccia SPI

Questo display OLED da 0.95"risoluzione 96x64 pixel, 65536 Colori è basato sul driver SSD1331 ed è dotato di interfaccia di comando SPI, può essere alimentato con una tensione compresa tra i 3.3V - 5V.

 

Motor Controller per DC Motor FT-SMC-2CH

Il modulo driver per motori FT-SMC-2CH prodotto dalla FEETECH RC Model Co.,Ltd. è di piccole dimensioni, misurando solo 34x25 mm, permette di pilotare due motori a corrente continua, per esempio il modello FM90 prodotto sempre da FEETECH, con controllo di rotazione continua bidirezionale, la corrente massima è 1,3 A per una tensione consigliata di 6V.

 

Convertitore ADC 16-bit 4 Canali ADS1115

Il Modulo Convertitore ADC 16-bit 4 Canali ADS1115 può essere utilizzato per incrementare le porte analogiche del modulo Wemos D1 mini, permettendo di avere anche un ADC ad elevata precisione. L'integrato utilizzato tipo ADS1115 offre una precisione di 16-bit con 860 campionamenti al secondo, i 4 ingressi possono essere configurati come 4 canali single-ended oppure come 2 canali differenziali.
Il modulo si interfaccia tramite I2C e può funzionare con una tensione di alimentazione compresa tra 2Vcc e 5Vcc, all'interno del chip ADS1115 sono anche presenti un amplificatore con un guadagno programmabile fino a 16 volte ed un comparatore.

 

 

Test modulo KY-009 RGB full color LED SMD module

Gestione del modulo KY-009 RGB full color LED SMD module, che si presenta come una piccolo circuito che misura 18,5 millimetri x 15mm, su di esso è montato un LED RGB tipo 5050 SMD e un connettore a 4 pin. Il LED può emette una ampia gamma di colori mescolando rosso, verde e blu.

 

Elenco revisioni:

27/03/2019

Aggiornato pagina e inserito esempio vari esempi di utilizzo del modulo

10/04/2017

Inserito esempio display OLED

03/12/2017

Aggiornato la pagina

15/10/2017

Emissione preliminare