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物理连接您的设备

设置新 ESPHome 设备最困难的部分是初始安装,这需要使用数据线将您的 ESP 设备连接到计算机。

每个设备只需执行一次此操作。 一旦您在设备上刷入了 ESPHome,就可以使用 OTA 无线上传新版本或配置更改。

ESPHome 支持多种设备,因此很难列出您需要的具体工具或给出连接说明。本指南试图涵盖一些常见的刷写情况。如果您的设备不符合这些情况,请尝试在设备指南或互联网上查找适用于您特定设备的指南。

您可能会遇到多种情况,每种情况都需要您以不同的方式将计算机连接到 ESP 以进行刷写。

您只需物理连接一次。一旦刷写了设备并将其连接到 WiFi,您就可以使用 OTA 远程安装软件。

编程基于 ESP 的设备是通过将 ESP8266/ESP32 上的串口通过 USB 转串口适配器连接到计算机来完成的。有些设备在电路板上内置了适配器(有些甚至将编程器嵌入 MCU 中,这样会更简单一些)。

如果您使用连接到 ESP 的 RX 和 TX 的外部串口编程器,请选择基于 CH340 的编程器,因为它是最可靠且最便宜的刷写选择。基于 CP2102 或 PL2303 的编程器与许多设备兼容,但可能需要使用外部 3.3V 电源。

将板子或串口编程器插入空闲的 USB 端口,检查计算机是否正确识别。固件编程工具使用串口与设备通信。在 Windows 上,这些接口名为 COM1、COM2 等,在 Linux 上名为 /dev/ttyUSB0、/dev/ttyACM1 等。

NOTE

如果它没有显示为串口,您可能没有安装所需的驱动程序。您需要的型号编号刻在连接到 USB 端口的芯片上。 ESP 和编程器通常配备以下 UART 芯片之一:

除了拥有 USB 端口的情况外,您需要进行五个电气连接才能编程基于 ESP 的板子:

  • +3.3V,或偶尔 +5.0V
  • GND,即地线
  • 编程器的 TX 连接到 ESP 的 RX
  • 编程器的 RX 连接到 ESP 的 TX
  • IO0,用于将板子置于编程模式。这通常是一个按钮,需要在连接电源(+3.3V)时按住。

为设备供电是刷写设备以及稳定运行的最重要因素之一。您必须确保设备获得足够的电力(电流 AND 适当的电压水平)以正确刷写固件。使用外部 3.3V 电源时,请确保两者的地线(GND)连接在一起,以确保共地。PC 电源可以作为 3.3V 直流电源的良好来源。

NOTE

有些适配器可以在 3.3V 和 5V 之间切换数据引脚,但仍在电源引脚上提供 5V 电压,这将不可逆地损坏您的设备。您必须确保数据引脚(RX 和 TX)和 VCC 引脚设置为 3.3V。

ESP 需要进入编程模式或刷写模式后才能上传固件。这是通过在芯片启动时将 GPIO0 引脚连接到 GND 来实现的。

要将 ESP 置于编程模式:

  • 断开板子或串口编程器与计算机的 USB 连接(以关闭 ESP 电源)
  • 短接 GPIO0 和 GND(通过按下板载按钮或用导线连接)
  • 将板子或串口编程器连接到计算机(确保 ESP 上电)
  • 几秒钟后,断开 GPIO0 与 GND 的连接(松开按钮或移除导线连接)。对于没有提供 GPIO0 连接按钮的设备,在整个刷写过程(擦除和上传)中保持导线短接可能更容易。这样做不会产生任何问题。固件成功上传后,移除短接。这允许设备正常启动。

在擦除和上传固件之间,您可能需要断开并重新连接 ESP 以重新上电,当然 GPIO0 和 GND 仍需保持连接。

RX 和 TX 有时可能接反。如果第一次编程不成功,请尝试交换连接这些引脚的导线后再试。

高压警告标志

WARNING

在遵循本指南时,请勿将设备连接到市电。 如果您的设备是打开的并直接插入墙壁插座,您只需一次触碰就可能触电。

请注意,这不适用于使用独立电源适配器或电源砖的设备。使用外部电源刷写是一个高级主题,本文不涉及,但不会带来安全风险。

您对自己的安全负全部责任。 如果您感觉有什么不对劲或继续操作感到不适,请立即停止。

带有 USB 端口和内置串口适配器的设备

开发板通常带有内置 USB 端口。此 USB 端口连接到一个串口适配器,因此您不需要单独的串口适配器。您只需使用一根 USB 数据线 将其连接到计算机即可进行编程。此外,开发板也可用于刷写其他 ESP。在此处阅读更多内容。

如果不通过焊接或使用面包板连接额外的传感器,这可能不太有用,但您不需要其他任何东西就能仅仅在其上刷写 ESPHome。

出厂时已预装编程排针的设备

在这种情况下,您只需要杜邦线和一个USB 转串口适配器。您不需要焊接任何东西,工厂已经完成了。

电路板上有编程排针位置但未焊接的设备

您可能只需要杜邦线和一个USB 转串口适配器。您可以将线的公头直接插入电路板,用手按住直到板子刷写完成。

这些排针有时会在电路板上印有文字标明每个引脚的功能。如果没有,请在网上查找,或者使用万用表的通断档来确定(高级主题)。

一组被焊锡填充的编程排针孔

您需要一个 USB 转串口适配器、杜邦线、一个烙铁,如果您的板子看起来像这样,可能还需要焊锡和一些可折断排针。

您可以尝试将杜邦线放在正确的位置,但很难固定它们而不滑动。在这种情况下,您需要在编程端口上焊接一个排针。

这些排针有时会在电路板上印有文字标明每个引脚的功能。如果没有,请在网上查找,或者使用万用表的通断档来确定(高级主题)。

一个焊接了编程线的 ESP8266 模块

如果设备有模块但没有编程排针,事情就有点棘手了。您需要一个 USB 转串口适配器、杜邦线、剥线钳、剪线钳、一个烙铁、焊锡,如果再有点助焊剂会更好。

剪断杜邦线,剥掉末端一小段绝缘皮,然后将其焊接到模块上。您可以通过在网上查找模块型号来找到正确的焊接位置。您可以在此处找到常用模块列表。

没有编程排针的裸 ESP8266 IC

这是一个高级主题,本文不会详细讨论,但您有三个选择:

  • 您可以希望您的设备受 OTA 转换工具支持。大多数此类工具已被供应商破坏,ESPHome 社区无法帮助您使用这些工具。

  • 如果编程线连接到较大的元件(如电阻),您可以将杜邦线焊接到或夹在该较大元件上。

  • 您可以使用出色的微焊接技能直接连接到 IC。

由于我们在处理硬件,根据情况可能需要一些额外的工具。已经拥有所有这些东西了?那您就可以开始了!

但如果没有,请先不要急着购买所有东西。先通读本指南,列出您需要的一切。不同的情况需要不同的零件和工具。

名称用途大约价格图片
USB 转 micro-USB/mini-USB/USB-C 数据线如果您的目标设备有 USB 端口,您需要合适的数据线来连接。通常随充电宝附带的仅供电 USB 线无法使用。$3 至 $10USB 数据线
USB 转串口适配器串行通信是与您正在刷写的 ESP32/ESP8266 等其他设备通信的简单方式。但您的计算机可能没有内置此功能。“Serial”、“UART”、“TTL” 和 “COM” 大致是同义词。有多种不同类型,如果您的设备与图片不完全一样,不用担心。但是,您需要带有电压调节器的适配器。Tasmota 网站提供了一些很好的购买建议。任何具有可用 USB_UART 桥接芯片的 ESP 开发板也可以替代使用。$3 至 $10USB 串口适配器
杜邦线用于将两个物体电气连接在一起。公头端有金属突出,插入线材或板子的母头端。它们也有不同的长度,但就我们的目的而言,任何长度都可以。一包 $3 至 $8杜邦线
可折断排针焊接到 PCB 上以提供连接杜邦线的方式。金属引脚之间的距离称为间距,对于我们来说通常是 2.54mm。这种排针可以沿着凹槽切割到合适的长度。一包 $3 至 $8可折断排针
剪线钳、斜口钳、平口钳用于剪断线材。通常可以用刀或剪刀代替,但注意不要伤到自己。$5 至 $15剪线钳
剥线钳用于去除线材的绝缘层,露出导电的金属内芯。通常可以用刀、剪刀或指甲代替,但注意不要伤到自己。有多种不同样式,不限于图片中所示。您需要能处理相当细的线材的工具,大约 20 AWG 到 26 AWG。$5 至 $15剥线钳
烙铁用于熔化称为焊锡的金属,以导电方式将物体连接在一起。您需要带有温度控制功能的烙铁。除此之外,这里有多种不同的意见和选择。/r/AskElectronics 维基有一些很好的建议。以下型号适合您,但请确保从可靠来源购买:- Hakko FX-888D - KSGER T12 - TS100/TS80$60 至 $120烙铁
电子焊锡用于以导电方式连接物体的熔融金属。有两种类型,含铅和无铅。含铅焊锡熔点较低,更容易操作,但对环境有害(但以这种形式对人体无害)。电子焊锡通常还有一个”松香芯”,有助于清洁表面使焊锡附着。您绝对不能使用水管焊锡,也称为”酸芯”或”银焊锡”。它需要的温度比我们在这里安全使用的温度高得多。$8 至 $12焊锡
电子助焊剂用于在焊接前清洁金属表面。有时焊锡的松香芯不够用,因此您需要添加一些额外的助焊剂。这东西很有用,但对于本指南可能不需要,因为我们不会进行高级焊接。如果您确实购买了,绝对不能使用水管助焊剂。它会损坏您的电路板。$8 至 $12