PowerPoint-Präsentation · • CPU arbeite (z.B. I2C Kommunikation) • WiFi Verbingung ohne...

Physik und Sensorik

www.tu-chemnitz.de/physik/EXSEChemnitz ∙ 8. Oktober 2017 ∙ Prof. Dr. Uli Schwarz

ESP8266„System on Chip“ (SoC) für das Internet der Dinge (IoT)

• 32-bit Microcontroller• Wi-Fi Stack• Diverse Schnittstellen (digital, pwm, analog, I2C, I2S, UART,…)• Interface zu bis zu 16 Mbyte SPI Flash Speicher für Programme• Power management (unterschiedliche Aktivitäts- bzw. Schlaf-Stufen)

Weitere Beispiele:• ESP32 WROOM (double core, WiFi, Bluetooth,…)• Nordic Chip• SensorTile IoT Module• u.v.m…

Physik und Sensorik

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ESP8266 als Modul, z.B. ESP-12F mit Platinen-Antenne

Quelle: Ai-thinker, Datenblatt zu ESP-12F Wi-Fi Module, Version 1.0 http://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/0a-esp8266ex_datasheet_en.pdf

Kostet etwa 2,- €

Physik und Sensorik


ESP8266

Quelle: Espressif, Datenblatt zu ESP8266EX, Version 5.7 (2017)http://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/0a-esp8266ex_datasheet_en.pdf

Physik und Sensorik


ESP8266


DigitalAnalog

Physik und Sensorik


ESP8266


Funk

(HF) Hochfrequenz

Antenne

Analog - Digital

Physik und Sensorik


ESP8266


Prozessor,Speicher,Rechen-Kern

Schnitt-stellen zur Peripherie

Physik und Sensorik


ESP8266 - WiFi

• 2.4 GHz, 802.11 b/g/n (max. 54 Mbits/s)

• Unterstützt unterschiedliche (Miniatur-) Antennen, u.a. PCB Antennen

• TCP/IP Protokoll Stack integriert

• Max +20 dBm (= 100 mW) HF Ausgangsleistung

• Weniger als 2 ms Zeit zum „Aufwachen“ bis zur Übertragung eines

Datenpakets

• Standby Leitsungsverbrauch < 1.0 mW

Physik und Sensorik


ESP8266 - Leistungsverbrauch

Parameter Typ. Leistungsverbrauch

Tx802.11b, CCK 11Mbps, P OUT=+17dBm 170 mA

Tx 802.11g, OFDM 54Mbps, P OUT =+15dBm 140 mA

Tx 802.11n, MCS7, P OUT =+13dBm 120 mA

Rx 802.11b, 1024 bytes packet length , -80dBm 50 mA

Rx 802.11g, 1024 bytes packet length, -70dBm 56 mA

Rx 802.11n, 1024 bytes packet length, -65dBm 56 mA

Modem-Sleep 15 mA

Light Sleep 0.9 mA

Deep Sleep 0.01 mA

Power Off 0.0005 mAVergleich: Knopfzelle CR2320 (23 mm Durchmesser, 2 mm hoch)Spannung 3 V, Kapazität 130 mAh

260 h bei 0.5 mA2 Jahre bei 0.7 µA

Physik und Sensorik


ESP8266 - Leistungsverbrauch

Modem-Sleep:

~ 15 mA

• CPU arbeite (z.B. I2C Kommunikation)• WiFi Verbingung ohne Datenaustausch aufrechterhalten

z.B. 300 ms Schlaf / 3 ms Wach-Zyklus

Light Sleep:

~ 0.9 mA

• CPU meistens heruntergefahren• WiFi Verbingung ohne Datenaustausch aufrechterhalten

z.B. 300 ms Schlaf / 3 ms Wach-Zyklus

Deep Sleep:

~ 0.01 mA

• CPU heruntergefahren• WiFi aus

Beispiel:

~ 1 mA

• CPU meistens heruntergefahren• WiFi Verbingung nur bedarfsweise• z.B. Temperatursensor, alle 100 s Temperatur

messen, alle 300 s WiFi Verbindung zum AccessPoint

Physik und Sensorik


ESP8266 als Evaluationssystem NodeMCU

• ESP-12 „huckepack“• USB Adapter zur Programmierung• Pin-Leiste für Steckbrett• Spannungsversorgung über USB

Quelle:https://learn.adafruit.com/adafruit-feather-huzzah-esp8266/

Physik und Sensorik


ESP8266 als Evaluationssystem NodeMCU

Kostet etwa 8,- €

• ESP-12 „huckepack“• USB Adapter zur Programmierung• Pin-Leiste für Steckbrett• Spannungsversorgung über USB

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ESP8266 Programmierung

• Eclipse IDE• Arduino DIE• MicroPython• …

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