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Flashen der Firmware auf ein ESP-01 Modul mit verbessertem SDK v2.0.0.0

(Quelle 17. März 2017 von Charles R. Hampton)

Details zum SDK v2.0.0.0 und wie das Flashen der Firmware des ESP-01 jetzt noch einfacher geworden ist.

Der ESP8266 ist ein Mikrocontroller mit integriertem Wi-Fi. Bei Elektronikdesignern ist er sehr beliebt, obwohl das Aktualisieren der Firmware in Modulen wie dem ESP-01 schwierig sein kann. Auch im OpenLab Augsburg gab es nach seinem Erscheinen ein paar kleinere Projektchen, bei denen hauptsächlich die mangelnde Dokumentation und die, damals (2016/17), noch relativ spärlichen Comunity-Infos zum schnellen Tod einiger Module führten. Jetzt, dank mehr Informationen und besseren Tools, ist der Flashing-Prozess wesentlich einfacher, und durch das SDK v2.0.0.0 wurden neue Funktionen hinzugefügt.

Einführung

Der ESP8266 von Espressif Systems ist ein leistungsstarker Mikrocontroller mit integrierten Wi-Fi-Funktionen. Er läßt sich leicht an eine Vielzahl von Anwendungen anpassen. Wohl auch darauf beruht seine Beliebtheit bei Designern und seine Verbreitung im schnell wachsenden IoT (Internet der Dinge). Eine der (wenigen) Schwierigkeiten bei der Verwendung dieses IC's ist die Aktualisierung der Firmware in den vielen, teils oder gänzlich undokumentierten Entwicklungsmodulen, die oft zum Spottpreis am Markt angeboten werden. Nach der großen Anzahl von Kommentaren zu urteilen, war dieser Artikel über All About Circuits eine Hilfe für viele. Im Lauf der Zeit wurden einige Korrekturen und Verbesserungen zu den Informationen vom Oktober 2015 hinzugefügt die das Ziel dieses Artikels sind. Konkret werden die folgenden Verbesserungen angesprochen: Zusammengenommen und unterstützt durch eine bessere Dokumentation von Espressif, werden diese Änderungen den Firmware-Flash-Prozess rationalisieren und die Benutzerfreundlichkeit des ESP8266 sowohl für Hobbyisten als auch für professionelle Designer erhöhen. Dieser Artikel ist ein Nachfolger einer früheren Version, die im Oktober 2015 veröffentlicht wurde. Sie können diesen Artikel für einige wertvolle Hintergrundinformationen durchlesen.

Die Flashschaltung

Eine verbesserte Flashschaltung für das ESP-01-Modul ist in der folgenden schematischen Darstellung dargestellt;



Am ursprünglichen Design wurden 3 Änderungen vorgenommen:

  • Die 3,3VDC-Stromversorgung wird nicht mehr aus dem USB-TTL-Wandler entnommen.
    Einige USB-TTL-Konverter liefern nicht genügend Strom, um den ESP8266 ausreichend zu versorgen,
    insbesondere wenn er sich im Wi-Fi-Sendemodus befindet.
    Es sollte eine separate, gut gefilterte und geregelte 3,3VDC-Versorgung verwendet werden, die mindestens 500mA liefern kann.
  • Die Kondensatoren C1 und C2 unterdrücken Rauschen auf den Potentialleitungen.
    Sie sollten sich so nah wie möglich an den Gnd- und Vcc-Pins des ESP8266 befinden.
  • Die Pullup-Widerstände R2 und R3 stellen sicher, dass die GPIO2- und GPIO0-Pins des ESP8266 immer definiertes Spannungspotential haben und nicht floaten können.


    • Diese Änderungen sollen nicht heißen, dass die ursprüngliche Flashschaltung nicht funktioniert, viele haben sie erfolgreich im Einsatz. Aber die Mängel waren immerhin so groß, dass sie bei einigen Benutzer zumindest zeitweise ausfiel. Unterscgiedliche Gründe (Qualität der Stromversorgung, Toleranzen der Komponenten, ...) können zu diesen Ausfällen führen. Die verbesserte Schaltung sollte diese Schwachstellen beseitigen.

    Die verbesserte Flash-Schaltung ist auf einer lötfreien Leiterplatte aufgebaut und auf den folgenden Fotos dargestellt. Das erste Foto zeigt die gesamte Schaltung mit installiertem ESP-01-Modul; das zweite Foto zeigt die Schaltung mit entferntem ESP-01-Modul, um die Positionen von C2, R2 und R3 anzuzeigen. Beachten Sie, dass die Drahtfarben in der Lochrasteranordnung den Farbbezeichnungen in der schematischen Zeichnung entsprechen.