ESP IoT na baterije: 10 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Ta navodila kažejo, kako izdelati bazo ESP IoT na osnovi zasnove v mojih prejšnjih navodilih.

1. korak: Zasnova varčevanja z energijo

Poraba energije je velika skrb za IoT napravo z baterijskim napajanjem. Da bi v celoti odpravili dolgoročno porabo energije (nekaj mA) iz nepotrebne komponente med delovanjem, ta zasnova loči vse te dele in se premakne na razvojno postajo.

Razvojna postaja

Sestavljen je iz:

1. USB v TTL čip
2. Pretvornik signala RTS/DTR v EN/FLASH
3. Polnilni modul Lipo

Razvojna priklopna enota je potrebna le med razvojem in vedno povezana z računalnikom, zato velikost in prenosljivost nista velika skrb. Za izdelavo bi rad uporabil bolj domišljijsko metodo.

IoT naprava

Sestavljen je iz:

1. Modul ESP32
2. Lipo baterija
3. 3v3 LDO vezje
4. Stikalo za vklop (neobvezno)
5. LCD modul (neobvezno)
6. Krmilno vezje LCD zaslona (neobvezno)
7. gumb za prebujanje iz globokega spanca (neobvezno)
8. drugi senzorji (neobvezno)

Druga skrb za napravo IoT na baterije je kompaktna velikost in včasih tudi prenosljivost, zato bom za izdelavo poskušal uporabiti manjše komponente (SMD). Hkrati bom dodal LCD, da bo bolj domišljijski. LCD lahko prikaže tudi, kako zmanjšati porabo energije med globokim spanjem.

2. korak: Priprava

Razvojna postaja

• Modul USB v TTL (odlomljeni zatiči RTS in DTR)
• Majhni kosi akrilne plošče
• Moški glavo s 6 zatiči
• 7 zatičev okrogle moške glave
• 2 tranzistorja NPN (tokrat uporabljam S8050)
• 2 upora (~ 12-20k mora biti v redu)
• Polnilni modul Lipo
• Nekaj žic za mizo

IoT naprava

• 7 zatiči okrogel ženski glavo
• Modul ESP32
• 3v3 LDO regulator (tokrat uporabljam HT7333A)
• SMD kondenzatorji za stabilnost napajanja (odvisno od največjega toka naprave, tokrat uporabljam 1 x 10 uF in 3 x 100 uF)
• Stikalo za vklop
• ESP32_TFT_Knjižni LCD (tokrat uporabljam JLX320-00202)
• SMD tranzistor PNP (tokrat uporabljam S8550)
• SMD upori (2 x 10 K Ohm)
• Lipo baterija (tokrat uporabljam 303040 500 mAh)
• Pritisnite gumb za prebujanje sprožilca
• Nekaj bakrenih trakov
• Nekatere prevlečene bakrene žice

3. korak: Prekinitev RTS in DTR

Večina modulov USB v TTL, ki podpirajo Arduino, ima pin DTR. Vendar pa ni preveč modulov, ki bi izločili pin RTS.

Obstajata 2 načina, kako to narediti:

• Kupite module USB v TTL z izklopnimi zatiči RTS in DTR

• Če izpolnjujete vsa naslednja merila, lahko sami razbijete pin RTS, v večini čipov je RTS pin 2 (dvakrat potrdite s svojim podatkovnim listom).

  1. že imate 6 -pinski modul USB -TTL (za Arduino)
  2. čip je v SOP, ne pa v faktorju QFN
  3. res zaupate, da imate lastnost spajkanja (pred uspehom sem odpihnil 2 modula)

4. korak: Montaža razvojne priklopne postaje

Ustvarjanje vezja, ki ga je mogoče prikazati, je subjektivna umetnost, več podrobnosti boste našli v mojih prejšnjih navodilih.

Tu je povzetek povezave:

TTL pin 1 (5V) -> priključek pin 1 (Vcc)

-> Lipo polnilni modul Vcc pin TTL pin 2 (GND) -> Priključni priključek 2 (GND) -> Lipo polnilni modul GND pin TTL pin 3 (Rx) -> Priključni priključek 3 (Tx) TTL pin 4 (Tx) -> Priključek 4 (Rx) TTL pin 5 (RTS) -> NPN tranzistor 1 oddajnik -> 15 K ohmski upor -> NPN tranzistor 2 osnovni TTL pin 6 (DTR) -> NPN tranzistor 2 oddajnik -> 15 K ohmski upor -> NPN tranzistor 1 Osnovni tranzistor NPN 1 Zbiralec -> Priključni priključek 5 (program) NPN tranzistor 2 Zbiralec -> Priključni priključek 6 (RST) Modul polnilnika Lipo BAT -> Priključni priključek 7 (Baterija +ve)

5. korak: Izbirno: izdelava prototipov na plošči

Spajkanje v delu naprave IoT je nekoliko težavno, vendar ni bistveno. Na podlagi iste zasnove vezja lahko preprosto uporabite načrt in nekaj žice za izdelavo prototipa.

Priložena fotografija je moj prototipni test z Arduino Blink testom.

6. korak: Sestavljanje naprav IoT

Za kompaktno velikost se odločim za številne komponente SMD. Za preprosto izdelavo prototipov jih lahko preprosto preklopite na komponente, prijazne do plošč.

Tu je povzetek povezave:

Priključni priključek 1 (Vcc) -> Stikalo za vklop -> Lipo +ve

-> 3v3 LDO regulator Vin Dock pin 2 (GND) -> Lipo -ve -> 3v3 LDO Regulator GND -> kondenzator (i) -ve -> ESP32 GND Priključni priključek 3 (Tx) -> ESP32 GPIO 1 (Tx) Dock pin 4 (Rx) -> ESP32 GPIO 3 (Rx) Dock pin 5 (Program) -> ESP32 GPIO 0 Pin priključne postaje 6 (RST) -> ESP32 ChipPU (EN) Priključni priključek 7 (Battery +ve) -> Lipo +ve 3v3 LDO regulator Vout -> ESP32 Vcc -> 10 K Ohm upor -> ESP32 ChipPU (EN) -> PNP tranzistorski oddajnik ESP32 GPIO 14 -> 10 K Ohm upor -> PNP tranzistor Base ESP32 GPIO 12 -> Wake gumb -> 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 -> Zbirnik tranzistorjev LCD D/C PNP -> LCD Vcc -> LED

7. korak: poraba energije

Kakšna je dejanska poraba energije te naprave IoT? Izmerimo z mojim merilnikom moči.

• Vse komponente (CPE, WiFi, LCD) lahko uporabljajo okoli 140 - 180 mA
• Izklopite WiFi, nadaljujte prikaz fotografije na LCD -ju, uporablja približno 70 - 80 mA
• Izklopljen LCD, ESP32 preide v globok spanec, uporablja okoli 0,00 - 0,10 mA

8. korak: Vesel razvoj

Čas je, da razvijete svojo napravo IoT na baterije!

Če ne morete čakati na kodiranje, lahko poskusite prevesti in utripati moj prejšnji vir projekta:

github.com/moononournation/ESP32_BiJin_ToK…

Ali pa, če želite okusiti funkcijo izklopa, poskusite z naslednjim virom projekta:

github.com/moononournation/ESP32_Photo_Alb…

9. korak: Kaj sledi?

Kot je bilo omenjeno v prejšnjem koraku, je moj naslednji projekt foto album ESP32. Če je povezan WiFi, lahko prenese nove fotografije in jih shrani v bliskavico, tako da si lahko novo fotografijo vedno ogledam na cesti.

10. korak: Izbirno: 3D natisnjena torbica

Če imate 3D -tiskalnik, lahko natisnete ohišje za napravo IoT. Ali pa ga lahko postavite v prozorno sladko škatlo, tako kot moj prejšnji projekt.