ESP8266
ESP8266
ESP8266- IC
メーカーエスプレッシフシステムズ
タイプ32ビットマイクロコントローラ
CPUTensilica Diamond Standard 106Micro（別名L106） @ 80 MHz（デフォルト）または160 MHz
メモリ32 KiBの命令、80 KiBのユーザーデータ
入力16個のGPIOピン
力3.3V DC
後継ESP32
ESP8266EX SoCを搭載したAi-ThinkerのESP-01モジュール

ESP8266は、 TCP/IPネットワークソフトウェアとマイクロコントローラ機能を内蔵した低価格のWi-Fiマイクロチップで、中国上海の Espressif Systems [ 1 ]社が製造している。

このチップは、2014年8月にサードパーティメーカーのAi-Thinker社製のESP-01モジュールを通じて英語圏のMakerコミュニティで普及しました。この小型モジュールは、マイクロコントローラがWi-Fiネットワークに接続し、ヘイズスタイルのコマンドを使用して簡単なTCP/IP接続を行うことを可能にします。しかし、当初はチップやそれが受け入れるコマンドに関する英語のドキュメントはほとんどありませんでした。[ 2 ]非常に低価格で、モジュールに外付け部品がほとんどないことから、最終的には大量生産によって非常に安価になる可能性があることが示唆され、多くのハッカーがモジュール、チップ、そしてそのソフトウェアを調査し、中国語のドキュメントを翻訳することになりました。[ 3 ]

ESP8285は1MiBのフラッシュメモリを内蔵した同様のチップで、Wi-Fi接続が可能なシングルチップデバイスの設計を可能にします。[ 4 ]

これらのマイクロコントローラ チップは、 ESP32ファミリのデバイスに引き継がれました。

特徴

ESP-01モジュールのワイヤーフレーム図

ESP-01のピン配置

ESP-01モジュールのピン配置

一般的な ESP-01 モジュールのピン配置は次のとおり です。

  1. GND、グランド（0 V）
  2. GPIO 2、汎用入出力2番
  3. GPIO 0、汎用入出力番号0
  4. RX、受信データ入力、GPIO3も
  5. VCC、電圧（+3.3 V、最大3.6 Vまで対応）
  6. RST、リセット
  7. CH_PD、チップパワーダウン
  8. TX、送信データ出力、GPIO1
ESP8266 ダイショット

SDK

2014年10月、Espressif Systemsはチップを直接プログラミングするためのソフトウェア開発キット（SDK）をリリースしました。これにより、別のマイクロコントローラが不要になりました。 [ 9 ]それ以来、Espressifからは多くの公式SDKがリリースされており、Espressifは2つのバージョンのSDKを維持しています。1つはFreeRTOSベース、もう1つはコールバックベースです。[ 10 ]

Espressifの公式SDKの代替として、オープンソースのESP-Open-SDK [ 11 ]があります。これは、Max FilippovがメンテナンスしているGNUコンパイラコレクション（GCC）ツールチェーンに基づいています。[ 12 ]もう1つの代替として、Mikhail Grigorevによる「非公式開発キット」があります。[ 13 ] [ 14 ]

その他の SDK (ほとんどがオープンソース) には、次のものがあります。

  • Arduino  — C++ベースのファームウェア。このコアを使えば、ESP8266 CPUとそのWi-Fiコンポーネントを他のArduinoデバイスと同様にプログラムできます。ESP8266 Arduino CoreはGitHubから入手できます。
  • ESP8266 BASIC —モノのインターネット（IoT）向けに特別に設計された オープンソースのBASICライクなインタープリター。セルフホスティング型のブラウザベースの開発環境。
  • ESP Easy  —ホームオートメーション愛好家によって開発されました。
  • ESPHome  — ESPHome は、シンプルでありながら強力な構成ファイルを使用して ESP8266/ESP32 を制御し、ホームオートメーション システムを通じてリモートで制御するシステムです。
  • Tasmota - ホームオートメーション用のオープンソースファームウェア。
  • ESP-Open-RTOS  — オープンソースの FreeRTOS ベースの ESP8266 ソフトウェア フレームワーク。
  • ESP-Open-SDK  — ESP8266/ESP8285 チップ用の無料かつオープンな（可能な限り）統合 SDK。
  • Espruino — Node.js を忠実にエミュレートする、活発にメンテナンスされている JavaScript SDK とファームウェア。ESP8266 を含むいくつかの MCU をサポートしています。
  • ESPurna  — オープンソースの ESP8285/ESP8266 ファームウェア。
  • Forthright  — Jones Forth を ESP8266 マイクロコントローラに移植したもの。
  • MicroPython  — MicroPython (組み込みデバイス向けの Python 実装) を ESP8266 プラットフォームに移植したもの。
  • Moddable SDK — ESP8266用のJavaScript言語とライブラリのサポートが含まれています
  • Mongoose OS  — コネクテッド製品向けのオープンソースオペレーティングシステム。ESP8266とESP32をサポート。CまたはJavaScriptで開発可能。[ 15 ]
  • NodeMCU  — Luaベースのファームウェア。
  • PlatformIO  — Arduino コードとライブラリをベースにしたクロスプラットフォーム IDE と統合デバッガー。
  • Punyforth  — ESP8266 用の Forth にインスパイアされたプログラミング言語。
  • Sming  — 優れたパフォーマンスと複数のネットワーク機能を備えた、積極的に開発されている非同期 C/C++ フレームワーク。
  • uLisp — RAM の量が制限されたプロセッサ上で実行するように特別に設計されたLispプログラミング言語 のバージョン。
  • ZBasic for ESP8266  — Microsoft の広く使用されている Visual Basic 6 のサブセットで、ZX マイクロコントローラ ファミリと ESP8266 の制御言語として採用されています。
  • Zerynth — ESP8266 [ 16 ]やその他のマイクロコントローラをPythonで プログラミングするためのIoTフレームワーク。
  • IOTBAH - Espressif ESP8266用のオペレーティングシステム（OS）です
  • EspOS Web サーバー、簡単な IoT ソリューション。

Espressifモジュール

ESP-WROOM-02

これは、Espressif 社製の ESP8266 ベースのモジュール シリーズです。

名前 アクティブピン ピッチ フォームファクター LED アンテナ シールド 寸法（mm） 注記
ESP-WROOM-02 [ 17 ]18 1.5ミリメートル 2×9 城郭型 いいえ PCBトレース はい 18×20 FCC ID 2AC7Z-ESPWROOM02。
ESP-WROOM-02D [ 18 ]18 1.5ミリメートル 2×9 城郭型 いいえ PCBトレース はい 18×20 FCC ID 2AC7Z-ESPWROOM02D。150ミルおよび208ミルのフラッシュメモリチップと互換性のあるESP-WROOM-02のリビジョン。
ESP-WROOM-02U [ 18 ]18 1.5ミリメートル 2×9 城郭型 いいえ U.FLソケット はい 18×20 ESP-WROOM-02Dとの違いは、U.FL対応のアンテナソケットコネクタを搭載していることです。
ESP-WROOM-S2 [ 19 ]20 1.5ミリメートル 2×10 城郭型 いいえ PCBトレース はい 16 × 23 FCC ID 2AC7Z-ESPWROOMS2。

上記の表（および続く2つの表）の「アクティブピン」には、ESP8266 MCUに外部デバイスを接続できるGPIOピンとADCピンが含まれます。「ピッチ」はESP8266モジュールのピン間隔で、デバイスをブレッドボードで使用する場合に重要です。「フォームファクタ」には、モジュールのパッケージが「2 × 9 DIL」と記載されています。これは、DIP ICのピンのように、9ピンが2列に「デュアルインライン」で配置されていることを意味します。多くのESP-xxモジュールには、点滅するようにプログラム可能な小型のオンボードLEDが搭載されており、アクティビティを示すことができます。ESP-xxボードには、トレースアンテナ、オンボードセラミックアンテナ、外部Wi-Fiアンテナを接続できる外部コネクタなど、複数のアンテナオプションがあります。Wi-Fi通信は多くのRFI（無線周波数干渉）を生成するため、FCCなどの政府機関は、他のデバイスとの干渉を最小限に抑えるためにシールドされた電子機器を推奨しています。 ESP-xxモジュールの一部は、FCC認証シールが刻印された金属製のボックスに収められています。先進国および先進国市場では、FCC認証とシールド付きWi-Fiデバイスが求められる可能性があります。

Ai-Thinkerモジュール

ESP-01モジュール
Ai-Thinker ESP8266モジュール（ESP-12F、黒色）をブレイクアウトボード（白色）にはんだ付け

これは、サードパーティメーカーのAi-Thinker社がESP8266を使用して製造した最初のモジュールシリーズであり、現在でも最も広く入手可能です。[ 20 ]これらは総称して「ESP-xxモジュール」と呼ばれています。実用的な開発システムを構築するには、追加のコンポーネント、特にシリアルTTL-USBアダプタ（USB-UARTブリッジと呼ばれることもあります）と外部3.3ボルト電源が必要です。ESP8266開発初心者は、 USB-UARTブリッジとMicro-USBコネクタに加え、3.3ボルト電源レギュレータがボードに既に組み込まれているNodeMCUのような、より大型のESP8266 Wi-Fi開発ボードの検討をお勧めします。プロジェクト開発が完了すると、これらのコンポーネントは不要になり、これらの安価なESP-xxモジュールは、低消費電力で小型の生産ライン向けオプションとなります。

注記欄のフラッシュメモリ容量は、該当モジュールおよび表中の該当モジュール以下のすべてのモジュールに適用されます。単一のモジュールに適用される例外は（）内に示されています。

名前アクティブピンピッチフォームファクターLEDアンテナシールド寸法（mm）注記
ESP-016 [ 21 ]0.1インチ2×4 DILはいPCBトレースいいえ14.3 × 24.8汎用メーカーの 512 KiB フラッシュと青い PCB。AI-Thinker の 1 MiB フラッシュ、AI-Cloud、および黒い PCB。
ESP-01S6 [ 22 ]0.1インチ2×4 DILはいPCBトレースいいえ14.4 × 24.71 MiB フラッシュ
ESP-01M161.6ミリメートル2×9エッジコネクタいいえPCBトレースはい18.0 × 18.0ESP8285 (1 MiB 内蔵フラッシュ) を使用します。
ESP-0260.1インチ2×4 城郭型いいえU.FLソケットいいえ14.2 × 14.2
ESP-03102ミリメートル2×7 城郭型いいえセラミックいいえ17.3 × 12.1
ESP-04102ミリメートル2×4 城郭型いいえなしいいえ14.7 × 12.1
ESP-0530.1インチ1×5 シルいいえU.FLソケットいいえ14.2 × 14.2
ESP-0611様々な4×3のサイコロいいえなしはい14.2 × 14.7FCC 承認されていません。
ESP-07142ミリメートル2×8ピンホールはいセラミック + U.FL ソケットはい20.0 × 16.0FCC 承認されていません。
ESP-07S142ミリメートル2×8ピンホールいいえU.FLソケットはい17.0 × 16.0FCC および CE 認定済み。
ESP-08102ミリメートル2×7 城郭型いいえなしはい17.0 × 16.0FCC 承認されていません。
ESP-0910様々な4×3のサイコロいいえなしいいえ10.0 × 10.0
ESP-1032ミリメートル1×5 城郭型いいえなしいいえ14.2 × 10.0
ESP-1161.27ミリメートル1×8ピンホールいいえセラミックいいえ17.3 × 12.1
ESP-12142ミリメートル2×8 城郭型はいPCBトレースはい24.0 × 16.0FCCおよびCE認証済み。[ 23 ]
ESP-12E202ミリメートル2×8 城郭型はいPCBトレースはい24.0 × 16.04 MiB フラッシュ。
ESP-12F202ミリメートル2×8 城郭型はいPCBトレースはい24.0 × 16.0FCCおよびCE認証。アンテナ性能が向上。
ESP-12S142ミリメートル2×8 城郭型はいPCBトレースはい24.0 × 16.0FCC承認済み。[ 24 ]
ESP-13161.5ミリメートル2×9 城郭型いいえPCBトレースはい幅18.0×長さ20.0「FCC」と表示されています。シールドモジュールは、ESP-12モジュールと比較して横向きに配置されています。
ESP-14222ミリメートル2×8 城郭型 +6はいPCBトレースはい24.3 × 16.2主に「AI Cloud Inside」で宣伝されています。

その他のボード

SparkFun ESP8266 のもの

初期の ESP-xx モジュールよりもこれらのボードの多くが人気がある理由は、オンボードの USB-UART ブリッジ (Silicon Labs の CP2102 や WCH CH340G など) と Micro-USB コネクタが搭載され、3.3 ボルトのレギュレータと結合してボードへの電源とホスト (ソフトウェア開発) コンピュータ (一般にコンソールと呼ばれます) への接続の両方を提供し、簡単な開発プラットフォームになっていることです。初期の ESP-xx モジュールでは、これら 2 つのアイテム (USB-シリアル アダプタとレギュレータ) を別途購入し、ESP-xx 回路に配線する必要がありました。NodeMCU などの最新の ESP8266 ボードは扱いが簡単で、より多くの GPIO ピンを備えています。ここにリストされているボードのほとんどは ESP-12E モジュールに基づいていますが、新しいモジュールが数か月ごとに導入されているようです。

名前アクティブピンピッチフォームファクターLEDアンテナシールド寸法（mm）注記
ボルトIoT 140.1インチ2×14 DILはいPCBトレースはい30×40オンボードSDカードを搭載し、Lib-Discoveryやフェイルセーフモードなどの機能を備えています。IoT用の専用クラウドも備えています。
オリメックス MOD-WIFI-ESP8266 [ 25 ]20.1インチUEXTモジュールはいPCBトレースいいえ?UEXT コネクタには RX/TX のみが接続されます。
オリメックス MOD-WIFI-ESP8266-DEV [ 26 ]200.1インチ2×11 DIL + キャスタレーションはいPCBトレースいいえ33 × 23利用可能なすべての GPIO ピンが接続されており、UEXT コネクタ (RX/TX および SDA/SCL 信号付き) をはんだ付けするためのパッドも備えています。
NodeMCU開発キット140.1インチ2×15 DILはいPCBトレースはい49 × 24.5ESP-12 モジュールを使用します。USB からシリアルへのインターフェイスが含まれます。
Adafruit Huzzah ESP8266ブレイクアウト[ 27 ]140.1インチ2×10 DILはいPCBトレースはい25 × 38ESP-12 モジュールを使用します。
SparkFun ESP8266 Thing [ 28 ] WRL-13231 120.1インチ2×10 DILはいPCBトレース + U.FL ソケットいいえ58 × 26FTDI シリアル ヘッダー、電源用の Micro-USB ソケット、Li-ion バッテリー チャージャーが含まれています。
KNEWRONテクノロジーズスマートWIFI [ 29 ]120.1インチ2×20 DILはい 1 RGBPCBトレースはい25.4 × 50.8CP2102 USB ブリッジには、バッテリー チャージャー、電源およびバッテリー充電用のマイクロ USB ソケット、RGB LED 1 個、および USER/Reflash ボタンが含まれています。
ArduCAM ESP8266 UNO [ 30 ]12歳以上0.1インチアルドゥイーノ・ウノはいPCBトレースはい53.4 × 68.6AI ThinkerのESP8266MODモジュールを使用し、Micro-USBポート、バッテリーピン、カメラピン、uSDカードをすべて同じボード上に搭載しています。Arduino Unoシールドと完全に互換性があります。
DoIT ESPduino [ 31 ]120.1インチアルドゥイーノ・ウノはいPCBトレースはい53.4 × 68.6ESP-WROOM-02（ESP-13）モジュールとUSB Type Bポートを使用します。Arduino Unoシールドと完全に互換性があります。
ウェザープラス - SwitchDoc Labs [ 32 ]26+グローブ0.1インチカスタムはいPCBトレースはい86.0 × 50.0AI Thinker Model ESP8266MOD (ESP-13) モジュールとFTDIプログラミングインターフェース、そしてMini-USBポートから電源供給が可能です。Adafruit Huzzahソフトウェアと完全に互換性があります。BMP280気圧計、ADS1115、Grove I2Cコネクタを搭載。風速計/風向計/雨量計用プラグも付属。
ウィーモス[ 33 ] D1 [ 34 ]120.1インチアルドゥイーノ・ウノはいPCBトレースはい53.4 × 68.6ESP-12FモジュールとMicro-USBソケットを使用します。WeMos D1 R2に切り替えたため、販売は終了しました。
ウィーモス[ 33 ] D1 R2 [ 35 ]120.1インチアルドゥイーノ・ウノはいPCBトレースはい53.4 × 68.6ESP-12F モジュールを使用し、Micro-USB ソケットを備えています。
ウィーモス[ 33 ] D1ミニ[ 36 ]120.1インチ2×8 DILはいPCBトレースはい25.6 × 34.2ESP-12S モジュールを使用し、Micro-USB ソケットを備えています。
WeMos [ 33 ] D1 mini Lite [ 37 ]120.1インチ2×8 DILはいPCBトレースはい25.6 × 34.2ESP8285 をベースにした、1 MiB フラッシュを内蔵した ESP8266。Micro-USB ソケットを備えています。
ウィーモス[ 33 ] D1ミニプロ[ 38 ]120.1インチ2×8 DILはいセラミックとU.FLソケットはい25.6 × 34.2ESP8266EX チップを使用し、Micro-USB ソケット、U.FL アンテナ コネクタ、16 MiB フラッシュを備えています。
ESPert ESPresso Lite [ 39 ]160.1インチ2×8 DILはいPCBトレースはい26.5 × 57.6ESP-WROOM-02モジュールを使用。β版として数量限定生産。
ESPert ESPresso Lite V2.0 [ 40 ]240.1インチ2×10 DILはいPCBトレースはい28 × 61ESPresso Liteの改良版。
インサーキットESP-ADC [ 41 ]180.1インチ2×9 DILいいえU.FL ソケットはい22.9 × 14.9ESP8266EXチップを使用します。
ワタロット ESP-WROOM02-ブレイクアウト[ 42 ]140.1インチ2×10 DILはいPCBトレースはい40.64 × 27.94Espressif ESP-WROOM-02モジュールを使用します。
ギークウェーブソリューション IoT WROOM-02 開発ボード[ 43 ]200.1インチ?はいPCBトレースはい93.80 × 80.02Espressif ESP-WROOM-02 モジュールと 4 つのリレーを搭載した開発ボード。
ウィットに富んだ2ピースボード[ 44 ]200.1インチ?はいPCBトレースはい?Espressif ESP8266 ESP-12E と CH340G USB インターフェイス用の別のボードを搭載した開発ボード。

ESP32-C3

2020年、EspressifはESP8266とピン互換の新しいチップESP32-C3を発表しました。これは、最大160MHzのクロック速度を持つシングルコアRISC-V 32ビットCPUをベースにしており、400KiBのSRAMと384KiBのROMストレージスペースを内蔵しています。[ 45 ]

参照

参考文献

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