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ESP-01、ESP-05、ESP-12、およびESP-2012のモジュールとテストボードの初心者向けガイド

IoTプロジェクトに取り組んでいる場合、適切なESPモジュールを選択すると、すべての違いが生じる可能性があります。この記事では、ESP-01、ESP-05、ESP-12、ESP-2010を含む、さまざまなESPモジュールとその独自の機能について説明します。また、利用可能なさまざまなテストボード、その構成、およびそれらがプロジェクトにどのように適合するかについても学びます。これらのモジュールとテストボードを理解することで、開発のニーズに合った適切なオプションを見つけることができ、プロジェクトのワークフローを合理化するのに役立ちます。

カタログ

ベアモジュールの比較

特徴	ESP-01	ESP-05	ESP-12	ESP-2011	テストボード
GPIOピン	2	-	11	11	11
ADC	-	-	1	1	1
アンテナ	PCB	PCB	PCB	外部/PCB	PCB
USBからシリアル	いいえ	いいえ	いいえ	いいえ	-
ブレッドボードフレンドリー	中くらい	良い	悪い	良い	悪い
フォームファクター	小さい	小さい	中くらい	大きい	とても大きい
価格	〜$ 3	〜$ 3	〜$ 3	〜$ 3	〜$ 6.50
応用	Arduino用のシンプルなスタンドアロンモードまたはWi-Fiシールド	Wi-Fiシールド	スタンドアロン	スタンドアロン	プロトタイピング

開発モジュールの比較

特徴	Nodemcu v0.9	Nodemcu v1.0	WEMOS D1 MINI	WEMOS D1 R2	Lolin V3 Nodemcuボード
ブランド	Nodemcu	ドイット	ウェモス	ウェモス	ロリン
GPIOピン	11	11	11	11	11
ADC	1	1	1	1	1
アンテナ	PCB	PCB	PCB	PCB	PCB
ESP8266モジュール	ESP12（AI-Thinker）	ESP12（AI-Thinker）	ESP12E（WEMOS）	ESP12E（WEMOS）	esp12e（ai-thinker）
USBからシリアル	はい	はい	はい	はい	はい
シリアルチップ	CH340G	CP2102/CH340G	CH340G	CH340G	CH340G
ブレッドボード	悪い（多くのピンをカバー）	とても良い	とても良い（はんだ付け後）	悪い（arduinoフォームファクター）	悪い（多くのピンをカバー）
フォームファクター	大きい	大きい	中くらい	とても大きい	大きい
応用	開発の初心者	開発の初心者	開発アドバンスド（はんだ付けが必要）	Arduinoシールドとの開発フォームの互換性	開発が始まります

ESP-01

ESP-01 コンパクトで広く使用されているWi-Fiモジュールで、わずか24.75mm x 14.5mmです。サイズが小さいため、さまざまなアプリケーションに人気のある選択肢となりますが、留意する必要があるいくつかの制限があります。モジュールには2つのGPIOピンが含まれており、外部デバイスと周辺機器を基本的に制御できます。シリアル間USBアダプターに接続すると、異なるファームウェアバージョンをESP-01に簡単にフラッシュできます。通常、ファームウェアで事前にロードされているため、Arduino Systemsと互換性があります。ただし、ピンレイアウトは困難な場合があります。密接に間隔をあけた行により、標準の稼ぎ船での使用が困難になるためです。このセットアップは短絡のリスクを高めますが、ブレッドボードアダプターまたはメスからオスのデュポンワイヤを使用すると、接続を確保できます。

ESP8266チップを中心に構築されたESP-01は、信頼性の高いWi-Fi接続を提供し、TCP/IPプロトコルをサポートしているため、ネットワーキングタスクに最適です。2つのGPIOピンは拡張オプションを制限しますが、モジュールはまだ使いやすく、簡単なアプリケーションに適しています。3.0Vから3.6Vの間の電圧で動作し、正しく使用すると安定した性能が確保されます。

ESP-01は、ホームオートメーションシステム、リモートセンサーネットワーク、その他のIoTデバイスなど、ワイヤレス通信を必要とするプロジェクトで一般的に使用されています。Arduinoとの使いやすさと互換性により、プロジェクトに基本的な接続を追加するための頼りになるオプションになります。ESP-01を統合することで、リアルタイムのデータ送信機能とリモートコントロール機能を有効にすることで、プロジェクトの機能を強化できます。

その利点にもかかわらず、ESP-01のサイズが小さいことは、特に標準の稼ぎ船で使用する場合、課題を引き起こす可能性があります。ピンの近接性により、短絡の可能性が高まります。これに対処するために、特殊なアダプターまたは女性から男性のデュポンワイヤを使用して、より安全な接続を提供し、さまざまなセットアップでモジュールの柔軟性を維持できます。

ESP-05

ESP-05は、Arduinoのようなマイクロコントローラーにワイヤレス接続を提供する小さなWi-Fiモジュールです。通常、3.3V、GND、RX、およびTXの4ピンセットアップが付属しています。追加のリセットピンを備えたバージョンもあり、開発中にモジュールを簡単にリセットできます。このシンプルなPIN構成により、ブレッドボードとの簡単な統合が可能になり、迅速なプロトタイピングとテストが可能になります。

基本的なセットアップにより、ESP-05にはパワーピン（3.3V）、グランドピン（GND）、2つのデータピン（RXとTX）が含まれており、簡単なプロジェクトに適しています。リセットピンを備えたバージョンにより、頻繁にリセットがより便利になり、モジュールを外す必要なく、テスト中に時間を節約できます。

ESP-05の設計は、標準の粉末盤によく適合し、ハードウェアの構成を簡単かつ迅速にセットアップします。これにより、プロトタイピングが簡素化され、すぐに実験を開始できます。

モジュールには通常、プリロードされたファームウェアが付属しており、特定のマイクロコントローラーライブラリで適切に機能するように、リードを切断したり新しいピンを追加したりするなど、調整を行う必要がある場合があります。ファームウェアのバリエーションでは、特定のプロジェクトのニーズに合わせてセットアップをトラブルシューティングして適応させる必要があります。このプロセスを使用すると、プロジェクトに応じてモジュールをカスタマイズし、その機能を強化し、より実践的なエクスペリエンスを可能にします。

ESP-12

ESP-12 モジュールは、11個のGPIOピンと10ビットADCを含む柔軟性とリッチな機能セットで知られています。この範囲の機能により、さまざまなプロジェクトに適応でき、さまざまなシナリオで使用できます。ESP-12の顕著な利点は、エネルギー効率を大幅に向上させるディープスリープモード用のシンプルな構成です。

最適化されると、モジュールはわずか2つのAAバッテリーで最大3年間動作でき、低電力の長期プロジェクトに最適な選択肢となります。ただし、その利点にもかかわらず、ESP-12は標準的な稼ぎ床に適合していないため、プロトタイピング中に作業するのが難しい場合があります。これにより、初期のセットアップとテストが少し難しくなります。

この問題に対処するには、ブレークアウトボードまたは特別に設計されたアダプターを使用して、稼ぎ船との簡単な接続を可能にします。これらのソリューションにより、開発中の利便性を損なうことなく、すべてのモジュールの機能を引き続き利用できるようになります。

ESP-12の人気は、キーチップピンに簡単にアクセスできるようになるため、スタンドアロンプ​​ロジェクトや以前のNodemcuバージョンよりも好ましい選択肢となっています。このアクセシビリティにより、機能を追加し、必要に応じてカスタム変更を行うことができます。

包括的な機能により、ESP-12は多くの場合、複雑なプロジェクトのコアコンポーネントとして機能し、追加の外部コンポーネントの必要性が減少します。そのシンプルな構成により、複数のI/O操作を正確に制御する必要があるプロジェクトに最適であり、効率的でコンパクトなデザインの作成に役立ちます。

ESP-2011

元々ESP-12という名前のESP-2012 Wi-Fiモジュールは、競合の命名を防ぎ、ユーザーが識別しやすくするためにブランド変更されました。この変更は、それを他のモジュールと区別し、混乱を最小限に抑え、開発を簡素化するのに役立ちます。

Bread-Boardsと互換性が向上するために設計されたESP-2011は、ピンに簡単にアクセスできるため、プロトタイプに人気のある選択肢になります。ブレッドボードに正しくフィットするには、4つのフロントピンを曲げたり解凍したりする必要がある場合があります。この変更は不便に思えるかもしれませんが、さまざまなプロジェクトでのモジュールの柔軟性と使いやすさを大幅に向上させます。

ESP-20101には、短距離通信に適した機能が組み込まれた印刷されたPCBアンテナが付属していますが、長距離アプリケーションの範囲を拡張するための外部アンテナコネクタも含まれています。ゲインアンテナを接続することにより、信号の強度と感度を大幅に向上させることができます。これは、ホームオートメーションや複雑なIoTセットアップなど、強力な接続性を必要とするシナリオに特に役立ちます。

多くのユーザーは、外部アンテナコネクタを使用して、さまざまなプロジェクトでWi-Fi範囲を増やし、モジュールの適応性を強調しています。最初のピンの変更は扱いにくいように見えるかもしれませんが、ESP-2012の汎用性と実世界のアプリケーションでの信頼性の高いパフォーマンスを紹介するより広範な使用オプションが可能になります。

ESPモジュールのテストボード

テストボードには、バッテリーパック、LED、ADCに接続された光依存抵抗器、ESP-12モジュールなどの基本的なコンポーネントが装備されているさまざまな形式があります。これらのボードの多くには、簡単なファームウェアフラッシュのためのジャンパーと、バッテリーパックから4.5VをESP8266が必要とする3.3Vに変換する電圧レギュレーターが含まれています。必要に応じて、バッテリーパックをUSB電源に置き換えることもできます。通常、これらのテストボードは2つの主な目的を果たします。バッテリーパックを搭載したスタンドアロンノードとして使用できます。特に、これらのモデルの1つは、わずか3つのAAバッテリーで1000時間以上動作しており、その効率を紹介しています。

モジュール自体には、シリアルからUSBアダプターとマイクロUSBプラグが付属しているため、迅速にセットアップできます。ESP8266で開発を合理化するように設計されていますが、特定のシステムでファームウェアが点滅することにいくつかの問題に直面しました。モジュールのフォームファクターは、一部のブレッドボードピンへのアクセスをブロックすることもでき、これらのピンを接続するためにブリッジワイヤが必要です。これらの欠点とわずかに高いコストにもかかわらず、このモジュールは開発プロジェクトにとって非常に価値があることが証明されています。今後の更新は、これらの問題を解決し、ArduinoベースのIoTノードのより多用途のソリューションにすることを目指しています。

V0.9モジュールが直面する課題は、ハードウェア設計の複雑さの一部を強調しています。ファームウェアの点滅の難しさなどの問題は、多くの場合、初期段階のテクノロジーによく見られる互換性の問題に起因します。ブレッドボードピンへのアクセスが限られているため、プロトタイピングツールでよりユーザーフレンドリーな設計上の考慮事項が必要になります。予想される将来の改訂は、これらの問題に対処する可能性が高く、ユーザーのフィードバックによって駆動されるユーザビリティと機能性の向上につながります。

最新のNodemcuバージョンでは、更新されたESP-12Eモジュールを使用して、4MBのフラッシュメモリと追加のピンアウトを提供します。このデザインは、標準のブレッドボードにもっと安全にフィットし、両側に1列のピンがアクセスできます。モジュールはまた、Arduino IDEのリセット/フラッシュボタンの組み合わせを自動化し、最大921600ボーの速度を高速化するコードアップロード速度をサポートします。もう少し高価ですが、シリアル間コンバーターなどの追加のハードウェアの必要性を排除するため、IoTプロジェクトには好ましい選択肢になります。

V1.0モジュールのさらなる改善により、IoT開発にさらに適しています。フラッシュメモリの増加と追加のピンアウトにより、より高度なアプリケーションが可能になります。合理化されたコードアップロードプロセスにより、時間を節約し、エラーの可能性を最小限に抑えます。これは、開発中に特に役立ちます。追加のハードウェアの必要性を削除することにより、V1.0モジュールはコストと複雑さを効果的に削減し、さまざまな現実世界のプロジェクトに実用的な選択となります。

結論

ESP-01、ESP-05、ESP-12、ESP-2011などのさまざまなESPモジュールのユニークな機能と用途、およびさまざまなテストボードを理解することにより、あなたのための最適なコンポーネントを選択できるようになります。IoTプロジェクト。各モジュールには、ESP-01のコンパクトな設計、ESP-05の簡単なセットアップ、ESP-12およびESP-20101の柔軟性など、独自の強みと課題があります。この知識により、開発プロセスを簡素化し、セットアップ時間を短縮し、より効率的なプロジェクトを作成するための適切なツールを選択できます。