Introducción al NodeMCU dev kit y ESP8266 – 1ra Parte

Hace unas semanas adquirí por Ebay tres unidades del NodeMCU dev kit V3 de la marca LoLin, los cuales son muy económicos. Llegaron en pocos días y una vez en mis manos comencé a estudiar sobre ellos.

Antes no había trabajado con esta placa ni con sus versiones anteriores, pero una vez que me adentré en el estudio de su funcionamiento y el lenguaje de programación Lua, pude ver lo fácil que es usarlo para desarrollar dispositivos con conexión a internet, para monitorear datos de sensores e incluso interactuar con equipos y manejarlos de manera no presencial.

He encontrado tan apasionante este tema del Internet de las cosas (IoT), que he decidido comenzar a compartir material relevante para todos aquellos que como yo están interesados en aprender, por ello a partir de ahora estaré publicando artículos con información sobre NodeMCU dev kit y otras placas de desarrollo, así como ejemplos de código y proyectos que vaya realizando.

También, si alguno de ustedes ha realizado proyectos con el NodeMCU dev kit o cualquiera de las muchas placas con ESP8266 que hay en el mercado, siéntase libre de contactarme para publicarlos en esta página, pues así todos aprendemos juntos.

Ahora, comencemos con lo más básico:

¿Qué es el ESP8266 y qué es el NodeMCU dev kit?

El ESP8266 es un chip con WiFi integrado, producido por la compañía china Espressif Systems, y que se ha vuelto muy popular en los últimos dos años debido a su bajo costo y a la posibilidad de usarse sin necesidad de un microcontrolador externo, ya que cuenta con su propio procesador y memoria interna, brindando la posibilidad de crear dispositivos IoT muy pequeños y de bajo costo.

Por su parte, el NodeMCU es un firmware de código abierto que permite programar fácilmente el ESP8266 en lenguaje Lua, y el NodeMCU dev kit, es la placa de desarrollo oficial de NodeMCU.

Existen muchas placas basadas en el ESP8266, y todas ellas pueden ser usadas con el firmware NodeMCU, también existen otros software con los que puede trabajar este chip, incluso la compañía Espressif Systems creó su propio SDK para el ESP8266, sin embargo el NodeMCU ha adquirido gran popularidad y actualmente la mayoría de proyectos con el chip ESP8266 que se encuentran en la web han sido desarrollados con NodeMCU en lenguaje Lua y también con Arduino IDE.

Serie ESP-XX de All-Thinker

El corazón del NodeMCU dev kit es el módulo ESP-12E, el cual pertenece a la familia ESP-XX de la compañía All-Thinker.

La serie ESP-XX es una familia de módulos basados en el chip ESP8266, que cuenta con más de 10 modelos con características distintas adaptadas a cada necesidad. Se diferencian por el número de pines, cantidad de memoria interna, conector para antena externa en algunos casos, y otras características que debemos tener en cuenta a la hora de escoger uno para nuestros proyectos.

¿Por qué utilizar el NodeMCU dev kit?

Ciertamente los módulos ESP-XX de All-Thinker son mucho más pequeños y económicos que el NodeMCU dev kit y pueden ser usados directamente, sin embargo el NodeMCU dev kit está diseñado para facilitar el desarrollo de proyectos con ESP8266.

Para comprender esto es necesario conocer algunas cosas de los módulos ESP-XX y del ESP8266 en general, en primer lugar, estos módulos no pueden ser alimentados directamente con 5V, su voltaje de trabajo es de 3,3V y si superamos los 3,6V se dañarán irremediablemente, así mismo para programarlos se necesita una placa FTDI (convertidor de USB a serial) y es necesario puentear algunos pines cada vez que los vamos a programar.

La placa de desarrollo NodeMCU dev kit facilita el trabajo del desarrollador porque integra un convertidor FTDI, y un regulador de voltaje de 3,3V, lo cual permite programar el módulo y trabajar con él con solo conectar un cable USB a la computadora, además cuenta con pines para montar en el Protoboard, la idea es desarrollar tus proyectos con el NodeMCU dev kit, y una vez que has terminado y probado tu código usar un módulo ESP-XX o cualquier otra placa más pequeña y económica para hacer el montaje final (aunque personalmente considero que el dev kit es tan pequeño y económico que bien puede usarse directamente en la mayoría de montajes).

Versiones del NodeMCU dev kit

El NodeMCU dev kit es open-source, lo cual implica que cualquiera puede fabricarlo y comercializarlo. Existen actualmente tres fabricantes de esta placa de desarrollo, los cuales son: Amica, DOIT y LoLin/Wemos.

Así mismo existen tres versiones de la placa:

• NodeMCU dev kit V0.9 o V1– La primera versión comercial.
• NodeMCU dev kit V1.0 o V2– Con módulo ESP-12E (enhanced).
• NodeMCU dev kit V3 – Producido por LoLin.

En cuanto al NodeMCU dev kit V3 de la marca LoLin, hay quienes consideran que no es realmente una nueva versión, pues la única diferencia real entre este y la versión anterior es un pin (VU) que está conectado directamente a los 5V del conector USB.

Características del NodeMCU dev kit

Entre las tres versiones mencionadas anteriormente, las diferencias son pocas, la principal de ellas es que la versión 0.9 usa el módulo ESP-12 de All-Thinker mientras que las siguientes incorporan el mejorado ESP-12E con seis puertos GPIO extra, otra diferencia es que la versión 1.0 o V2 es más angosta que las otras dos, haciendo más fácil trabajar con ella en el Protoboard, las principales características de estas placas son las siguientes:

– NodeMCU dev kit 0.9 V1:

• Módulo ESP-12
• Chip USB CH340G
• Conectividad WiFi 2.4GHz 802.11b/g/n
• Soporta seguridad WPA y WPA2
• Soporta tres modos de operación: STA/AP/STA+AP
• Protocolo TCP/IP integrado
• Pueda programarse de forma remota vía OTA
• 10 puertos GPIO (funcionan a 3,3V 15mA max.)
• 1 entrada ADC de 10bits (1,8V máx. pero solo mide hasta 1V)
• CPU 80MHz (default) pudiendo llevarse a 160MHz
• RAM 128Bytes
• ROM 4MBytes
• PWM/I2C/IIC/1-Wire/SPI/SDIO

– NodeMCU dev kit 1.0 V2:

• Módulo ESP-12E
• Chip USB CP2102
• Conectividad WiFi 2.4GHz 802.11b/g/n
• Soporta seguridad WPA y WPA2
• Soporta tres modos de operación: STA/AP/STA+AP
• Protocolo TCP/IP integrado
• Pueda programarse de forma remota vía OTA
• 16 puertos GPIO (funcionan a 3,3V 15mA max.)
• 1 entrada ADC de 10bits (1,8V máx. pero solo mide hasta 1V)
• CPU 80MHz (default) pudiendo llevarse a 160MHz
• RAM 128Bytes
• ROM 4MBytes
• PWM/I2C/IIC/1-Wire/SPI/SDIO
• Más angosta que su antecesora para facilitar uso en Protoboard.

– NodeMCU dev kit V3 LoLin:

• Módulo ESP-12E
• Chip USB CH340G
• Conectividad WiFi 2.4GHz 802.11b/g/n
• Soporta seguridad WPA y WPA2
• Soporta tres modos de operación: STA/AP/STA+AP
• Protocolo TCP/IP integrado
• Pueda programarse de forma remota vía OTA
• 16 puertos GPIO (funcionan a 3,3V 15mA max.)
• 1 entrada ADC de 10bits (1,8V máx. pero solo mide hasta 1V)
• CPU 80MHz (default) pudiendo llevarse a 160MHz
• RAM 128Bytes
• ROM 4MBytes
• PWM/I2C/IIC/1-Wire/SPI/SDIO
• Un pin GND otro de 5V extras.
• Más ancha que la versión anterior.

Segunda parte – Instalando el Firmware>>