در دنیای امروز، همه چیز به سمت “هوشمندسازی” در حال حرکت است. هوش مصنوعی، اینترنت اشیا (IoT)، و تجهیزات خانگی هوشمند، همه و همه با نام یک تراشه معروف آغاز می‌شوند: ESP8266 .

اما این تراشه کوچک و قدرتمند چیست؟
چرا طراحان، برنامه‌نویسان و علاقه‌مندان به IoT دوستش دارند؟
و مهم‌تر از همه، چطور می‌توان با یک ماژول ارزان‌قیمت و با اندازه کوچک، پروژه‌های فوق العاده هوشمندی را به زندگی نشاند؟

در این آموزش، قصد داریم به صورت کامل و گام به گام با ESP8266 آشنا شویم. از معرفی سخت‌افزار و امکانات این تراشه، گرفته تا نحوه برنامه‌نویسی آن با زبان Lua یا به عنوان یک برد توسعه‌یافته مثل NodeMCU، و حتی اتصال آن به شبکه Wi-Fi و سرورهای ابری.

آیا آماده هستید تا یاد بگیرید چگونه لامپ خانه‌تان را از طریق اینترنت روشن و خاموش کنید؟ یا دما و رطوبت محیط را به صورت آنلاین ردیابی کنید؟

ESP8266 یک ماژول ریزپردازنده‌ای (میکروکنترلر) است که قابلیت اتصال به اینترنت از طریق شبکه Wi-Fi رو داره. یعنی میشه باهاش یه دستگاه اسمارت (هوشمند) درست کرد که بتونه توی اینترنت هم متصل بشه و داده بفرسته/بگیره.

🔹 بهش میگن: “Internet of Things (IoT) Chip “
🔹 یعنی یه ریزپردازنده + مودم WiFi داخل یه تراشه

چند مدل معروف ESP8266 وجود داره:

–> ماژول وایفای 201-ESP8266
• یم توان آن را روی برد برد نصب کرد
• قابلیت نصب آننت خارجی را دارد
• در این ماژول 11پین GPIOدر دسرتس است.

–> ماژول وایفای 07-ESP8266
• سایز کوچیک در ابعاد 16 *22 مییل مرت دارد.
• در حالت عادی منی توان از این ماژول بر روی بردبرد استفاده کرد
• بر روی این ماژول یک آننت رسامییک قرار دارد که برای افزایش برد یم
توان از آننت خارجی نیز استفاده کرد.

–> ماژول وایفای 12F-ESP8266
• شباهت زیادی اب ماژول 07-ESP
• تفاوت : قابلیت نصب آننت خارجی را ندارد و آننت آن روی PCBنصب شده
• 11پین GPIOدارد است
• دارای یک پین ADCیم ابشد

–> ماژول وایفای 14-ESP8266
• در این ماژول 9 پین GPIOدر دسرتس است.
• این ماژول دارای پردازنده STM8یم ابشد

ESP-WROOM-32 وایفای ماژول
دارای بلوتوث، وایفای داخیل و هسته ESP32 است

کاربردهای ESP8266 چیست؟

تراشه ESP8266 یکی از معروف‌ترین ماژول‌های Wi-Fi در دنیای اینترنت اشیا (IoT) است. با قابلیت اتصال به شبکه وای‌فای، هسته پردازنده قدرتمند، و مصرف انرژی بسیار پایین، این تراشه ایده‌آل برای طراحی پروژه‌های هوشمند است.

اما دقیقاً چه کارهایی می‌توان با ESP8266 انجام داد؟

🌐 ۱. پروژه‌های اینترنت اشیا (IoT)

با استفاده از ESP8266 می‌توان دستگاه‌های خود را به اینترنت متصل کرد و اطلاعات را به صورت آنلاین ارسال یا دریافت کرد.
مثال:

نمایش دما و رطوبت محیط روی یک سایت
کنترل لامپ‌ها از طریق برنامه موبایل یا وب
ارسال هشدارهای SMS یا ایمیل در صورت بروز تغییرات

💡 ۲. خانه هوشمند (Smart Home)

ESP8266 به راحتی می‌تواند قلب یک سیستم خانه هوشمند باشد:

کنترل رله‌ها و دستگاه‌های برقی از راه دور
تشخیص حرکت و ارسال هشدار به موبایل
مدیریت روشنایی و کنترل دما و رطوبت خانه

📊 ۳. ثبت و نمایش داده‌های حسگرها

با متصل کردن حسگرهای مختلف مثل DHT11، BMP180، MQX و … به ESP8266:

داده‌ها را به صورت آنلاین در وب ذخیره کنید (مانند ThingSpeak، Blynk، IFTTT و غیره)
نمودارهای زنده از تغییرات دما، رطوبت، آلودگی هوا و غیره ایجاد کنید

🧠 ۴. استفاده با پلتفرم‌های مختلف

ESP8266 را می‌توان با:

Arduino IDE برنامه‌نویسی کرد
با Lua (از طریق NodeMCU) کار کرد
در پروژه‌های MicroPython استفاده کرد

🚪 ۵. کنترل از راه دور (Remote Control)

شما می‌توانید دستگاه‌های خود را از هر نقطه دنیا کنترل کنید:

کنترل پنجره‌ها، درب‌ها، دوربین‌ها
روشن/خاموش کردن دستگاه‌ها با دستور صوتی یا اپلیکیشن

⚙️ ۶. ساخت Access Point و شبکه محلی

ESP8266 می‌تواند به عنوان یک Access Point (AP) عمل کند و یک شبکه Wi-Fi محلی ایجاد کند. این قابلیت برای پروژه‌های بدون اینترنت بسیار کاربردی است.

🛑 ۷. امنیت و نظارت

تشخیص نفوذ و حرکت
هشدار دهنده دود، گاز یا تغییرات الکتریکی
دوربین‌های تحت شبکه ساده

🔧 لوازم مورد نیاز برای راه‌اندازی ESP8266

✅ 1. سخت‌افزارهای لازم:

ماژول ESP8266
- متداول‌ترین نوع: ESP-01 , ESP-12E , NodeMCU
- NodeMCU مناسب‌تر است چون پایه‌های GPIO به صورت راحت‌تر در دسترس هستند.
منبع تغذیه مناسب (پاور)
- ESP8266 ولتاژ کاری 3.3 ولت دارد.
- اتصال مستقیم به 5 ولت باعث خرابی ماژول می‌شود!
- می‌توانید از منبع تغذیه 3.3V یا مدول رگولاتور ولتاژ (مانند AMS1117) استفاده کنید.
USB to UART Converter (مثل CP2102، CH340، FTDI)
- چون ESP8266 ارتباط سریال دارد و کامپیوتر شما فقط USB دارد، باید یک تبدیل‌گر USB به سریال داشته باشید تا بتوانید برنامه بنویسید و دیباگ کنید.
** jumper wires، breadboard**
- برای اتصال قطعات بدون نیاز به لحیم‌کاری.
(اختیاری) حسگرهای مختلف
مثل DHT11/22 (رطوبت و دما)، MQX (گاز)، LED، رله، فشارسنج و …

💻 نرم‌افزارهای لازم:

✅ 2. محیط توسعه (IDE):

Arduino IDE
- بسیار رایج و ساده
- بعد از نصب Arduino IDE، می‌توانید ESP8266 را به عنوان برد اضافی نصب کنید.
NodeMCU / Lua Interpreter
- اگر می‌خواهید با زبان Lua کار کنید.
MicroPython
- اگر دوست دارید با زبان Python برنامه‌نویسی کنید.
PlatformIO (در VS Code)
- یک محیط حرفه‌ای و پیشرفته برای توسعه روی ESP8266

✅ 3. دانلود و نصب ابزارها:

نصب Arduino IDE : https://www.arduino.cc
افزودن ESP8266 به Arduino IDE:
نصب درایورهای سریال (برای CP2102، CH340 و غیره)

📌 نکات مهم قبل از راه‌اندازی:

ESP8266 ولتاژ کاری 3.3 ولت دارد. هرگز به 5 ولت متصلش نکنید!
مدارهای تغذیه باید پایدار و بدون نوسان باشند.
در هنگام آپلود کد، بعضی از ماژول‌ها نیاز به نگه داشتن پین GPIO0 به زمین دارند.
پایه CH_PD (یا EN) باید به 3.3 ولت متصل باشد تا ماژول فعال شود.

🧪 یک تست ساده برای شروع:

ماژول ESP8266 را به تبدیل‌گر USB-SERIAL وصل کنید (به ترتیب TX, RX, GND, CH_PD).
در Arduino IDE:
- برد را روی Generic ESP8266 Module تنظیم کنید.
- سرعت پورت سریال را روی 115200 بگذارید.
یک کد ساده مثل Wi-Fi Scan یا Web Server ساده را آپلود کنید و ببینید که ESP8266 چقدر هوشمند است!

📌 مزایا و معایب ماژول ESP8266

ماژول ESP8266 یکی از پرکاربردترین تراشه‌های Wi-Fi در دنیای اینترنت اشیا (IoT) است. این تراشه با قابلیت‌های متعدد و قیمت مناسب، طراحان و توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازد تا بدون نیاز به مدارهای پیچیده، دستگاه‌های خود را به شبکه Wi-Fi متصل کنند.

در ادامه به مزایا و معایب این تراشه می‌پردازیم:

✅ مزایای ESP8266

1. 🔥 قیمت بسیار مناسب

ESP8266 یکی از مقرون‌به‌صرفه‌ترین راه‌حل‌های اتصال به Wi-Fi است.
قیمت آن معمولاً بین چند هزار تومان تا چند دلار در بازار جهانی است.

2. 🌐 اتصال به Wi-Fi

پشتیبانی از Wi-Fi 802.11 b/g/n (2.4 GHz)
حالت‌های مختلف: Station, Access Point و ترکیبی از هر دو

3. 💡 توانمندی‌های پردازشی

دارای هسته CPU لایه‌ای (Tensilica Xtensa LX106)
فرکانس کاری تا 160 مگاهرتز
RAM و ROM داخلی برای ذخیره‌سازی برنامه و داده

4. ⚙️ انعطاف‌پذیری بالا

دارای پورت‌های I/O (GPIO) برای اتصال حسگرها و دستگاه‌های جانبی
پشتیبانی از پروتکل‌های ارتباطی UART, SPI, I²C

5. ☁️ اتصال به خدمات ابری

می‌توان با استفاده از MQTT, HTTP, WebSocket و … به سرویس‌هایی مثل Blynk, ThingSpeak, Firebase و غیره متصل شد.

6. 🔋 مصرف انرژی پایین

حالت‌های Sleep مختلف برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی
مناسب برای پروژه‌های باتری‌محور

7. 🧩 پشتیبانی از محیط‌های مختلف توسعه

برنامه‌نویسی با Arduino IDE
استفاده از زبان Lua (NodeMCU)
اجرای MicroPython
پلتفرم‌های توسعه‌ای مانند PlatformIO

8. 📦 انواع مختلف برد (مانند NodeMCU)

وجود انواع مختلف ماژول (ESP-01, ESP-12E, NodeMCU) با قابلیت‌های متنوع
NodeMCU دارای USB-to-Serial داخلی و پایه‌های GPIO آسان برای استفاده است

❌ معایب ESP8266

1. ❗️حساسیت به ولتاژ

تنها با ولتاژ 3.3 ولت کار می‌کند
اتصال مستقیم به سیگنال‌های 5 ولتی (مثل خروجی بردهای Arduino Uno) می‌تواند به آن آسیب برساند

2. ⚠️ نیاز به منبع تغذیه پایدار

مصرف جریان زمانی افزایش می‌یابد که در حال ارسال داده از طریق Wi-Fi است
نیاز به منبع تغذیه پایدار و بدون نوسان

3. 🔄 مشکلات در راه‌اندازی اولیه

نیاز به تنظیمات خاص برای آپلود کد (مانند نگه داشتن GPIO0 در GND)
گاهی اوقات مشکلات سخت‌افزاری/نرم‌افزاری در اتصال و دیباگ

4. 📵 فقط Wi-Fi دارد (بدون بلوتوث)

برخلاف ESP32، ESP8266 دارای بلوتوث نیست
فقط امکان اتصال از طریق Wi-Fi فراهم است

5. 🧠 منابع محدود نسبت به ESP32

حافظه کمتر (Flash و RAM)
قابلیت‌های کمتر در زمینه‌های پیشرفته مانند Touch Sensing, Ethernet, SD Card و …

6. 🛑 عدم پشتیبانی از Wi-Fi 5GHz

فقط با شبکه‌های 2.4 GHz سازگار است
در محیط‌های شلوغ با تداخل زیاد، عملکرد ضعیف‌تری دارد

توضیح درباره مهم‌ترین پین‌ها:

🔹 `VCC` و `GND`

برق مورد نیاز ماژول
حتماً از منبع 3.3 ولت استفاده کنی

🔹 `CH_PD`

اگر این پین به زمین وصل شود، ماژول غیرفعال می‌شود
باید به 3.3 ولت وصل باشد تا ESP8266 فعال شود

🔹 `GPIO0`, `GPIO2`, `GPIO15`

نقش مهمی در بوت‌لودر و راه‌اندازی دارند
قبل از آپلود کد، معمولاً GPIO0 را به زمین می‌برند

🔹 `RESET`

برای ریستارت دستی ماژول
در برد NodeMCU معمولاً یک دکمه RESET فیزیکی وجود دارد

🔹 `ADC0`

تنها پین آنالوگ ESP8266
محدوده ورودی: 0 تا 1 ولت
می‌توان با استفاده از مقسم ولتاژ، ولتاژهای بالاتر را اندازه گرفت

📌 لیست کامل پین‌های ماژول ESP8266

شماره پین	نام پین	نوع	توضیحات
1	VCC	ورودی	ولتاژ تغذیه – باید3.3V DCباشد. هرگز 5 ولت ندهید!
2	GND	ورودی	زمین (منفی) مدار
3	CH_PD	ورودی	Enable pin– باید به3.3Vوصل شود تا ماژول فعال شود
4	GPIO0	I/O	پین عمومی ورودی/خروجی – در حین بوت، اگر بهGNDباشد، ESP وارد حالت Flash (برنامه‌ریزی) می‌شود
5	GPIO2	I/O	پین عمومی ورودی/خروجی – در حین بوت بایدHIGHباشد تا ESP به درستی راه‌اندازی شود
6	GPIO15	I/O	پین عمومی ورودی/خروجی – در حین بوت بایدLOWباشد
7	GPIO13	I/O	پین عمومی ورودی/خروجی – می‌تواند UART, SPI و غیره را پشتیبانی کند
8	GPIO12	I/O	پین عمومی ورودی/خروجی – می‌تواند UART, SPI و غیره را پشتیبانی کند
9	MTDO / GPIO15	I/O	پین تست و رفع عیب – معمولاً به عنوان GPIO15 استفاده می‌شود
10	MTDI / GPIO12	I/O	پین تست و رفع عیب – معمولاً به عنوان GPIO12 استفاده می‌شود
11	MTCK / GPIO13	I/O	پین تست و رفع عیب – معمولاً به عنوان GPIO13 استفاده می‌شود
12	MTMS / GPIO14	I/O	پین تست و رفع عیب – معمولاً به عنوان GPIO14 استفاده می‌شود
13	XPD_DCDC	خروجی	خروجی ولتاژ کم جریان – می‌تواند به عنوان منبع 3.3 ولت برای قطعات جانبی استفاده شود
14	RESET	ورودی	وقتی به GND وصل شود، ESP ریستارت می‌کند
15	ADC0	ورودی	ورودی آنالوگ – فقط یک کانال ADC دارد (0 تا 1 ولت حداکثر)
16	CLK_XTAL_OUT	خروجی	خروجی ساعت خارجی – معمولاً به کریستال متصل می‌شود
17	CLK_XTAL_IN	ورودی	ورودی ساعت خارجی – معمولاً به کریستال متصل می‌شود

خلاصه :

پس ESP8266 یک ماژول Wi-Fi بسیار قدرتمند و کم‌هزینه است که امکان متصل کردن دستگاه‌های الکترونیکی به اینترنت را فراهم می‌کند. با کاربردهای گسترده در پروژه‌های IoT، این تراشه کوچک اما هوشمند، ابزار بسیار مناسبی برای توسعه‌دهندگان و علاقه‌مندان الکترونیک است.

آنچه در این مطلب می خوانید: