ESP-Dev-Boards

Motivation

Mit den ESP8266 und ESP32 sind Microcontroller auf dem Markt die im „Home Automation Sektor“ vielfältig einsetzbar sind. Die von „Espressif Systems“ entwickelten Controller werden häufig auf kleinen Platinen angeboten. Diese werden mit einem USB Anschluß ausgestattet einfach darüber betrieben und auch mit Spannung versorgt. Das ESP in der Bezeichnung steht für „Embedded Systems Platform“. Espressif Systems ist ein Unternehmen, das sich auf die Entwicklung von Chipsätzen und Modulen für drahtlose Kommunikation, insbesondere für das Internet der Dinge (IoT), spezialisiert hat. Der ESP8266-Chip ist besonders bekannt für seine integrierte Wi-Fi-Funktionalität und seine Fähigkeit, kostengünstige und leistungsfähige IoT-Anwendungen zu unterstützen.

Der ESP8266 und der ESP32 haben mehrere Schnittstellen, darunter:

• UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)
• SPI (Serial Peripheral Interface)
• I2C (Inter-Integrated Circuit)
• GPIO (General Purpose Input/Output)
• ADC (Analog-to-Digital Converter)
• DAC (Digital-to-Analog Converter)
• PWM (Pulse Width Modulation)
• Wi-Fi (für drahtlose Kommunikation)

Um die Funktionen zu nutzen können die Controller Boards mit unterschiedlichen Programmiersprachen programmiert werden. Eine andere Alternative ist die Firmware TASMOTA. Tasmota ist eine Open-Source-Firmware, die ursprünglich für die Sonoff-Smart-Home-Geräte entwickelt wurde, die auf dem ESP8266 oder ESP32 basieren. Die Firmware ermöglicht es Benutzern, diese Geräte mit zusätzlichen Funktionen zu erweitern und sie mit verschiedenen Smart-Home-Plattformen zu integrieren, ohne die Hersteller-Firmware zu verwenden. Tasmota bietet eine Vielzahl von Funktionen, darunter die Unterstützung für MQTT (Message Queuing Telemetry Transport), HTTP, verschiedene Sensoren und Aktuatoren, sowie die Möglichkeit, Geräte über eine Web-Oberfläche oder Befehlszeile zu konfigurieren.
Die Entwicklung und Wartung von Tasmota erfolgt durch die Open-Source-Community, und das Projekt wird auf Plattformen wie GitHub gehostet.

In Verbindung mit einem Raspberry Pi können mit diesen Systemen Smart Home Automation Systeme aufgebaut werden. Die Microcontroller Boards passen sich sehr gut in diese Umgebung ein, beispielsweise durch WLAN und MQTT.

Den auf dem Markt befindlichen Microcontroller Board fehlt in der Regel die Peripherie, wie Relais, Sensoren, etc. Diese Lücke schließen meine beiden ESP-DEV-BOARDs. Dabei konzentriere ich mich auf zwei Modelle.

• D1 Mini Nodemcu with ESP8266-12F WLAN
• ESP-32 Dev Kit C V4

Nachfolgende Tabelle zeigt die Besonderheiten der ESP-BOARDs:

Merkmal	ESP8266 (Board #2)	ESP32 (Board #1)
µC Board steckbar, austauschbar Sockel ist auf der Platine vorgesehen, lötbar aber auch möglich	Ja	Ja
Anzahl der freien IO-Ports	6 auf Stiftleite (3V3)	nicht herausgeführt
Verwendung als AhoyDTU/ openDTU möglich	nein	ja
NRF24L01 WLAN Modul vorgesehen	nein	ja
Relais Schaltleistung 2A/230V, 1x Wechsler Schraubklemme	Ja (2)	Ja (2)
Sensor	DHT22 (DHT11)	DHT22 (DHT11)
Analoger Port nach aussen geführt auf Schraubklemme	1 (20V gegen GND)	1 (20V gegen GND)
Abmessungen	80×78,41mm	80x100mm

Die bevorzugte Programmierung und Betrieb der Controller ist mit der Firmware TASMOTA. Die Integration in die „Home Automation“ erfolgt mit WLAN/ MQTT. Programmierung mit anderen Firmware oder Programmierung mit anderen Programmiersprachen ist möglich.

Hinweise und Links

Tasmota Installation und Webflasher: https://tasmota.github.io/install/

Ahoy DTU Installation und Webflasher: https://ahoydtu.de/web_install/

openDTU Installation und Webflasher: https://www.opendtu.solar/firmware/webinstall/

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