Solucionando a Serial RX / TX do Shield WiFi ESP8266

Solucionando a Serial RX / TX do Shield WiFi ESP8266

Ao utilizar o Shield WiFi ESP8266 (Moer), alguns usuários encontram problemas para carregar código no Arduino quando o shield está acoplado a placa e as vias da DIP switch estão em OFF. Além disso, o usuário não consegue comunicar o shield com o Arduino através da serial nativa. Nesta postagem vou mostrar o que causa esse problema no Shield WiFi ESP8266 e como solucionar.

Na postagem Conhecendo o Shield WiFi ESP8266 para Arduino foi feito um apanhado geral sobre a placa. Logo, recomendo que você leia a postagem caso ainda não tenha lido.

Conforme falei na postagem Shiald e Shield WiFi ESP8266? Será que tem diferença?, se tratando do Shield WiFi ESP8266 (também conhecido como ESP8266 ESP-12E UART Wireless WIFI Shield TTL Converter), é possível encontrar no mercado pelo menos três placas que aparentemente são iguais, mas na verdade estas placas possuem alguns pontos que as diferem, até mesmo na questão de funcionamento com o Arduino através de comunicação pela serial nativa.

Se você possui o Shield WiFi ESP8266 com as características iguais as destacadas na imagem abaixo, não consegue carregar código no Arduino quando o shield está acoplado a placa e as vias da DIP switch estão em OFF e não consegue comunicar o shield com o Arduino através da serial nativa, então recomendo que leia esta postagem até o final:

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Nesta placa a palavra “More” é escrita “Moer”, ou seja, errada. Se fosse somente a escrita errada, pode ter certeza que seu shield estaria funcionando perfeitamente, contudo, o problema nesta placa vai além de uma simples palavra escrita errada.

Se esta placa (Moer) for acoplada ao Arduino (com as vias da DIP switch em OFF ou ON) e o usuário tentar carregar um código no Arduino, uma mensagem de erro vai aparecer na IDE, pois o carregamento irá falhar. Isto ocorre devido a um erro de componente utilizado na montagem do shield.

O Shield WiFi ESP8266 que possui montagem e funcionamento corretos, tem soldado dois MOSFETs de Canal N e que estão identificados como J1Y. Um dos transistores J1Y está conectado ao RX do ESP8266 e o outro está conectado ao TX do ESP8266. Na imagem abaixo você pode ver em destaque os dois transistores:

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Este transistor J1Y é um BSS138 que tem como finalidade fazer com que circuitos de nível lógico 5V possam se comunicar com circuitos de nível lógico 3.3V e vice-versa. Como o ESP8266 possui nível lógico de 3.3V e o Arduino possui nível lógico de 5V, é necessário usar um conversor de nível lógico para garantir o perfeito funcionamento do ESP8266.

Já no Shield WiFi ESP8266 (Moer), há soldado na placa dois transistores identificados como J3Y. Na imagem abaixo você pode ver em destaque os dois transistores:

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O transistor J3Y é um S8050 NPN e este tipo de transistor comumente é utilizado em circuitos amplificadores. Por algum motivo no momento da montagem do Shield WiFi ESP8266 (Moer), utilizaram o transistor J3Y ao invés do conversor de nível lógico J1Y.

Desta forma, os pinos RX e TX do ESP8266 não vão funcionar como deveriam e consequentemente o shield não irá ter nenhuma comunicação serial com o Arduino. Como o shield se comunica com o Arduino através da serial nativa (pinos D0 e D1), com ele acoplado ao Arduino o carregamento de código (no Arduino) nunca será concluído com sucesso, pois em alguns casos sempre vai existir aproximadamente 2.8V no RX e TX do Arduino ou 0V constante, tudo isso por causa dos transistores errados.

Após todas estas informações, fica claro que a única solução para o shield (Moer), é a substituição dos transistores J3Y pelos transistores J1Y. Para este procedimento você vai precisar além do shield (Moer) de paciência, e de:

01 – Ferro de solda
01 – Estanho
01 – Pinça ou Alicate de Bico
01 – Sugador de Solda
02 – BSS138 (J1Y)

O transistor BSS138 (J1Y) é utilizado no Conversor de Nível Lógico 3.3V / 5V.

OBS: o procedimento a seguir exige que você saiba manusear um ferro de solda e que tenha o mínimo de experiência com soldagem. Os componentes que serão removidos e os que farão a substituição, são componentes SMD e que exigem um maior cuidado e paciência na hora de fazer a soldagem com um ferro de solda comum. Procure não deixar o ferro de solda durante muito tempo nos terminais dos transistores, pois isto poderá danificá-los.

Com o ferro de solda quente, aqueça um dos terminais do transistor e coloque um pouco de estanho. Faça este procedimento para cada um dos terminais dos dois transistores. O excesso de solda nos terminais vai facilitar a remoção dos transistores:

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Agora pegue a pinça / alicate, segure o transistor pelas laterais, aqueça o lado do transistor que tem apenas um terminal e force o transistor para cima de forma que o terminal se solte da solda. Ainda com a pinça / alicate segurando o transistor, tente colocar a ponta do ferro de solda encostada nos outros dois terminais e force o transistor para cima para terminar de soltar ele da placa. Faça este procedimento para os dois transistores e tenha bastante cuidado:

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Removido os dois CIs J3Y do shield, basta posicionar o CI J1Y no lugar, segurá-lo com a pinça / alicate e aquecer cada um dos terminais para que o estanho se junte ao contato. Se os contatos estiverem com pouca solda, aqueça cada um deles e coloque mais estanho. Faça este procedimento para os dois transistores e tenha bastante cuidado:

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Terminado o reparo, seu shield que antes não tinha comunicação direta com o Arduino, passou a ter conexão com a placa através da serial nativa (pinos D0 e D1).

Um primeiro teste para confirmar que o reparo deu certo, é acoplar o shield ( com todas as vias da DIP switch em OFF) ao Arduino, conectar o cabo USB a placa e ao computador, e tentar carregar um código no Arduino. Se tudo estiver OK, o código será carregado com sucesso.

Como teste final, recomendo que você leia e execute os passos da postagem Comunicando o Shield WiFi ESP8266 com o Arduino através da Serial Nativa.

Vale ressaltar que, o Shield WiFi ESP8266 está no mercado desde 2015 e infelizmente esta versão (Moer), desde então vem sendo comercializada com esse erro nos transistores utilizados na montagem.

Espero que esta publicação possa ajudar o pessoal que adquiriu esta versão do shield (Moer) e deixou ele encostado ou está prestes a jogar ele fora porque não consegue utilizá-lo junto ao Arduino.

Se quer aprender a fazer upgrade / modificação de firmware no shield para começar a colocar em prática alguns projetos, recomendo que acesse nossa postagem Upgrade de Firmware no Shield WiFi ESP8266 para Arduino.

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Formado em Engenharia da Computação pela Faculdade Presidente Antônio Carlos, fundador e CEO da MasterWalker Electronic Shop. Se preocupa com o aprendizado dos seus clientes e daqueles interessados em aprender sobre Arduino e plataformas embarcadas em geral.

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