ESP IoT המופעל באמצעות סוללות: 10 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

מדריכים אלה מראים כיצד להכין בסיס ESP IoT המופעל באמצעות סוללות על העיצוב במדריכים הקודמים שלי.

שלב 1: עיצוב חיסכון בחשמל

צריכת החשמל מהווה דאגה גדולה למכשיר IoT המונע באמצעות סוללות. על מנת לחסל את צריכת החשמל לטווח הארוך (מעט אמ א) מהרכיב המיותר תוך כדי ריצה, עיצוב זה מנתק את כל החלקים הללו ועובר למזח פיתוח.

מעגן פיתוח

זה מכיל:

1. שבב USB ל- TTL
2. מעגל המרת אותות RTS/DTR ל- EN/FLASH
3. מודול מטען ליפו

עגינת הפיתוח תידרש רק בזמן הפיתוח ותמיד בחיבור למחשב, כך שהגודל והנייד אינם מהווים דאגה גדולה. הייתי רוצה להשתמש בשיטה מפוארת יותר להכנתה.

מכשיר IoT

זה מכיל:

1. מודול ESP32
2. סוללת ליפו
3. מעגל LDO 3v3
4. מתג הפעלה (אופציונלי)
5. מודול LCD (אופציונלי)
6. מעגל בקרת כוח LCD (אופציונלי)
7. כפתור להתעוררות משינה עמוקה (אופציונלי)
8. חיישנים אחרים (אופציונלי)

החשש השני למכשיר IoT המונע באמצעות סוללות הוא קומפקטי בגודלו ולפעמים גם נוגע לניידות, לכן אנסה להשתמש ברכיבים קטנים יותר (SMD) לייצור. במקביל, אני אוסיף LCD כדי להפוך אותו ליותר מפואר. ה- LCD יכול גם להדגים כיצד ניתן להפחית את צריכת החשמל בזמן שינה עמוקה.

שלב 2: הכנה

מעגן פיתוח

• מודול USB ל- TTL (סיכות RTS ו- DTR שבורות)
• חתיכות קטנות של לוח אקריליק
• 6 סיכות כותרת גברית
• כותרת גברית עגולה עם 7 סיכות
• 2 טרנזיסטורים NPN (אני משתמש S8050 הפעם)
• 2 נגדים (~ 12-20k אמורים להיות בסדר)
• מודול מטען ליפו
• כמה חוטי קרש

מכשיר IoT

• כותרת נקבה עגולה עם 7 סיכות
• מודול ESP32
• ווסת LDO 3v3 (אני משתמש HT7333A הפעם)
• קבלים SMD ליציבות הספק (זה תלוי בשיא השיא של המכשיר, אני משתמש 1 x 10 uF ו 3 x 100 uF הפעם)
• מתג הפעלה
• ESP32_TFT_ ספריית LCD הנתמכת (אני משתמש ב- JLX320-00202 הפעם)
• טרנזיסטור PNP SMD (אני משתמש S8550 הפעם)
• נגדי SMD (2 x 10 K Ohm)
• סוללת ליפו (אני משתמש 303040 500 מיליאמפר / שעה הפעם)
• לחצן לחיצה להתעוררות ההדק
• כמה קלטות נחושת
• כמה חוטי נחושת מצופים

שלב 3: פריצת RTS ו- DTR

לרוב מודול ה- USB ל- TTL התומך בארדואינו יש סיכת DTR. עם זאת, אין יותר מדי מודולים נשברים סיכת RTS.

ישנן 2 דרכים להכין אותו:

• קנה מודולי USB ל- TTL עם סיכות פריצה של RTS ו- DTR

• אם אתה ממלא את כל הקריטריונים הבאים, תוכל לפרוץ בעצמך את סיכת RTS, ברוב השבבים, RTS הוא סיכה 2 (עליך לאשר כפול עם גליון הנתונים שלך).

  1. יש לך כבר 6 פינים מודול USB ל- TTL (עבור Arduino)
  2. השבב הוא SOP אך לא גורם צורה QFN
  3. אתה באמת סומך על עצמך כישורי הלחמה (יש לי לפוצץ 2 מודולים לפני ההצלחה)

שלב 4: מכלול מעגן הפיתוח

בניית מעגל הניתן להדמיה היא אמנות סובייקטיבית, אתה עשוי למצוא פרטים נוספים במדריכים הקודמים שלי.

להלן תקציר הקשר:

סיכת TTL 1 (5V) -> סיכת עגינה 1 (Vcc)

-> מודול מטען Lipo Vcc pin TTL pin 2 (GND) -> pin dock 2 (GND) -> Lipo Charge module GND pin TTL pin 3 (Rx) -> pin dock 3 (Tx) TTL pin 4 (Tx) -> פין עגינה 4 (Rx) סיכת TTL 5 (RTS) -> טרנזיסטור NPN 1 פולט -> נגם של 15 K אוהם -> טרנזיסטור NPN 2 סיכת TTL 6 בסיס (DTR) -> טרנזיסטור NPN 2 פולט -> 15 K אוהם -> טרנזיסטור NPN 1 בסיס NPN טרנזיסטור 1 אספן -> סיכת עגינה 5 (תכנית) טרנזיסטור NPN 2 אספן -> סיכת עגינה 6 (RST) מודול מטען Lipo מטען BAT -> סיכת עגינה 7 (סוללה +ve)

שלב 5: אופציונלי: אב טיפוס ללוח הלחם

עבודת ההלחמה בחלק ממכשירי IoT מעט קשה, אך היא אינה חיונית. בהתבסס על אותו עיצוב מעגל, אתה יכול פשוט להשתמש בלוח לחם וכמה חוטים כדי לבצע את אב הטיפוס שלך.

התמונה המצורפת היא בדיקת האב טיפוס שלי עם מבחן Arduino Blink.

שלב 6: הרכבה של מכשירי IoT

לגודל קומפקטי, אני בוחר רכיבי SMD רבים. אתה יכול פשוט להחליף אותם לרכיבים ידידותיים ללוח עבור עיצוב אב טיפוס קל.

להלן תקציר הקשר:

סיכת עגינה 1 (Vcc) -> מתג הפעלה -> Lipo +ve

-> 3v3 LDO הרגולטור Vin Dock pin 2 (GND) -> Lipo -ve -> 3v3 LDO Regulator GND -> קבלים (ים) -ve -> ESP32 GND Dock pin 3 (Tx) -> ESP32 GPIO 1 (Tx) Dock סיכה 4 (Rx) -> ESP32 GPIO 3 (Rx) סיכת עגינה 5 (תכנית) -> ESP32 GPIO 0 פין עגינה 6 (RST) -> ESP32 שבב (EN) סיכת עגינה 7 (סוללה +ve) -> Lipo +ve 3v3 LDO Regulator Vout -> ESP32 Vcc -> 10 K Ohm resist -> ESP32 ChipPU (EN) -> PNP טרנזיסטור Emittor ESP32 GPIO 14 -> 10 K Ohm resist -> PNP טרנזיסטור בסיס ESP32 GPIO 12 -> כפתור השכמה -> GND ESP32 GPIO 23 -> LCD MOSI ESP32 GPIO 19 -> LCD MISO ESP32 GPIO 18 -> LCD CLK ESP32 GPIO 5 -> LCD CS ESP32 GPIO 17 -> LCD RST ESP32 GPIO 16 -> LCD D/C PNP טרנזיסטור אספן -> LCD Vcc -> LED

שלב 7: שימוש בחשמל

מהו צריכת החשמל בפועל של מכשיר IoT זה? בואו למדוד עם מד הכוח שלי.

• כל הרכיבים (CPU, WiFi, LCD) יכולים להשתמש בסביבות 140 - 180 mA
• כבה את WiFi, המשך להציג את התמונה ב- LCD, הוא משתמש בסביבות 70 - 80 mA
• כבוי LCD, ESP32 עובר שינה עמוקה, הוא משתמש בסביבות 0.00 - 0.10 mA

שלב 8: התפתחות מאושרת

הגיע הזמן לפתח מכשיר IoT המונע באמצעות סוללות!

אם אינך יכול לחכות קידוד, תוכל לנסות לאסוף ולהבהב את מקור הפרויקט הקודם שלי:

github.com/moononournation/ESP32_BiJin_ToK…

או אם אתה רוצה לטעום את תכונת הכיבוי, נסה את מקור הפרויקט הבא שלי:

github.com/moononournation/ESP32_Photo_Alb…

שלב 9: מה הלאה?

כפי שצוין בשלב הקודם, הפרויקט הבא שלי הוא אלבום תמונות ESP32. זה יכול להוריד תמונות חדשות אם מחובר WiFi ולשמור בפלאש, כך שאני תמיד יכול לצפות בתמונה החדשה על הכביש.

שלב 10: אופציונלי: מארז מודפס בתלת מימד

אם יש לך מדפסת תלת מימד, תוכל להדפיס את המארז למכשיר IoT שלך. או שתשים אותו בקופסה מתוקה שקופה בדיוק כמו הפרויקט הקודם שלי.