ESP8266:Boards

Der ESP8266 kann aber mehr als nur per serieller Schnittstelle als WLAN-Adapter missbraucht zu werden. Daher gibt es auch noch andere Bauformen, die mehr Ports nach extern legen. Oft basieren alle aus dem ESP-12 Entwurf, bei dem der kleine ESP8266 unter eine Abdeckung verschwunden ist und nur am Rand die Pins angeschlossen werden. Die meisten dieser Boards finden sie über Ebay oder Aliexpress bei der Suche nach "ESP8266". Wem 2-3 Wochen Lieferzeit nichts ausmachen, bekommt die meisten Boards auch direkt aus dem "Fernen Osten" Portofrei und günstiger. Mit NodeMCU gibt es einen Open Source Entwurf eines IoT-Boards, welches den Einstieg in die Nutzung des ESP8266 sehr erleichtert hat. Die meisten Boards basieren auf diesem Design und sind kompatibel. Letztlich ist NodeMUC primär eine alternative Firmware.

Meine Boards

Angefangen habe ich mit dem einfachen billigen ESP01 und einem FTDI-USB/Seriell-Adapter auf 3,3V. Es hat für eine erste "Sichtbarkeit" des Moduls im LAN gereicht. Aber das Board ist schon minimalistisch. Aber sehr schnell kamen größere Boards dazu und aktuell sind WeMOS und NodeMCU / LUA meine Bastelboards, da man sie einfach direkt am USB-Anschluss eines Notebooks betreiben kann. Allerdings nutzt ich die "gelben" USB-Ports, die bis zu 1A liefern um einen normalen USB-Anschluss nicht zu überfordern (Siehe auch ESP8266:Stromverbrauch)

Bild Preis Beschreibung

ESP8266 Mini Modul

1-2€

Wer nicht direkt mit dem Chip und SMD arbeitet, hat hier das kleinste Modul. Über die 8 Pins sind natürlich neben Vcc, GND, RxD und TxD, RSET und CH_PD nur noch zwei GPIO-Pins herausgeführt. Aber für kleine Projekte reicht das tatsächlich aus. Leider sind die Anschlüsse nun gar nicht "Steckbrett-kompatibel".

ESP8266 Basismodul

1,50-2€

Diese Module finden Sie auf fast allen im folgenden vorgestellten Boards. Es kapselt den eigentlichen Chip unter einer Abschirmung und legt viele Anschlüsse nach extern auf.

ESP8266 ESP-201 Remote Seriell Port WIFI Transceiver Wireless Modul IO Lead TE373

2,5€

Hier nach mal ein vergleichbares Boards, welches aber nicht abgeschirmt und mit Stiften versehen ist. Es hat aber z.B. eine kleine Buchse für eine externe Antenne.

NodeMcu Lua CP2102 ESP8266 Wireless WIFI Internet Development Module DE TE390  

 

5-10€

Unter dem Namen NodeMCU gibt es neue alternative Firmware zur Programmierung per LUA und ein passendes einstiegsfreundliches Board, welches einen USB-Anschluss und USB/Seriell-Wandler samt Stromregelung enthält.

Es gibt mehrere Modelle mit unterschiedlichen USB/Seriell-Wandlern und Baubreite. Beim Einsatz auf Steckbrettern sollten Sie die schmale Variante wählen um leichter noch Verbindungen herstellen zu können.

6-10€

Es schon fast überladenes Experimentierboard mit Relais, LED, DHT11 Feuchte und Temperatur-Messer, Spannungsregler etc.

ESP8266 WIFI Serial Kit Development Board Test Wireless Board Full IO Leads KZ

4-5€

Ein einfaches und sehr günstiges ESP8266 Experimentierboard mit bereits angeschlossenem LDR (Helligkeit) eine LED und einer Spannungsregelung für die 4,5V Batterie.

NoName 

8€ 

Ein weiterer ESP8266 Experimentierbrett mit sehr vielen Schaltern für erste Schritte. 

WeMos D1R2 MiniArduino Layout

7€ 

Die Bastler-Scene wurde durch die Arduino-Boards richtig aufgemischt. und viele anderen Hersteller haben "Shields" gebaut, die auf den gleichen Anschlüssen basieren.

WeMOS 

4€

Interessanter Clone des originalen NodeMCU, der aber schmaler baut und daher einfacher auf Steckbrettern einsetzbar ist.

ESP8266 serial WIFI Witty cloud Development Board ESP-12F module MINI nodemcu

3-9€ 

Das Modul hat eine RGB-LED, einen Taster und einem Fotowiderstand.

Leider ist das Board recht breit und passt so nicht gut auf Steckbretter. Der untere USB-Anschluss liefert Strom und die serielle Anbindung (CH340G UART). Der obere Anschluss nur Strom. Nachdem Spannung auf den unteren USB-Port angelegt wird, startet das Gerät im "Flash"-Mode. Ein Druck auf die Reset-Taste startet dann das Programm. Die GPIO-Pins sind wie folgt belegt:

  • Analog0: LDR-Anschluss zum Messen der Helligkeit
    Über einen 470Ohm Pullup zieht er die Leitung mit 1,5KOhm gegen Masse (Spannungsteiler)
  • GPIO4: Der Taster direkt unter der Antenne verbindet diesen Pin bei Druck auf "Low". Leider schirmt der Taster etwas die Funkleistung ab
  • GPIO12: RGB-LED grüne LED
  • GPIO13: RGB-LED blaue LED
  • GPIO15: RGB-LED rote LED
  • ADC A0: LDR Sensor

Die PINs GPIO5, GPIO14 und GPIO16 sind auch frei nutzbar

Olimex - ESP8266-EVB

 

9-17€

Wird in Europe gefertigt, ist schnell verfügbar und enthält neben einem Taster sogar ein 220V Relais und eine Spannungsregelung. Nur für Programmierung braucht man einen USB/Seriell Wandler mit Steckern für den UEXT-Anschluss

Hinweis: der 10pol Adapter als auch die Leiterplattenanschlüsse auf dem ESP8266 Tochterboard sind ein proprietärer UEXT-Port von Olimex und kein JTAG o.ä. Über die ArduinoIDE habe ich das Board mit diesen Einstellungen flashen können:

Kniwwelino

12€

Kniwwelino - Das erste in Luxemburg entwickelte Mikrocontrollerboard für Kinder ab dem Grundschulalter.

Der Preis macht das Gerät auch für Eigenbauprojekte attraktiv, da die RGB-LED und die 5x5 Matrix schon enthalten ist. Auch gibt es einen Batterieanschluss.

ESP8266-01S ESP-01 Wlan WiFi Modul mit Relais Adapter

5-6€

Von diesen Miniadaptern können Sie recht viele im Internet finden. Ich habe meinen bei AZ Delivery in Deutschland bekommen..

Allerdings kann die Programmierung etwas tricky sein, denn das Modul ist so nicht einfach nutzbar. Zwei Dinge erschweren den Einsatz

  • Kein GPIO0 Reset
    Es gibt keinen Reset-Taster um GPIO 0 auf Masse zu halten und damit den Programmiermode zu aktivieren. Sie müssen also entweder die Pins irgendwie brücken oder den ESP8266 abziehen und in einem geeigneten Programmieradapter flashen.
  • Relais per Serial
    Das Relais wird nicht direkt über einen GPIO-Pin angesprochen sondern seriell programmiert. Das ist ungewöhnlich. AZ Delivery hat einen SampleCode aber mit Tasmota ist das Modul damit leider nicht kompatibel.
    Siehe auch https://www.az-delivery.de/blogs/azdelivery-blog-fur-arduino-und-raspberry-pi/esp8266-01-relais-mit-website-steuern

Hinweis: Leider sind GPIO0 und GPIO2 aber nicht direkt nutzbar, das Sie zum Programmieren am Anfang gebraucht werden.

Wer in den üblichen Versteigerungsplattformen nach ESP8266 sucht, findet die unterschiedlichsten "Entwicklungsboards", die mehr oder mindert schon mit Ports, Sensoren, Relais, Taster etc. ausgestattet sind. Mittlerweile gibt es noch viel mehr Boards, die teilweise sich an das Arduino-Layout halten oder besonders klein sind.

Wenn die Boards nicht schon einen USB-Anschluss haben, dann benötigen Sie in der Regel einen USB/RS232-Adapter, die es zwischen 2-10€, je nach Quelle gibt. Achten Sie drauf, dass sie eine 3,3V Version verwenden. der ESP8266 ist nicht 5V tolerant.

230V-Bausteine

Das Arbeiten mit Netzspannung ist immer mit besondere Vorsicht verbunden und nicht jeder ist hier Perfekt. Es gibt mittlerweile eine richtige Vielzahl von fertigen Geräten, in denen ein ESP8266 oder sogar ESP32 werkelt und einige Davon können direkt mit eigener Firmware bespielt werden oder haben eine taugliche Firmware schon an Bord. Aber die meisten können mit einer ESP8266 3rd Party Firmware geflashed werden, so dass Sie nicht die Hersteller-Cloud nutzen.

Name/Bild Firmware Beschreibung/Links Preis

SONOFF

Eigen (mit Cloud On)

, aber änderbar

    Eine ganze Produktgruppe von Geräten mit ESP8266 zum direkten Einbau in Schaltkreise

  • SONOFF mit ESP8266
    Bietet eine ganze Reihe von Bausteinen, die z.B. mit einer alternativen Firmware (Tasmota, ESPEasy, ESPurna) bespielt werden können
    https://sonoff.itead.cc/en/

 

Shelly IoT

Eigen (Cloud Off )

Bei einigen Geräten einfach tauschbar

Kleine Einheiten, die sogar hinter einen Wandschalter in eine tiefe Dose passen. Mittlerweile aber auch LED-Leuchte, Zwischenstecker. Die eigene Firmware spricht HTTP und MQTT auch ohne "Cloud Service" und muss nicht getauscht werden. Bei einigen Geräten sind aber die PINs direkt erreichbar.

ab 10€

Delock 11826

modifizierte Tasmota
Ersetzbar

20€

Proprietär
Ersetzbar

OBI verkauft WLAB-Steckdosen, in denen auch nur ein ESP8266 drin ist. Man kann die Steckdose öffnen und über die Programmieradapter eine eigene Firmware drauf machen

10€

LED-Leuchten

Proprietär

Es gibt anscheinend sehr viele E27-Einschraub-Leuchten, in denen ein ESP8266 werkelt. Oftmals sind sogar die Pins erreichbar, wenn Sie die Abdeckung entfernen. Ablöten ist aber knifflig. Es gibt aber auch LEDs, die schon eine passender Firmware haben.

How to hack ESP8266 Lights
https://www.youtube.com/watch?v=_2yjB6T9uC8

Smart Home - Smart Hack Wie der Weg ins digitale Zuhause zum Spaziergang wird
https://media.ccc.de/v/35c3-9723-smart_home_-_smart_hack

Ich habe auch einige der Leuchten und einen Teil auch schon aufgeschraubt und umprogrammiert. Hier mal ein Bild eines LED, in der die Anschlüsse gut beschriftet sind und auf die ich kleine Anschlüsse gelötet habe, um RxD, TxD, GND, Vcc und GPIO0 anzusprechen.

Dann muss man nur noch wissen, welche, welche Ausgänge welcher LED-Farbe zugeordnet sind, um diese mit einer eigenen Firmware oder offenen Firmware wie ESPurna anzusprechen. Bei mir sind es:

Pin 14 Rote LED mit Pulsweitenmodulation
Pin 13 Blaue LED mit Pulsweitenmodulation
Pin 12 Grüne LED mit Pulsweitenmodulation
Pin  4 Weisse LED mit Pulsweitenmodulation

20€

Sie müssen also gar nicht unbedingt selbst Löten und bauen.

ESP8266 Module

Basierend auf dem Basis-Modul oder Chip haben natürlich ganz viele Firmen eigene Boards entwickelt, auf der ein ESP8266 schon verbaut ist. Die Liste hier ist sicher nicht vollständig. Insbesondere in Verbindung mit NodeMCU gibt es weitere Module für kleine Schaltaufgaben