TicTac Super Wifi Analyzer, ESP-12, ESP8266: 5 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

פרויקט זה בונה על קוד המקור לעיבוד ירח והתפיסה של שימוש בתיבת TicTac כמארז.

עם זאת, במקום להשתמש בכפתור להפעלת הקריאות, הוא משתמש בלוח המגע המגיע עם צג TFT SPI. הקוד שונה כדי לשלוט טוב יותר על תאורת האחורית של LED ולהכניס את המסך למצב שינה (מכיוון שמודול התצוגה צריך להישאר מופעל עבור שבב המגע). זרם היחידה בשינה נמוך מספיק כדי שליפו 1000mah יחזיק מעמד מספר שנים. יש גם טעינת סוללה והגנה על מתח נמוך.

ראה את השלב האחרון לסרטון שבו הוא פועל.

חלקים:

• קופסת TicTac 48 גרם
• ESP12 (רצוי ESP-12F)
• צג 2.4 אינץ 'SPI TFT
• מודול טעינה ליפו
• טרנזיסטור PNP
• 3.3v זרם שקט נמוך, ווסת מתח
• נגדים וקבלים קשורים (פירוט בהמשך)

שלב 1: פיתוח

חשבתי שאפרט את מסלול הפיתוח של הפרויקט הזה. אתה יכול לדלג על סעיף זה אם ברצונך להיכנס לייצור זה.

זהו אחד הפרויקטים הראשונים שלי ב- ESP8266. קיבלתי את הרעיון המסודר של שימוש בתיבת TicTac כמארז למנתח ה- Wifi והחלטתי להכין אחת. תודה לך: נייד-WiFi-Analyzer. החלטתי להשתמש בתצוגת 2.4 אינץ 'גדולה יותר - שמגיעה עם לוח מגע ועל לוח PCB עם פינים שקל יותר להתחבר אליהם.

כשהתחלתי את הבנייה חקרתי סידורים שיאפשרו את שחרור האוויר ESP12 מהאלקטרוניקה. האפשרות היחידה הייתה שזה יהיה בתוך הכובע. רציתי גם את מודול המטען מתחת למתקן. השאלה אם כן הייתה היכן לאתר את 'כפתור ההפעלה'? לא רציתי לעשות חור בחלק האחורי של המארז. המכסה העליון יהיה הטוב ביותר - אבל אין מקום אם יש לי את שני המודולים שם.

זה הוביל לרעיון להשתמש בלוח המגע ככפתור ההפעלה. שמתי לב שאחד ממחברי התצוגה סומן 'T_IRQ' - זה נראה מעודד. שבב המגע הוא XPT2046. וכן לשמחתי הוא בעל מצב שינה אוטומטי ומוריד את ה- T_IRQ נמוך אם נוגעים בלוח. זה אידיאלי להחליף את מתג הדחיפה וניתן פשוט לחבר אותו לאיפוס ESP12.

הייתי צריך לציין שהקוד מריץ כמה סריקות לרשתות wifi ואז מסיר את הכוח לתצוגה ומכניס את ה- ESP12 לשינה עמוקה - שמתעורר על ידי קלט איפוס.

אז כשהקונספט הזה ברור, חיברתי אותו באמצעות NodeMcu - וזה לא עבד! אז הייתה עוד קצת עבודה. הייתי גם מודע לכך שאני לא יכול לבדוק את זרם השינה עם ה- NodeMcu בגלל שבב ה- USB המשולב ומווסת מתח הזרם השקט. רציתי גם מערכת לתכנות בקלות של ESP12. זה הוביל לי לבנות מערכת פיתוח לוח/פיתוח ESP12 שניתן לתכנת בקלות כמו ה- NodeMCU, אך באמצעות מתכנת FTDI. בדרך זו הרגולטור ושבב ה- USB נפרדים. ראה: לוח תכנות ופירוק ESP-12E ו- ESP-12F

אחר כך חיברתי אותו באמצעות הלוח החדש שלי שמחזיק ESP-12F-וזה עבד. השינוי היחיד שעשיתי היה לקצר את ווסת המתח במודול התצוגה כך שהכל מונע ב -3.3 וולט. התחלתי לעשות את אופני הקוד שלי, במיוחד קוד כדי להכניס את שבב התצוגה (ILI9341) למצב שינה, מכיוון ששבב לוח המגע יצטרך להפעיל (במצב שינה) כאשר מודול ה- ESP נמצא גם בשינה. לאחר מכן בדקתי את זרם השינה. זה היה 90uA. אז סוללה של 1000mah תחזיק לשנה. התחלה טובה.

לאחר מכן הסרתי את ווסת המתח במודול התצוגה. היה מספיק רק להרים את סיכת הקרקע. כעת זרם השינה של המערכת היה 32uA. עדיין הייתי צריך להוסיף ווסת 3.3v אבל הכרתי אחד עם זרם שקט 2uA בלבד. אז עכשיו אנחנו מסתכלים על חיי סוללה של 3 שנים!

רציתי גם להרכיב את הרכיבים ככל האפשר על לוח PCB כדי להפוך את החיווט למסודר יותר. אז בשלב זה המשכתי בעיצוב PCB ליחידה. הייתי רוצה להתחבר ישירות לסיכות מודול התצוגה. זה הולך להיות די קשה אז בחרתי בחוט קשיח מהלוח המודול למודול התצוגה.

קצת התעסקתי עם הקוד. הוספתי הודעת שינה - מילוי המסך בשחור והדפסת ZZZ לפני השינה. עיכבתי גם את ההדלקה של תאורת האחורית LED עד שהמסך התמלא. זה נמנע מהבזק לבן בתחילת הקוד המקורי. עשיתי אופנות דומות בסוף כיבוי נוריות לפני שהרדמתי את המסך.

יתכן שאתה תוהה כיצד למדוד uA. מת קל! שים נגד 1k בסדרה עם מוביל הכוח החיובי. קצר את זה עם מוביל מגשר כך שהמערכת תוכל לפעול. לאחר מכן, כשהוא במצב שינה, הסר את חוט המגשר ומדוד את ירידת המתח על פני הנגד. עם הנגד 1k 100mv פירושו 100uA. אם ירידת המתח גדולה מדי אני משתמש בהתנגדות לערך נמוך יותר. השתמשתי בשיטה זו כדי למדוד nA נתון יחיד באמצעות הנגד של 1 מ 'במערכות אחרות עם זרמי שינה ממש נמוכים.

שלב 2: בנייה

PCB או חוט קשיח?

היחידה שבניתי כאן משתמשת במכשיר PCB כדי להחזיק את מודולי ה- ESP12F והמטען ואת ווסת המתח והטרנזיסטור PNP והקבלים והנגדים הנמשכים. זהו המסלול המסודר ביותר, אך דורש ציוד חריטת PCB וציוד הלחמה SMD. עם זאת ניתן לבצע את המערכת על ידי חיווט המודולים ישירות והצבת ווסת המתח והטרנזיסטור PNP על פיסת לוח - כפי שהיה בפרויקט TicTac הקודם (קישור קודם לכן).

אם תחליט ללכת עם אפשרות ה- PCB, ייתכן שתרצה להכין גם את לוח התכנות ESP12 שלי, במיוחד אם אתה מתכנן לבצע פרויקטים נוספים עם לוחות ה- ESP12.

רשימת חלקים:

• 49 גרם קופסת TicTac
• ESP-12F (או ESP-12E) שים לב של- ESP-12F יש טווח טוב יותר, אחרת זהה ל- ESP-12E
• צג 2.4 אינץ 'SPI TFT עם נהג ILI9341 ומגע למשל. TJCTW24024-SPI
• מודול מטען - ראה תמונה
• רצועת סיכה 2 מ"מ (אופציונלי אך שווה להשתמש)
• טרנזיסטור PNP בפורמט SOT23. השתמשתי ב- BCW30 אבל כל אחד אחר בעל יכולת של יותר מ- 100ma ורווח DC> 200 אמור להיות תקין.
• ווסת 3v3 250ma (min) בפורמט SOT23. השתמשתי במיקרוצ'יפ MCP1703T-33002E/CB. אחרים יעבדו אך יבדקו את זרם השקט שלהם. (מציע פחות מ 30uA).
• נגדים (כולם בגודל 0805)
• 10k 4off
• 3k3 1 הנחה
• קבלים (כולם בגודל 0805)
• 2n2 2 כבוי
• 0.1u 1 הנחה
• PCB כקובץ WiFiAnalyserArtwork.docx מצורף.
• סוללת LiPo תא אחד. קיבולת 400-1000mahr - שתתאים למארז. 400mahr זה מספיק גדול.

עבור האפשרות שאינה PCB השתמש בשקולות עופרות, נגדים ¼W ומעלה הם בסדר, וקבלים עם מתח עבודה של 5v או יותר.

בעת הכנת הלוח - מקדחים את החורים בגובה 0.8 מ"מ. אם יש לך עין חדה - חורי רצועות הסיכה של 2 מ"מ מסוג ESP12 יכולים להיות 0.7 מ"מ לתמיכה טובה יותר.

מיקום רכיבים:

בעת הרכבת הלוח, בצעו קודם כל את הנגדים והקבלים, לאחר מכן את הרגולטור ואת הטרנזיסטור PNP, ואחריו את מודול המטען ואת רצועת הפינים ל- ESP12. לא הלחמתי את ה- ESP12 במקומו מכיוון שהוא דחוס מספיק על רצועת הסיכה, וקל יותר לתכנת מחדש את הלוח. תוכל להבחין כי ל- PCB יש מחברים עבור TX, RX, GPIO 0, Reset ו- ground אם תרצה לתכנת מחדש במקום. שים לב כי לחצן יידרש כדי להוריד את GPIO נמוך. ניתן למשוך את האיפוס נמוך על ידי נגיעה בתצוגה. ניתן להשתמש בכפתור אך רק אם החוט לתצוגה T_IRQ מנותק.

שלב 3: חיווט

לפני חיווט הצג ללוח המעגלים הסר את הרגולטור i1 והנח כף הלחמה על J1 ולאחר מכן מחליף זאת. לאחר מכן זה אמור להיראות כך:

לאחר מכן, הסר את רצועת הסיכה או קצר את הסיכות. הדרך הטובה ביותר להסיר את פס הסיכה היא סיכה אחת בכל פעם. החלת מגהץ בצד אחד תוך משיכת הסיכה עם צבת בצד השני.

כעת החיווט יכול להתחיל, החל בחיבור כבל סרט לתצוגה. חותכים באורך של 7-8 ס"מ של כבל סרט מחשב ובוחרים 10 דרכים. חיתוך 9 מהדרכים אחורה 10 מ"מ והשאיר אחת ארוכה יותר בקצה אחד לסיכה T-IRQ. לאחר מכן ניתן לפזר את היתר למקום בו הם יולחכו ונקצצו מעט יותר במידת הצורך.

הנחתי והלחמתי לידית אחת בכל פעם, החל ב- VCC.

מקם את הלוח במקום שבו הוא צריך להיות ביחס לתצוגה. לאחר מכן, אחד בכל פעם, גזמו את החוטים עד 5 מ"מ בערך מהנדרש ופשטו בידוד 2 מ"מ, הפכו את הקצה והלחמה במקומם. ניתוב החוט מתבצע כדלקמן (ספירת מספר סיכות מ- VCC):

לְהַצִיג	PCB	תגובה
1	1	VCC
2	8	GND
3	9	CS
4	5	אִתחוּל
5	7	זֶרֶם יָשָׁר
6	2	SDI (MOSI)
7	4	SCK
8	10	לד
9	3	SDO (MISO)
10	6	T_IRQ

כעת כל שנותר הוא לחבר את הסוללה ולתכנת את ה- ESP12. אם תכנות במקום מחבר את הסוללה עכשיו. אם תכנות מהלוח חבר את הסוללה לאחר מכן.

שלב 4: תכנות

הורד את הקוד ESP8266WiFiAnalMod.ino המצורף, צור תיקייה בשם 'ESP8266WiFiAnalMod' בתיקיית הסקיצות של Arduino והעבר את הקובץ לזה.

הפעל את Arduino IDE (הורד והתקן מ- Arduino.cc במידת הצורך) והוסף את פרטי לוח ה- ESP אם אין לך אותם (ראה: Sparkfun).

טען את הקוד (קובץ> ספר רישומים> … ESP8266WiFiAnalMod).

לאחר מכן הגדר את פרטי התכנות (כלים):

בחר לוח: מודול ESP8266 גנרי

ראה להלן את שאר ההגדרות. בחר שיטת איפוס: "nodemcu" אם אתה משתמש במתכנת עם הכונן האוטומטי של האיפוס ו- GPIO0. אחרת הגדר ל- "ck" אם מתכנת באתרה או בחיבור ישיר לממיר USB לטורי.

סביר להניח שמספר הנמל יהיה שונה.

אם אתה רוצה לתכנת in-situ תצטרך הלחמת חוטים למתג כדי למשוך את GPIO 0 נמוך ולהתחבר ל- Tx ו- Rx-ראה להלן:

אפשרות קלה יותר היא להשתמש בלוח תכנות: לוח תכנות ופריצה ESP-12E ו- ESP-12F

אם מתכנתים במקום מחוברים להלן. שים לב אם התצוגה מחוברת איפוס ניתן להפעיל על ידי מסך המגע, אחרת יש צורך במעבר מ- Reset ל- GND. יש צורך בכוח ללוח, הטוב ביותר על ידי הפעלת 3.7v על סיכות OUT+ ו- OUT. אם משתמשים בסוללה יש לאפס את המטען על ידי חיבור קצר של כבל USB.

אם מגדירים את מצב התכנות משיכה ידנית של איפוס נמוך (מסך מגע), משוך את GPIO 0 נמוך ובזמן נמוך שחרר את האיפוס. כעת לחץ על כפתור ההורדה. התכנות צריך להמשיך.

אם אתה משתמש בלוח התכנות והפריצה פשוט צרף את ממיר ה- FTDI USB הטורי, הפעל את עוצמת 3.3V ללוח התכנות ולחץ על הורדה.

שלב 5: הרכבה סופית ובדיקה

עכשיו זה זמן טוב לבדיקה מקדימה. אם ה- ESP12 היה מתוכנת באתרו הוא אמור לפעול - פשוט גע במעט במסך והוא צריך להתחיל. אם תוכנת את היחידה - הכנס את ה- ESP12 וחבר את הסוללה והיא אמורה לפעול.

ניתקתי את הסוללה בזמן שעברתי את ההרכבה הסופית חלקית מטעמי נוחות ובחלקה כדי להימנע מקצר חשמלי לא מכוון.

התצוגה תתאים בצורה יפה בין המכסה לתחתית המארז. החלק המוגבה בבסיס מחזיק יפה את המסך לצד הקופסה.

יש לתקן את לוח המעגלים ללוח התצוגה על מנת להתאים בתוך המכסה ולהציג את שקע הטעינה USB. כאשר נראית מערכת היחסים הנדרשת בין עמדות הלוח, הנח סרט דו צדדי (מסוג 1 מ"מ בעובי) לשני הלוחות. זה ייתן מרווח של 2 מ"מ שצריך להימנע ממגע חשמלי. הנחתי מעט סרט בידוד המכסה את האלקטרוניקה לתצוגה כאמצעי זהירות:

בשלב הבא עלינו להוריד בערך 2 מ מ מהכובע העליון. התאמתי את זה למסך עם פיסות נוספות שנחתכו לכבל הסרט מסך המגע ולמסך הפלסטיק של המסך. ראה למטה:

לבסוף עלינו למקם את הסוללה ולהשתמש בה כדי להחזיק את התצוגה על צד הקופסה. השתמשתי בחתיכה ישנה של קצף פוליסטירן וחתכתי ושייפתי אותו לעובי הנדרש. הדבקתי את זה ללוח התצוגה באמצעות סרט דק דו צדדי והשתמשתי בכמה פיסות קלטת קטנות יותר כדי לעצור את הסוללה.

לאחר שחיברת את כל זה וגילית ששום דבר לא קורה, אל תדאג (עדיין). יש לאפס את מעגל ההגנה על הסוללה במודול המטען. זה נעשה על ידי חיבורו באמצעות מוביל מיקרו USB לאספק 5V. כמה שניות זה מספיק זמן.

ועכשיו יש לך מכשיר שימושי שמראה את העוצמה של מערכות ESP8266, ובמקרה שלי הוביל אותי לשנות את ערוץ ה- WiFi שלי כפי שזיהה 5 אחרים באותו מערכת!

אני מקווה שתיהנו מהפרויקט המקסים הזה.

מִיקרוֹפוֹן