دوستان سلام! امیدواریم حالتون عالی باشه. در این مقاله، به معرفی ماژول وای فای NodeMCU V3 خواهیم پرداخت. این یک سفت‌افزار و کیت توسعه منبع باز است که با استفاده از چند خط اسکریپت Lua، نقشی حیاتی در طراحی محصولات مبتنی بر اینترنت اشیا دارد. این ماژول عمدتاً مبتنی بر ESP8266 است که یک ریزتراشه کم‌هزینه Wi-Fi است که هم یک پشته کامل TCP/IP و هم قابلیت میکروکنترلر را در خود جای داده است. این توسط سازنده Espressif Systems - تولید کننده مستقر در شانگهای، چین معرفی شده است. ماژول‌ها و میکروکنترلرهای آردوینو همیشه یک انتخاب عالی برای اجرای اتوماسیون در پروژه مربوطه بوده‌اند. اما این ماژول ها با اندکی ایراد همراه هستند زیرا قابلیت وای فای داخلی ندارند، متعاقباً باید پروتکل وای فای خارجی را به این دستگاه ها اضافه کنیم تا با اینترنت نیز سازگار شوند. اینجاست که NodeMCU V3 مفید خواهد بود چرا که دارای پشتیبانی داخلی از WiFi است و مسیری آسان برای طراحی برنامه‌های IoT مطابق با نیازهای فنی طراح ایجاد می کند. 

برای آشنایی با برنامه نویسی میکروکنترلرهای AVR به دو لینک زیر مراجعه کنید:

http://smartcomp.ir/product-4

http://smartcomp.ir/product-6

معرفی NodeMCU V3

NodeMCU V3 یک سیستم عامل و کیت توسعه منبع باز است که با استفاده از چند خط اسکریپت Lua نقشی حیاتی در طراحی محصول اینترنت اشیا دارد. چندین پایه ورودی/خروجی GPIO روی برد به شما این امکان را می دهد که این برد را با سایر لوازم جانبی متصل کرده و قادر به ایجاد ارتباطات سریال PWM، I2C، SPI و UART هستند.

رابط ماژول به طور عمده به دو بخش تقسیم می شود که شامل هر دو سیستم عامل و سخت افزار می شود که اولی بر روی تراشه وای فای ESP8266 اجرا می شود و دومی بر اساس ماژول ESP-12 است.

سیستم عامل مبتنی بر Lua است - یک زبان برنامه نویسی که یادگیری آن آسان است و یک محیط برنامه نویسی ساده را با یک زبان برنامه نویسی سریع ارائه می دهد که شما را با جامعه توسعه دهندگان معروف مرتبط می کند.

 سیستم عامل منبع باز به شما این امکان را می دهد که ماژول موجود را ویرایش، اصلاح و بازسازی کنید و کل رابط را تا زمانی که موفق به بهینه سازی ماژول مطابق با نیاز خود شوید، بتوانید تغییر دهید.

مبدل USB به UART روی ماژول اضافه شده است که به تبدیل داده های USB به داده های UART کمک می کند که عمدتاً برای اجرای ارتباط سریال میکروکنترلرها با دنیای بیرون الزامی است.

به جای پورت USB معمولی، پورت MicroUSB در ماژول قرار داده شده است که آن را برای دو منظور: برنامه نویسی و تغذیه برد از طریق اتصال به کامپیوتر استفاده می کند.

این برد دارای LED وضعیت است که چشمک می زند و بلافاصله خاموش می شود و در صورت کارکرد صحیح ماژول هنگام اتصال به رایانه، وضعیت فعلی ماژول را به شما می دهد.

توانایی ماژول برای ایجاد یک اتصال WiFi بی عیب و نقص بین دو کانال، آن را به گزینه ای ایده آل برای ترکیب آن با سایر دستگاه های امبدد مانند Raspberry Pi تبدیل می کند.

پایه های NodeMCU V3

NodeMCU V3 با تعدادی پایه GPIO عرضه می شود. شکل زیر پایه های ماژول را نشان می‌دهد.

یک تفاوت آشکار بین Vin و VU وجود دارد که در آن اولی ولتاژ تنظیم شده است که ممکن است بین 7 تا 12 ولت باشد در حالی که دومی ولتاژ برق برای USB است که باید حدود 5 ولت حفظ شود.

برگه داده NodeMCU V3

با کلیک بر روی دکمه زیر می توانید دیتاشیت NodeMCU V3 را دانلود کنید:

ویژگی های NodeMCU V3

متن باز

همانند سخت افزار آردوینو 

LED وضعیت

پورت MicroUSB

دکمه های ریست/فلش

تعاملی و قابل برنامه ریزی

کم هزینه

ESP8266 با وای فای داخلی

مبدل USB به UART

پایه های GPIO

همانطور که در بالا ذکر شد، برای اتصال برد از یک کابل پشتیبانی از پورت micro USB استفاده شده است. همانطور که برد را به کامپیوتر متصل می کنید، LED چشمک می زند. در صورت عدم شناسایی برد NodeMCU، ممکن است به نصب برخی درایورها بر روی رایانه خود نیاز داشته باشید. شما می توانید درایور را از این صفحه دانلود کنید. توجه: برای برنامه نویسی این ماژول از نرم افزار Arduino IDE استفاده می کنیم. توجه به این نکته ضروری است که پیکربندی پایه ها که روی برد شماره گذاری شده اند با پیکربندی که ما برای برنامه ریزی برد روی نرم افزار استفاده می کنیم متفاوت است، مثلاً وقتی کدی را برای هدف قرار دادن پایه 16 در Arduino IDE می نویسیم، در واقع با پایه D0 روی ماژول کار داریم. شکل زیر پیکربندی پایه ها برای استفاده در Arduino IDE را نشان می دهد.

چگونه NodeMCU V3 را تغذیه کنیم؟

از تصویر پایه بندی بالا می‌بینید، پنج پایه زمین و سه پایه 3.3V روی برد وجود دارد. با استفاده از سه روش زیر می توان برد را روشن کرد. تغذیه از طریق برق USB. یک انتخاب ایده آل برای بارگذاری برنامه ها است، مگر اینکه پروژه ای که قصد طراحی آن را دارید نیاز به رابط جداگانه داشته باشد، یعنی از کامپیوتر جدا شده باشد. تغذیه از طریق برق 3.3V . این یک گزینه عالی دیگر برای روشن کردن ماژول است. اگر رگولاتور خارج از برد خود دارید، می توانید یک منبع برق فوری برای کیت توسعه خود تولید کنید. تغذیه از طریق Vin. این یک تنظیم کننده ولتاژ است که توانایی پشتیبانی تا 800 میلی آمپر را دارد. می توانید ولتاژ بیرونی بین 7 تا 12 ولت را به ورودی Vin اعمال کنید. منتها در این روش نمی توانید دستگاه هایی که با ولتاژ 3.3 ولت کار می کنند، تغذیه کنید، زیرا این تنظیم کننده قادر به تولید ولتاژ 3.3 ولت نیست.

پروژه ها و کاربردهای NodeMCU V3

NodeMCU V3 عمدتاً در کاربردهای WiFi استفاده می شود که اکثر ماژول های تعبیه شده دیگر قادر به پردازش آنها نیستند مگر اینکه با برخی از پروتکل های WiFi خارجی ترکیب شوند. در زیر برخی از کاربردهای اصلی مورد استفاده برای NodeMCU V3 آورده شده است.

هشداردهنده دود از طریق اینترنت

ردیاب VR

مانیتورینگ پورت سریال

کنترل کننده انکوباتور

اتوماسیون خانگی مبتی براینترنت اشیا

هشداردهنده های امنیتی