ESP01. Débuter avec l’IDE Arduino ou PlatformIO. Quel module choisir ? Repérage des broches

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L’ESP01 est un module ESP8266 installé sur une carte de développement miniature qui dispose de quatre connecteurs d’extension (GPIO). La différence entre les versions réside dans la quantité de mémoire flash embarquée par la carte, 512Ko (ESP01) ou 1Mo (ESP01S). 

Initialement développé pour ajouter une connectivité WiFi à l’Arduino, c’est devenu un module autonome pour fabriquer des mini objets connectés. Relais, sonde diverses (température, humidité, consommation d’énergie…), affichage OLED…

ESP-01 vs ESP-01S, lequel choisir ?

L’ESP01 est tout simplement un module ESP8266 installé sur une carte de développement miniature (24,8 x 14,3mm). Il n’y a que 2 broches du module ESP8266EX qui sont exposées sur le GPIO GPIO0 et GPIO2 ainsi que les broches RX et TX pour la programmation et la mise au point via le port série.

La différence entre les versions réside uniquement dans la quantité de mémoire flash embarquée sur la carte : 512 Ko ou 1Mo.

Il y a quelques années, on pouvait se repérer à la couleur de la carte. Ce n’est plus le cas aujourd’hui même si quelques fabricants conservent cette différence marketing.

Le tableau ci-dessous récapitule les principales différences entre les deux versions.

ESP-01 ESP-01S
esp01 esp-01 esp8266ex blue 512MB esp01 esp-01 esp8266ex 512Mb black noir esp01s esp-01s esp8266ex black 1Mb
Mémoire Flash 512 Mo 1 Mo
Couleur Bleu Noir Noir
Mention éventuelle AI Cloud Inside S Series
Signe distinctif Les Led rouge (Power) et blue (WiFi) sont placées à coté de l’antenne gravée sur le PCB

Compte tenu de la très faible différence de prix (quelques dizaines de centimes) entre les deux modèles, il est préférable d’opter directement pour un module ESP-01S.

Repérage des broches (pinout)

Quelque soit la version, le connecteur d’entrées / sorties (GPIO) est parfaitement identique. Il n’a pas évolué depuis la première version du module ESP01.

Voici le repérage des broches pour les 2 modèles

esp01 esp-01s pinout esp8266ex fr

Mettre le module ESP01 en Flash Mode

La majorité des cartes de développement ESP32 et ESP8266 intègrent la plupart du temps un convertisseur UART vers USB (CH340, CP212…). En plus de cela, le kit de développement ESP8266 s’occupe de mettre le module dans un mode particulier qui permet de téléverser le fichier binaire du programme sur la mémoire flash.

C’est le Flash Mode ou Boot Load.

Cependant, pour être aussi compact, le module ESP01 n’embarquent pas de convertisseur UART vers USB.

Il faut mettre le module en Flash Mode soi-même à chaque fois que l’on souhaite téléverser un programme depuis l’IDE Arduino ou tout autre éditeur de code.

C’est assez simple, il faut que la broche GPIO2 soit reliée au GND à la mise sous tension du module.

Ensuite on pourra téléverser le programme à l’aide d’un module ou d’un câble USB vers TTL (UART). Il faut également que l’alimentation électrique sit suffisamment puissante pour éviter tout échec de transfert du programme.

Le schéma suivant utilise une alimentation externe (2 piles AA). Ce n’est pas nécessaire si le convertisseur USB vers TTL délivre suffisamment de puissance. On rencontre souvent des problèmes avec les câbles série.

ESP-01 ESP8266 cablage wiring flashing mode_

Montage pour téléverser un programme depuis l’IDE Arduino ou PlatformIO sur un ESP-01 à l’aide d’un module USB/TTL.

C’est vite fastidieux !

Le mieux est d’acheter un programmeur (Programmer en anglais) qui embarque à la fois une alimentation et un convertisseur UART / USB.

Cet article explique tout en détail

A LIRE AUSSI :
ESP01. Quel programmeur choisir ? Modification pour passer en Flash Mode

Il existe peu de programmeur qui permettent d’activer le Flash Mode et au final ce n’est pas très utile car il faut à chaque fois déconnecter / reconnecter le module pour pouvoir l’utiliser normalement.

Voir plus d’offres

Il suffit de souder un contacteur (push button) et maintenir le bouton lorsqu’on insère le programmeur dans le port USB de l’ordinateur.

Souder un bouton pour activer le Flash Mode de l'ESP01 sur un programmateur

Comment téléverser un programme depuis l’IDE Arduino ?

Avant de pouvoir développer un programme pour le module WiFi ESP-01, vous devez installer le SDK ESP8266 officiel. Suivez les instructions détaillées dans ce tutoriel

A LIRE AUSSI :
ESP8266. Débuter sur IDE Arduino. Librairies, GPIO, programmation Web Serveur, Client Web, drivers

Il n’y a pas de configuration dédiée aux modules ESP-01.

1 Ouvrez le menu Outils -> Carte de développement et sélectionner Generic ESP8266 Module.

esp01 esp01s ide arduino generic ESP8266 module selection

2 Adapter la configuration à votre carte

La configuration par défaut convient la plupart du temps.

Upload speed 115200 par défaut mais les modules récents supportent très bien la vitesse maximale de 921600 bauds

Flash Mode DOUT

Flash Size Sélectionner 1MB ou 512KB. Il est possible de réserver une partie de la mémoire flash au système de fichier SPIFFS ou LittleFS.

Une série d’articles pour apprendre comment utiliser le système de fichier SPIFFS ou LittleFS (son successeur).

3 Connecter le programmeur

Ici le cas d’un programmeur modifié. Pour activer le Flash Mode, on maintient le bouton appuyé en même temps qu’on branche le programmeur sur le port USB de l’ordinateur.

esp01 programmer push button activate falsh mode

4 Sélectionner le port COM sur lequel est connecté le programmeur

esp01 ide arduino esp8266 port com

Si le programmeur n’apparaît pas, vérifiez que le drivers est correctement installé en suivant les instructions de ce tutoriel.

A LIRE AUSSI :
Installer le drivers CH340/CH341 sur macOS / Windows (ESP8266, LoLin WeMos d1 mini). Fonctionne aussi sur Linux, Android

5 Téléverser le projet

6 Désactiver le Flash Mode.

Vous n’avez rien à faire si votre programmeur est modifié avec un bouton poussoir (Momentary Button). Sinon, suivez les instructions de ce tableau

Résistance Cavalier Bouton Sélecteur intégré
Retirer l’ESP01 du support

Retirer la résistance

Remettre en place l’ESP01

Retirer le programmeur du port USB

Retirer le cavalier (jumper)

Rebrancher le programmeur

Il n’y a rien à faire ! Retirer le programmeur du port USB

Remettre le sélecteur sur la position UART

Rebrancher le programmeur

7 Ouvrez éventuellement le moniteur série pour mettre au point le programme !

esp01 esp01s ide arduino upload programmer serial monitor

Comment téléverser un programme depuis PlatformIO ?

Il n’y a rien de particulier à faire sur PlatformIO.

1 Créer un nouveau projet.

Dans le champ board (carte de développement), faites une recherche avec le mot clé esp-01. Choisissez la version 512KB ou 1MB dans la liste.

platformio esp01 esp-01s board 512k 1M

Voici deux exemples de configuration que vous pouvez directement utiliser.

Version 512 Ko Version 1 Mo
[env:esp01] 
platform = espressif8266 
board = esp01
framework = arduino
[env:esp01_1m]
platform = espressif8266
board = esp01_1m
framework = arduino

2 Modifier les principaux paramètres

Fréquence du CPU par défaut la fréquence du processeur est de 80MHz. L’option board_build.f_cpu permet de modifier la fréquence du CPU à 160MHz.

80MHz 160MHz
board_build.f_cpu = 80000000L
board_build.f_cpu = 160000000L

Attention, pour un fonctionnement sur batterie, il est préférable de conserver une fréquence faible.

Vitesse du port série Attribuer la vitesse du port série utilisée dans votre programme

monitor_speed = 115200

3 Téléverser

Lancer la compilation et le téléversement du programme depuis le menu PIO

esp01 esp-01s upload arduino code platformio

Si la carte est en Flash Mode, le programme est directement téléversé

> Executing task: platformio run --target upload --target monitor --environment esp01_1m <

Processing esp01_1m (platform: espressif8266; board: esp01_1m; framework: arduino)
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Verbose mode can be enabled via `-v, --verbose` option
CONFIGURATION: https://docs.platformio.org/page/boards/espressif8266/esp01_1m.html
PLATFORM: Espressif 8266 (2.6.2) > Espressif Generic ESP8266 ESP-01 1M
HARDWARE: ESP8266 80MHz, 80KB RAM, 1MB Flash
PACKAGES:
- framework-arduinoespressif8266 3.20704.0 (2.7.4)
- tool-esptool 1.413.0 (4.13)
- tool-esptoolpy 1.20800.0 (2.8.0)
- tool-mklittlefs 1.203.200522 (2.3)
- tool-mkspiffs 1.200.0 (2.0)
- toolchain-xtensa 2.40802.200502 (4.8.2)
LDF: Library Dependency Finder -> http://bit.ly/configure-pio-ldf
LDF Modes: Finder ~ chain, Compatibility ~ soft
Found 41 compatible libraries
Scanning dependencies...
Dependency Graph
|-- <ESP8266WiFi> 1.0
Building in release mode
Retrieving maximum program size .pio/build/esp01_1m/firmware.elf
Checking size .pio/build/esp01_1m/firmware.elf
Advanced Memory Usage is available via "PlatformIO Home > Project Inspect"
RAM: [=== ] 33.4% (used 27392 bytes from 81920 bytes)
Flash: [==== ] 36.0% (used 274504 bytes from 761840 bytes)
Configuring upload protocol...
AVAILABLE: espota, esptool
CURRENT: upload_protocol = esptool
Looking for upload port...
Auto-detected: /dev/cu.usbserial-1410
Uploading .pio/build/esp01_1m/firmware.bin
esptool.py v2.8
Serial port /dev/cu.usbserial-1410
Connecting....
Chip is ESP8266EX
Features: WiFi
Crystal is 26MHz
MAC: 58:ge:34:e0:0h:0e
Uploading stub...
Running stub...
Stub running...
Configuring flash size...
Auto-detected Flash size: 1MB
Compressed 278656 bytes to 204802...

Writing at 0x00000000... (7 %)
Writing at 0x00004000... (15 %)
Writing at 0x00008000... (23 %)
Writing at 0x0000c000... (30 %)
Writing at 0x00010000... (38 %)
Writing at 0x00014000... (46 %)
Writing at 0x00018000... (53 %)
Writing at 0x0001c000... (61 %)
Writing at 0x00020000... (69 %)
Writing at 0x00024000... (76 %)
Writing at 0x00028000... (84 %)
Writing at 0x0002c000... (92 %)
Writing at 0x00030000... (100 %)
Wrote 278656 bytes (204802 compressed) at 0x00000000 in 19.9 seconds (effective 112.1 kbit/s)...
Hash of data verified.

Leaving...
Soft resetting...
========================= [SUCCESS] Took 23.60 seconds ======================
--- Available filters and text transformations: colorize, debug, default, direct, esp8266_exception_decoder, hexlify, log2file, nocontrol, printable, send_on_enter, time
--- More details at http://bit.ly/pio-monitor-filters
--- Miniterm on /dev/cu.usbserial-1410  115200,8,N,1 ---
--- Quit: Ctrl+C | Menu: Ctrl+T | Help: Ctrl+T followed by Ctrl+H ---

Connecting to MON_RESEAU_WIFI
.....
WiFi connected
Server started
Use this URL to connect: https://192.168.1.47/

Problèmes pour téléverser un programme sur un ESP01 depuis PlatformIO

Si vous rencontrez des difficultés à téléverser le projet, vous pouvez essayer de diminuer la vitesse d’upload en ajoutant l’option upload_speed dans le fichier platformio.ini. Les modules récents supportent très bien le débit maximal par défaut.

upload_speed = 115200

Pour les anciens modèles, il peut s’avérer nécessaire de forcer le protocole et le flash mode.

upload_protocol = esptool
board_build.flash_mode = dout

Pour maitriser les options importantes du fichier platformio.ini, vous pouvez continuer par la lecture de cet article.

A LIRE AUSSI :
Platformio.ini, astuces et paramètres utiles. data_dir, monitor_speed, upload_port...
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