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INTERNET DER DINGE (IoT)

ESP8266 - Ethernet

ESP8266 - RS485

In diesem Tutorial werden wir die Implementierung der RS-485-Kommunikation mit dem ESP8266 untersuchen. Genauer werden wir die folgenden Aspekte im Detail behandeln:

Herstellung der Verbindung zwischen dem ESP8266 und dem TTL-zu-RS485-Modul.
Programmierung des ESP8266, um Daten vom TTL-zu-RS485-Modul abzurufen.
Programmierung des ESP8266, um Daten an das TTL-zu-RS485-Modul zu übertragen.
Daten von Ihrem PC über RS485 an den ESP8266 senden und umgekehrt.

Das Tutorial enthält außerdem Anweisungen sowohl für Hardware-Serial als auch für SoftwareSerial.

Erforderliche Hardware

1	×	ESP8266 NodeMCU
1	×	USB-Kabel Typ-A zu Typ-C (für USB-A PC)
1	×	USB-Kabel Typ-C zu Typ-C (für USB-C PC)
1	×	TTL-zu-RS485-Modul
1	×	Verbindungskabel
1	×	(Optional) USB-zu-RS485-Konverter
1	×	(Optional) USB to RS485 Cable
1	×	(Empfohlen) Schraubklemmen-Erweiterungsboard für ESP8266
1	×	(Empfohlen) Stromverteiler für ESP8266 Typ-C

Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:

1	×	DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays)
1	×	DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays)

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Über TTL-zu-RS485-Modul

Bei der seriellen Kommunikation mit dem ESP8266 über Funktionen wie Serial.print(), Serial.read() und Serial.write() sendet der ESP8266 Daten über den TX-Pin und empfängt Daten über den RX-Pin. Diese Pins arbeiten auf TTL-Ebene, was bedeutet, dass die von ihnen übertragenen Signale eine begrenzte Reichweite haben. Daher ist für die serielle Kommunikation über längere Entfernungen eine Umwandlung des TTL-Signals in die Signalstandards RS232, RS485 oder RS422 erforderlich.

In diesem Tutorial befassen wir uns mit der Nutzung von RS-485 (auch RS-485 genannt) mit dem ESP8266, indem wir ein TTL-zu-RS485-Modul verwenden. Dieses Modul ermöglicht die Umwandlung von TTL-Signalen in RS-485-Signale und umgekehrt.

Pinbelegung

Das RS485-zu-TTL-Modul hat zwei Schnittstellen:

Die TTL-Schnittstelle (mit dem ESP8266 verbunden) umfasst 4 Pins

VCC-Pin: Stromversorgungs-Pin, muss mit VCC verbunden werden (5 V oder 3,3 V)
GND-Pin: Stromversorgungs-Pin, muss mit GND (0 V) verbunden werden
RXD-Pin: Datenpin, muss mit einem TX-Pin des ESP8266 verbunden werden
TXD-Pin: Datenpin, muss mit einem RX-Pin des ESP8266 verbunden werden

Die RS485-Schnittstelle umfasst folgende Pins:

D+ (A oder TR+) Pin: Dieser Pin ermöglicht die Datenkommunikation.
D- (B oder TR-) Pin: Dieser Pin dient der Datenübertragung.
GND-Pin: Optional, aber dringend empfohlen, diesen Pin einzusetzen, um Störgeräusche zu mindern und eine optimale Leistung sicherzustellen.

image source: diyables.io

Verdrahtungsdiagramm

Schaltplan bei Verwendung von Hardware-Serial

ESP8266 NodeMCU TTL zu RS-485 Schaltplan

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Weitere Informationen finden Sie unter ESP8266-Pinbelegung und wie man ESP8266 und andere Komponenten mit Strom versorgt.

Verdrahtungsdiagramm bei Verwendung von Software-Serial

ESP8266 NodeMCU RS-485-zu-TTL Verdrahtungsdiagramm

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Wie programmiert man den ESP8266, um das RS-485-Modul zu verwenden

Um mit ESP8266 in der Arduino-IDE zu beginnen, befolgen Sie diese Schritte:

Schau dir das Tutorial zur Einrichtung der ESP8266-Umgebung in der Arduino IDE an, falls dies dein erster Einsatz von ESP8266 ist.
Initialisiert die serielle Schnittstelle:

Serial.begin(9600);

Wenn Sie SoftwareSerial verwenden, müssen Sie die Bibliothek einbinden und ein SoftwareSerial-Objekt deklarieren:

#include <SoftwareSerial.h> #define RX_PIN D6 #define TX_PIN D7 // Definiere die SoftwareSerial-Objekte und ihre Pins SoftwareSerial rs485(RX_PIN, TX_PIN);

Um Daten aus RS485 zu lesen, können Sie die folgenden Funktionen verwenden:

Um Daten über RS485 zu schreiben, können Sie die folgenden Funktionen verwenden:

Und weitere Funktionen zur Verwendung mit RS485 in Serial-Referenz

ESP8266-Code für Hardware-Seriell

/* * Dieser ESP8266 NodeMCU Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser ESP8266 NodeMCU Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/esp8266/esp8266-rs485 */ void setup() { // start communication with baud rate 9600 Serial.begin(9600); // wait a moment to allow serial ports to initialize delay(100); } void loop() { // Check if there's data available on Serial if (Serial.available()) { char data = Serial.read(); // read the received character Serial.print(data); // echo back to data to the sender } }

ESP8266-Code für Software-Serial

/* * Dieser ESP8266 NodeMCU Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser ESP8266 NodeMCU Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/esp8266/esp8266-rs485 */ #include <SoftwareSerial.h> #define RX_PIN D6 #define TX_PIN D7 // define the SoftwareSerial object and their pins SoftwareSerial rs422(RX_PIN, TX_PIN); void setup() { // start communication with baud rate 9600 rs485.begin(9600); // wait a moment to allow serial ports to initialize delay(100); } void loop() { // Check if there's data available on rs485 if (rs485.available()) { char data = rs485.read(); // read the received character rs485.print(data); // echo back to data to the sender } }

Testen

Sie können einen Test durchführen, indem Sie Daten von Ihrem PC über RS-485 an den ESP8266 senden und umgekehrt. Um dies zu tun, befolgen Sie die untenstehenden Schritte:

Schließen Sie den ESP8266 über ein RS485-zu-USB-Kabel an Ihren PC an, wie unten:

ESP8266 NodeMCU RS-485-Kommunikation mit dem PC

Installieren Sie ein serielles Terminalprogramm wie Tera Term oder PuTTY
Öffnen Sie das serielle Terminalprogramm und konfigurieren Sie die seriellen Parameter (COM-Port, Baudrate...)
Geben Sie im seriellen Terminal einige Daten ein, um sie an den ESP8266 zu senden.
Wenn es erfolgreich ist, sehen Sie die Echo-Daten im seriellen Terminal.

Video Tutorial

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