Batareyalı ESP IoT: 10 Adım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Bu təlimatlar, əvvəlki təlimatlarımda dizayn əsasında Batareyalı ESP IoT bazasının necə qurulacağını göstərir.

Addım 1: Enerji qənaət edən dizayn

Güc istehlakı, batareyalı IoT cihazı üçün böyük bir narahatlıqdır. Çalışarkən lazımsız komponentdən uzunmüddətli enerji istehlakını (bir neçə mA) tamamilə ortadan qaldırmaq üçün, bu dizayn bütün bu hissələri ayırır və inkişaf dokuna keçir.

İnkişaf Dock

Bu ibarətdir:

1. USB - TTL çipi
2. RTS/DTR -dən EN/FLASH siqnal çevirmə dövrəsi
3. Lipo şarj cihazı modulu

İnkişaf doku yalnız inkişaf edərkən və həmişə kompüterə qoşularkən tələb olunur, buna görə ölçüsü və portativliyi böyük bir narahatlıq yaratmır. Bunu etmək üçün daha maraqlı bir üsuldan istifadə etmək istərdim.

IoT Cihazı

Bu ibarətdir:

1. ESP32 modulu
2. Lipo batareyası
3. 3v3 LDO dövrəsi
4. Güc açarı (isteğe bağlı)
5. LCD modulu (isteğe bağlı)
6. LCD güc nəzarət dövrəsi (isteğe bağlı)
7. dərin yuxudan oyanmaq üçün düymə (isteğe bağlı)
8. digər sensorlar (isteğe bağlı)

Batareyalı IoT cihazı üçün ikinci narahatlıq ölçüsü kompaktdır və bəzən də portativliyə aiddir, buna görə də daha kiçik komponentlərdən (SMD) istifadə etməyə çalışacağam. Eyni zamanda daha gözəl olması üçün bir LCD əlavə edəcəyəm. LCD, dərin yuxu zamanı enerji istehlakını necə azaltmağı da göstərə bilər.

Addım 2: Hazırlıq

İnkişaf Dock

• USB -dən TTL -ə qədər modul (RTS və DTR pinləri qırılıb)
• Kiçik akril lövhələr
• 6 başlıq kişi başlığı
• 7 başlıq yuvarlaq kişi başlığı
• 2 NPN tranzistoru (bu dəfə S8050 istifadə edirəm)
• 2 rezistor (~ 12-20k tamam olmalıdır)
• Lipo şarj cihazı modulu
• Bir az çörək taxtası telləri

IoT Cihazı

• 7 başlıq yuvarlaq qadın başlığı
• ESP32 modulu
• 3v3 LDO tənzimləyicisi (bu dəfə HT7333A istifadə edirəm)
• Güc sabitliyi üçün SMD kondansatörləri (Cihazın pik cərəyanından asılıdır, bu dəfə 1 x 10 uF və 3 x 100 uF istifadə edirəm)
• Güc açarı
• ESP32_TFT_Kitabxana dəstəyi ilə LCD (bu dəfə JLX320-00202 istifadə edirəm)
• SMD PNP tranzistoru (bu dəfə S8550 istifadə edirəm)
• SMD rezistorları (2 x 10 K Ohm)
• Lipo batareyası (bu dəfə 303040 500 mAh istifadə edirəm)
• Tetikleyici oyanmaq üçün düyməni basın
• Bəzi mis lentlər
• Bəzi örtüklü mis tellər

Addım 3: RTS və DTR çıxın

Arduino -nu dəstəkləyən USB -dən TTL -ə qədər modulun çoxu DTR pininə malikdir. Bununla birlikdə, RTS pinini pozan çox modul yoxdur.

Bunu etmək üçün 2 yol var:

• RTS və DTR ayırma pinləri olan USB -dən TTL -ə qədər modullar alın

• Aşağıdakı bütün meyarları yerinə yetirsəniz, RTS pinini özünüz çıxara bilərsiniz, əksər çiplərdə RTS pin 2 -dir (məlumat cədvəlinizlə iki dəfə təsdiq etməlisiniz).

  1. artıq 6 pinli TTL modulunuz var (Arduino üçün)
  2. çip SOP -da olsa da QFN form faktoru deyil
  3. həqiqətən lehimləmə bacarığınıza güvənirsiniz (müvəffəqiyyətdən əvvəl 2 modulu uçurdum)

Addım 4: İnkişaf Dock Assambleyası

Vizual bir dövrə qurmaq subyektiv bir sənətdir, əvvəlki təlimatlarımda daha çox məlumat tapa bilərsiniz.

Bağlantının xülasəsi budur:

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

-> Lipo Charger modulu Vcc pin TTL pin 2 (GND) -> Dock pin 2 (GND) -> Lipo Charger modulu GND pin TTL pin 3 (Rx) -> Dock pin 3 (Tx) TTL pin 4 (Tx) -> Dock pin 4 (Rx) TTL pin 5 (RTS) -> NPN transistor 1 Emitter -> 15 K Ohm müqavimət -> NPN transistor 2 Base TTL pin 6 (DTR) -> NPN transistor 2 Emitter -> 15 K Ohm müqavimət -> NPN tranzistor 1 Baza NPN tranzistor 1 Kollektor -> Dock pin 5 (Proqram) NPN transistor 2 Kollektor -> Dock pin 6 (RST) Lipo Charger modulu BAT pin -> Dock pin 7 (Battery +ve)

Addım 5: İsteğe bağlı: Breadboard Prototipləşdirmə

IoT cihaz hissəsindəki lehimləmə işi bir az çətindir, amma vacib deyil. Eyni sxem dizaynına əsaslanaraq, prototipinizi etmək üçün sadəcə bir çörək taxtası və bir az tel istifadə edə bilərsiniz.

Əlavə edilmiş şəkil Arduino Blink testi ilə mənim prototip testimdir.

Addım 6: IoT Cihazı Montajı

Kompakt ölçü üçün bir çox SMD komponenti seçirəm. Asan prototip hazırlamaq üçün onları çörək taxtasına uyğun komponentlərə keçirə bilərsiniz.

Bağlantının xülasəsi budur:

Dock pin 1 (Vcc) -> Güc açarı -> Lipo +ve

-> 3v3 LDO Regulator Vin Dock pin 2 (GND) -> Lipo -ve -> 3v3 LDO Regulator GND -> kondansatör (lər) -ve -> ESP32 GND Dock pin 3 (Tx) -> ESP32 GPIO 1 (Tx) Dock pin 4 (Rx) -> ESP32 GPIO 3 (Rx) Dock pin 5 (Proqram) -> ESP32 GPIO 0 Dock pin 6 (RST) -> ESP32 ChipPU (EN) Dock pin 7 (Battery +ve) -> Lipo +ve 3v3 LDO Regulator Vout -> ESP32 Vcc -> 10 K Ohm müqavimət -> ESP32 ChipPU (EN) -> PNP transistoru Emitor ESP32 GPIO 14 -> 10 K Ohm rezistor -> PNP transistor bazası ESP32 GPIO 12 -> Oyanma düyməsi -> 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 tranzistor Kollektoru -> LCD Vcc -> LED

Addım 7: Güc istifadəsi

Bu IoT cihazının faktiki güc istifadəsi nədir? Güc sayğacımla ölçək.

• Bütün komponentlər (CPU, WiFi, LCD) təxminən 140 - 180 mA istifadə edə bilər
• WiFi söndürüldü, LCD -də fotoşəkili göstərməyə davam edin, təxminən 70 - 80 mA istifadə edir
• LCD söndürüldükdə, ESP32 dərin yuxuya gedir, 0.00 - 0.10 mA ətrafında istifadə edir

Addım 8: Xoşbəxt İnkişaf

Öz Batareyalı IoT cihazınızı inkişaf etdirməyin vaxtı gəldi!

Kodlamağı gözləyə bilmirsinizsə, əvvəlki layihə mənbəyimi tərtib etməyə çalışa bilərsiniz:

github.com/moononournation/ESP32_BiJin_ToK…

Ya da söndürmə xüsusiyyətini dadmaq istəyirsinizsə, növbəti layihə mənbəyimi sınayın:

github.com/moononournation/ESP32_Photo_Alb…

Addım 9: Sonrakı Nədir?

Əvvəlki addımda qeyd edildiyi kimi, növbəti layihəm ESP32 Fotoalbomudur. WiFi -yə qoşulduqda yeni fotoşəkilləri yükləyə və flaşa saxlaya bilər ki, həmişə yeni fotoşəkili yolda görə biləm.

Addım 10: İsteğe bağlı: 3D çaplı qutu

3D printeriniz varsa, çantanı IoT cihazınız üçün çap edə bilərsiniz. Ya da əvvəlki layihəm kimi şəffaf bir şirin qutuya qoya bilərsiniz.