Как подключить обычный компьютер (ПК) к Wi-Fi сети? Включение Wi-Fi адаптера на ноутбуке Описание ключевых характеристик модуля

Wi-Fi модуль ESP-01 – самый популярный модуль серии ESP8266. Общение с компьютером или микроконтроллером осуществляется с через UART с помощью набора AT-команд. Кроме того, модуль можно использовать как самостоятельное устройство, для этого необходимо в него загрузить свою прошивку. Программировать и загружать прошивки можно через Arduino IDE версии выше 1.6.5. Для прошивки модуля понадобится переходник UART-USB. Модуль ESP-01 может получить широкое распространение для использования в устройствах IoT (Интернет вещей).

Технические характеристики модуля

Wi-Fi 802.11 b/g/n
Режимы WiFi: клиент, точка доступа
Выходная мощность - 19,5 дБ
Напряжение питания - 1.8 -3.6 В
Ток потребления - 220 мА
Портов GPIO: 4
Тактовая частота процессора - 80 МГц
Объём памяти для кода
Оперативная память - 96 КБ
Размеры - 13×21 мм

Подключение

Рассмотрим режим AT-команд. Для этого подключим модуль к компьютеру через переходник USB-UART. Назначение выводов модуля (см. рисунок 1):

VCC - +3.3 В
GND - земля
RX, TX - выводы UART
ВыводCH_PD - Chip enable
GPIO0, GPIO2 - цифровые контакты

Модулю требуется внешнее питание 3.3 В.

Рисунок 1. Назначение контактов модуля ESP-01

Схема подключения для общения с модулем в режиме AT-команд (рисунок 2):

Рисунок 2. Схема подключения модуля ESP-01 к компьютеру по последовательному порту

Рисунок 3. Схема в сборе

Для отправки команд AT-команд в ОС Mac OS X можно использовать программу CoolTerm, в операционной системе Windows программу Termite. Узнать скорость COM-порта для соединения с модулем можно только экспериментально, для разных прошивок она может быть разной. Для моего модуля скорость оказалась равной 9600 бод. Кроме того установить обмен удалось только после отключения и повторного подключения к питанию вывода CH_PD. После подключения набираем в терминале AT и должны получить в ответ от модуля OK. Команда AT+GMR выдает номер версии прошивки модуля, команда AT+RST - перезагружает модуль (см. рис. 4). Список основных AT-команд можно посмотреть в этом документе (ESP8266ATCommandsSet.pdf).

Рисунок 4. Отправка AT-команд в модуль из программы Termite

Если режим AT команд для вас не удобен, плату можно настроить с помощью программы AppStack ESP8266 Config, скачать которую можно по ссылке http://esp8266.ru/download/esp8266-utils/ESP8266_Config.zip . Внешний вид программы представлен на рисунке 5. Настройка модуля осуществляется с помощью графического интерфейса, при этом выполнение команд можно видеть в мониторе программы (см. рис. 6). В мониторе также можно послать AT-команды из командной строки.

Рисунок 5. Программа AppStack ESP8266 Config

Рисунок 6. Serial monitor программы AppStack ESP8266 Config

Есть два варианта использования данного модуля:

в связке с микроконтроллером (например Arduino), который будет управлять модулем по UART;
написание собственной прошивки для использования ESP8266 в качестве самостоятельного устройства.

Пример использования

Рассмотрим пример подключения к модулю ESP-01 датчика влажности и температуры DHT11 и отправки данных в облачный сервис ThingSpeak (https://thingspeak.com/). Нам понадобятся следующие детали:

модуль ESP-01
макетная плата
датчик влажности и температуры DHT11
резистор 10 кОм
соединительные провода
блок питания 3 - 3.6В

Сначала подключим датчик DS18B20 к модулю ESP-01. DS18B20 – цифровой датчик температуры, работающий по однопроводному интерфейсу 1-Wire. Схема подключения датчика DS18B20 к модулю показана на рис. 7.

Рисунок 7. Схема подключения датчика DHT11 к модулю ESP-01.

Затем необходимо завести профиль в сервисе ThingSpeak. В сервисе есть инструкции для отправки данных в сервис и получения данных из сервиса.

Рисунок 8. Схема в сборе.

Программу будем писать в среде Arduino IDE для ESP8266. Будем использовать библиотеки ESP8266WiFi.h (встроенную) и OneWire.h. Загрузим на плату Arduino скетч из листинга 1 – получение данных с датчика температуры и отправка данных в сервис ThingSpeak. Необходимо внести свои данные для WiFi точки доступа для модуля ESP-01:

const char *ssid;
const char *password;

а также параметр privateKey для вашего приложения в сервисе ThingSpeak. Листинг 1 // сайт // Подключаем библиотеку для работы с esp8266 #include // Подключаем библиотеку DHT для работы с DHT11 #include // пин подключения контакта DATA #define DHTPIN 4 // датчик DHT11 #define DHTTYPE DHT11 // создание экземпляра объекта DHT DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); // ssid WiFi сети подключения const char ssid = "********"; // Пароль WiFi сети подключения const char password = "******"; // Сервер ThingSpeak const char* host = "184.106.153.149"; // API KEY вашего приложения ThingSpeak const char* privateKey = "****************"; // переменные для хранения температуры и влажности float temp; float humidity; // переменная для интервала измерений unsigned long millis_int1=0; void setup() { // запуск последовательного порта Serial.begin(115200); delay(10); Serial.print("Connect to WiFi"); Serial.println(ssid); // Соединяемся по WiFi WiFi.begin(ssid, password); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(500); } Serial.println("WiFi connected"); // запуск dht dht.begin(); } void loop() { // ждем интервал 10 минут if(milis()-millis_int1>=10*60000) { Serial.print("connect to ThingSpeak"); Serial.println(host); // Используем WiFi клиент WiFiClient client; if (!client.connect(host, 80)) { Serial.println("connection failed"); return; } // получить данные температуры temp = get_data_temperature(); humidity = get_data_humidity(); // Создаем URL с запросом для сервера String url = "/update?key="; url += privateKey; url += "&temp="; url += temp; url += "&humidity="; url += humidity; // Отправляем запрос на сервер client.print(String("GET ") + url + " HTTP/1.1\r\n" + "Host: " + host + "\r\n" + "Connection: close\r\n\r\n"); delay(10); // ответ сервера ThingSpeak while(client.available()){ String req = client.readStringUntil("\r"); Serial.print(req); } } } Теперь в сервисе ThingSpeak мы можем смотреть график показаний нашего датчика температуры DHT11 (рисунок 9).

Рисунок 9. График показаний датчика температуры DS18B20 в сервисе ThingSpeak.

Часто задаваемые вопросы FAQ

1. Модуль не отвечает на AT-команды

Проверьте правильность подключения модуля;
Проверьте правильность подключения контактов Rx,Tx к переходнику UART-USB ;
Проверьте подключение контакта CH_PD к 3.3 В;
Подберите экспериментально скорость обмена по последовательному порту.

2. Модуль ESP-01 не получает данные температуры от датчика DHT11

Проверьте правильность подключения датчика DHT11 к модулю.

3. Не передаются данные в сервис ThingSpeak

Проверьте подключение модуля к точке доступа WiFi;
Проверьте подключение точки доступа WiFi к сети интернет;
Проверьте правильность запроса к сервису ThingSpeak.

Модуль для беспроводного подключения к интернету – чрезвычайно полезный девайс для современных пользователей. Отныне не придется тратить время на скачивание новинок в мире кинематографа или загрузку очередного сезона любимого сериала, поскольку можно просматривать контент в режиме online.

Конечно, многие смотрят фильмы, сериалы на планшетах и смартфонах, но согласитесь, что все-таки в этом аспекте большой экран телевизора более предпочтителен.

Многие телевизоры Samsung Smart TV оснащены встроенным модулем для беспроводного подключения к интернету. Если он отсутствует, то всегда можно подключить внешний адаптер.

Покупка Wi-Fi адаптера для телевизора Samsung – действительно грамотное решение. Судите сами, теперь нет необходимости тянуть к ТВ-устройству кабель, беспроводное подключение действительно более практичное и удобное.

Маршрутизатор обеспечит конвертацию цифрового сигнала в радиоволны, вследствие чего и будет осуществляться трансляция. Адаптер будет раздавать сигнал, поэтому можно без особых трудностей воспроизвести контент в режиме online.

Для чего нужен Wi-Fi адаптер

Сегодня практически все устройства, начиная от смартфонов и заканчивая кондиционерами, имеют встроенный адаптер для беспроводного подключения к интернету. Разумеется, что телевизионное оборудование не стало исключением из этого правила. Интернет адаптеры для телевизоров Samsung способствуют расширению функциональности.

Сетевые модемы для телевизоров подразделяются на 3 типа в соответствии с разъемом для подключения:

PCMCIA – порядком устаревший интерфейс, современные модели телевизоров им не оснащены. Однако если у вас такой вход есть, то данный вариант можно рассмотреть.
HDMI – интерфейс для одновременной передачи аудио и видео сигнала в самом высоком качестве. Все без исключения ТВ-устройства оснащены этим входом, поскольку он обеспечивает высокую скорость передачи информации.
USB – вход, которым оборудованы практически все модели телевизоров. Безусловно, это самый распространенный способ подключения Wi-Fi модуля.

Смарт адаптер визуально выглядит как самая обыкновенная флешка. Подключение осуществляется путем USB разъема или любого другого доступного интерфейса.

Оборудование этого типа представлено на рынке в широком ассортименте. Естественно, что у каждого пользователя могут возникнуть проблемы с совместимостью адаптера и телевизора. Поэтому данному аспекту следует уделить особое внимание.

Как узнать, поддерживает ли телевизор адаптер

Во-первых, необходимо определить год выпуска вашего телевизора. Модели, которые были произведены до 2010 года, абсолютно точно не поддерживают подключение к интернету, следовательно, Вай-Фай адаптер тоже не поможет.

Более новые устройства преимущественно поддерживают подключение к интернету по Wi-Fi, но определенные исключения все-таки есть. Чтобы наверняка определить функциональные возможности вашей техники, просто ознакомьтесь с инструкцией.

Если в инструкции четко написано о наличии встроенного модуля, то покупать альтернативные адаптеры для ТВ Samsung вам абсолютно точно не придется. Это касается практически всех моделей новее 2014 года, кроме бюджетных.

Предположим, что вы уже давно выкинули коробку, а вместе с ней и инструкцию. Не проблема, откройте официальный web-портал компании Samsung, чтобы изучить эту информацию. Не стоит полагаться на сведения с других источников, поскольку они могут оказаться ложными.

В том случае, если используемое вами ТВ-устройство моложе 2010 года, но при этом интегрированного адаптера в нем нет, зато реализована поддержка Wi-Fi, обратитесь в соответствующий магазин, чтобы приобрести модуль. Адаптеры, как и телевизоры с поддержкой беспроводного подключения к интернету начали появляться уже после 2010 года.

Отдельно следует проанализировать проблему совместимости. Покупайте адаптеры от компании Samsung для ТВ от этого же производителя, тогда никаких трудностей с подключением абсолютно точно не возникнет. Каждое устройство имеют свою серию, которая позволяет определить совместимость. Латинская буква – условное обозначение года производства оборудования:

С - 2010;
D – 2011;
E – 2012;
P – 2013;
H – 2014;
и т.д.

При выборе устройства обязательно учитывайте серию, и тогда вы точно не ошибетесь с покупкой.

Как правильно выбрать

Начнем с того, что устройства бывают фирменными или от сторонних производителей. Разумеется, что девайсы второй группы стоят на порядок дешевле, нежели оригинальные адаптеры. Разумеется, низкая цена способствует привлечению потребительского внимания.

Стоимость оригинального USB Wi-Fi адаптера для телевизоров Samsung составляет около 4000 рублей, в то время как цена модулей от других производителей колеблется в диапазоне 1000-3000 рублей. Понятное дело, что возникают сомнения, стоит ли переплачивать? Может разница только в бренде, и проще сэкономить?

Разумеется, что определенные отличительные особенности оригинальные девайсы все-таки имеют, поэтому немного завышенная стоимость – вполне закономерное явление. Перечислим лишь наиболее существенные преимущества:

Официальная гарантия и сервисное обслуживание. Покупая устройство китайского производства, рассчитывать на обслуживание по гарантии не приходится. В случае с фирменными девайсами Samsung все в точности наоборот.
Отсутствие проблем с совместимостью. Телевизоры Самсунг заточены под синхронизацию с оригинальными гаджетами. Не исключено, что из-за покупки девайса от стороннего производителя в процессе эксплуатации проявятся проблемы с совместимостью.
Продолжительный эксплуатационный срок. Как показывает практика, бюджетные модели рассматриваемого оборудования функционируют корректно, но только до определенного момента. После установки первого же пакета обновлений появляются проблемы с распознаванием устройства и всевозможные другие сбои.

Исходя из всего сказанного выше, приходим к выводу, что в данном случае экономия денежных средств – неуместное решение. Проще заплатить на 1-2 тыс. рублей больше, но зато получить качественный адаптер с гарантией и продолжительным эксплуатационным сроком.

Тем не менее производитель – далеко не единственный критерий выбора модуля для беспроводного подключения к интернету. Особое внимание следует также уделять техническим характеристикам. Именно от этого параметра определяется функциональность и производительность устройства.

Ключевой показатель адаптера для Samsung Smart TV – стандарт Wi-Fi. Разница состоит в максимально возможной скорости передачи информации. Градация доступных девайсов осуществляется в соответствии со следующими параметрами:

Wi-Fi a/b – до 3 Мб/с;
Wi-Fi a/b/g – до 24 Мб/с;
Wi-Fi a/b/g/n – до 50 Мб/с (в новых адаптерах – до 150 Мб/с).

Выбирайте маршутизатор в соответствии с поставленными перед ним задачами. Например, для максимально комфортного воспроизведения медиаконтента в наивысшем качестве следует обзавестись устройством последней категории. В противном случае, не исключено, что картинка или звук будут зависать.

В некоторых случаях на стоимость оборудования влияют дополнительные функциональные возможности, например, интерфейс для подключения к телевизору через HDMI. Задайтесь вопросом, нужен ли вам этот разъем? Если да, то можно переплатить несколько сотен рублей.

Чтобы понять, какой адаптер подойдет именно для вас, проанализируйте комплектацию устройства. Например, желательно, чтобы был USB кабель, поскольку это позволит расположить модуль подальше от телевизора, сохранив при этом высокое качество сигнала.

Подключение и настройка адаптера

Подключается модуль преимущественно через USB интерфейс, который располагается на задней панели телевизора. После этого нужно взять пульт дистанционного управления и открыть главное меню. Перейдите в раздел «Сеть» , используя навигационные кнопки. Найдите настройки сети и откройте их.

Чтобы активировать пункт в меню, нажимайте на кнопку «Enter» , она расположена ровно посредине пульта. Необходимо выбрать вкладку «Пуск» . Чтобы подключить телевизору к Wi-Fi роутеру, выберите беспроводное соединение.

По завершению непродолжительного поиска, на экране появится список доступных Wi-Fi точек, здесь нужно выбрать свою домашнюю сеть. Используя кнопку «Enter» , активируйте свою сеть, а потом введите пароля, если она, конечно же, защищена им.

Безусловно, ввод пароля сопряжен с определенными трудностями, поскольку каждая буква выбирается с помощью стрелок, расположенных на пульте ДУ. В дальнейшем подключаться телевизор будет автоматически. Открывается окно подтверждения, здесь не нужно ничего менять, просто закончите процедуру синхронизации адаптера и телевизора.

Собственно на этом все, процедура настройки и подключения завершена. Перейдите в меню приложений и проверьте подключение к интернету. Выйдите из главного меню, нажав на пульте ДУ на кнопку «Return» , а потом зайдите в Smart TV.

Чтобы протестировать результаты установки, запустите браузер, постарайтесь открыть какой-либо сайт. Если подключение стабильно, то портал откроется мгновенно. Дополнительную настройку параметров проводить совершенно необязательно.

Многие сталкиваются с различными проблемами, из-за которых отсутствует интернет-соединение. Чтобы устранить появившийся сбой, обязательно проверьте работоспособность роутера, в частности горят ли соответствующие индикаторы, при необходимости перезагрузите его. Если результата по-прежнему нет, значит нужно связаться с провайдером.

Если адаптер для Смарт ТВ подключен правильно, но сайты или плееры отображаются некорректно, не исключено, что проблема заключена во встроенном браузере. Возможно все дело в самом сайте. Во избежания появления программных сбоев регулярно обновляйте операционную систему. Прошивка должна быть всегда актуальна.

Описание ключевых характеристик модуля

Для полного понимания важных параметров адаптера для Wi-Fi (вай-фай), для подключения к телевизору, стоит подробнее рассмотреть каждый из них.

Совместимость с ТВ-панелью

На упаковке модуля должно быть указано, для каких моделей телевизоров он подходит. Иногда производитель указывает только марку, это означает, что адаптер подойдет к любому устройству, поддерживающему Смарт TV. Когда модуль беспроводной сети не включен в поставку с телевизором, производитель указывает его рекомендуемые параметры в техническом паспорте или на официальном сайте.

Мощность передатчика Wi-Fi

Чтобы соединение было стабильным и бесперебойным, мощность адаптера должна быть не менее 17 дБм. Данный параметр можно посмотреть на упаковке.

Рабочая частота

Существенный показатель, на который следует обращать внимание при покупке. Диапазон различных моделей варьируется от 2,5 до 5 ГГц. У роутера и адаптера частота работы должна быть одинаковой, иначе соединения не будет.

Стандарт сигнала передачи

От данного параметра зависит скорость передачи данных , а для соединения это важно. Параметр скорости соединения должен соответствовать характеристиками роутера (маршрутизатора), он делится на два типа: реальная/ максимальная, измеряется показатель в Мбит/c. Стандартов бывает несколько, каждому соответствует свой диапазон скорости:

11а, 2/54 Мбит/с;
11b, 3/11 Мбит/с;
11g, 24/54 Мбит/с:
11n, 50/150 Мбит/с или 150/300 Мбит/с.

Можно отметить, что максимальная скорость значительно превышает реальные показатели. Распространению сигнала могут препятствовать различные помехи, такие как стены, любая мебель или прочие радиосигналы. Для достижения лучшего сигнала следует устранить все негативные факторы.

Радиус сигнала

Модуль Wi-Fi может быть предназначен для помещений или открытых пространств. Данный показатель измеряется в метрах, и он всегда ограничен. Чем дальше расположен роутер, тем ниже будет мощность. При выборе адаптера, следует учесть расстояние от телевизора до маршрутизатора.

Используемые методы шифрования

Наилучшую защиту от взлома роутера обеспечат протоколы WPA2 или WPA, а вот WEP на сегодня считается устаревшим, следовательно, существует немало алгоритмов его взлома.

Особенности настройки беспроводного соединения

Подключить Wi- Fi-адаптер можно напрямую в телевизионную панель, но встроенный TV-рессивер может создавать помехи, тогда лучшим решением проблемы станет удлинитель или USB- Hub. Подключенный модуль, чаще всего, должен иметь световой индикатор.

После подсоединения устройства, нужно настроить связь телевизора с роутером. Для этого нужно войти в меню, открыть пункт «Настройки» (в некоторых моделях вкладка может называться «Опции», «Установки» или аналогично), найти раздел «Сеть», «Настройка сети». В смарт-телевизорах присутствует пункт «Беспроводной», «Беспроводное соединение/сеть». Далее есть несколько вариантов действия:

выбор роутера/точки доступа, ввод пароля;
если телевизор и роутер поддерживают протокол wps, следует в настройках тв выбрать данный тип автоматической настройки;
синхронизация с компьютером посредством ad-hoc.

Первые два варианта подключения наиболее простые и надежные в плане качества передачи данных, но они требуют отдельного роутера. Синхронизация с персональным компьютером подразумевает раздачу Интернета через Wi-Fi на два устройства.

Проблема соединения

Довольно часто случается так, что после всех автоматических настроек . Это происходит из-за некоторых проблем в работе/тонких настройках роутера, и решается путем ввода данных и настройки сети вручную . Алгоритм действия будет более сложным. Как подключить вай-фай самостоятельно?

Найти в меню телевизора пункт «Беспроводная сеть» и выбрать тип «Ручная настройка».
Открыть поле ввода данных.
Прописать IP-адрес (ввод осуществляется с помощью пульта).
Перейти к следующему полю, указать маску подсети и шлюз.
Ввести DNS.
Выбрать сеть, нажать «ОК» или «Enter». Если нужной сети нет в списке, ее необходимо создать, ввести имя и пароль, которые устанавливали при настройке маршрутизатора.
Проверить работу сети.

Важно знать! Многие провайдеры оказывают техническую поддержку по телефону, не стоит пренебрегать такой возможностью. Подсказки консультанта помогут правильно и быстро настроить сеть, а также дадут необходимые знания о настройках, которые непременно пригодятся в будущем.

Данные для ввода можно посмотреть через компьютер, смартфон или уточнить у оператора по телефону. С помощью беспроводного подключения к телевизору можно подключить различные устройства, поддерживающие технологию wi-fi: , и другие.

Для беспроводного подключения к сети Интернет на сегодняшний день широко доступны лишь два стандарта – GSM и Wi-Fi. Использование GSM (включая 3G и LTE) стало де-факто стандартом в M2M-промышленных приложениях. Использование недорогих Wi-Fi-чипов, ориентированных на рынок гаджетов, ограничивалась сложностью разработки и нежеланием производителей оказывать техническую поддержку разработчикам M2M-устройств. Сегодня ситуация изменилась – компания Texas Instruments выпустила Wi-Fi-модуль , специально разработанный для рынка «интернета вещей» и имеющий цену менее $10 (цена на сайте производителя). В статье рассмотрены особенности практического использования модуля в связке с недорогими процессорными платами .

Концепция Internet Of Things подразумевает подключение к сети окружающих нас вещей, таких как бытовая техника, автомобили, спортивные тренажеры, инженерные и охранные системы зданий – практически любых предметов, с которыми имеет смысл вести обмен информацией (рисунок 1).

В одном случае это может быть информация, генерация которой, собственно, и является основной функцией устройства (датчик температуры), в другом случае это будут вспомогательные данные, повышающие удобство пользования, например, уведомление о процессе работы или поломке. Процесс подключения предметов к сети стартовал более десяти лет назад. Изначально это были проводные сети доступа к оборудованию в области энергетики и к дорогостоящему технологическому оборудованию в промышленности. Последние пять лет в мире стремительно растет число M2M-сетей счетчиков энергии, развиваются навигационные сервисы слежения за автомобильным транспортом и беспроводные системы безопасности. Существенный рост числа объединенных в сеть машин стал возможен благодаря развитию беспроводных технологий. Электронные компоненты для беспроводной передачи данных занимают видное место в линейках всех без исключения крупных производителей микросхем, а молодые компании, имеющие оригинальные разработки в этой области, раскупаются крупными игроками как горячие пирожки. Распространение ноутбуков, планшетов и смартфонов обеспечило выходом в сеть большое количество людей. Миниатюризация и снижение стоимости электронных компонентов позволило подключить к сети разнообразную бытовую технику (рисунок 1), включая вещи, которые никогда не претендовали на «интеллектуальность», например, очки, кроссовки или даже столовые приборы (рисунок 2). Мы стоим сегодня на пороге следующего витка развития «интернета вещей». Эксперты предсказывают, что к 2020 году от 30 (Gartner) до 75 (Morgan Stanley) миллиардов вещей будет объединено в сети.

Технические параметры и подключение

Модуль SimpleLink Wi-Fi (рисунок 3) был впервые представлен компанией Texas Instruments на выставке CES 2012. Модуль построен на базе проверенных временем Wi-Fi-решений шестого поколения TI, которые уже работают в миллионах потребительских устройств по всему миру. CC3000MOD позиционируется производителем как законченное аппаратно-программное решение со встроенными сетевыми протоколами, позволяющее добавить беспроводной Wi-Fi-доступ в изделие даже с микроконтроллером небольшой мощности. Для интеграции модуля не требуется особых знаний в области разработки высокочастотных схем. Гарантированные радиотехнические параметры и, как следствие, отсутствие проблем при сертификации обеспечиваются 100% выходным контролем при производстве.

Рис. 3. Wi-Fi-модуль SimpleLink CC3000MOD

Технические параметры модуля приведены в таблице 1, для работы модуля требуется минимум внешних компонентов (рисунок 4). Модуль содержит управляемый стабилизатор для встроенного процессора и может работать как от сетевого источника питания, так и напрямую от литий-ионной батареи. Для отключения питания можно использовать встроенный ключ, который управляется по линии VBAT_SW_EN от GPIO-порта хоста. Отдельное напряжение линий ввода-вывода облегчает согласование уровней для подключения управляющего микроконтроллера с любым напряжением питания в пределах 1,8…3,6 В. Модуль не требует кварца или внешнего тактирования, но сам может выдавать сигнал 32,768 кГц на линию EXT_32K.

Таблица 1. Технические характеристики СС3000MOD

Стандарт	802.11 b/g, BSS Station
Выходная мощность	TX power: +18,0 dBm at 11 Mbps, CCK
Чувствительность	RX sensitivity: -88 dBm, 8% PER, 11 Mbps
Режимы безопасности	WEP, WPA/WPA2 (AES и TKIP – Personal)
Встроенные стеки протоколов	TCP/IP stack (IPv4 – DHCP client, DNS, mDNS, ARP), Wi-Fi driver, security supplicant, Auto-calibrated radio
Программный интерфейс	BSD-sockets (~35 APIs)
Объем FLASH и RAM на внешнем микроконтроллере, Кбайт	5 (Flash) и 3 (RAM)
Интерфейс внешнего управления	SPI 16 MГц
Пропускная способность (TCP), Mbps	~4*
Число одновременно открытых соединений	4 сокета (UDP или TCP)
Режимы энергопотребления	Активный режим (92 мА, тип. ток RX); выключенное состояние (Shutdown Mode) <5 мкА
Напряжение питания, В	2,7…4,8
Рабочее напряжение для линий ввода-вывода (I/O Voltage), В	1,8…3,6
Размеры, мм	16,3 × 13,5 × 2
Температурный диапазон, °C	-20…70
Обновление прошивки	Через загрузку Patch в EEPROM
Вспомогательные интерфейсы	I 2 C для прямого доступа к EEPROM UART для тестирования радиочасти
Сертификация	FCC, IC, CE (для варианта с ЧИП-антенной)

* – измерено при работе совместно с микроконтроллером MSP430FR5739.

Основное управление осуществляется по пяти линиям интерфейса SPI (рисунок 5). CC3000MOD выступает в качестве подчиненного Slave-устройства. Частота тактирования 0…16 МГц. Передача данных осуществляется блоками по 16 бит, первым идет старший бит. Чтение данных происходит по спаду сигнала CLK (CPHA = 1). Если длина блока получается нечетной, то в конце нужно добавить опциональный выравнивающий байт. Специальная линия IRQ (от СС3000MOD к хосту) уведомляет Master (управляющий микроконтроллер) о том, что СС3000MOD имеет некоторые данные, которые необходимо вычитать. Эта же линия сообщает о готовности CC3000MOD к обмену данными по SPI.

Структура SPI-пакета приведена на рисунке 6. Первым идет байт «Команда», который включает в себя признак записи или чтения данных. Далее в двух байтах указывается длина блока с учетом выравнивающего байта. Завершают заголовок пакета два байта «Занято» (Busy). Используемый формат SPI-протокола является расширением стандартного SPI. При отправке самого первого SPI-пакета необходимо вставить две паузы по 50 мкс после выставления сигнала CSn и между 4 и 5 байтами (между байтами Busy).

Пример SPI-пакета HCI_CMND_SIMPLE_LINK_START, который должен быть отправлен первым со стороны хоста после подачи питания на , приведен на рисунке 7. Для выполнения всех операций по передаче данных через Wi-Fi-сеть производителем предоставляется набор API в виде платформенно-независимого исходного C-кода драйвера хоста, поэтому разработчику не обязательно изучать формат передачи данных на уровне HCI.

Имеющаяся на борту EEPROM-память используется для сохранения сетевой конфигурации, MAC-адреса и обновления прошивки, которое реализовано в виде загрузки небольших исправляемых кусков кода (Patch). Обновления прошивки (патчи) выпускаются производителем. Доступ к EEPROM возможен как напрямую, через отдельный служебный интерфейс I 2 C, так и через основной интерфейс управления SPI c помощью специального API. В EEPROM есть свободная область объемом около 5 Кбайт, где можно хранить пользовательские данные.

Интерфейс UART (линии WL_RS232_RX и WL_RS232_TX) предназначены для прямого управления радиочипом с целью тестирования радиочастотных параметров при производстве модуля. Специальная Windows-утилита СС3000 Radio Tool позволяет инициировать непрерывный прием или передачу для калибровки радио. В принципе, в разрабатываемом изделии эти линии можно никуда не подключать.

Для разрешения сложных проблем с Wi-Fi-протоколом имеется возможность извлечь отладочную информацию (logging information) из внутренних регистров чипсета CC3000. Отладочная информация существует в виде двух слоев – уровень драйвера (Driver level from pin NS_UART_DBG) и уровень внутренней прошивки (Firmware level from pin WL_UART_DBG). Каждый уровень выводится через специально выделенный для этих целей вывод модуля СС3000MOD – NS_UART_DBG присутствует на выводе 2, в то время как WL_UART_DBG разведен на вывод 4. Данные выдаются по последовательному интерфейсу UART c рабочим напряжением 1,8 В в формате 921600/8/n/1. Для съема информации на ПК необходимо запустить любую терминальную программу и сохранить поступающие данные в бинарном формате (не текстовом!). Анализом данных занимается техническая поддержка производителя – документация по формату отладочных данных разработчику не доступна.

Для разводки модуля достаточно двух слоев печатной платы, хотя референсный дизайн разведен в четырех слоях. Не рекомендуется проводить сигнальные линии под модулем на том слое, где монтируется сам модуль. При использовании четырех слоев рекомендуется слой 2 делать сплошным земляным полигоном для отвода тепла. Подключение антенны необходимо выполнить с помощью согласованной 50-омной линии, при использовании керамических антенн нужно строго следовать рекомендациям производителя по расстояниям от антенны до линий земли и границ печатной платы. Линии SPI требуется делать минимально возможной длины. Линия питания VBAT должна быть не менее 40 mils, линия VIO_HOST не менее 18 mils. Линию VBAT следует, по возможности, окружать земляными полигонами со всех сторон.

Программное управление

Программное обеспечение для внешнего управляющего микроконтроллера (хост-драйвер) позволяет организовать взаимодействие пользовательского приложения с CC3000MOD через небольшой (~35) набор API-функций. Исходный код хост-драйвера может быть портирован на любой микроконтроллер. Для реализации API на внешнем микроконтроллере необходимо иметь свободные ресурсы объемом около 7 Кбайт FLASH и 3 Кбайт RAM, что в 100 раз меньше по сравнению с Wi-Fi-модулями, работающими под управлением ОС Linux, Windows или Android. Готовые примеры приложений от TI существуют для микроконтроллеров и (ядро Cortex-M4), в сети можно найти ссылки на успешную работу библиотек CC3000MOD на микроконтроллерах .

Структура хост-драйвера приведена на рисунке 8.

Хост-драйвер имеет модульную структуру, что позволяет адаптировать его даже к микроконтроллерам с ограниченными ресурсами – для этого можно отключить необязательные программные блоки. Драйвер хорошо документирован и не привязан к конкретному типу микроконтроллера или какой-либо операционной системе. Сам производитель использует этот драйвер в примерах для микроконтроллеров с совершенно разной внутренней структурой – MSP430 и CORTEX-M4 (TIVA). При компиляции в минимальном режиме (Tiny Compilation Option) драйвер может работать на микроконтроллере с 2 Кбайт FLASH и 251 байтами свободного ОЗУ. Разумеется, такой минимализм приводит к ограничению размера отправляемого по Wi-Fi пакета данных до 8 байт. При компиляции со всеми включенными опциями результирующий код для микроконтроллера получается примерно 7,2 Кбайт для компилятора IAR.

Хост-драйвер обеспечивает доступ ко всем возможностям встроенного в CC3000MOD стека протоколов:

IPv4 TCP/IP-стек с BSD socket APIs;
поддержка одновременной работы TCP или UDP-сокетов;
сетевые протоколы: ARP, ICMP, DHCP-клиент, DNS-клиент.

Набор пользовательских API-функций делится на четыре категории:

WLAN APIs. Набор функций, которые связаны с работой протокола 802.11. Сюда входят, например, такие действия, как задание SSID и пароля, сканирование эфира для получения списка доступных сетей и т.п.
Network Stack APIs. Взаимодействие со встроенным стеком TCP/IP – задание портов, создание и открытие сокетов, прием-передача данных. Структура API соответствует широко известному набору BSD (Berkeley socket APIs).
Network Application APIs. Вспомогательные сетевые операции, которые может задействовать приложение пользователя. Например, утилита PING или DNS.
NVNEM APIs. Взаимодействие со встроенной в CC3000MOD энергонезависимой памятью (EEPROM 32 Кбайт). Обновление прошивок, сохранение сетевых настроек (профилей), запись-чтение пользовательских данных (до 5,5 Кбайт).

Каждая группа API работает с командами (CMDs) и событиями (Events). Обработка событий производится через зарегистрированные Call-back-функции. События могут быть двух типов – формирующиеся как результат выполнения команд и так называемые незапрашиваемые события. Незапрашиваемые события (unsolicited events) не связаны с действиями пользователя, это может быть, например, сообщение хосту об отключении от сети в силу потери радиосигнала. В связи с тем, что хост-драйвер не использует механизм очередей, обработчик незапрашиваемых событий должен вызываться не реже чем каждые 500 мс.

В таблице 2 приведены примеры асинхронных событий, которые генерируются CC3000.

Таблица 2. Перечень асинхронных событий

Для подключения к заранее известным сетям в энергонезависимой памяти можно сохранить до семи профилей. Каждый профиль включает в себя имя точки доступа, используемый тип шифрования и пароль.

Политика подключения (WLAN Policy) определяет действия CC3000MOD при подаче питания. Возможны три алгоритма подключения к сети Wi-Fi:

режим автоматического подключения (Auto Connect) – подключение к любой доступной Wi-Fi-сети в процессе сканирования;
режим быстрого подключения (Fast Connect) – подключение к последней доступной сети, в которой производилась работа предыдущего сеанса;
режим использования профиля (Use Profiles) – подключение к Wi-Fi-сети, параметры которой прописаны в энергонезависимой памяти.

Технология SmartConfig™

Модуль CC3000MOD предназначен для встраивания в устройства, которые подчас не имеют привычных пользовательских интерфейсов ввода-вывода, таких как дисплей и клавиатура. Для подключения к Wi-Fi-сети устройству необходимо сообщить имя сети (SSID) и ключ шифрования (KEY). Как передать эти текстовые строки, например, в настольную лампу, у которой пользовательский интерфейс заключается в единственной кнопке включения? Для устройств, оснащенных модулем CC3000MOD, TI предлагает оригинальную технологию SmartConfig. Эта технология позволяет быстро сконфигурировать беспроводное Wi-Fi-устройство с помощью вспомогательного мобильного гаджета, работающего в той же сети, к которой нам нужно подключить нашу лампу. На смартфоне, планшете или на ноутбуке (iOs, Android, Windows) запускается специальное бесплатное приложение, которое позволяет передать настроечные параметры в подключаемое устройство. Приложение SmartConfig™ может одновременно подключать множество устройств, при этом передача параметров по эфиру возможна в опциональном безопасном режиме (AES-128).

Запуск подключения на устройстве может инициироваться с помощью одной кнопки. Технология SmartConfig может работать с SSID и KEY длиной до 32 символов. Пример приложения для iPhone приведен на рисунке 9.

С технической точки зрения процедура SmartConfig происходит следующим образом:

CC3000MOD переходит в состояние SmartConfig и начинает отслеживать UDP-пакеты, которые содержат информацию о SSID и ключе точки доступа, к которой CC3000MOD будет подключаться;
после того, как CC3000MOD получает всю информацию для подключения, модуль генерирует асинхронное событие SIMPLE_CONFIG_DONE к хосту и сохраняет информацию в энергонезависимой памяти (EEPROM файла ID 13);
процедура SmartConfig может быть выполнена с опциональным шифрованием AES-128. Это определяется на этапе компиляции драйвера хоста с помощью соответствующего флага среды разработки (флаг CC3000_UNENCRYPTED_SMART_CONFIG);
при выборе шифрования AES-128 вспомогательное устройство конфигурирования (смартфон) будет шифровать информацию с помощью определенного ключа, занесенного заранее в устройство с CC3000MOD;
при выборе шифрования AES-128 хост сначала расшифровывает информацию о параметрах доступа, затем сохраняет ее в качестве профиля;
если шифрование AES-128 не включено, CC3000MOD сразу сохраняет информацию о параметрах доступа в виде профиля;
как только процесс SmartConfig завершен и профиль сохранен, CC3000MOD производит сброс и подключается к нужной точке доступа. Пакет mDNS отправляется к устройству конфигурации (смартфону) для того, чтобы сообщить об окончании процесса конфигурации.

Процедура SmartConfig в большинстве случаев происходит в течение первых 10 секунд после старта. Однако в случае большого количества точек доступа следует ожидать результата не менее минуты.

Средства разработки

Модуль CC3000MOD имеет хорошую документацию и поддерживается большим набором средств разработки TI. Для тестирования модуля подойдут простые платы серии Launchpad на базе микроконтроллеров , и многофункциональные средства разработки на базе процессоров , , , . Для работы с этими платами можно использовать быстросъемные оценочные модули на разъемах (мезонинные платы), которые представляют собой небольшие переходные платы с запаянным модулем CC3000MOD, антенной и минимально необходимой обвязкой (рисунок 10).

Рис. 10. Мезонинные платы на базе CC3000MOD для средств разработки TI

* – эти платы построены на модулях от третьих компаний (с чипсетом CC3000). Данные мезонинные платы продаются в интернет-магазине TiStore и входят в состав некоторых демонстрационных наборов TI. Для замены рекомендуется использовать совместимую по разъемам мезонинную плату CC3000EM на базе модуля CC3000MOD.

Производитель предоставляет несколько примеров приложений, которые реализуют типовые операции по обмену данными через сеть Wi-Fi. В таблице 3 приведен перечень демонстрационных приложений.

Таблица 3. Средства разработки и демонстрационные приложения

Программный интерфейс	Демонстрационное приложение	Средство разработки
	Отправка E-mail (Simple Email). Приложение позволяет отправить сообщение электронной почты через сервер SMTP (Simple Mail Transfer Protocol). Взаимодействие с пользователем происходит через любую терминальную программу
	Беспроводные датчики (Wi-Fi Sensors). Это приложение отправляет на ПК данные с MEMS-акселерометра и температурного датчика. Температура, IP-адрес и наклон платы отображаются на ПК в виде летающей по орбите планеты
	Домашняя автоматизация (Home Automation). Приложение показывает, как модуль CC3000MOD может управлять бытовыми приборами через Wi-Fi. В качестве пульта управления используется любой смартфон на базе ОС Android
	Подключение к облачному серверу (Cloud Service). Приложение показывает удаленный сбор данных и управление M2M-объектом с помощью облачного сервиса Exosite. Плата отправляет данные с датчика температуры и шести каналов АЦП. Через WEB-интерфейс можно просматривать данные в виде графиков, приборных панелей и диаграмм. С помощью кнопки на странице сайта можно управлять светодиодом на плате.
	Базовое Wi-Fi приложение * (Basic Wi-Fi Application). Простейшее приложение, позволяющее подключаться к точке доступа, отправлять и принимать данные через UDP. Взаимодействие с пользователем происходит через любую терминальную программу. * – Доступны версии для следующих микроконтроллеров: MSP430G2553, MSP430FR5739, MSP430F5529, TM4C123GH6PGE, LM4F120H5QR, MSP430FG4618, TM4C123G
	Простой сетевой протокол синхронизации времени (Simple Network Time Protocol). Приложение позволяет получить точное время с помощью UDP-запросов. Запросы отправляются на один из девяти предопределенных NTP-серверов. Функция реализована в рамках приложения Basic Wi-Fi Application как дополнительная команда 0с
	Многопоточный обмен данными (Multithread – TI). Приложение показывает возможность одновременной работы нескольких TCP-сокетов (1 Tx, 2 Rx). Демонстрация функционала происходит через отладчик среды разработки CSS Debug
	Простой HTTP-сервер (Simple HTTP Server). Приложение показывает, как можно реализовать простейший HTTP WEB-сервер со статическими и динамическими страницами на базе модуля CC3000MOD. С помощью любого браузера можно управлять светодиодами на плате и считывать положение роторного джойстика
	WEB-сервер и клиент (Web Server & Client WSC application). WEB-сервер поддерживает несколько статических страниц и демонстрирует работу с динамическими страницами в формате HTML на базе сервера погоды. Динамические страницы используются для отображения местоположения. WEB-клиент получает данные о погоде в формате XML с помощью сервиса Google weather

Примеры приложений от TI предоставляются вместе с исходным кодом в виде готовых проектов для сред разработки CSS и IAR. Для любителей платформы Arduino ряд сторонних компаний предлагает совместимые платы на базе CC3000MOD (рисунок 11).

Рис. 11. Платы с модулем CC3000 для платформы Arduino

Для тех разработчиков, кто не готов устанавливать среду разработки, производитель предоставляет тестовые приложения для CC3000MOD в виде исполняемого exe-файла, который включает в себя программатор и, собственно, прошивку. При запуске данное приложение находит подключенную к ПК плату Launchpad и загружает приложение «в один клик».

Заключение

Модуль CC3000MOD представляет собой беспроводной сетевой процессор Wi-Fi, который существенно упрощает интернет-соединение для любого устройства, даже со слабым микроконтроллером на борту. Невысокие требования к производительности и объему памяти хост-контроллера позволяют встраивать CC3000 в достаточно простые и недорогие изделия – бытовую технику, медицинское и измерительное оборудование. Открытый программный код и большое количество недорогих отладочных средств, готовых к работе практически «из коробки», существенно ускоряют и облегчают процесс реализации инженерных идей разработчика.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка – e-mail:

Без работающего WiFi адаптера ноутбук не сможет подключиться к беспроводной сети. Если вы обнаружили, что модуль Вай Фай отключен, то сможете без труда включить его самостоятельно аппаратно и программно.

Что такое WiFi адаптер

Вай Фай адаптер – это модуль в ноутбуке, который способен распознавать сигналы от роутеров, устанавливая беспроводное подключение к интернету. WiFi адаптер есть на любом современном лэптопе в виде встроенной платы.

Если вы хотите подключаться к беспроводным сетям с компьютера, можно приобрести внешний WiFi адаптер, который подсоединяется к системному блоку через интерфейс USB. Программная настройка оборудования в любом случае будет одинаковой, отличаться будут только способы аппаратного включения устройства.

Аппаратное включение

Чтобы включить адаптер вай фай на ноутбуке, найдите на корпусе соответствующую аппаратную кнопку или воспользуйтесь горячим сочетанием клавиш. Узнать текущее состояние модуля (включен или выключен) обычно можно с помощью индикатора. Если он не горит, то необходимо включить WiFi на ноутбуке.

Чаще всего за включение отвечает сочетание кнопки Fn с одной из клавиш ряда F1-F12. На ноутбуках ASUS, например, используется комбинация Fn+F2. При одновременном нажатии этих двух клавиш активируются все беспроводные модули лэптопа, в том числе и Вай Фай.

Сочетания для включения Вай Фай на ноутбуках от различных производителей:

Acer – Fn+F3.
ASUS – Fn+F2.
Dell – Fn+F2.
Gigabyte – Fn+F2.
Fujitsu – Fn+F5.
HP – Fn+F12.

Определить подходящую клавишу помогут пиктограммы. Обычно на нужной кнопке нарисована антенна, раздающая сигнал.

На некоторых моделях ноутбуков включить WiFi адаптер можно отдельной кнопкой на корпусе. Она может располагаться прямо под дисплеем. На старых моделях встречается двухпозиционный переключатель, который находится на боковой грани лэптопа.

Программное включение

Если после аппаратного включения адаптера WiFi в трее не отобразится значок беспроводного соединения со списком доступных точек для подключения, то придется активировать модуль еще и программно. Включить Вай Фай можно в настройках системы.

На Windows 8 и Windows 10 WiFi отключается/включается специальным переключателем, который находится над списком доступных точек или в параметрах системы.

В области уведомлений должен появиться значок, при клике на который откроется список доступных для подключения беспроводных сетей. Если в списке указано, что доступных подключений нет, убедитесь, что на роутере настроен Вай Фай. Если же значок беспроводного соединения в трее не появился, убедитесь, что WiFi адаптер работает без ошибок.

Возможные проблемы при включении

Есть несколько причин, по которым модель Вай Фай не удается включить:

Не работает кнопка Fn, соответственно, комбинация клавиш не действует.
Не установлены драйверы адаптера, система не обнаруживает устройство.
Модуль WiFi вышел из строя и требует замены.

Использование сочетания клавиш обычно не является единственным способом включения модуля беспроводного подключения, но если вы пытаетесь заставить адаптер работать с помощью комбинации кнопок, но ничего не выходит, то следует проверить состояние программного обеспечения.

На некоторых ноутбуках для корректной работы кнопки Fn в системе должна быть установлена специальная утилита. Для лэптопов ASUS это ATK Hotkey Utility. Найти подходящее ПО можно на сайте производителя. Кнопка Fn может не работать и по другим причинам, но это тема для отдельной большой статьи.

Наиболее распространенной причиной, по которой адаптер Wi-Fi не удается включить, является отсутствие драйверов оборудования.

Драйверы можно установить автоматически или вручную. Рекомендуется использовать ручную инсталляцию, предварительно скачав ПО с сайта производителя. При ручной установке драйвера подходящей версии и разрядности проблема с включением адаптера должна пропасть.

Если никакие манипуляции не помогают включить адаптер, то есть вероятность, что он поврежден. Заменить модуль можно в сервисном центре, альтернативный вариант – покупка внешнего адаптера и подключение его через порт USB. Но эти действия оправданы лишь в том случае, если вы уверены, что встроенный адаптер WiFi вышел из строя.