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di Marco Lombardi

Nel precedente articolo abbiamo visto come utilizzare l’IDE per programmare la scheda Wemos D1 e come varia il pinout rispetto alla scheda UNO di Arduino.

E adesso parliamo di OTA: vi starete chiedendo cosa vuol dire, iniziamo dicendo che è l’acronimo di Over-The-Air, in altre parole è il metodo che permette di aggiornare un dispositivo ricevendo wireless il software o lo sketch se parliamo di Arduino.

Quante volte abbiamo sentito la necessità di aggiornare uno sketch ma la nostra board Arduino è fisicamente irraggiungibile? Penso ad un progetto come aulapulita, sigillato nel suo contenitore in un’aula di scuola ma connesso in rete, o per esempio una centralina di rilevamento connessa in rete posta e all’esterno magari su di un palo.

Ebbene si, tra le caratteristiche di una scheda basata sul chipset ESP8266 c’è anche la possibilità di aggiornare il firmware, o se preferite sketch, senza bisogno di dover connettere la board al pc. Una grande rivoluzione degna del Web 2.0 e dell’epoca IoT.

La documentazione ufficiale OTA del progetto ESP8266 Arduino Core descrive in maniera chiara le modalità di upload wireless dello scketch. Personalmente sto studiando quella via web browser che permetterebbe la condivisione degli aggiornamenti ad una eventuale comunità di utenti interessati ad un progetto di scienza di cittadinanza (per esempio una centralina di rilevamento connessa in rete per polveri sottili o simili). Il sistema OTA prevede anche un sistema di aggiornamento automatico con il controllo da parte della board di nuovo software disponibile, così come accade per cellulari e tablet di ultima generazione.

Se invece vogliamo usare un metodo più “semplice” c’è la possibilità, dopo aver installato Python 2.7, di aggiornare la board direttamente dal’IDE di Arduino ma siamo costretti ad usare sempre lo stesso pc da cui abbiamo fatto l’upload la prima volta. Troppo limitativo a mio parere ma comunque utile. Sul web ci sono molti video su questo metodo “semplice” e questo è molto esplicativo.

In questo articolo puramente divulgativo ho volutamente evitato di trattare codice che comunque troviamo commentato tra gli esempi disponibili nell’IDE di Arduino. Non escludo comunque un articolo con qualche applicazione.

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di Marco Lombardi

Nel precedente articolo abbiamo visto una scheda con lo stesso layout della UNO: la Wemos D1 “R1”.

Per utilizzarla con l’IDE di Arduino non dobbiamo fare altro che aggiungere il supporto alla board attraverso il menu “File->Impostazioni” inserendo nel campo “URL aggiuntive per Gestore schede:” il seguente indirizzo:

http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

Una volta cliccato su “Ok” sotto il menu “Strumenti” alla voce “Scheda:  ->Gestore schede” sarà possibile installare il core di Arduino per il chip ESP8266. Successivamente cliccando su “Installa” sarranno scaricate tutte le librerie necessarie e al successivo riavvio della IDE sotto il menu “Strumenti” alla voce “Scheda:  ” nel menu a scorrere verso il basso avrete la possibilità di selezionare la board Wemos D1 “R1” con chip ESP8266.

La Wemos D1 “R1”, così come tutte le schede basate sul chip ESP8266, ha un pinout diverso ovvero una nomenclatura tutta sua per i pin digitali, per esempio se stiamo lavorando con Arduino UNO e si vuol far lampeggiare un led collegato al pin 7 basta definirlo così come segue:

pinMode(7, OUTPUT);

se vogliamo fare la stessa su una Wemos D1 “R1” con un led collegato al pin 7 la definizione diventa questa:

pinMode(13, OUTPUT);

in rete è possibile trovare schemi comparativi ma tutti incompleti. L’immagine che trovate di seguito è il risultato del montaggio di due immagini per me esplicative: quella di destra è la tabella con la comparazione tra la nomenclatura dei pin sulla scheda UNO/R1 e i corrispettivi per il chip ESP8266, l’immagine di sinistra è invece lo schema dove è possibile individuare tali pin sul chip. In basso segue l’immagine con le due schede.

Sperando di aver fatto cosa gradita vi segnalo il driver può essere scaricato al seguente link: https://wiki.wemos.cc/_media/ch341ser_win_3.4.zip

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di Marco Lombardi

Era da tempo che volevo provare un modulo WiFi basato sul chip ESP8266 e la scelta è ricaduta su una shield economica (con scarsa documentazione disponibile) che ospita a bordo il modello ESP-12F.

Per fortuna in rete è disponibile un’ampia documentazione e librerie in costante aggiornamento ma far funzionare la shield è stata un’impresa…causa un errore di progettazione della stessa sono stato costretto ad una modifica hardware. Rimane comunque una buona scelta visto il costo e la presenza di un regolatore di tensione che evita di usare un’alimentazione separata (il chip ESP8266 lavora a 3.3V contro i canonici 5V della quasi totalità dell’elettronica che spesso utilizziamo con Arduino e simili). L’unico vero difetto è la velocità di comunicazione con la board di Arduino che avviene in modalità seriale virtuale, troppo limitata per gestire grandi quantità di dati e connessioni multiple.

Cercando la soluzione al problema della velocità di comunicazione su internet, scopro una cosa troppo interessante per non essere approfondita: il chip ESP8266 ha un suo processore che è addirittura più veloce dell’ATmega328P di Arduino UNO. Dati alla mano parliamo di 80Mhz (ESP8266) contro 16 MHz (ATmega328P) e una memoria di 96kB (ESP8266) contro i 32kB (ATmega328P), una vittoria netta del chip ESP8266 ai danni dell’ATmega328P anche in termini di costi.

Un gruppo di sviluppatori già da un paio di anni sta lavorando al porting di Arduino sul chip ESP8266, infatti già da qualche tempo è disponibile per l’IDE il supporto a questo chip. Il progetto è consultabile su https://github.com/esp8266/Arduino e su internet ci sono ottimi tutorial per cominciare a sperimentare. Su internet si trovano moltissime board con chip ESP8266 e molte di queste sono con layout simile ad Arduino.

Nell’immagine che segue possiamo vedere una board Arduino UNO confrontata con una board WeMos D1, layout identico e alta compatibilità con moltissime shield in commercio.

Qualche considerazione: una board WiFi compatibile con la UNO ma con chip ESP8266 al posto dell’ATmega328P costa quanto un clone di Arduino. I pin disponibili su board ESP sono 12 di cui 1 solo analogico invece su Arduino UNO sono 20 di cui 6 analogici ma la prima ha una potenza 5 volte maggiore della seconda e una memoria 3 volte più capiente. Per me è vittoria netta per questa nuova generazione di board low cost già provviste di connettività WiFi, ad Arduino UNO va ovviamente il merito di aver lanciato la sfida per una tecnologia accessibile sempre più performante e meno costosa.

Un progetto come aulapulita se trasportato su una board con connettività WiFi come la Wemos D1 potrebbe diventare un interessante iniziativa di comunità, con una rete di centraline per l’acquisizione dati, con condivisione e analisi in tempo reale.

Spero di aver solleticato la vostra curiosità e vi saluto con l’augurio di veder pubblicato qualche altro progetto su questo blog.

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