Pronalazač privjesa za IoT pomoću ESP8266-01: 11 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Jeste li kao da ja uvijek zaboravljam gdje ste držali ključeve? Nikada ne mogu pronaći svoje ključeve na vrijeme! I zbog ove moje navike, zakasnio sam na fakultet, rasprodaju Star Wars -a u ograničenom izdanju (još uvijek uznemiren!), Datum (nikad više nije odabrala moj poziv!)

Pa što je zapravo ovaj IoT privjesak za ključeve

Pa da vam dam apstraktnu ideju, zamislite da ste s roditeljima planirali večeru u otmjenom restoranu. Taman ste htjeli krenuti na put, ključevi nedostaju, jao! Znaš da je ključ negdje u kući. Onda se sjećate, hej, priložio sam IoT privjesak za ključeve koji sam napravio upućujući na Ashwinovu Instructable, Hvala Bogu! Izvadite telefon i otvorite Chrome, a zatim upišite IP privjesak za ključeve (npr. 192.168.43.193/) ili mycarkey.local/ (radi zbog mDNS-a) i pritisnite pretraživanje. Vau !, na vašem se telefonu pojavljuje web mjesto (zamislite da je vaš privjesak poslužitelj, tako čudno!). Kliknete gumb Buz My Key i u trenucima začujete zvučni signal iz radnih cipela (bože ove mačke). Pa pronašli ste ključeve i brzo krenuli na put, voila!

Kratka ideja o tome kako to funkcionira

ESP-01 u privjesku za ključeve povezuje se s bilo kojim WiFi-jem koji ste spomenuli u programu (možete spomenuti više naziva WiFi-a zajedno s lozinkama, a ESP-01 će se u tom trenutku povezati s najjačom dostupnom WiFi mrežom). Ako privjesak za ključeve izvadite iz svog dosega WiFi-ja, ESP-01 će se vjerojatno odspojiti i pokušati povezati s dostupnim spomenutim WiFi-om (pa ako ste ključ zaboravili kod prijatelja, lako ćete ga pronaći jednostavnim uključivanjem žarišne točke telefona (nisu potrebni podaci), a ESP-01 će se automatski povezati s vašom žarišnom točkom, a zatim možete zujati privjesak za ključeve i lako ga pronaći).

Prije početka preporučio bih svim korisnicima ESP -a koji prvi put čitaju A Beginner's Guide to ESP8266 by Pieter P. Kliknite ovdje. Ovaj vodič mi je kao početniku u čipu ESP8266 bio od velike pomoći.

Kakva je veza između ESP8266 i ESP-01

Kad sam počeo raditi s ESP -om, prilično sam se zbunio. Na internetu je bilo mnogo informacija o ESP čipovima. Nekada sam mislio da su ESP8266, ESP-01, ESP-12E itd. Svi različiti i da ne mogu koristiti program napisan u ESP-01 na ESP-12E, ali to nije slučaj. Dopustite mi da razjasnim vaše sumnje! ESP8266 je čip koji se koristi u svim ESP modulima (poput ESP-12E i ESP-01). Na tržištu postoji mnogo više ESP modula i svi koriste čip ESP8266. Jedina razlika između njih je funkcionalnost koju pruža ESP modul. Recimo da ESP-01 ima dosta manje GPIO pinova dok ESP-12E ima puno GPIO pinova. ESP-01 možda nema različite načine mirovanja poput ESP-12E, dok je ESP-01 jeftiniji i malih dimenzija.

Imajte na umu da svi oni koriste isti čip ESP8266, možemo bez problema koristiti isti program ESP8266 na svim ESP modulima sve dok ne koristite program koji može raditi samo na jednom određenom čipu (recimo da pokušavate uključite GPIO pin 6 na ESP-01 kojeg nema. Bez brige i programi koje sam naveo u ovom vodiču kompatibilni su sa svim ESP modulima. Zapravo sam sve kodiranje radio na ESP-12E NodeMCU jer je bilo lakše raditi i otklanjanje pogrešaka na razvojnoj ploči. Nakon što sam se uvjerio u svoj rad, isprobao sam te programe na ESP-01 koji su radili poput šarma bez ikakvih izmjena!

Neke ključne točke:

• Moj cilj je pomoći vam da shvatite kako možemo ugraditi IoT bilo gdje.
• Glavni zaključak iz ovog Instructablea je znanje o ugrađivanju ESP-01 u privjesak za ključeve koji djeluje bizarno, ali hej, inženjering je pun izazova! Preporučujem svima da osmisle različite dizajne privjesaka i pokušaju IoT privjesak za ključeve učiniti savršenim.
• IoT privjesak za ključeve koji sam napravio nije jako učinkovit u pogledu baterije (6 sati s 500mAH 3,7v Li-Po baterijom) i malo je glomazan. Ali znam, dečki možete učiniti savršenim ako ne i boljim i napraviti svoj vlastiti Instructable (ne zaboravite me spomenuti!)

Dosta bla bla bla! Započnimo

Kako teče moj Instructable

1. Potrebni materijali i komponente [Korak 1]
2. ESP-01 Početak rada [2. korak]
3. Spremamo zujalicu za ESP-01 [Korak 3]
4. Priprema za programiranje [Korak 4]
5. Personalizacija programa [Korak 5]
6. Omogućuje programiranje ESP-01 [Korak 6]
7. IP i mDNS za upravljanje zujalicom [Korak 7]
8. Odabir odgovarajuće baterije [8. korak]
9. Postavljanje svih komponenti [Korak 9]
10. Priprema vanjskog poklopca za postavljanje kruga privjesaka i baterije [Korak 10]
11. Vrijeme je da zavidite svojim prijateljima! Nekoliko završnih misli [Korak 11]

Korak 1: Potrebni materijali i komponente

Dakle, spremni ste, super!

Spomenuo sam sve komponente koje se koriste u ovom Instructable na gornjoj slici (slika vrijedi tisuću riječi)

Korak 2: Početak rada s ESP-01

Koristio sam mnoge ESP module, ali moram reći da mi je ESP-01 najdraži ESP8266 modul jer je najmanji i jeftin.

Na ESP-01 postoji ukupno 8 pinova. Gore sam dao sliku pin -dijagrama.

Za programiranje ESP-01 koristit ćemo Arduino UNO ploču i Arduino IDE jer mnogi od vas moraju imati Arduino kod kuće.

U ESP-01 postoje dva načina rada:

• Način programiranja
• Normalni način pokretanja

Za promjenu načina rada potrebno je samo promijeniti RST i GPIO 0 pinove.

ESP8266 će provjeriti pri pokretanju na koji način se treba pokrenuti. To čini provjerom GPIO 0 pina. Ako je pin uzemljen, 0V ESP će se pokrenuti u način programiranja. Ako pin i dalje pluta ili je spojen na 3.3V ESP normalno se podiže.

RST pin je aktivan nisko pa će 0V na RST pinu resetirati čip (samo dodirnite RST pin na masu na sekundu)

Za normalni način pokretanja: GPIO 0 bi trebao biti ili plutajući ili priključen na 3,3 V nakon resetiranja ili prvog pokretanja čipa

Za način programiranja: GPIO 0 bi trebao biti uzemljen nakon resetiranja ili prvog pokretanja čipa i ostati uzemljen dok programiranje ne završi. Da biste izašli iz ovog načina rada, samo uklonite GPIO 0 pin sa zemlje i držite ga ili plutajućim ili ga priključite na 3V, a zatim uzemljite RST pin na sekundu. ESP se vraća u normalan način rada.

ESP-01 ima 1 MB flash memorije.

Upozorenje! ESP-01 radi s 3,3 V, ako bilo kojem pinu date više od 3,6 V ispržit ćete čip (već sam ispržio dva ESP-01). Možemo ga koristiti između 3V - 3.6V, sada je ovo korisno jer ćemo koristiti 3.7V LiPo bateriju. Objasnit ću kako možemo koristiti ovu bateriju s ESP-01 u nadolazećim koracima.

Korak 3: Spremamo zujalicu za ESP-01

Postoje dvije vrste zujalica:

• Aktivni zujalica
• Pasivni zujalica

Aktivni zujalici rade izravno dajući određeni napon. Odmah ćete čuti zujanje.

Pasivni zujalici zahtijevaju PWM. Dakle, ako primijenite konstantan napon, zujalica neće proizvesti nikakav zvuk.

Odaberite aktivni 3V zvučni signal.

ESP-01 pinovi mogu dati samo do 12mA što je prilično manje s obzirom na potrebnu snagu za 3V zujalicu. Zato ćemo koristiti NPN tranzistor (koristio sam 2N3904) kao prekidač za upravljanje zujalicom.

Slijedite dijagram povezivanja tako da pogledate gore učitane slike. Povežite se na ploču. U nadolazećim fazama možete testirati svoj krug i provjeriti radi li sve prije lemljenja svih komponenti na PCB.

Korak 4: Priprema za programiranje

Sada postavimo Arduino IDE za programiranje ESP-01

Prvo ćemo dodati ploču ESP8266 na Arduino IDE. Otvorite Arduino IDE i idite na Datoteka> Postavke. Vidjet ćete dodatni URL upravitelja ploča. Zalijepite ovu vezu:

• Sada idite na Alati> Ploča> Upravitelj ploča
• Pretražite esp8266. Trebali biste vidjeti esp8266 od strane zajednice ESP8266. Instalirajte ga.
• Sada idite na Alati> Ploča> ESP8266 ploče. Odaberite Opći modul ESP8266.
• Gotovo! Postavili ste Arduino IDE

Veze

Spojite svoj ESP-01 na Arduino UNO ploču prema dijagramu povezivanja na gornjim slikama.

Nećemo koristiti čip Atmega328p (Da, taj veliki čip na Arduino ploči). Upravo koristimo Arduino UNO ploču za programiranje ESP-01, to je razlog zašto smo priključili RESET pin Atmega na 5V port.

GPIO0 i RST pin koriste se za upravljanje pokretanjem ESP-01. Više o koraku 6

CRVENA LED dioda koristi se za provjeru radi li učitani program ili ne.

U redu sada kada su veze uspostavljene, preuzmite moj kôd za privjesak odozdo. U sljedećem koraku objasnit ću kako unijeti neke izmjene u svoj kôd i kako prenijeti program.

Neke dodatne informacije (preskočite ako želite)

Možda ste primijetili da Rx ide na Rx, a Tx na Tx. To nije u redu !. Ako uređaj odašilje, drugi uređaj prima (Tx u Rx) i obrnuto (Rx u Tx). Pa čemu ta veza?

Pa Arduino UNO ploča je napravljena tako. Da pojasnim, Rx i Tx USB kabela koji se povezuje s Arduino UNO pločom spojeni su na Atmega328p. Veza se vrši ovako: Rx USB -a ide na Tx Atmega, a Tx USB -a na Rx na Atmega. Sada je priključak 0 i 1 dat kao Rx i Tx spojen izravno na Atmegu (Rx Atmege je Rx na priključku Pin 0, a Tx na Atmegi je Tx porta Pin 1) i kako nećemo koristite Atmegu za programiranje i samo trebate izravno USB veze, možete vidjeti da je Tx USB -a Rx Arduino UNO ploče Pin 0, a Rx USB -a je Tx Arduino UNO ploče Pin 1

Fuj! Sada znate Rx Tx veze.

Sigurno ste primijetili otpornik između Rx - Rx veze. Pa, to je važno za sprječavanje prženja ESP-01 čipa zbog TTL 5V. Koristili smo vezu podijeljenu naponom koja u osnovi smanjuje 5V pri Rx na 3.3V tako da ESP-01 neće pržiti. Ako želite znati kako djeli naponski razdjelnik, idite na ovu vezu:

Korak 5: Personalizacija programa

Kad otvorite moj program, možete se uplašiti svih žargona i kodova. Ne brinite. Ako želite znati kako program radi, pogledajte vezu Vodič za početnike koju sam naveo na početku ovog uputstva.

Cijelo područje koda u koje možete unijeti izmjene prisutno je između ovakvih komentara u jednom retku

//-----------------------------------

unesite svoje promjene ovdje;

//----------------------------------

Molimo vas da pročitate komentare koje sam naveo u programu kako biste bolje razumjeli kôd

…….

U program možete dodati više naziva WiFi-a i odgovarajuće šifre. ESP-01 će se spojiti na onaj koji je najjači u vrijeme skeniranja. Nakon prekida veze, stalno će tražiti dostupan WiFi na koji se može povezati, a zatim se automatski povezuje. Preporučio bih vam da u program dodate svoj kućni WiFi i mobilnu pristupnu točku.

Sintaksa za dodavanje WiFi -a: wifiMulti.addAP ("Hall_WiFi", "12345678");

Prvi niz je naziv WiFi -a, a drugi niz je lozinka.

…….

Ako želite promijeniti pin na koji je zujalica spojena, to možete navesti u varijabli

const int buz_pin = pin_no;

pin_no bi trebao biti valjana vrijednost prema ESP modulu koji koristite.

LED_BUILTIN vrijednost je GPIO 2 pin za ESP-01;

…….

Dodatno [preskočite ako želite]

Kako će se naš ESP-01 ponašati kao poslužitelj, postoji osnovni HTML kod web stranice koji sam već dodao u program koji ste prethodno preuzeli. Neću ulaziti u detalje, ali ako želite istražiti izvorni HTML, možete ga preuzeti odozdo. [PREimenujte datoteku iz html code.html.txt u html code.html]

Korak 6: Omogućuje programiranje ESP-01

1)

• Spojite Arduino UNO ploču na računalo.

• Provjerite jesu li ove opcije odabrane u odjeljku Alati

  • Ploča: "Generički modul ESP8266"
  • Brzina prijenosa: "115200"
  • Ostale opcije neka ostanu zadane
• Ne idite na Alati> Port
• Odaberite Arduino UNO COM port (Moje računalo je prikazalo COM3. Vaše se mogu razlikovati.

2) To je to. Prije nego kliknemo Upload, moramo pokrenuti ESP-01 u programski način. Za to uzemljenje 0V pin ESP-01. Zatim uzemljite RST pin na sekundu. Sada se ESP-01 pokrenuo u način programiranja.

3) Sada kliknite na Upload u svom Arduino IDE -u. Za sastavljanje skice potrebno je neko vrijeme. Pratite prozore statusa naredbe ispod Arduino IDE -a.

4) Nakon što je kompajliranje završeno, trebali biste vidjeti Connecting ……._ ……._ ……… To je kada se vaše računalo pokušava povezati s vašim ESP-01. Ako dobijete vezu ……. dulje vrijeme ili ako veza ne uspije (to se često događa sa mnom) samo ponovno postavite ESP-01 (dodirnem RST na ESP-01 na masu 0V 2-3 puta da provjerim je li se pokrenuo u način programiranja).

Ponekad čak i nakon što ovo učini, veza ne uspije, ono što radim je nakon što dobijem Connecting …… _ …… Ponovno postavljam ESP-01 i obično to uspije. Imajte na umu da bi GPIO 0 pin trebao biti uzemljen tijekom cijelog programskog razdoblja.

5) Nakon što je prijenos završen, dobit ćete:

Odlazak ……

Tvrdo resetiranje putem RTS pina…

To znači da je kôd uspješno učitan. Sada izvadite pin GPIO 0 iz zemlje, a zatim ponovno postavite ESP-01. Sada će se vaš ESP pokrenuti u normalnom načinu rada i pokušati se povezati s WiFi mrežom koju ste spomenuli u programu.

Program ESP-01 možete pratiti s Arduino serijskog monitora.

6) Otvorite Serijski monitor, u donjem desnom kutu Odaberite NL i CR i brzinu prijenosa kao 115200. Ponovno postavite ESP-01 (neka GPIO 0 pluta ili je povezan na 3,3 V dok pokušavamo pokrenuti preneseni program), a zatim vidjet ćete sve poruke koje je vratio ESP-01. U početku ćete možda vidjeti neke vrijednosti smeća što je normalno za sve čipove ESP8266. Nakon uspješne veze vidjet ćete IP adresu ispisanu na ekranu. Zabilježite to.

Dodao sam neke emotikone u serial.print () koji izgleda dobro u serijskom monitoru jer daje neke izraze. Tko kaže da ne možemo biti kreativniji!

Korak 7: IP i MDNS za upravljanje zujalicom

Prije nego što krenem u detalje o poslužitelju, pokušajte uključiti zvučni signal. Uređaj kojem pokušate pristupiti poslužitelju ESP-01 trebao bi biti spojen na istu mrežu kao i ESP-01 ili bi trebao biti povezan s hotspotom vašeg uređaja. Sada otvorite svoj omiljeni preglednik i upišite IP adresu koju ste dobili u prethodnom koraku i pretražite. Trebao bi otvoriti stranicu. Kliknite na Toggle zujanje i CRVENA LED dioda bi trebala početi treptati!

Što je IP adresa?

IP je adresa koju svaki uređaj dobije nakon povezivanja na WiFi mrežu. IP adresa je poput jedinstvenog identifikatora koji pomaže u pronalaženju određenog uređaja. Ne mogu dva uređaja imati istu IP adresu na istoj mreži. Kad se ESP-01 poveže na WiFi ili hotspot, dodjeljuje mu se IP adresa koju ispisuje u serijskom monitoru.

Što je dakle mDNS?

Razumijemo DNS. To znači sustav naziva domene. To je poseban poslužitelj koji vraća IP adresu domene koju ste pretraživali. Recimo da ste na primjer pretraživali instructables.com. Preglednik traži DNS poslužitelj i poslužitelj vraća IP adresu instructables.com. U vrijeme pisanja ovog uputstva dobio sam IP adresu instructables.com kao 151.101.193.105. Sada, ako stavim 151.101.193.105 na adresnu traku preglednika i pretražim, dobit ću istu web stranicu Instructables.com, uredno! Postoji još jedna prednost DNS -a, IP adresa uređaja se stalno mijenja, recimo da je IP vaših usmjerivača danas bio 92.16.52.18, a sutra možda 52.46.59.190. IP se mijenja svaki put kad se vaš uređaj ponovo poveže s mrežom. Kako DNS automatski ažurira IP svih uređaja, uvijek smo usmjereni na odgovarajući odredišni poslužitelj.

Ali ne možemo napraviti DNS poslužitelj za naš ESP-01 koji bi postavio upit o IP-u. U tom slučaju koristit ćemo mDNS. Radi na lokalnim uređajima. U serijskom monitoru ste možda primijetili esp01.local/ ovo je naziv koji smo dodijelili našem ESP-01 koji bi automatski reagirao na esp01.local/ (pokušajte pretražiti esp01.local/ u svom pregledniku). Dakle, sada možete pristupiti ESP-01 izravno isto kao što pretražujete instructables.com bez poznavanja njihove IP adrese. Ali postoji problem, mDNS još ne radi na Androidu, znači da ne možete pristupiti svom ESP -u pomoću mDNS -a na Android uređajima, već morate upisati IP adresu na traku za pretraživanje. mDNS odlično radi na iOS -u, macOS -u, ipadOS -u, a za Windows morate instalirati Bonjour, dok na Linuxu morate instalirati Avahi.

Za promjenu imena ESP-01 mDNS pronađite mdns.begin ("esp01"); u mom programu i zamijenite "esp01" niz bilo kojim željenim nizom koji želite.

Ako ne želite koristiti mDNS, postoji još jedna stvar koju možete učiniti. Idite na postavke usmjerivača nakon što je vaš ESP-01 spojen na usmjerivač i postavite statičku IP adresu za ESP-01. Statički IP se ne mijenja s vremenom. Na internetu možete pretraživati kako konfigurirati usmjerivač za postavljanje statičkog IP -a na bilo koji uređaj. Dobit ćete mnoge korisne web stranice. Stoga, kad dodijelite statički IP, samo ga zabilježite ili napravite oznaku u pregledniku kako biste sljedeći put mogli pretraživati izravno s oznake.

Sada se za mobilne žarišne točke IP ne mijenja (za mene se nije promijenio kao nikada!). IP adrese uređaja spojenog na vašu žarišnu točku možete dobiti u postavkama Android žarišne točke. Samo napravite oznaku ESP-01 IP-a u pregledniku i to je to, web stranici možete pristupiti u bilo kojem trenutku i dopisati privjesak za ključeve.

IP ADRESA DODJELJENA ESP-01 PRILIKOM POVEZIVANJA NA MOBILNI HOTSPOT I WIFI MOGU BITI RAZLIČITI

Napomena: Za pristup ESP-01 morate biti na istoj mreži kao i vaš ESP modul. Dakle, ne možete ga kontrolirati putem interneta, već samo putem lokalne mreže.

Korak 8: Odabir odgovarajuće baterije

Prvo shvatimo mAh

Recimo da imate bateriju od 3,7 V kapaciteta 200 mAh. Baterija je spojena na krug koji troši 100mA. Dakle, koliko će dugo baterija moći napajati krug?

samo podijeli

200mAh/100mA = 2h

Da, 2 sata!

mAh je ocjena koja pokazuje koliko snage izvor može dati na sat vremena. Ako baterija ima 200mAh, daje snagu 200mA neprekidno 1 sat prije nego što izumre.

Odabrao sam bateriju od 3.7V 500mAh (idite na više mAh> 1000mAh (poželjno). U bilo kojoj trgovini nisam mogao nabaviti bolju bateriju mAh).

ESP-01 otprilike troši 80mA struje

Otprilike bi naš krug trebao potrošiti 100mA bez zujanja. Tako bi naša baterija trebala moći napajati krug više od 5 sati (za bateriju od 500 mAh) s obzirom na to da je zujalica većinu vremena isključena. Baterija od 1000 mAh trebala bi dati više od 10 sati rezervne baterije. Zato odaberite bateriju prema vašim potrebama.

U redu, možemo li sada bateriju spojiti izravno na naš krug? NE. Napon baterije je 3,7V. Svaki napon iznad 3,6 V ubit će naš čip ESP8266. Što onda učiniti? Možete pojačati napon na 5V, a zatim ga smanjiti pomoću 3.3 prekidača, ali hej! ti će krugovi zauzeti puno prostora. Također zaboravljamo da će baterija od 3,7 V dati 4,2 V pri punom punjenju. Ovo me u početku jako mučilo!

Tada sam se sjetio da možemo koristiti diodu za pad napona. Ako se sjećate, silicijska dioda pada otprilike 0,7 V kad se nagne prema naprijed. ESP-01 možete spojiti na diodu koja je spojena na bateriju od 3,7 V. Dioda bi trebala pasti 0,7 V pa bi trebala dobiti 3 V (3,7 - 0,7). A pri punoj napunjenosti trebali bismo dobiti 3,5 (4,2 - 0,7) što je dobar raspon za napajanje ESP -01. Odaberite diodu serije 1N400x.

Pogledajte veze na gornjim slikama.

U redu. Sada kada smo dovršili bateriju, vidimo kako napraviti nosač za punjenje našeg privjeska za ključeve.

Korak 9: Postavljanje svih komponenti

Skoro smo završili privjesak za ključeve!

Ostaje samo napraviti privjesak za ključeve i unutra staviti sve komponente.

Dijagram kola dat je gore. Planirajte kako će se vaše komponente međusobno uklopiti.

Možda ste primijetili kondenzator u shemi kola. To je potrebno za uklanjanje fluktuacija napona u krugu jer je ESP8266 osjetljiv na promjene napona.

Možete koristiti JST konektor za spajanje baterije na krug jer će u budućnosti biti lako zamijeniti bateriju.

Koristim ženske igle zaglavlja zalemljene na PCB za spajanje ESP-01. Postaje lako ukloniti i umetnuti ESP-01 u krug.

Pobrinite se da vaš krug bude što manji!

Korak 10: Priprema vanjskog poklopca za postavljanje kruga privjeska i baterije

Ovdje želim da momci smislite različite ideje za privjesak za ključeve.

Koristim izreze od kartona za izradu kocke unutar koje se nalazi baterija i krug. Malo je glomazan, ali u redu za nošenje u džepu.

Razmišljajte i smislite nevjerojatne ideje za privjeske za ključeve!

Korak 11: Završite

Čestitamo! Napravili ste IoT privjesak za ključeve!

U ovom projektu postoji mnogo mogućnosti za poboljšanje, kao što možemo poboljšati trajanje baterije, učiniti privjesak još manjim itd. Nastavit ću ažurirati ovaj Instructable boljim značajkama koje možemo dodati privjesku za ključeve.

Do tada nastavite graditi, lomite, obnavljajte!

Pretplatite se na mene da biste dobivali obavijesti o sljedećoj instrukciji.

Bilo koji upit slobodno ga postavite u odjeljak za komentare. Vidimo se u sljedećem Instructable.