Physik und Sensorik
www.tu-chemnitz.de/physik/EXSEChemnitz ∙ 8. Oktober 2017 ∙ Prof. Dr. Uli Schwarz
ESP8266„System on Chip“ (SoC) für das Internet der Dinge (IoT)
• 32-bit Microcontroller• Wi-Fi Stack• Diverse Schnittstellen (digital, pwm, analog, I2C, I2S, UART,…)• Interface zu bis zu 16 Mbyte SPI Flash Speicher für Programme• Power management (unterschiedliche Aktivitäts- bzw. Schlaf-Stufen)
Weitere Beispiele:• ESP32 WROOM (double core, WiFi, Bluetooth,…)• Nordic Chip• SensorTile IoT Module• u.v.m…
Physik und Sensorik
www.tu-chemnitz.de/physik/EXSE2Chemnitz ∙ 8. Oktober 2017 ∙ Prof. Dr. Uli Schwarz
ESP8266 als Modul, z.B. ESP-12F mit Platinen-Antenne
Quelle: Ai-thinker, Datenblatt zu ESP-12F Wi-Fi Module, Version 1.0 http://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/0a-esp8266ex_datasheet_en.pdf
Kostet etwa 2,- €
Physik und Sensorik
www.tu-chemnitz.de/physik/EXSE3Chemnitz ∙ 8. Oktober 2017 ∙ Prof. Dr. Uli Schwarz
ESP8266
Quelle: Espressif, Datenblatt zu ESP8266EX, Version 5.7 (2017)http://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/0a-esp8266ex_datasheet_en.pdf
Physik und Sensorik
www.tu-chemnitz.de/physik/EXSE4Chemnitz ∙ 8. Oktober 2017 ∙ Prof. Dr. Uli Schwarz
ESP8266
Quelle: Espressif, Datenblatt zu ESP8266EX, Version 5.7 (2017)http://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/0a-esp8266ex_datasheet_en.pdf
DigitalAnalog
Physik und Sensorik
www.tu-chemnitz.de/physik/EXSE5Chemnitz ∙ 8. Oktober 2017 ∙ Prof. Dr. Uli Schwarz
ESP8266
Quelle: Espressif, Datenblatt zu ESP8266EX, Version 5.7 (2017)http://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/0a-esp8266ex_datasheet_en.pdf
Funk
(HF) Hochfrequenz
Antenne
Analog - Digital
Physik und Sensorik
www.tu-chemnitz.de/physik/EXSE6Chemnitz ∙ 8. Oktober 2017 ∙ Prof. Dr. Uli Schwarz
ESP8266
Quelle: Espressif, Datenblatt zu ESP8266EX, Version 5.7 (2017)http://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/0a-esp8266ex_datasheet_en.pdf
Prozessor,Speicher,Rechen-Kern
Schnitt-stellen zur Peripherie
Physik und Sensorik
www.tu-chemnitz.de/physik/EXSE7Chemnitz ∙ 8. Oktober 2017 ∙ Prof. Dr. Uli Schwarz
ESP8266 - WiFi
• 2.4 GHz, 802.11 b/g/n (max. 54 Mbits/s)
• Unterstützt unterschiedliche (Miniatur-) Antennen, u.a. PCB Antennen
• TCP/IP Protokoll Stack integriert
• Max +20 dBm (= 100 mW) HF Ausgangsleistung
• Weniger als 2 ms Zeit zum „Aufwachen“ bis zur Übertragung eines
Datenpakets
• Standby Leitsungsverbrauch < 1.0 mW
Physik und Sensorik
www.tu-chemnitz.de/physik/EXSE8Chemnitz ∙ 8. Oktober 2017 ∙ Prof. Dr. Uli Schwarz
ESP8266 - Leistungsverbrauch
Parameter Typ. Leistungsverbrauch
Tx802.11b, CCK 11Mbps, P OUT=+17dBm 170 mA
Tx 802.11g, OFDM 54Mbps, P OUT =+15dBm 140 mA
Tx 802.11n, MCS7, P OUT =+13dBm 120 mA
Rx 802.11b, 1024 bytes packet length , -80dBm 50 mA
Rx 802.11g, 1024 bytes packet length, -70dBm 56 mA
Rx 802.11n, 1024 bytes packet length, -65dBm 56 mA
Modem-Sleep 15 mA
Light Sleep 0.9 mA
Deep Sleep 0.01 mA
Power Off 0.0005 mAVergleich: Knopfzelle CR2320 (23 mm Durchmesser, 2 mm hoch)Spannung 3 V, Kapazität 130 mAh
260 h bei 0.5 mA2 Jahre bei 0.7 µA
Physik und Sensorik
www.tu-chemnitz.de/physik/EXSE9Chemnitz ∙ 8. Oktober 2017 ∙ Prof. Dr. Uli Schwarz
ESP8266 - Leistungsverbrauch
Modem-Sleep:
~ 15 mA
• CPU arbeite (z.B. I2C Kommunikation)• WiFi Verbingung ohne Datenaustausch aufrechterhalten
z.B. 300 ms Schlaf / 3 ms Wach-Zyklus
Light Sleep:
~ 0.9 mA
• CPU meistens heruntergefahren• WiFi Verbingung ohne Datenaustausch aufrechterhalten
z.B. 300 ms Schlaf / 3 ms Wach-Zyklus
Deep Sleep:
~ 0.01 mA
• CPU heruntergefahren• WiFi aus
Beispiel:
~ 1 mA
• CPU meistens heruntergefahren• WiFi Verbingung nur bedarfsweise• z.B. Temperatursensor, alle 100 s Temperatur
messen, alle 300 s WiFi Verbindung zum AccessPoint
Physik und Sensorik
www.tu-chemnitz.de/physik/EXSE10Chemnitz ∙ 8. Oktober 2017 ∙ Prof. Dr. Uli Schwarz
ESP8266 als Evaluationssystem NodeMCU
• ESP-12 „huckepack“• USB Adapter zur Programmierung• Pin-Leiste für Steckbrett• Spannungsversorgung über USB
Quelle:https://learn.adafruit.com/adafruit-feather-huzzah-esp8266/
Physik und Sensorik
www.tu-chemnitz.de/physik/EXSE11Chemnitz ∙ 8. Oktober 2017 ∙ Prof. Dr. Uli Schwarz
ESP8266 als Evaluationssystem NodeMCU
Kostet etwa 8,- €
• ESP-12 „huckepack“• USB Adapter zur Programmierung• Pin-Leiste für Steckbrett• Spannungsversorgung über USB