ESP-WROOM-02を使ってみる
Arduino IDEを使ってスケッチを書き込む
Arduino-IDEを使ったESP-WROOM-02へのスケッチ書き込み方法は、あちこちで紹介されていますので
今更私が紹介することは何もないです。
こちらやこちらに
詳し く紹介されています。
特にこちらの
ページの回路図はきれいで非常に参考になりました。
上記のページではGPIO_2をPullUpしています。
GPIO_2のPullUpについては悩みました。
こ
ちらのページの「Boot Messages and Modes」には、以下のコメントが記載されています。
note: - GPIO2 is used as TX output and the internal Pullup is
enabled on boot.
また、こ
ちらやこ
ちらのページの結線図ではGPIO_2はN/Cとなっています。
その後の調査で、ESP8266はGPIO_0、GPIO_2、GPIO_15の3つの値(0/1)の組み合わせでboot
modeを決定することが分かりました。
こちらに
その組み合わせの詳細が公開されています。
UARTからスケッチを書き込むとき(UART Download Mode)は、
GPIO_0=GND
GPIO_2=PullUp
GPIO_15=PullDown
EN=PullUp
RST=PullUp
にします。
こ
ちらにESP-WROOM-02のデータシートが公開されています。
GPIO_2は内部でPullUpされているようですが、外部抵抗を使ってPullUpした方が安定しました。
また、GPIO_0はPullDownではなくGNDにした方が安定して書き込みができます。
しばらくPullDownを試してみましたが、書き込めるモジュールと書き込めないモジュールが有りました。
GNDにすることで全てのモジュールで安定して書き込めるようになりました。
さらに3.3VとGNDの間に、10uFと0.1uF(100nF)のパスコンを挟んだ方が安定します。
GPIO_0をGND(UART Download Mode)にしてスケッチを書き込んだ後は、GPIO_0をPullUp(Flash
Boot Mode)に変更してからリセットするとスケッチが起動します。
ESP-13とESP-WROOM-02はピンコンパチですが、製造者が違います。
ESP-13：ShenZhen AI-thinker CO.,LTD
ESP-WROOM-02：Espressif Inc（Espressif IncはESP8266EXチップの製造元）
こ
ちらに公開されているスケッチを使って、両者のチップ情報を取り出してみました。
ESP-WROOM-02にはFlashが2MBの物と4MBの物が有ります。
見ただけでは区別がつかないので、チップ情報を取り出さないと分かりません。
ESP-13
Core Version = 2_5_2
CPU Frequency = 80 MHz
SDK version = 2.2.1(cfd48f3)
Boot version = 7
Boot Mode = 1
Flash Chip IDE Size = 2097152 byte
Flash Chip Real Size = 2097152 byte
Flash Frequency = 40000000 Hz
Flash Chip Mode = DOUT
Free Heap Size = 51456
Free Sketch Size = 233472
Sketch Size = 269168
ESP-WROOM-02(4MBytes Version)
Core Version = 2_5_2
CPU Frequency = 80 MHz
SDK version = 2.2.1(cfd48f3)
Boot version = 6
Boot Mode = 1
Flash Chip IDE Size = 4194304 byte
Flash Chip Real Size = 4194304 byte
Flash Frequency = 40000000 Hz
Flash Chip Mode = DOUT
Free Heap Size = 50528
Free Sketch Size = 233472
Sketch Size = 269168
ESP-WROOM-02(2MBytes Version)
Core Version = 2_5_2
CPU Frequency = 80 MHz
SDK version = 2.2.1(cfd48f3)
Boot version = 7
Boot Mode = 1
Flash Chip IDE Size = 2097152 byte
Flash Chip Real Size = 2097152 byte
Flash Frequency = 40000000 Hz
Flash Chip Mode = DOUT
Free Heap Size = 50536
Free Sketch Size = 233472
Sketch Size = 269168
ESP-WROOM-02U(2MBytes Version)
Core Version = 2_5_2
CPU Frequency = 80 MHz
SDK version = 2.2.1(cfd48f3)
Boot version = 7
Boot Mode = 1
Flash Chip IDE Size = 2097152 byte
Flash Chip Real Size = 2097152 byte
Flash Frequency = 40000000 Hz
Flash Chip Mode = DOUT
Free Heap Size = 51456
Free Sketch Size = 233472
Sketch Size = 269168
全く同じ条件で書き込んだのにFree Heap Sizeが微妙に違っています。
ESP-WROOM-02をブレッドボードで使う場合は、ピッチ変換基盤が必要になります。
今回、ピッチ変換基盤にはAITENDOの製品を使いましたが、AITENDOの製品は、パターン付きとパターンなしの２種類あります。
左がパターン付き、右がパターンなしですが、表面は同じです。
パターン付きの変換基盤は、裏面にチップ抵抗用の回路が作られています。
パターン付きの基盤は1206サイズのチップ抵抗(10KΩ)を使うことで、ENとRSTをPullUpすることができます。
またパターンをショートすることで、以下のようにすることができます。
IO15-GND：GPIO15はGND
IO2-3V3：GPIO2は3.3V
IO0-GND：GPIO0はGND
IO0-3V3：GPIO0は3.3V
こちらで
チップ抵抗を使った写真が公開されていますが、GPIO0は固定せずに使っています。
GPIO0を固定してしまうと、ブートモードを切り替えることができなくなります。
AITENDOの変換基盤は幅が大きく、片側５穴のブレットボードでは、右側に余白レーンが無く、仮組することができません。
ブレッドボード上で仮組するためには、サンハヤトの片側６穴のブレッドボード(Model SAD-101)を使う必要が有ります。
ほとんどのUSB-TTL変換チップはチップ本体に5V→3.3VへのVoltage Regulatorを内蔵していて、
3.3Vを出力することができますが、データシートに
よると最大電流が100mAなので
スケッチの書き込みはできますが、Wifiを使うスケッチでは実行時に電流不足でクラッシュします。
Wifiを使うスケッチを安定して動かすには、5Vを外部レギュレータなどで3.3Vに変換して、ESPに給電しないと安定して動きません。
USBの5Vを3.3Vに変換するときは、レギュレータ(AMS1117がよく使われます)を慎重に選ぶ必要が有ります。
これはGPIO0(上側の左から２番目)をGNDに落とした状態です。
リセットピン(上側の右から２番目)を一瞬GNDに落とすとスケッチを書き込むことができます。
左下に有るのが5V→3.3Vのレギュレータです。
これはGPIO0をPullUpした状態です。
リセットピンを一瞬GNDに落とすとスケッチを起動することができます。
ブレッドボードパターンのユニバーサルを2枚使って、開発ボードを作りました。
右下のレギュレータ(AMS1117)で5V→3.3Vに変換して給電しています。
1本線の抵抗は0Ω抵抗でジャンパー代わりに多用しています。
これで全てのGPIOを使うことができます。
最近になってこのようなT型の変換基盤も発見しました。
これならば片側５穴のブレッドボードでも仮組することができます
右が千石で見つけた基盤(\180) 左が秋月で見つけた基盤(\80)で、サイズと値段が反比例します。
こちらにESP-WROOM-02のデータシートが公開されています。
Schematicsを見ると、SoCであるESP8266EXの他に、SPI-Flashメモリー、クリスタル、幾つかの抵抗、コンデンサー、
コイルが内蔵され ていることが分かります。
この構成はESP-WROOM-02に限らず、ESP-01やESP-12など、ESP8266EXを使った全てのモジュールで共通です。
次回は実行環境を紹介します。