Mfano wa Mionzi ya ESP8266: Hatua 7

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:49

ESP8266 ni moduli maarufu ya microcontroller kwa sababu inaweza kushikamana na mtandao kupitia WiFi ya ndani. Hii inafungua fursa nyingi kwa hobbyist kutengeneza vifaa vya kudhibiti kijijini na vifaa vya IoT na kiwango cha chini cha vifaa vya ziada. Kwa urahisi, moduli nyingi zinajumuisha antena, ama mzunguko uliochapishwa wa aina F au chip ya kauri. Bodi zingine hata huruhusu antena ya nje kuingiliwa kwa anuwai zaidi. Wengi wetu tunafahamu quirks za redio, TV au hata antena za rununu. Baada ya kurekebisha kwa uangalifu nafasi ya antena au seti, ishara inalia kwa kelele tu unapoondoka na kukaa chini! Kwa bahati mbaya, ESP8266 kuwa kifaa kisichotumia waya, inaweza kuonyesha tabia kama hiyo isiyo ya kijamii. Njia ya kupima muundo wa mionzi ya ESP8266 imeelezewa katika hii Inayoweza kufundishwa kwa kutumia nguvu ya ishara ya RSSI iliyoripotiwa na moduli. Aina kadhaa za antena zinajaribiwa na doa tamu iliyoangaziwa kwa kila toleo. Gari ndogo ya stepper hutumiwa kuzungusha moduli ya ESP8266 kupitia digrii 360 kwa kipindi cha dakika 30 na wastani wa usomaji wa RSSI unapimwa kila sekunde 20. Takwimu zinatumwa kwa ThingSpeak, huduma ya bure ya uchambuzi wa IoT ambayo inachora matokeo kama njama ya polar ambayo mwelekeo wa ishara ya juu unaweza kutatuliwa. Utaratibu huu ulirudiwa kwa mwelekeo kadhaa wa moduli ya ESP8266.

Vifaa

Vipengele vya mradi huu hupatikana kwa urahisi kwenye wavuti kutoka kwa wauzaji kama eBay, Amazon nk ikiwa sio tayari kwenye sanduku lako la taka.

28BYJ48 5V stepper motor ULN2003 bodi ya dereva Arduino UNO au moduli zinazofanana za ESP8266 kwa mtihani Ugavi wa nje wa umeme wa umeme wa Arduino IDE na akaunti ya ThingSpeak Sundries - bomba la plastiki, waya, Blu tak

Hatua ya 1: Muhtasari wa Mfumo

Arduino Uno hutumiwa kuendesha gari la stepper kupitia mzunguko kamili kwa muda wa dakika 30. Kama motor inachukua sasa zaidi kuliko inapatikana kutoka Uno, bodi ya dereva ya ULN2003 inatumiwa kusambaza umeme wa ziada wa sasa. Pikipiki imepigwa chini kwenye kipande cha kuni ili kutoa jukwaa thabiti na urefu wa bomba la plastiki lililosukumwa kwenye spindle ya gari ambayo itatumika kwa kuweka moduli chini ya jaribio. Wakati Uno inawezeshwa, spindle ya gari hufanya mzunguko kamili kila dakika 30. Moduli ya ESP8266 iliyowekwa kupimia nguvu ya ishara ya WiFi, RSSI, imeshikamana na bomba la plastiki ili moduli ifanye mzunguko kamili. Kila sekunde 20, ESP8266 hutuma usomaji wa nguvu ya ishara kwa ThingSpeak ambapo ishara imepangwa katika kuratibu za polar. Usomaji wa RSSI unaweza kutofautiana kati ya watengenezaji wa chip lakini kwa ujumla hulala kati ya 0 na -100 na kila kitengo kinacholingana na 1dBm ya ishara. Kama ninavyochukia kushughulikia nambari hasi, mara 100 imeongezwa kwenye usomaji wa RSSI katika uwanja wa polar ili usomaji uwe mzuri na maadili ya juu yaonyeshe nguvu nzuri ya ishara.

Hatua ya 2: Stepper Motor

Magari ya stepper ya 28BYJ48 yamepigwa chini kwenye kipande cha kuni ili kutoa utulivu. Karibu inchi 8 za 1/4”bomba la plastiki limetiwa gundi kwenye spindle ya gari ya kukanyaga moduli iliyo chini ya jaribio. Uno, bodi ya dereva na motor zimefungwa waya kama ilivyoelezewa mara nyingi kwenye wavuti. Mchoro mfupi katika faili umeangaza ndani ya Uno ili bomba itazunguka duara kamili kila baada ya dakika 30 inapowashwa.

Mchoro uliotumiwa kuzunguka motor umeorodheshwa kwenye faili ya maandishi, hakuna kitu cha mapinduzi hapa.

Hatua ya 3: Upimaji wa ESP8266

Moduli za jaribio zilimwangazwa kwanza na mchoro ambao hutuma usomaji wa RSSI kwa ThingSpeak kila sekunde 20 kwa mapinduzi kamili ya motor stepper. Mwelekeo tatu ulipangwa kwa kila moduli iliyoonyeshwa na jaribio A, B na C. Katika nafasi ya A, moduli imewekwa kwenye upande wa bomba na juu kabisa ya antena. Unapokabiliwa na antena, RHS ya antena inaelekeza kwa router mwanzoni mwa jaribio. Kwa bahati mbaya, nilibadilishwa na nambari hasi tena, motor inageuka saa moja kwa moja lakini njama ya polar imepunguzwa kinyume na saa. Hii inamaanisha kuwa njia kuu isiyojulikana ya antena inakabiliwa na router karibu digrii 270. Katika nafasi ya B, moduli imewekwa kwa usawa juu ya bomba. Antena inaelekeza kwenye router kama katika jaribio la A mwanzoni mwa jaribio. Mwishowe, moduli imewekwa kama katika jaribio A na kisha moduli hiyo inaendelea sawa na digrii 90 na imewekwa ili kutoa nafasi ya mtihani C.

Faili ya maandishi inatoa nambari inayotakiwa kutuma data ya RSSI kwa ThingSpeak. Unahitaji kuongeza maelezo yako mwenyewe ya WiFi na ufunguo wa API ikiwa unatumia ThingSpeak.

Hatua ya 4: Imepinduliwa F Matokeo ya Mzunguko uliochapishwa

Moduli ya kwanza iliyojaribiwa ilikuwa na antena ya mzunguko iliyochapishwa ambayo ni aina ya kawaida kwa sababu ni ya bei rahisi kutengeneza. Mpangilio wa polar unaonyesha jinsi nguvu ya ishara inabadilika kadiri moduli inavyozungushwa. Kumbuka RSSI inategemea kiwango cha logi na kwa hivyo mabadiliko ya vitengo 10 vya RSSI ni mabadiliko ya mara 10 kwa nguvu ya ishara. Jaribio A na antena iliyo juu ya moduli inatoa ishara ya juu zaidi. Pia, nafasi nzuri ni wakati wimbo wa PCB unakabiliwa na router. Matokeo mabaya zaidi hutokea katika mtihani B ambapo kuna kinga nyingi kutoka kwa vifaa vingine kwenye ubao. Mtihani C pia unakabiliwa na utunzaji wa sehemu lakini kuna nafasi kadhaa ambapo wimbo wa PCB una njia wazi ya njia. Njia bora ya kuweka moduli ni kwa juu kabisa ya antenna na wimbo wa PCB unaoelekea router. Katika kesi hii, tunaweza kutarajia nguvu ya ishara ya karibu vitengo 35. Nafasi zisizo bora zinaweza kupunguza nguvu ya ishara kwa sababu ya kumi. Kwa kawaida, moduli hiyo ingewekwa kwenye sanduku kwa kinga ya mwili na mazingira, tunaweza kutarajia kwamba hii itapunguza ishara hata zaidi… Jaribio la siku zijazo.

ThingSpeak inahitaji nambari kidogo ya kupanga data na kutengeneza viwanja vya polar. Hii inaweza kupatikana katika faili ya maandishi iliyoingia.

Hatua ya 5: Matokeo ya Chip ya Kauri

Baadhi ya moduli za ESP8266 hutumia chip ya kauri kwa antena badala ya wimbo wa mzunguko uliochapishwa. Sijui jinsi wanavyofanya kazi isipokuwa dielectri ya mara kwa mara ya kauri labda inaruhusu kupungua kwa saizi ya mwili. Faida ya chip Antenna ni alama ndogo kwa gharama ya gharama. Vipimo vya nguvu ya ishara vilirudiwa kwenye moduli na kauri ya chip ya kauri ikitoa matokeo kwenye picha. Antena ya chip inajitahidi kufikia nguvu ya ishara kubwa kuliko 30 ikilinganishwa na 35 na muundo wa PCB. Labda saizi haina maana baada ya yote? Kuweka moduli na juu kabisa ya chip hutoa usambazaji bora. Walakini katika Jaribio B na bodi imewekwa kwa usawa, kuna kinga nyingi kutoka kwa vifaa vingine kwenye ubao katika nafasi fulani. Mwishowe katika Jaribio C kuna nafasi ambapo chip ina njia wazi ya router na nyakati zingine wakati kuna kizuizi kutoka kwa vifaa vingine vya bodi.

Hatua ya 6: Matokeo ya Antenna ya mwelekeo

Moduli ya chip ya kauri ilikuwa na chaguo la kuunganisha antena ya nje kupitia kiunganishi cha IPX. Kabla ya kiunganishi kutumiwa, kiunga lazima kihamishwe ili kubadilisha njia ya ishara kutoka kwa chip hadi kwenye tundu la IPX. Hii ilionekana kuwa rahisi sana kwa kushikilia kiunga na kibano na kisha kupasha kiunga na chuma cha kutengeneza. Mara tu solder itayeyuka, kiunga kinaweza kuondolewa na kuwekwa katika nafasi mpya. Dab nyingine iliyo na chuma ya kutengeneza itaunganisha kiunga tena katika nafasi mpya. Kujaribu antena ya omni ilikuwa tofauti kidogo. Kwanza antena ilijaribiwa kwa kuizungusha kwa usawa. Ifuatayo antena ilibonyeza katika nafasi ya digrii 45 na kupimwa. Mwishowe njama ilifanywa na wima ya antena. Badala ya kushangaza, msimamo mbaya zaidi ulikuwa msimamo wa wima kwa antena haswa kwani antena za router zilikuwa wima na katika ndege kama hiyo. Nafasi nzuri zilikuwa na antenna kati ya usawa na digrii 45 na pembe ya kuzunguka ya digrii 120. Chini ya hali hizi, nguvu ya ishara ilifikia 40, uboreshaji mkubwa juu ya antena ya asili ya chip. Viwanja vinaonyesha tu kufanana kidogo na zile michoro nzuri za ulinganifu zilizoonyeshwa kwenye vitabu vya maandishi kwa antena. Kwa kweli, sababu zingine nyingi, zinazojulikana na zisizojulikana, huathiri nguvu ya ishara kufanya kipimo cha majaribio njia bora ya kujaribu mfumo.

Hatua ya 7: Antena ya Optimum

Kama jaribio la mwisho, antena ya mwelekeo ya omni iliwekwa digrii 45 katika nafasi ya nguvu ya ishara ya juu. Wakati huu antena haikuzungushwa lakini iliachwa kwa orodha kwa dakika 30 ili kutoa maoni ya tofauti ya kipimo. Njama inaonyesha kipimo ni thabiti hadi ndani ya +/- 2 RSSI vitengo. Matokeo haya yote yalichukuliwa katika kaya yenye umeme. Hakuna jaribio lililofanywa kuzima simu za DECT, oveni za microwave au vifaa vingine vya WiFi na Bluetooth ili kupunguza kelele za umeme. Huu ndio ulimwengu wa kweli… Hii inayoweza kufundishwa inaonyesha jinsi ya kupima ufanisi wa antena zinazotumiwa kwenye ESP8266 na moduli zinazofanana. Antena ya wimbo iliyochapishwa inatoa nguvu bora ya ishara ikilinganishwa na antena ya chip. Walakini, kama inavyotarajiwa, antenna ya nje inatoa matokeo bora.