Aprende a programar un NodeMCU (ESP8266) con Arduino IDE

¿Tienes prisa por aprender a programar una aplicación de IoT con tu NodeMCU (o con un ESP8266)? Nosotros también; por eso en este artículo iremos directos al grano, compilando en pocos enunciados la siguiente información:

• ESP8266: una descripción del corazón de NodeMCU
• NodeMCU v3: qué es, características principales y dónde comprarlo.
• Cómo configurar un entorno de desarrollo para ESP8266/NodeMCU con Arduino IDE.

Este artículo será utilizado de base para compartir otros proyectos más interesantes que están por venir: cómo comunicar NodeMCU con un Arduino, cómo desplegar un servicio web que permita controlar desde el smartphone las luces de nuestra casa, o cómo conectar nuestros sensores a la famosa plataforma de analíticas IoT de Thingspeak.

¿Qué es el módulo WiFi ESP8266?

El chip ESP8266 es el corazón de NodeMCU y merece la pena describirlo un poco: su bajo coste, su código abierto y su fuerte comunidad, han puesto el desarrollo de aplicaciones Wi-Fi e IoT al alcance de cualquiera.

Este chip permite conectarse a una red Wi-Fi y realizar conexiones TCP/IP. Consta de un procesador de 32 bits de 80MHz, 16 interfaces entrada-salida de propósito general y se alimenta con 3.3V. Soporta los estándares 802.11 b/g/n y Wi-Fi Direct (P2P) con un alcance de hasta 30 metros. Consume menos de 10mW en reposo, soporta bus SPI y…

¿Problema?

Necesita un «montaje» que facilite el acceso a sus pines y puertos, como por ejemplo el ESP-12 que véis en la fotografía de abajo. Y aunque este módulo es todavía muy popular, el reducido tamaño de sus pines hace difícil cualquier trabajo de soldadura doméstico.

NodeMCU: la estrella open source para IoT

Este módulo acabé comprándolo por casualidad; lo que yo andaba buscando era el ESP-12, pero cuando encontré las especificaciones de lo que en realidad había comprado, me llevé una gran sorpresa: el ESP-12 estaba montado sobre una plaquita más extensa, que no sólo se trataba de una extensión mejorada para el ESP8266, sino que en sí mismo constituía un DEVKIT o kit de desarrollo IoT con muchas funciones telemáticas embebidas. Podemos conectarle actuadores y sensores, y programarlo a través de miniUSB como si fuera un dispositivo independiente, como un Arduino o una Raspberry. Lo cierto es que los 80MHz del ESP8266 y sus 128 kB de memoria no permiten hacer muchas virguerías, pero sin duda ha sido un gran paso para el mundillo hágalo-usted-mismo.

Características de NodeMCU

Aunque tiene muchas más, vamos a centrarnos en las que más interesan para el desarrollo de proyectos:

• Conectividad WiFi 2.4GHz 802.11b/g/n
• Soporta seguridad WPA y WPA2
• Modos inalámbricos soportados: STA/AP/STA+AP
• Protocolo TCP/IP integrado
• Pueda programarse de forma remota vía OTA
• 16 puertos GPIO (3,3V 15mA max.)
• 1 entrada ADC de 10bits (1,8V máx. pero solo mide hasta 1V)
• CPU 80MHz overclockeable a 160MHz
• ROM 128Bytes
• RAM 4MBytes
• PWM/I2C/IIC/1-Wire/SPI/SDIO (más información sobre conexiones Serie en este artículo)
• Alimentado con 5V
• Firmware programable con Lua (también con Processing en Arduino IDE, ver más abajo)

En cuanto a sus puertos se nos ofrecen los siguientes:

Dónde comprar NodeMCU v3

Hay muchas páginas donde comprarlo online, pero Aliexpress es una de las más baratas que he encontrado hasta ahora, por unos 2,40€ la unidad. En TiendaTec podéis comprarlo por 4,95 €, y en Amazon o Ebay difícilmente lo veréis por menos de 6€. Los precios suelen ir variando mucho; si conocéis alguna página donde distribuyan más barato compartidlo en los comentarios.

Importante: aseguraros de que pedís la versión 3, que es la más reciente hasta la fecha y presenta mejores características (aunque tiene un tamaño mayor que las versiones anteriores).

¿Cómo configurar Arduino IDE para desarrollar un proyecto NodeMCU?

Aunque el firmware de NodeMCU utiliza el lenguaje de programación Lua, a los arduineros les alegrará saber que es posible programar en Processing (una versión de Java para Arduino) usando directamente el entorno de desarrollo oficial de Arduino. Si no conoces Arduino, te recomiendo su IDE de todos modos por lo intuitivo que es su manejo, la extensa documentación existente, y en general por lo fácil que es aprender Processing. Existen IDEs específicos para Lua, aunque hasta ahora no he utilizado ninguno.

Para poder programar en el entorno de Arduino, es necesario instalar una librería para el desarrollo con módulos ESP8266. Sólo hay que seguir los siguientes pasos:

Paso 1) Ve a Archivo > Preferencias y copia la siguiente dirección en el Gestor de URLs Adicionales de Tarjetas:

http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

Paso 2) Ve a Herramientas > Placa > Gestor de tarjetas y filtra por ESP8266 para instalar la última versión de la comunidad ESP8266.

Paso 3) Configura la placa en Herramientas > Placa > NodeMCU 1.0 (bajo la nueva sección ESP8266) y selecciona el puerto COM donde conectes tu NodeMCU.

¡Ya está todo listo para empezar a cacharrear! Este artículo nos servirá de base para los próximos tutoriales sobre IoT. Si tenéis algún problema o alguna sugerencia, simplemente escribid un comentario.

Un ejemplo de test: parpadear el LED on-board

void setup() {
 pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); 
}

void loop() {
 digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); 
 delay(1000); 
 digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); 
 delay(1000); 
}