DC-UFRPE/Licenciatura Plena em Computação/Educação à Distância/2019.2/Wemos

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Programa da Disciplina[editar | editar código-fonte]

Wemos D1

Objetivo:[editar | editar código-fonte]

Este tutorial tem como objetivo de apresentar uma placa de internet das coisa (IoT), compatível com a IDE Arduíno. Esta placa se torna uma opção, considerando do fato que ela já vem integrada com o modulo Wifi de fábrica, ou melhor dizendo o próprio microcontrolador baseado no esp8266. Vou explicar melhor, na verdade o modulo de wifi esp8266, desses que encontramos facilmente em qualquer mercado livre da vida, é um microcontrolador do fabricante chinês Espressif com a capacidade de se conectar na rede através do wifi local. Ou seja, este é mais que apenas um modulo. Neste guia irei demostrar características interessantes e compará-lo com o Arduíno uno, ao qual o wemos d1 foi baseado. Para ter ideia de tal semelhança, os furos dos parafuso se encontram na mesma disposição do Arduíno uno, você simplesmente pode remover o Arduíno uno e parafusar um wemos d1(Não me refiro aqui a wemos d1 mini ) que ele ira encaixar perfeitamente . Além da configuração da IDE Arduíno para usar com wemos d1, demostrarei o seu uso em um simples tutorial, que consiste na intalação configuração da IDE e carregaremos um programa , que consiste em um pisca pisca de um led integrado a placa.


Características:[editar | editar código-fonte]

Na tabela abaixo é mostrada algumas das características da placa wemos d1 esp8266 e do Arduíno uno.

Característica wemos d1 Arduíno uno
Microcontrolador usado ESP8266-12E Atmega328
CPU (velocidade) 80 Mhz à 160 MHz 16 MHz
Pinos de IO(Input Output) 11 digitais e 1 analógico 14 digitais e 6 analógicos.
Nível logico de operação 3.3 v 5 v
Conversor integrado sim sim
WiFi WiFi nativo padrão 802.11b/g/n não
Qunt. mem. p/ instruções 64Kb 32KB
Qunt. mem. p/ dados 96kb 4k
Memoria Flash 4Mb 256k
Compatível com sensores Arduíno sim sim
Compatível com módulos Arduíno sim sim
Compatível com ide Arduíno sim sim
Comunicação serial nativa sim sim

Pode-se facilmente perceber pela tabela, que a velocidade de processamento da placa Wemos é superior ao do Arduíno. Também observamos, que o numero de entradas da placa wemos é menor em relação a do Arduíno uno, de 1 entrada analógica contra 6 do Arduíno, nada que um projetista experiente passa contornar utilizando de alguns artifícios para sanar esta falta. em compensação a quantidade de armazenamento da wemos é maior, podendo assim desenvolver programas mais complexos.

Existe um grande quantidade de IDEs e linguagens que podem ser utilizada para programar a placa Wemos. Entre elas podemos destacar as linguagens Lua com o NodeMcu , Python através do micropython que, consiste em instalar uma maquina python no microcontrolador e enviar scripts para ser interpretada na placa Wemos, C/C++ através da ide da própia Espressif , ou pela IDE Arduíno, onde os programas podem ser escritos como se fosse uma placa Arduíno, claro que nesse cita de configurar a ide para trabalhar com Wemos.


Mapa da placa:[editar | editar código-fonte]

Mapa da placa Wemos D1




A - Botão de reset.

B - Entradas e saídas digitais.

C - Conversor Rs232/USB (UART0).

D - Entrada microUSB.

E - Conector power jack(Para bateria de 9v).

F - Regulador de tenção.

G - Esp8266.

H - Entrada analógica e saídas de 5v 3.3v voltagem de entrada e terra.




Pinagem:[editar | editar código-fonte]

Porta Função Pino PULL_UP
GPIO0 Input/Output D8 Sim
GPIO1 TX D1
GPIO2 TX1 D9 Sim
GPIO3 RX D0
GPIO4 SDA D4/D14
GPIO5 SCL D3/D15
GPIO12 MISO D6/D12
GPIO13 MOSI D1/D7
GPIO14 SCK D5/D13
GPIO15 SS D10
GPIO16 Input/Output D2
GND Terra comun
A0 Entrada analógica

Apesar de apenas ter os portos GPIO16 e GPIO0 como entrada e saída representada na tabela, por estas portas não ter função especial, Todas as outras portas podem ser programada como entrada e saída.Logo abaixo há uma descrição das funções dos pinos.


TX e RX: Transferência e recepção de dados assincrona. Estes pinos são da comunicação serial. Faz a comunicação entre a placa e o computador, utilizando como intermediação um modulo RS232/USB, contido na própia placa Wemos d1. Também responsável por carregar o programa na placa.

TX1: Pino de comunicação de transferência serial por software (UART1).


A0: Entrada analógica. A tenção de leitura não pode ser maior que 1 Volts, correndo risco de danificar a placa se ultrapassar este valor. A maneira mais segura de medir tenções maiores que 1V serial o uso de divisores de tenção.

MOSI: Master Output Slave input. Mestre sáida escravo entrada.


MISO: Master Input Slave Output. mestre entrada escravo saída.

SS: Select slave. Seleção do dispositivo escravo.

SCK: Clock serial.

SDA e SDL: Para protocolo de comunicação I2C.


Tutorial:[editar | editar código-fonte]

Este tutorial demostrará a instalação da Ide Arduíno e a configuração da mesma para usar a placa Wemos, em seguida carregaremos um programa para a placa que ira fazer um led já integrado a placa piscar. Todo o tutorial foi realizado com os sistema operacional Ubuntu 19, Mas retirando a parte da instalação da Ide Arduíno de resto é o mesmo processo a ser seguido no windons, por a interface da Ide são a mesmas.

Instalação:[editar | editar código-fonte]

Vamos agora instalar a IDE Arduíno.

Baixe a ide através desta pagina oficial da ide Arduíno https://www.arduino.cc/en/guide/linux

em seguida descompacte o conteúdo em um local de sua preferencia.

no meu caso foi na are de trabalho.

Abra no termial a pasta que voçc acabou de extrair. e digite ./arduino e precione enter.

Instalando Arduíno


Depois da instalação abra a IDE e vá até preferências.

Copie este link http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
e cole no campo Url adicionais para gerenciamento de placas.

tela de preferencia da ide arduino.

Depois click em ok.k.

Vamos agora selecionar a placa wemos no menu ferramentas, vá até placa e selecione a placa Wemos D1 R1.

O caminho é ferramentas->placa->Gerenciador de placas.

Irá aparecer a seguinte janela.

Gerente de placa.png

Depois digite para pesquisar esp8266 e clique em instalar.

Aguarde enquanto baixa as definições da Wemos.

Seleção de velocidade1.png

Depois selecione a porta de comunicação /dev/ttyUSB0 em Ferramentas->Porta->/dev/ttyUSB0, que foi o meu caso de apenas ter uma porta serial instalada no PC. No Windows a seleção é na porta com1, utilizando o mesmo caminho.

Plugue a placa Wemos D1 com o PC através de um cabo usb. A porta serial ttyUSB0 Só vai ficar visível após conectar a placa no pc.

Seleção de porta.png


Pronto já está tudo configurado para usar a plaquinha wemos d1. Fácil, Não é?

Executando código:[editar | editar código-fonte]

Agora vamos colocar a mão na massa . No menu arquivos abra a aba de exemplos e selecionamos Exenplos->basics->Blink.

Carregar scketh blink.png


Carregue o sketch Clicando em Blink.


Em seguida clique no botão de carregar.

botão carregar.

Espere até que a IDE faça o upload na placa.

após carregar a placa é resetada, então o led que esta ligado ao GPIO2 irá piscar.

Placa wemos rodando sketch blink.

Explicando o código:[editar | editar código-fonte]

Lodo abaixo vemos o código de exemplo Blink, fornecido pela propia IDE Arduíno, que acabamos copilar e carregar na plaquinha. Vamos agora discutir um pouco sobre o código.

 1 /*
 2   Blink
 3 
 4   Turns an LED on for one second, then off for one second, repeatedly.
 5 
 6   Most Arduinos have an on-board LED you can control. On the UNO, MEGA and ZERO
 7   it is attached to digital pin 13, on MKR1000 on pin 6. LED_BUILTIN is set to
 8   the correct LED pin independent of which board is used.
 9   If you want to know what pin the on-board LED is connected to on your Arduino
10   model, check the Technical Specs of your board at:
11   https://www.arduino.cc/en/Main/Products
12 
13   modified 8 May 2014
14   by Scott Fitzgerald
15   modified 2 Sep 2016
16   by Arturo Guadalupi
17   modified 8 Sep 2016
18   by Colby Newman
19 
20   This example code is in the public domain.
21 
22   http://www.arduino.cc/en/Tutorial/Blink
23 */
24 
25 // the setup function runs once when you press reset or power the board
26 void setup() {
27   // initialize digital pin LED_BUILTIN as an output.
28   pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
29 }
30 
31 // the loop function runs over and over again forever
32 void loop() {
33   digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
34   delay(1000);                       // wait for a second
35   digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
36   delay(1000);                       // wait for a second
37 }

Em primeiro, vemos duas funções, void setup() e a void loop(), que já vem por padrão quando abrimos um novo skect na IDE. A função void setup() é responsável pelas configurações iniciais que vão ser carregada na placa. Estas configurações são apenas executadas apenas uma vez. Enquanto na função void loop(), tudo que tiver dentro desta função vai ser sempre executado, enquanto a placa tiver energizada. Vamos analisar o conteúdo de cada uma a seguir.

26 void setup() {
27   // initialize digital pin LED_BUILTIN as an output.
28   pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
29 }

Aqui esta sendo definido o pino GPIO2 como saida, sendo referenciado como LED_BUILTIN pela IDE.

32 void loop() {
33   digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
34   delay(1000);                       // wait for a second
35   digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
36   delay(1000);                       // wait for a second
37 }

Este bloco é o que vai ficar sendo executado senpre. Aqui é onde vai ser manipula o pino GPIO2. O comando digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH), é responsável por colocar o pino antes pré definido em nível alto. O delay(1000), responsável por criar um atraso na execução do programa, o parametro desta função deve ser enviado em milissegundos, ou seja se colocarmos 2000 como parâmetros teremos um atraso de 2 segundos. O comando digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW), é responsável por colocar o pino antes pré definido em nível baixo. Assim fazendo o LED piscar em um intervalo de 1 segundo.


Este é uma explanação sobre este assunto, que abrange muitos outros tópicos. Demostrando como é simples usar esta pequena placa, que tem diversas aplicação, e também uma substituta (Para mim melhor que o Arduíno) para o Arduíno uno r3. Aqui temos os passos iniciais para começar a brincar com a internet das coisas, onde a limitação dos seus projetos só irá depender da sua criatividade.