ESP8266

ไอซี ESP8266
ผู้ผลิต	เอสเพรสซิฟ ซิสเต็มส์
พิมพ์	ไมโครคอนโทรลเลอร์ 32 บิต
ซีพียู	เทนซิลิกา ไดมอนด์ สแตนดาร์ด 106 ไมโคร (หรือเรียกอีกอย่างว่า L106)ที่ 80 เมกะเฮิร์ตซ์ (ค่าเริ่มต้น) หรือ 160 เมกะเฮิร์ตซ์
หน่วยความจำ	หน่วยความจำคำสั่ง 32 กิโลไบต์, หน่วยความจำข้อมูลผู้ใช้ 80 กิโลไบต์
ป้อนข้อมูล	พิน GPIO 16 พิน
พลัง	3.3 โวลต์ DC
ผู้สืบทอด	ESP32

ESP8266 เป็น ไมโครชิปWi-Fiราคาประหยัด พร้อม ซอฟต์แวร์เครือข่าย TCP/IPในตัวและ ความสามารถ ในการควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์ผลิตโดยEspressif Systems ^{[ 1 ]}ในเซี่ยงไฮ้ ประเทศจีน

ชิปนี้ได้รับความนิยมใน กลุ่ม ผู้สร้างที่ ใช้ภาษาอังกฤษ ในเดือนสิงหาคม 2014 ผ่าน โมดูล ESP-01ซึ่งผลิตโดยผู้ผลิตภายนอก Ai-Thinker โมดูลขนาดเล็กนี้ช่วยให้ไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่าย Wi-Fi และสร้างการเชื่อมต่อ TCP/IP แบบง่ายโดยใช้ คำสั่งแบบ Hayesอย่างไรก็ตาม ในตอนแรกแทบไม่มีเอกสารภาษาอังกฤษเกี่ยวกับชิปและคำสั่งที่ชิปยอมรับเลย^{[ 2 ]}ราคาที่ต่ำมากและข้อเท็จจริงที่ว่ามีส่วนประกอบภายนอกน้อยมากในโมดูล ซึ่งบ่งชี้ว่าในที่สุดมันอาจมีราคาถูกมากเมื่อผลิตในปริมาณมาก ดึงดูดแฮกเกอร์จำนวนมากให้สำรวจโมดูล ชิป และซอฟต์แวร์บนนั้น รวมถึงแปลเอกสารภาษาจีนด้วย^{[ 3 ]}

ESP8285 เป็นชิปที่คล้ายกันที่มีหน่วยความจำแฟลชในตัวขนาด 1 MiB ทำให้สามารถออกแบบอุปกรณ์ชิปเดียวที่สามารถเชื่อมต่อผ่าน Wi-Fi ได้^{[ 4 ]}

ชิปไมโครคอนโทรลเลอร์เหล่านี้ได้ถูกแทนที่ด้วยอุปกรณ์ตระกูล ESP32 แล้ว

• โปรเซสเซอร์: แกนไมโครโปรเซสเซอร์ RISC 32 บิต L106 ที่ใช้ มาตรฐาน Tensilica Diamond Standard 106Micro ทำงานที่ความเร็ว 80 หรือ 160 MHz ^{[ 5 ]}
• หน่วยความจำ RAM ขนาด 160 กิโลไบต์ซึ่งแบ่งออกเป็น: ^{[ 6 ]}
  • หน่วยความจำคำสั่ง (iRAM) ขนาด 32 KB
  • หน่วยความจำแคชคำสั่ง 32 KB
  • หน่วยความจำ dRAM ขนาด 96 KB ซึ่งแบ่งออกเป็น dRAM ขนาด 80 KB สำหรับ SDK และหน่วยความจำฮีป และ dRAM ขนาด 16 KB สำหรับ ROM
• หน่วยความจำแฟลช QSPI ภายนอก: รองรับได้สูงสุด 16 MiB (โดยทั่วไปจะมีขนาด 512 KiB ถึง 4 MiB รวมอยู่ด้วย)
• Wi-Fi IEEE 802.11 b/g/n
  • วงจร รวมTR switch , balun , LNA , power amplifierและmatching network
  • การตรวจสอบสิทธิ์ WEPหรือWPA/WPA2หรือเครือข่ายแบบเปิด
• พินGPIO 17 พิน ^{[ 7 ]}
• บัสอินเทอร์เฟซอุปกรณ์ต่อพ่วงแบบอนุกรม (SPI)
• I²C (การใช้งานซอฟต์แวร์) ^{[ 8 ]}
• อินเทอร์เฟซ I²Sทำงานร่วมกับ DMA (โดยใช้ขาต่อร่วมกับ GPIO)
• มี พอร์ต UARTบนขาเฉพาะ และยังสามารถเปิดใช้งาน UART สำหรับส่งข้อมูลอย่างเดียวบน GPIO2 ได้อีกด้วย
• ADC 10 บิต( ADC แบบประมาณค่าต่อเนื่อง )

การจัดเรียงขาของโมดูล ESP-01 ทั่วไปมีดังนี้:

1. GND, กราวด์ (0 โวลต์)
2. GPIO 2, พอร์ตอินพุต/เอาต์พุตอเนกประสงค์หมายเลข 2
3. GPIO 0, พอร์ตอินพุต/เอาต์พุตอเนกประสงค์หมายเลข 0
4. RX, รับข้อมูลเข้า หรือ GPIO3
5. VCC, แรงดันไฟฟ้า (+3.3 V; สามารถรองรับได้ถึง 3.6 V)
6. RST, รีเซ็ต
7. CH_PD, การปิดการทำงานของชิป
8. TX, ส่งข้อมูลออก (Transmit data out) หรือ GPIO1

ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2557 Espressif Systems ได้ออกชุดพัฒนาซอฟต์แวร์ (SDK) สำหรับการเขียนโปรแกรมชิปโดยตรง ซึ่งช่วยขจัดความจำเป็นในการใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์แยกต่างหาก^{[ 9 ]}ตั้งแต่นั้นมา Espressif ได้ออก SDK อย่างเป็นทางการหลายเวอร์ชัน โดย Espressif ดูแลรักษา SDK สองเวอร์ชัน คือเวอร์ชันที่ใช้FreeRTOSและเวอร์ชันที่ใช้callback ^{[ 10 ]}

ทางเลือกอื่นนอกเหนือจาก SDK อย่างเป็นทางการของ Espressif คือ ESP-Open-SDK แบบโอเพนซอร์ส^{[ 11 ]}ซึ่งใช้ ชุดเครื่องมือ GNU Compiler Collection (GCC) ที่ดูแลโดย Max Filippov ^{[ 12 ]}อีกทางเลือกหนึ่งคือ "ชุดพัฒนาที่ไม่เป็นทางการ" โดย Mikhail Grigorev ^{[ 13 ] [ 14 ]}

SDK อื่นๆ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นโอเพนซอร์ส ได้แก่:

• Arduino  — เฟิร์มแวร์ที่เขียนด้วยภาษา C++ ด้วยคอร์นี้ CPU ESP8266 และส่วนประกอบ Wi-Fi สามารถตั้งโปรแกรมได้เหมือนกับอุปกรณ์ Arduino อื่นๆESP8266 Arduino Core สามารถดาวน์โหลดได้จาก GitHub
• ESP8266 BASIC — ตัวแปลภาษา BASIC แบบ  โอเพนซอร์สที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) สภาพแวดล้อมการพัฒนาแบบโฮสต์เองบนเว็บเบราว์เซอร์
• ESP Easy  — พัฒนาโดยผู้ที่ชื่นชอบระบบบ้านอัจฉริยะ
• ESPHome  — ESPHome คือระบบควบคุม ESP8266/ESP32 ของคุณด้วยไฟล์การกำหนดค่าที่เรียบง่ายแต่ทรงประสิทธิภาพ และควบคุมอุปกรณ์เหล่านั้นจากระยะไกลผ่านระบบบ้านอัจฉริยะ
• Tasmota - เฟิร์มแวร์โอเพนซอร์ส สำหรับระบบบ้านอัจฉริยะ
• ESP-Open-RTOS  — เฟรมเวิร์กซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สสำหรับ ESP8266 ที่ใช้ FreeRTOS
• ESP-Open-SDK  — ชุดพัฒนาซอฟต์แวร์แบบบูรณาการ (SDK) ฟรีและเปิดกว้าง (เท่าที่จะเป็นไปได้) สำหรับชิป ESP8266/ESP8285
• Espruino  — ชุดพัฒนาซอฟต์แวร์ (SDK) และเฟิร์มแวร์ JavaScript ที่ได้รับการดูแลรักษาอย่างต่อเนื่อง ซึ่งจำลองการทำงานของ Node.js ได้อย่างใกล้เคียง รองรับไมโครคอนโทรลเลอร์ (MCU) หลายรุ่น รวมถึง ESP8266
• ESPurna  — เฟิร์มแวร์โอเพ่นซอร์ส ESP8285/ESP8266
• Forthright  — พอร์ตของ Jones Forth ไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ ESP8266
• MicroPython  — เวอร์ชันของMicroPython (การใช้งาน Python สำหรับอุปกรณ์ฝังตัว) สำหรับแพลตฟอร์ม ESP8266
• SDK ที่สามารถปรับแต่งได้ — ประกอบด้วยภาษา JavaScript และการสนับสนุนไลบรารีสำหรับ ESP8266
• Mongoose OS  — ระบบปฏิบัติการโอเพนซอร์สสำหรับผลิตภัณฑ์ที่เชื่อมต่อ รองรับ ESP8266 และ ESP32 พัฒนาด้วยภาษา C หรือ JavaScript ^{[ 15 ]}
• NodeMCU  — เฟิร์มแวร์ที่ใช้ภาษาLua
• PlatformIO  — IDE และดีบักเกอร์แบบรวมศูนย์ที่ใช้งานได้บนหลายแพลตฟอร์ม ซึ่งทำงานอยู่บนโค้ดและไลบรารีของ Arduino
• Punyforth  — ภาษาโปรแกรมที่ได้รับแรงบันดาลใจจากภาษา Forth สำหรับ ESP8266
• Sming  — เฟรมเวิร์ก C/C++ แบบอะซิงโครนัสที่ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง มีประสิทธิภาพยอดเยี่ยมและมีคุณสมบัติเครือข่ายหลากหลาย
• uLisp — ภาษาโปรแกรม Lisp  เวอร์ชันหนึ่งที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อทำงานบนโปรเซสเซอร์ที่มี RAM จำกัด
• ZBasic สำหรับ ESP8266  — ชุดย่อยของ Visual Basic 6 ที่ Microsoft ใช้งานอย่างแพร่หลาย ซึ่งได้รับการดัดแปลงให้เป็นภาษาควบคุมสำหรับตระกูลไมโครคอนโทรลเลอร์ ZX และ ESP8266
• Zerynth  — เฟรมเวิร์ก IoT สำหรับการเขียนโปรแกรม ESP8266 ^{[ 16 ]}และไมโครคอนโทรลเลอร์อื่นๆในPython
• IOTBAHคือระบบปฏิบัติการ (OS) สำหรับ Espressif ESP8266
• EspOS Webserver โซลูชัน IoT ที่ใช้งานง่าย

นี่คือชุดโมดูลที่ใช้ชิป ESP8266 จากบริษัท Espressif:

ในตารางด้านบน (และตารางอีกสองตารางถัดไป) "ขาใช้งาน" หมายถึงขา GPIO และ ADC ซึ่งสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอกเข้ากับไมโครคอนโทรลเลอร์ ESP8266 ได้ "ระยะห่าง" คือช่องว่างระหว่างขาบนโมดูล ESP8266 ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญที่ควรทราบหากจะใช้งานอุปกรณ์บนแผงวงจรทดลอง "รูปแบบ" ยังอธิบายถึงบรรจุภัณฑ์ของโมดูลว่าเป็น "2 × 9 DIL" ซึ่งหมายถึงสองแถวของขา 9 ขาเรียงกันแบบ "Dual In Line" เหมือนกับขาของไอซีแบบ DIP โมดูล ESP-xx หลายตัวมีไฟ LED ขนาดเล็กบนบอร์ดซึ่งสามารถตั้งโปรแกรมให้กะพริบเพื่อแสดงการทำงานได้ มีตัวเลือกเสาอากาศหลายแบบสำหรับบอร์ด ESP-xx รวมถึงเสาอากาศแบบเส้น เสาอากาศเซรามิกบนบอร์ด และขั้วต่อภายนอกที่ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อเสาอากาศ Wi-Fi ภายนอกได้ เนื่องจาก Wi-Fi สร้างสัญญาณรบกวนคลื่นความถี่วิทยุ (RFI) จำนวนมาก หน่วยงานภาครัฐเช่น FCC จึงต้องการอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีการป้องกันเพื่อลดการรบกวนกับอุปกรณ์อื่นๆ โมดูล ESP-xx บางรุ่นบรรจุอยู่ในกล่องโลหะที่มีตราประทับรับรองจาก FCC ตลาดในประเทศพัฒนาแล้วและประเทศกำลังพัฒนาอาจต้องการอุปกรณ์ Wi-Fi ที่ได้รับการรับรองจาก FCC และมีการป้องกันคลื่นรบกวน

นี่คือโมดูลชุดแรกที่ผลิตด้วย ESP8266 โดยผู้ผลิตบุคคลที่สามAi-Thinkerและยังคงเป็นโมดูลที่มีจำหน่ายอย่างแพร่หลายที่สุด^{[ 20 ]}โมดูลเหล่านี้เรียกรวมกันว่า "โมดูล ESP-xx" ในการสร้างระบบพัฒนาที่ใช้งานได้ จำเป็นต้องมีส่วนประกอบเพิ่มเติม โดยเฉพาะอย่างยิ่งอะแดปเตอร์อนุกรม TTL เป็น USB (บางครั้งเรียกว่าบริดจ์ USB เป็น UART) และแหล่งจ่ายไฟภายนอก 3.3 โวลต์ นักพัฒนา ESP8266 มือใหม่ควรพิจารณาบอร์ดพัฒนา Wi-Fi ESP8266 ขนาดใหญ่กว่า เช่นNodeMCUซึ่งมีบริดจ์ USB เป็น UART และขั้วต่อ Micro-USB พร้อมกับตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 3.3 โวลต์ที่ติดตั้งอยู่ในบอร์ดแล้ว เมื่อการพัฒนาโครงการเสร็จสมบูรณ์ ส่วนประกอบเหล่านั้นก็ไม่จำเป็น และโมดูล ESP-xx ที่ราคาถูกกว่าเหล่านี้เป็นตัวเลือกที่ใช้พลังงานต่ำกว่าและมีขนาดเล็กกว่าสำหรับการผลิตจำนวนมาก

ในคอลัมน์หมายเหตุ ขนาดหน่วยความจำแฟลชจะใช้กับโมดูลที่ระบุและโมดูลทั้งหมดที่อยู่ด้านล่างในตาราง ข้อยกเว้นที่ใช้กับโมดูลเดียวจะแสดงอยู่ในวงเล็บ ()

เหตุผลที่บอร์ดเหล่านี้ได้รับความนิยมมากกว่าโมดูล ESP-xx รุ่นก่อนๆ คือการมีตัวแปลง USB เป็น UART ในตัว (เช่น Silicon Labs CP2102 หรือ WCH CH340G) และขั้วต่อ Micro-USB พร้อมกับตัวควบคุมแรงดัน 3.3 โวลต์ เพื่อจ่ายไฟให้กับบอร์ดและเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์โฮสต์ (สำหรับการพัฒนาซอฟต์แวร์) ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าคอนโซล ทำให้เป็นแพลตฟอร์มการพัฒนาที่ใช้งานง่าย สำหรับโมดูล ESP-xx รุ่นก่อนๆ นั้น ต้องซื้ออุปกรณ์ทั้งสองชิ้นนี้ (ตัวแปลง USB เป็นอนุกรมและตัวควบคุมแรงดัน) แยกต่างหากและต่อสายเข้ากับวงจร ESP-xx บอร์ด ESP8266 รุ่นใหม่ๆ เช่นNodeMCUนั้นใช้งานง่ายกว่าและมีพิน GPIO มากกว่า บอร์ดส่วนใหญ่ที่ระบุไว้ในที่นี้ใช้โมดูล ESP-12E เป็นพื้นฐาน แต่ดูเหมือนว่าจะมีโมดูลใหม่ๆ ออกมาทุกๆ สองสามเดือน

ในปี 2020 Espressif ได้ประกาศชิปใหม่ ESP32-C3 ซึ่งมีขาที่เข้ากันได้กับ ESP8266 โดยใช้ CPU RISC-V 32 บิตแบบแกนเดี่ยวที่มีความเร็วสัญญาณนาฬิกาสูงสุด 160 MHz ประกอบด้วย SRAM ขนาด 400 KiB และพื้นที่จัดเก็บ ROM ขนาด 384 KiB ในตัว^{[ 45 ]}

• ESP32 – ผลิตภัณฑ์รุ่นต่อยอดจาก Espressif
• อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ
• เอ็มซียู (หน่วยควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์)

• ESP8266 คอร์สำหรับ Arduino IDE

Wikimedia Commons มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับESP8266