ESP8266 als standalone 24/7 processor in productietoepassing

[Cassettebandje]

Als je denkt aan het maken van een apparaat met WiFi dan is de ESP8266 het eerste wat in je opkomt. En als ik dan denk aan de ESP8266 dan blijft daar een beetje het hobby-gevoel bij hangen: community support, stabiliteitsissues etc.
Maar wat nu als je een commercieel product wilt maken, met de ESP8266 als applicatieprocessor, wifi accesspoint en webserver? Andere wifi modules kosten een euro of 8, maar meestal 12-25 euro. Dat is op een product waar de kostprijs erg belangrijk is een groot verschil.

Als ik een willekeurige microcontroller gebruik kan ik er zeker van zijn dat deze stabiel is een doorgaat, en mocht hij toch van het pad raken dan grijpt de watchdog in. Bij de ESP8266 weet ik dat niet. Waar ik mij zorgen over maak is dat als ik straks een product heb met de ESP8266 als basis, dat de ESP8266 vastloopt en de eindgebruiker het apparaat moet resetten.

Dus wat denken jullie?
1. Zijn die stability issues waar je wel over leest een kwestie van slecht ontwerp (rommelige voeding, slechte ontkoppeling, slechte code) of te wijten aan de chip/SDK?
2. Kun je een ESP8266 goed stabiel krijgen en er dan 24/7 op rekenen?
3. Zou ik (indien van toepassing) de stabiliteitsissues kunnen oplossen door er een externe watchdog aan te hangen?
4. Kan ik misschien beter kiezen voor een microcontroller + ESP8266 combinatie?
5. Zijn er misschien nog andere modules die ik over het hoofd gezien heb die een betere keuze zijn in deze situatie?

Alle reacties zijn welkom, van "ik heb er een en hij loopt altijd vast terwil ik ... gedaan heb" tot "ik heb er een paar honderd in het veld staan en daar heb ik nooit problemen mee".

[wij]

Ik heb er toevallig eentje besteld. Ik wil hiervan een WIFI (REST of MQTT) Sensor maken om waarden (temp, humidity etc.) door te geven aan Domoticz.

Toen ik het bestelde dacht ik dat het met name een WIFI module was voor de Arduino (zo worden ze toegepast). Later ontdekte ik dat deze dingen zelfstandig gebruik kunnen worden voor dergelijke taken.

Toch zijn het in mijn ogen zeer beperkte devices. Ik denk dat je snel tegen een tekort aan rekenkracht, geheugen of I/O zal aanlopen. Wellicht is dat een van de redenen dat je ze niet vaak tegenkomt in commerciële producten.

Ook heb ik gezien dat er nogal veel clones bestaan, ongetwijfeld zit er ook kwaliteitsverschil in het ontwerp.

Wellicht is het interessant om eens te zoeken naar Realtek RTL8710. Dit board is nog goedkoper, maar grotendeels compatibel (uitwisselbaar) met de ESP8266.

[Rmg]

Cassettebandje schreef op donderdag 20 oktober 2016 @ 09:16:

Dus wat denken jullie?
1. Zijn die stability issues waar je wel over leest een kwestie van slecht ontwerp (rommelige voeding, slechte ontkoppeling, slechte code) of te wijten aan de chip/SDK?

De MCU core is een Tensilica Xtensa, dat is ansich geen chinees prulding. SDK tjah opzich heeft dat niet echt direct invloed op je stabiliteit, maar op de kwaliteit / gemak van coden.

veel stability issues zijn terug te gooien op voedingsissues, slechte code en of chinese pcb design en goedkope componenten.

2. Kun je een ESP8266 goed stabiel krijgen en er dan 24/7 op rekenen?

Dat kan prima.

3. Zou ik (indien van toepassing) de stabiliteitsissues kunnen oplossen door er een externe watchdog aan te hangen?

Wat versta je onder stabiliteit, een watchdog is meer een failsafe, op het moment dat de watchdog af gaat reset je meestal de boel op een manier die het minst ingrijpend is voor het proces dat is niet per se stabiel, wel veilig.

Als je toepassing het vereist kan een externe watchdog een goeie toevoeging zijn.

4. Kan ik misschien beter kiezen voor een microcontroller + ESP8266 combinatie?

Voor je BOM is het sowieso niet goed, voor je stabiliteit kan het goed zijn, je zou je wifi stack hard kunnen resetten zonder je main applicatie te killen.

5. Zijn er misschien nog andere modules die ik over het hoofd gezien heb die een betere keuze zijn in deze situatie?

Hangt compleet van je toepassing af. Er is een Realtek alternatief, maar de documentatie en de SDK was de laatste keer dat ik keek niet beter.

[/quote]
Alle reacties zijn welkom, van "ik heb er een en hij loopt altijd vast terwil ik ... gedaan heb" tot "ik heb er een paar honderd in het veld staan en daar heb ik nooit problemen mee".
[/quote]


Ik heb 4 Sonoff modules 24 uur per dag draaien (custom code), 1tje heb ik vervangen omdat deze af en toe wifi connectie kwijt raakte. Bij een product van 6 euro m.i een acceptabel risico. Verder draaien deze modules 24h per dag stabiel en sturen ze oa. de verlichting van mn aquarium aan

[-DarkShadow-]

Espressif heeft een tijdje terug de ESP32 uitgebracht. Grote broer van de ESP8266. Er wordt nu hard gewerkt aan de SDK/ ontwikkelomgeving en documentatie, maar de ESP32 zelf is al verkrijgbaar.

De ESP32 krijgt twee 240MHz cores en een flinke bak aan peripherals en is daarmee een stuk veelzijdiger inzetbaar dan de ESP8266.

De ESP32 zelf (dus niet een module) heb ik al in webwinkels gezien voor €3 per stuk. Dus nog steeds voordelig.

[Lennyz]

wij schreef op donderdag 20 oktober 2016 @ 09:48:
Ik heb er toevallig eentje besteld. Ik wil hiervan een WIFI (REST of MQTT) Sensor maken om waarden (temp, humidity etc.) door te geven aan Domoticz.

Toen ik het bestelde dacht ik dat het met name een WIFI module was voor de Arduino (zo worden ze toegepast). Later ontdekte ik dat deze dingen zelfstandig gebruik kunnen worden voor dergelijke taken.

Toch zijn het in mijn ogen zeer beperkte devices. Ik denk dat je snel tegen een tekort aan rekenkracht, geheugen of I/O zal aanlopen. Wellicht is dat een van de redenen dat je ze niet vaak tegenkomt in commerciële producten.

Ook heb ik gezien dat er nogal veel clones bestaan, ongetwijfeld zit er ook kwaliteitsverschil in het ontwerp.

Wellicht is het interessant om eens te zoeken naar Realtek RTL8710. Dit board is nog goedkoper, maar grotendeels compatibel (uitwisselbaar) met de ESP8266.

Ik wil toch wel een paar nuances maken bij jouw verhaal.

Het zijn naar mijn mening juist geen beperkte devices. Het zijn revolutionaire chips met deze prijs/kwaliteit verhouding. Het zijn geen Raspberry PI's, maar daar zijn ze ook nooit voor bedoeld. Voor heel veel IOT zaken zijn deze chips gewoon perfect.

Er bestaan ook geen clones van deze chips. De enige clones die er zijn zijn die van ontwikkelbordjes zoals NodeMCU.

[wij]

Lennyz schreef op donderdag 20 oktober 2016 @ 11:04:
[...]


Ik wil toch wel een paar nuances maken bij jouw verhaal.

Het zijn naar mijn mening juist geen beperkte devices. Het zijn revolutionaire chips met deze prijs/kwaliteit verhouding. Het zijn geen Raspberry PI's, maar daar zijn ze ook nooit voor bedoeld. Voor heel veel IOT zaken zijn deze chips gewoon perfect.

Er bestaan ook geen clones van deze chips. De enige clones die er zijn zijn die van ontwikkelbordjes zoals NodeMCU.

Oké excuus. Ik begin er zelf ook pas nèt mee. Ik wil die bordjes ook niets tekort doen. Ik vind het zelf ook geniaal dat je voor ~3 euro een 'wifi enabled' bordje hebt, waar je code op kunt runnen, met GPIO en andere in/uitgangen etc. etc.

Ik wilde alleen een stukje verwachtingsmanagement doen. Ik denk dat je al snel uitkomt op een architectuur waarin de ESP8266 belangrijke taken hebben zoals sensor / meetwaarden uitlezen, relais, displays aansturen. Allemaal te besturen via een REST of MQTT-achtige interface.

De logica / orchestration zit in veel (voorbeeld) projecten juist 'buiten' de ESP8266. Bijvoorbeeld in een Domoticz of Node Red. Natuurlijk is dat een groot deel gemak. Ik heb zelf geen C++ ervaring, dus mijn focus is zo simpel mogelijk de ruwe meetwaarden door te sturen. Dus zo min mogelijk code op de ESP8266.

Wellicht kan een C++ ontwikkelaar veel meer logica in de ESP8266 inbouwen (heb ik weinig zicht op). Het ligt er eigenlijk maar net aan wat voor product de TS wil ontwikkelen.

[Cassettebandje]

Samengevat gaat het hem erom of ik de ESP zou gebruiken op dezelfde manier als ik nu een microcontroller gebruik, waarbij de ESP dan toevallig wifi heeft.

Die Realtek chip is geen optie, daar is nauwelijks documentatie van. Een Atmel WINC1500 lijkt me de volgende stap qua prijs boven de ESP.

Ik ben echt nog aan het oriënteren en heb nog geen exacte prijzen van beide oplossingen.

[Flake]

In productie zou ik me vooral zorgen maken om de kosten die je maakt als de boel stil komt te liggen. Dat is al genoeg argument om niet te nibbelen op de processor of de wifi.

[D-Three]

Flake schreef op donderdag 20 oktober 2016 @ 12:52:
In productie zou ik me vooral zorgen maken om de kosten die je maakt als de boel stil komt te liggen. Dat is al genoeg argument om niet te nibbelen op de processor of de wifi.

Als je uit gaat van grote aantallen en een lage eindprijs en/of kleine winstmarge dan is de prijs wel belangrijk. Als het de bedoeling is om maar een paar tientallen van die dingen te maken, zou ik inderdaad dan ook niet kijken op een paar euro.

Maar of de ESP8266 geschikt is voor jouw toepassing kan je maar op één manier te weten komen en dat is testen. Weinig ontwerpen werken toch van de 1ste keer. Dat is een onderdeel van het ontwikkelproces.

[1337aldi]

-DarkShadow- schreef op donderdag 20 oktober 2016 @ 10:29:
Espressif heeft een tijdje terug de ESP32 uitgebracht. Grote broer van de ESP8266. Er wordt nu hard gewerkt aan de SDK/ ontwikkelomgeving en documentatie, maar de ESP32 zelf is al verkrijgbaar.

De ESP32 krijgt twee 240MHz cores en een flinke bak aan peripherals en is daarmee een stuk veelzijdiger inzetbaar dan de ESP8266.

De ESP32 zelf (dus niet een module) heb ik al in webwinkels gezien voor €3 per stuk. Dus nog steeds voordelig.

Dit lijkt me juist geen goed idee, de ESP32 is nieuw, en dus eventuele silicon bugs kunnen nog opduiken. Voor een een commercieel product heb je liever een "mature" product.

Verder moet je bij ESP8266 modules rekening houden met kwaliteit verschillen tussen de verschillende modules, en tussen batches van modules. Ga je de modules op ebay kopen of heb je een betrouwbaardere bron?

[Rmg]

1337aldi schreef op donderdag 20 oktober 2016 @ 18:32:
[...]

Verder moet je bij ESP8266 modules rekening houden met kwaliteit verschillen tussen de verschillende modules, en tussen batches van modules. Ga je de modules op ebay kopen of heb je een betrouwbaardere bron?

Sowieso wil je niet van ebay modules afhankelijk zijn, lijkt me, als je het hebt over een commerciële oplossing waar er "honderden" in het veld staan. Een (reference) pcbtje ontwerpen zijn nou ook de kosten niet tegenwoordig. En anders is een esp-wroom modules of chips via espressif te verkrijgen.

[1337aldi]

Probleem met zelf iets ontwerpen ipv van een module is de certificering, wat wel belangrijk is als je een commercieel product wilt uitbrengen.

[johnkeates]

Ik zou voor de toepassing en de kosten die dingen gewoon redundant uitvoeren.

[Yoram]

Ik ben als ervaren knutselaar laatst aan het testen geweest met een ESP8266-12. Eerst had ik een NodeMCU versie, en toen best snel de losse ESP module besteld. Ik heb dit gemaakt. Dat LUA script heb ik omgebouwd naar een arduino omgeving. Deze heeft een aantal dagen op de 2 penlites gewerkt. Daarna een adaptertje eraan geknoopt, en hij werkt nog steeds en gebruik hem elke dag. Dus zelfs als je amper ervaring met die dingen hebt krijg je ze stabiel.

[tsjsieb]

1337aldi schreef op donderdag 20 oktober 2016 @ 19:04:
Probleem met zelf iets ontwerpen ipv van een module is de certificering, wat wel belangrijk is als je een commercieel product wilt uitbrengen.

Als ik het goed heb moet je in Europa sowieso je product laten certificeren / keuren als je een commercieel product met wifi uitbrengt (ongeacht of je een module gebruikt of niet).

[Cassettebandje]

Dank iedereen voor zijn bijdrage aan de discussie tot nu toe, fijn! Even om verwarring te voorkomen, met productie bedoel ik dat het in een in wat grotere aantallen geproduceerd product gaat komen, niet dat het in een of andere machine komt (want dan zou ik waarschijnlijk niet voor wifi gekozen hebben of dan zou de prijsafweging heel anders zijn geweest). Het is dus niet zo dat als het niet werkt er een halve fabriek stilligt. Het betekent wel dat de eindgebruiker even de stekker er uit moet trekken en weer opnieuw insteken. Ik wil een kwaliteitsproduct maken, dus dat moet niet gebeuren.

De wifi functie is voor het instellen van de configuratie van het product en het bekijken van eventuele meetwaarden. De reden om het zo te doen is dat je dan je smartphone kunt pakken, verbinden met het netwerk en het apparaat kunt bedienen. Bluetooth Low Energy is ook even een overweging geweest, maar vereist dat je een app schrijft (voor tenminste Android en iOS) en moet onderhouden. Dat is met WiFi niet nodig.

D-Three schreef op donderdag 20 oktober 2016 @ 13:04:
Als je uit gaat van grote aantallen en een lage eindprijs en/of kleine winstmarge dan is de prijs wel belangrijk. Als het de bedoeling is om maar een paar tientallen van die dingen te maken, zou ik inderdaad dan ook niet kijken op een paar euro.

Maar of de ESP8266 geschikt is voor jouw toepassing kan je maar op één manier te weten komen en dat is testen. Weinig ontwerpen werken toch van de 1ste keer. Dat is een onderdeel van het ontwikkelproces.

Precies, maar stabiliteits-issues zie je niet direct. En als je al zo ver bent dat je ze wel ziet dan heb je al een boel tijd gestoken in de ontwikkeling van het een en ander, dus ik probeer nu vooraf een zo goed mogelijk geïnformeerde keuze te maken over welke weg ik insla. De praktijk leert dat je met ontwikkelprojecten in dit soort gevallen een soort Stockholm syndroom ontwikkelt en als iets niet de beste keuze is, je toch de neiging hebt om door te gaan met wat je begonnen was (want ja, als we nu nog moeten wisselen...).

Rmg schreef op donderdag 20 oktober 2016 @ 18:58:
Sowieso wil je niet van ebay modules afhankelijk zijn, lijkt me, als je het hebt over een commerciële oplossing waar er "honderden" in het veld staan. Een (reference) pcbtje ontwerpen zijn nou ook de kosten niet tegenwoordig. En anders is een esp-wroom modules of chips via espressif te verkrijgen.

Klopt; ik zag dat Texim zowel die esp-wroom module als de chip in het assortiment heeft; dat lijkt me een prima bron. eBay is leuk voor het aanvullen van de prototype voorraad (pinheaders, smd verloopprintjes etc) maar voor productie geen optie inderdaad. Als dit het wordt zal in eerste instantie een module gebruikt worden. Mocht dan de prijs nog verder onder druk komen te staan kan ik altijd nog naar de chip toe; dat is slechts een kwestie van alles overtekenen en de antenne tuning rechttrekken.

@Yoram, leuk! Ik neem aan dat de module daar continue draait en de schakelaar met een GPIO pin verbonden is en je script bij het indrukken van de knop wat data verstuurt?

Voor wat betreft certificering: naast de gebruikelijke test voor emissie/immuniteit/ESD is dit een 'intentional radiator' en zijn er dus grenzen aan hoeveel vermogen er buiten de bedoelde band uitgestraald wordt, dat wordt dus ook nog gemeten bij de emissie meting. Zolang dat goed is is het in orde. Testen is niet verplicht voor een toepassing als dit.

[IWriteCode]

Op de ESP8266 zit een watchdog... het systeem reset als deze niet vaak genoeg wordt aangestuurd. Maar zoals hierboven al meer vermeld: Testen, testen & testen.

Zelf bij AliExpress het D1 mini V2 board besteld. Dit is een esp8266 op een boardje met usbpoort voor $4. Erg handig voor testen / prototypen...

[DurkVell]

Zelf bij AliExpress het D1 mini V2 board besteld. Dit is een esp8266 op een boardje met usbpoort voor $4. Erg handig voor testen / prototypen...

Ik heb die WeMos D1 mini's ook en die werken prima. Totaal geen instabiliteit.
Ik kreeg die ESP8266-01 modules slecht aan de praat.

[LED-Maniak]

Ik heb er nu z'n 100 tal al enkele weken/maanden draaien. Gaat prima.
Probleem is vooral dat het niet altijd even bekend is welke EEPROM is gebruikt en de soldeerkwaliteit niet altijd top is. Defecte modules pik ik er uit tijdens initieel programmeren en (fingers crossed) is er nu verder nog niets uitgevallen.

Ga je het commercieel doen.. Koop dan 'officiele' modules bij AI-Tinker die al FCC approved en CE markering hebben, dan scheelt je dat weer een paar dure testen.