IoT-cursus/IoT-knopen/Achtergrond/DHZ IoT-knoop met ESP8266

Bouw zelf je eigen IoT-knoop met een ESP8266

We bouwen een IoT-knoop met de volgende onderdelen:

Onderdeel	functie	datasheet e.d.	shop
Wemos D1 Pro	Microcontroller, WiFi	Wemos page	[1]
BMP280	Temperatuur- en luchtdrukmeter (barometer)	Bosch BMP280	[2]
DHT22	Temperatuur- en luchtvochtigheidsmeter	DHT22	[3]
LDR	lichtmeting	GL5537	[4]
pushbuttons			[5]
weerstanden, 10 kOhm, 0.25W	pull-down/pull-up weerstand		[6]
breadboard			[7]
breadboard-draden (of montagedraden)			[8] of [9]

Je moet wel enkele onderdelen solderen, bijvoorbeeld de headers (pootjes) van de Wemos D1 en van de BMP280. Er zijn allerlei variaties mogelijk: je kunt een ander microcontroller-bordje gebruiken, of andere sensoren.

Schema

• DHT22-data heeft een pull-up weerstand van 10kOhm nodig (naar Vcc)
• BMP280 CSB verbinden we met Vcc (3V3), om het I2C interface te selecteren (i.p.v. SPI)
  • je kunt deze ook open laten: CSB heeft een interne pull-up weerstand, waardoor deze default met Vcc verbonden is.
• BMP280 SDO verbinden we met GND (0V), om het laagste I2C-adresbit te zetten (i2c adres: binair 1110110 = 0x76 = 118)
• de schakelaar(s) heeft een pull-down weerstand nodig (10kOhm)
• de LDR vormt samen met een weerstand van 10kOhm een spanningsdeler; hiermee zetten we de variabele weerstand van de LDR om in een variabele spanning, die we dan met de analoge input meten (A/D omzetting).

Verbindingen

software (GPIO)	Wemos D1-pin	onderdeel-pin	betekenis
GPIO4 - Pin(4)	D2	BMP280-SDA	I2C data
GPIO5 - Pin(5)	D1	BMP280-SCL	I2C clock
A0 - ADC(0)	A0	LDR out	LDR out
GPIO14 - Pin(14)	D5	DHT22 data	DHT22 data
GPIO0 - Pin(0)	D3	button 1	button 1
GPIO2 - Pin(2)	D4	button 2	button 2 (en ingebouwde LED)
GPIO7 - Pin(13)	D6	LED 1	LED 1
GPIO8 - Pin(15)	D7	LED 2	LED 2
hardware only:
Vcc (3V)	3V3	BMP280-CSB	select I2C interface
GND (0V)	GND	BMP280-SD0	I2C lowest address bit (0)

Software (MicroPython)

Voor het programmeren van de IoT-knoop gebruiken we MicroPython (http://micropython.org). Dit is een eenvoudige versie van Python met speciale voorzieningen voor microcontroller-toepassingen. Er is een speciale versie voor de ESP8266.

• download de software via http://micropython.org/download
• voor het installeren zie: https://docs.micropython.org/en/latest/esp8266/esp8266/tutorial/intro.html
  • je gebruikt hierbij het Python-programma esptool op de host.

De documentatie voor MicroPython op de ESP8266 vind je op: https://docs.micropython.org/en/latest/esp8266/

Node-code

De MicroPython-code voor de node vind je op GitHub: https://github.com/infvo/iot-node-esp8266

• kopieer deze code naar je eigen systeem via de knop "Clone or download".
• kopieer config.py.example naar config.py, en pas deze aan voor je eigen configuratie (WiFi netwerk, MQTT-server).

Software-tools

De volgende combinatie van tools werkt handig:

• GitHub (en git): voor de code (versiebeheer). Als je wilt experimenteren met de code, is GitHub fork handig: https://help.github.com/articles/fork-a-repo/ N.B. er is ook een GitHub Desktop-tool: niet essentieel, wel handig.
• Atom: een platte-tekst editor met o.a. git en GitHub integratie. Zie: https://atom.io/
• Pymakr-plugin voor Atom: hiermee kun je de REPL van ESP8266-Python bereiken, en direct Python programma's uitvoeren op de ESP8266. Deze plugin kun je laden vanuit Atom: menu Packages->Settings View->Instal Packages/Themes.
• ampy - voor het kopiëren van bestanden tussen de host en de ESP8266. zie: https://learn.adafruit.com/micropython-basics-load-files-and-run-code/install-ampy

Software (Arduino)

Je kunt de ESP8266 ook met de Arduino IDE programmeren. Daarvoor moet je eerst de ESP8266 als processor toevoegen, zie: