Arduino ESP8266 Add-on board

Last Updated on 1 April 2022 by Suffocation

Mit Hilfe dieser Zusatzplatine kann der Arduino über das WLan kommunizieren. Die Platine hat einen ESP8266 Microcontroller on Board, welcher die Netzwerkkommunikation übernehmen kann. Bei Auslieferung sollte auf dem ESP eine Firmware von AI Thinker aufgespielt sein. Wie man dies herausfindet und vieles Mehr habe ich in diesem Beitrag so kompakt zusammen gefasst.

Im Netzt wird oft bemängelt, dass es anscheinend keine Dokumentation zu dieser Platine gibt. Auch die Herstellerseite war zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Beitrages nicht verfügbar. Dennoch gibt es einige Versuche zur Dokumentation, die mir sehr geholfen haben. Alles sind wie immer unter dem Kapitel Quellen gesammelt verlinkt.

Man könnte sich nun fragen warum einen ESP der an sich schon recht leistungsstark ist auf einen Arduino packen der kein Wifi kann. Nun hierfür sprechen die folgenden Argumente:

• The Arduino can power 5V peripherals, while the ESP can directly only power 3.3V.
• The Arduino has more usable I/Os and more analogue ports.
• Es gibt mehr Zusatzplatinen für den Arduino als für den ESP
• Wenn man nur Wifi brauch aber nicht auf ESP Programmierung umsteigen will, bietet dies eine gute Lösung

AddendumThere are at least two circuit boards of this kind. The original, which should not cause any problems, and the plagiarism which I am describing here ;).

Facts

• Arduino Uno/Leonardo compatible add-on board.
• Houses an ESP8266 Wi-Fi module
• Der ESP8266 ist mit einer nicht näher definierten Firmware geflashed (weiteres später)
• The ESP's UART is set to 115200 baud

Views

So sieht die Platine auf, man erkennt gut den ESP auf der linken Seite der Frontansicht. Seine Anschlüsse sind zusätzlich über Pins herausgeführt, so dass man diese auch nutzen könnte. Unterhalb des ESPs ist dessen serielle Schnittstelle herausgeführt. Rechts neben dieser befindet sich ein Dipschalter (mehr dazu später), gefolgt von einem Resetschalter für den ESP.

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Analyse

Ich habe mich entschlossen, da die Dokumenation so sprärlich ist mal ein Analyse Kapitel einzuflechten. Hier beschreibe ich was ich zur Erkundung der Zusatzplatine so gemacht habe.

DIP switch

I found the DIP switch settings online:

Switch	Description
1/2	Only together do we switch, connects the Arduino serial port with ESP (Doesn't work for plagiarism)
3	Aktiviert den Bootloader, brücke between Mass and GPIO 0
4	DFÜ LED zeigt die Aktivitäten am Seriellen Port. (Function currently unknown)

Firmware

Um die Firmware herauszufinden habe ich einen Serial zu USB Adapter an den Debugging-Port gehängt. Den Adapter habe ich von 5V auf 3V umgestellt. ACHTUNG – das Board selbst muss noch mit 5V versorgt werden, hierfür habe ich es auf einen Uno gesteckt und diesen ebenfalls an den USB Port gehängt.

Occupancy

Serial – Adapter	Debug Port ESP
Ground	Ground
CTS	–
VCC	3V
TX	RX
RX	TX
DTR	–

This is what it looks like

Console output

Arduino Gui auf den richtigen COM Port einstellen, nach öffnen der Konsole die Boud-Rate auf 115200 stellen und dann einmal reset drücken.

Es Handelt sich also um eine AI-Thinker Firmware, hierzu habe ich dann mal Google bemüht, folgenden Seiten haben mir beim Verständnis geholfen.

https://www.electrodragon.com/w/ESP8266_AT-Command_firmware

https://wiki.ai-thinker.com/_media/esp8266/esp8266_series_modules_user_manual_v1.1.pdf

This means it's firmware controlled by AT commands, like the old modems. Let's then read out the version; to do this, enter the following command in the console:

AT+GMR

With me, all commands just resulted in ERROR. I thought perhaps it was the board, so I tried a second board. Exactly the same problem. In forums, I came across the line break and changed it in the console to New Line + Carriage Return. It worked after that.

This way, the version can also be read out:

Diese ist nicht gerade die neuste, deshalb erstmal updaten. Die aktuelle Version für die AT Firmare kann bei Espressif, dem Hersteller des ESP herunter geladen werden.

https://www.espressif.com/en/products/hardware/esp8266ex/resources

Ich nehme für die aktuelle Version 1.6.2 (1.7 ging bei mir nicht) und schaue mal wie weit ich komme (Direct link).

A suitable flash tool to write the firmware to the ESP is also provided directly by Espressif.Direct link).

Beim Starten wird gefragt welcher Chip denn programmiert werden soll, ich wähle den ESP8266.

Erst den ESP vorbereiten. Zum ändern der Firmware muss der GPIO 0 mit Masse verbunden werden. Dies kann über den Dipschalter 3 (auf An) geschehen oder über eine Brücke. Nach dem Programmieren die Verbindung wieder trennen.

Jetzt ist etwas Fleiß gefrag:

1. Specify the corresponding files and the storage location to which they should be written. .
2. Einstellungen für den eigenen ESP überprüfen, bitte die Einstellungen im Bild übernehmen und für andere ESPs anpassen.
3. COM-Port und Geschwindigkeit wählen
4. Start programming.

Is there no progress? Just take a look at the Reset des ESP drücken, then it should work.

Let's see what the console has to offer.
ATTENTION – The first characters from the controller are output at 74880 baud, which is why only "Schrummel" is displayed. After that, it continues at 115200. Please set the console to 115200.

And lo and behold, the AT+GMR command demonstrates the success of the flashing.

Communication between ESP and Arduino

Mit Aktivierung des DIP-Schalters 1 und 2 soll die serielle Schnittstelle des Arduino mit dem des ESP Verbunden werden. Das klappt leider bei mir nicht. Selbst wenn die Schalter aus sind lässt sich der Arduino Uno, auf dem die Platine steckt, nicht programmieren. Deshalb gehe ich einen anderen Weg. Ich verbinde den RX/TX Anschluss des ESP mit pin 2/3 des Uno’s:

I'm cutting the actual connection:

Ich habe ein kleine Testprogramm geschrieben welches den Befehl „AT“ über den SoftwareSerial des Arduino an den ESP sendet. Hierbei ist mir aufgefallen, dass es ab und an zu Problemen in der Verbindung kommt. Deshalb habe ich zusätzlich die Übertragungsrate des seriellen Ports per Code auf 9600 herunter gesetzt. Danach konnte ich keine Fehler mehr feststellen.

Die Einstellung ist nur temprorär, Sollte die Kommunikation nicht funktionieren einfach mal den ESP und etwas später den Arduino zurücksetzen. Hier das Programm zum Download: