Taa ya Mwezi ya IOT: Hatua 5

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Katika hii inayoweza kufundishwa ninaonyesha jinsi ya kubadilisha taa rahisi ya taa inayotumia betri kuwa kifaa cha IoT.

Mradi huu ni pamoja na:

• soldering;
• programu ESP8266 na Arduino IDE;
• kufanya programu ya android na MIT App Inventor.

Kitu cha kupendeza ni taa hii iliyo na umbo la mwezi niliyonunua kutoka kwa gearbest. Lakini kweli mafunzo haya yanaweza kubadilishwa kwa kifaa chochote cha chini cha umeme wa DC (vifaa vya umeme vya AC vinahitaji mizunguko ya ziada).

Vifaa

1. Smartphone ya Android (matoleo ya android 7-9 yamejaribiwa).
2. Zana za kuganda.
3. Prototyping PCB (protoboard).
4. Bodi ya ESP-12E (au bodi nyingine ya kusambaza na microcontroller ya ESP8266).
5. USB-serial converter kwa programu.
6. Thamani kadhaa tofauti za vifaa vya kupita (vipinga na capacitors).

(Kwa hiari. Angalia sehemu ya "Mchoro wa Kuzuia")

1. 3.3V@500mA LDO IC.
2. 3.3V-5V kiwango cha mantiki bodi.
3. Usambazaji wa umeme wa 5V DC.

Hatua ya 1: Wazo

Taa ya Mwezi inaendeshwa na seli moja ya Li-ION 18650 na ina njia 3 za operesheni:

• mbali;
• mwongozo;
• otomatiki.

Katika taa ya hali ya mwongozo inadhibitiwa na kitufe cha kushinikiza, kila vyombo vya habari hubadilisha hali ya mwangaza wa LED (rangi ya samawati imewashwa, yote imewashwa, imezimwa), mabadiliko ya nguvu ya mwangaza wakati umeshikilia kitufe cha kushinikiza. Katika hali ya auto taa ya LED inasema mabadiliko kwa kugonga au kutikisa taa yenyewe.

Niliamua kuongeza ESP8266 kutenda kama seva ya wavuti ambayo inasikiliza maombi na ipasavyo inaiga mashinikizo ya vitufe. Sikutaka kuvunja utendaji wa taa asili, nilitaka tu kuongeza huduma za ziada juu ya WiFi, kwa hivyo nilichagua ESP kuiga mashinikizo ya vitufe badala ya kudhibiti moja kwa moja LED. Pia hii iliniruhusu kuingiliana kidogo na mizunguko ya asili.

Wakati mfano ulifanyika iliendesha ~ 80mA kila wakati kutoka kwa betri katika hali ya mbali (~ 400mA kwa mwangaza kamili). Sasa ya kusubiri iko juu kwa sababu ESP8266 inafanya kazi kama seva na kila mara imeunganishwa na WiFi na husikiliza maombi. Betri ilimalizika baada ya siku moja na nusu tu hali iko mbali, kwa hivyo baadaye niliamua kutumia taa bandari ya kuchaji USB kwa kuwezesha umeme wote kutoka kwa usambazaji wa umeme wa 5V na betri iliyotiwa pamoja (lakini hii ni hiari).

Hatua ya 2: Zuia Mchoro

Katika mchoro wa block unaweza kuona ni nini mzunguko utaongezwa na jinsi mzunguko uliopo utarekebishwa. Katika kesi yangu niliondoa betri kabisa na nikapunguza chaja za betri IC pembejeo na pato (tena, hii ni hiari). Vitalu vya uwazi kwenye mchoro vinaonyesha vifaa ambavyo vinapita (ingawa kifungo cha kushinikiza bado kinafanya kazi kama ilivyokusudiwa hapo awali).

Kulingana na nyaraka ESP8266 inavumilia 3.3V tu, hata hivyo kuna mifano mingi wakati ESP8266 inafanya kazi vizuri na 5V, kwa hivyo ubadilishaji wa kiwango cha mantiki na 3.3V LDO inaweza kuachwa, hata hivyo nilikaa na mazoezi bora na nikaongeza vifaa hivyo.

Nilitumia pini 3 za E / ESP8266 na pini ya ADC. Pini moja ya pato la dijiti ni ya kuiga mashinikizo ya vitufe, pembejeo mbili za dijiti ni kugundua ni rangi gani za LED ziko (kutoka kwa hii tunaweza kujua ni hali gani ya MCU na ni jimbo gani linalofuata baada ya kubonyeza kitufe). Siri ya ADC inapima voltage ya pembejeo (kupitia mgawanyiko wa voltage), ndivyo tunavyoweza kufuatilia kiwango cha malipo ya betri iliyobaki.

Kama usambazaji wa umeme wa nje ninatumia chaja ya zamani ya simu 5V @ 1A (usitumie chaja za haraka).

Hatua ya 3: Programu

Katika mpango wa kifupi hufanya kazi kama hii (kwa habari zaidi angalia nambari yenyewe):

ESP8266 inaunganisha kwenye kituo chako cha ufikiaji cha WiFi ambacho ni sifa ambazo lazima uingize mwanzoni mwa programu ya kificho kabla, inapata anwani ya IP kutoka kwa seva zako za DHCP, ili kujua IP ambayo utahitaji baadaye, unaweza kuangalia mipangilio ya interface ya wavuti mipangilio ya DHCP au kuweka utatuzi wa alama katika kificho hadi 1 na utaona ni nini IP ESP ilipata kwenye ufuatiliaji wa serial (unapaswa kuhifadhi IP hiyo katika mipangilio ya ruta zako ili ESP ipate IP sawa kwenye boot).

Inapoanzishwa MCU daima hufanya utaratibu huo milele:

1. Angalia ikiwa bado imeunganishwa na AP, ikiwa sio kujaribu kuungana tena hadi kufaulu.

2. Subiri mteja afanye ombi la HTTP. Wakati ombi linatokea:

   1. Angalia voltage ya pembejeo.
   2. Angalia ni hali gani za LED ziko.
   3. Onyesha ombi la HTTP na majimbo ya LED inayojulikana (bluu imewashwa, rangi ya machungwa imewashwa, imewashwa, imezimwa).
   4. Kuiga mashine nyingi za kushinikiza kama inahitajika kufikia hali iliyoombwa.

Nitaelezea kwa ufupi maagizo ya programu, ikiwa ni programu yako ya kwanza ya ESP8266 MCU tafuta maagizo zaidi.

Utahitaji Arduino IDE na USB-serial interface converter (kwa mfano FT232RL). Ili kuandaa IDE fuata maagizo haya.

Fuata mchoro wa mzunguko kuunganisha moduli ya ESP-12E kwa programu. Vidokezo kadhaa:

• tumia umeme wa nje wa 3.3V@500mA (mara nyingi usambazaji wa umeme wa USB-haitoshi);
• angalia ikiwa kibadilishaji chako cha USB-serial ni sawa na kiwango cha mantiki cha 3.3V;
• angalia ikiwa madereva ya ubadilishaji wa USB-serial imewekwa vizuri (kutoka kwa meneja wa kifaa cha windows) pia unaweza kuangalia ikiwa inafanya kazi kwa usahihi kutoka kwa IDE, pini fupi tu za RX na TX, kuliko kutoka IDE chagua bandari ya COM, fungua mfuatiliaji wa serial na uandike kitu, ikiwa yote inafanya kazi unapaswa kuona maandishi ambayo unatuma yanaonekana kwenye koni;
• kwa sababu fulani niliweza kupanga ESP wakati tu nilipounganisha kigeuzi cha USB-serial kwa PC na kisha nikawasha ESP kutoka chanzo cha nje cha 3.3V;
• baada ya kufanikiwa programu usisahau kuvuta GPIO0 juu kwenye buti inayofuata.

Hatua ya 4: Mpangilio na Soldering

Fuata muundo ili kuuzia vitu vyote kwenye protoboard. Kama ilivyoelezwa kabla ya vifaa vingine sio lazima. Nilitumia KA78M33 3.3V LDO IC na bodi hii ya kubadilisha kiwango cha mantiki kutoka kwa sparkfun, vinginevyo, unaweza kujibadilisha mwenyewe kama inavyoonekana katika mpango (unaweza kutumia mosfet yoyote ya N-channel badala ya BSS138). Ikiwa utashikilia kutumia betri ya Li-ION, + mtandao wa nguvu wa 5V utakuwa terminal nzuri ya betri. Voltage ya rejeleo ya ESP8266 ADC ni 1V, maadili yangu ya mgawanyiko uliochaguliwa inaruhusu kupima voltage ya pembejeo hadi 5.7V.

Inapaswa kuwa na unganisho 5 kwa PCB ya awali ya taa: + 5V (au + Betri), GND, kitufe cha kushinikiza, ishara za PWM kutoka kwa taa za MCU za kudhibiti LED za hudhurungi na machungwa. Ikiwa unawasha taa kutoka kwa chanzo cha 5V, kama nilivyofanya, utataka kuchaja fupi za betri IC VCC pin na OUTPUT pin, kwa njia hiyo umeme wote utapewa nguvu moja kwa moja kutoka + 5V na sio kutoka kwa chaja ya betri OUTPUT.

Fuata picha ya pili kwa vidokezo vyote vya solder utahitaji kutengeneza kwenye taa za PCB.

MAELEZO:

1. Ikiwa umeamua kufupisha + 5V na chaja ya IC kwenye chaja ya betri, ondoa betri kabisa kabla ya kufanya hivyo, hautaki kuunganisha + 5V moja kwa moja kwenye betri.
2. Jihadharini na kifungo kipi cha kushinikiza ulichopunguza pato la ESP, kwa sababu pini 2 za kitufe cha kushinikiza zimeunganishwa ardhini na hautaki kufanya mzunguko mfupi wakati pato la ESP linakwenda juu, bora angalia mara mbili na multimeter.

Hatua ya 5: Programu ya Android

Programu ya Android ilitengenezwa na mwanzilishi wa programu ya MIT, kupakua programu na / au kujiboresha mwenyewe, nenda kwenye kiunga hiki (utahitaji akaunti ya google kuipata).

Kwenye uzinduzi wa kwanza utahitaji kufungua mipangilio na ingiza anwani yako ya IP ya ESP8266. IP hii itahifadhiwa kwa hivyo hakuna haja ya kuiingiza tena baada ya kuanza tena kwa programu.

Programu imejaribiwa na vifaa kadhaa vya android 9 na android 7.