Пишем свою прошивку для модулей Sonoff TH10/16

Недавно на Geektimes был обзор про модули ITEAD TH10. Хочу поделиться опытом разработки собственной прошивки для этих устройств. SONOFF — серия выключателей, розеток и других приборов категории «Интернета вещей» от компании ITEAD. Их характеризует довольно низкая цена, использование «народного WiFi модуля» ESP8266 и работа в собственном сервисе, расположенном в облаке Amazon AWS global server.

Для этих модулей есть сторонние прошивки. Например, MQTT OTA, собираемой с ESP SDK или тоже самое но в среде Arduino IDE

Я хочу поделиться опытом создания собственной прошивки на Sonnoff в среде Ardiono IDE.

Модули Sonoff мне понравились сразу. Начиная от упаковки:

Качественной сборки и пайки:

И заканчивая проработанной схемотехникой, в которой явно не пожалели транзисторов для управления нагрузкой, подтягивающих и согласующих резисторов и кондеров.

Поддержкой же и документацией своих устройств компания ITEAD может заткнуть за пояс многих именитых производителей, не утруждающих себя публикацией технических подробностей на свои железки. Да и список продуктов компании ITEAD вполне впечатляет

По сути своей Sonoof TH10/16- это ESP8266 с сетевым блоком питания, периферией в виде реле, светодиодов, датчиков температуры и влажности, с колодкой подключения и в приличном корпусе.

Я опущу описание, как подключить Sonoff к облачному сервису и управлять приложением eWeLink на смартфоне. На мой взгляд, полностью неприменимо, когда управление контроллерами зависит от интернета и учетной записи в каком то облаке, пусть и на амазоновских серверах. Поэтому оставим приложение eWeLink для демонстрации возможности Sonoff и напишем свою управляющую программу.

Для этого нужно впаять 4-х штырьковый разъем для подключение к USB/TTL конвертеру.

Имея негативный опыт перепрошивки Sonoff POW, очень рекомендую все работы по программированию проводить с отключенной силовой частью Sonoff и питанием через штырек 3.3В.

Последний USB/TTL у меня героически погиб вместе с модулем Sonoff POW, поэтому использую для подключения Arduino UNO с RESETот подтянутым к земле. 3.3-вольтовый стабилизатор Уны отлично справляется с нагрузкой в виде ESP8266 и всей периферии модуля.

Как среду разработки буду использовать Arduino IDE и за легкости установки и обилия готовых библиотек и примеров, хотя как программист со стажем по прежнему считаю, что для разработки программ любой сложности вполне достаточно VI и make ))).

Как устанавливать ESP8266 Cire for Arduiono IDE посвящено много материалов в интернете. От себя хочу рекомендовать версию Arduino IDE 1.6.5, как имеющую меньше всего глюков при работе с ESP.

Так как на плате установлена микросхема памяти на 1Мбайт, выбираем соответствующую конфигурацию при загрузке в Board Manager:

Теперь достаточно нажать кнопку контроллера Sonoff и передернуть питание, устройство переходит в режим загрузки прошивки.

Для того чтобы самому программировать контроллер, нужно понимать, к каким портам что подключено. Для этого можно воспользоваться схемой на сайте ITEAD, ссылку на которую я приводил выше и тестером.

Итак, что мы имеем:

Причем оба датчика однопроводные и используют GPIO14. GPIO4 еще нужно включить перемычкой на плате.

Да. Не густо, хотя и больше чем у ESP01.

GPIO2 и GPIO15 имеют подтягивающие резисторы на плате, можно подпаяться к ним. GPIO5 и ADC вообще никуда не распаяны и нужно подключаться прямо к микросхеме ESP. Оставим эти четыре вывода в покое и приступим к программированию.

Светодиоды работают в противофазе. Синий загорается, когда на нем низкий уровень. Реле срабатывать не должно из за отсутствия питания 5В. В дальнейшем я буду использовать синий светодиод для отображения различных режимов. Подробно про это я написал в этой статье

На кнопке я подробно останавливаться не буду. Да управления кнопками я написал удобную библиотеку, которая отлавливает длинное и короткое нажатие, автоповторение при длинном нажатии и давит дребезг контактов. Все это я подробно описал в своем блоге.

Теперь сенсоры. Мне прислали датчик температуры/влажности AM2301 и датчик температуры DS18B20 в водонепроницаемом исполнении.

AM2301 совместим с сенсором DHT21. Для его работы нужна библиотека DHT. Форков библиотеки DHT существует великое множество, я рекомендую брать версию от Adafruit в которой есть автонастройка на частоту контроллера и которая корректно работает на ESP8266.

Для подключения DS18B20 нужна библиотека OneWire. Полностью совместима с ESP мультиплатформенная версия этой библиотеки

Алгоритм опроса датчика берем из примера:

Ну вот, периферия работает. Дальше я использую существующие свои наработки. Полностью всю прошивку можно взять отсюда

Автоматическое определение сенсоров AM2301 и DS18B20
Длинное нажатие кнопки — вкл/откл режима точки доступа
Короткое нажатие кнопки — вкл/откл реле
Синий светодиод горит — соединение установлено, двойная вспышка — нет подключения, одинарное мигание — режим точки доступа
Локальный WEB-сервер в режиме точки доступа 192.168.4.1
при подключении к WiFi по тому IP адресу который настроен
Авторизация доступа по паролю. По умолчанию admin/12345
Сохранение параметров на сервер в интернете обычным HTTP запросом. Можно настроить любой сервер, например, народный мониторинг. А можно и локальный без всякого интернета.
Сохранение настроек в EEPROM
При подключении к интернету установка времени по NTP

Для любителей готовых сервисов. легко прикручивается готовая библиотека MQTT, BLYNK И пр. Но это уже за пределами данной статьи.

SONOFF — это удобная платформа в первую очередь для тех, кто может самостоятельно разрабатывать и дорабатывать управляющие программы.

Тем кто знаком с ESP8266 — Sonoff это экономия на сборке, пайке и деталях, при условии, что вам нужна именно такая конфигурация устройства, как заложена в конкретном модуле Sonoff.

Самый большой недостаток данных модулей то, что часть GPIO не разведены на разъемы. Ну что стоит сделать компании ITEAD гребенку с 8 pin и завести туда все свободные GPIO от ESP. Я думаю, популярность бы таких модулей при существующей цене сильно бы выросла.

Что касается конкретных применений, такой контроллер вполне можно реализовать на модуле Sonoff TH10.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎