ESP IoT na baterije: 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Ove upute pokazuju kako napraviti ESP IoT bazu zasnovanu na dizajnu u mojim prethodnim uputama.

Korak 1: Dizajn za uštedu energije

Potrošnja energije velika je briga za IoT uređaj na baterije. Kako bi se u potpunosti eliminirala dugotrajna potrošnja energije (nekoliko mA) iz nepotrebnih komponenti tijekom rada, ovaj dizajn odvaja sve te dijelove i prelazi na razvojnu stanicu.

Dock za razvoj

Sastoji se:

1. USB na TTL čip
2. Krug za pretvaranje signala RTS/DTR u EN/FLASH
3. Lipo modul punjača

Razvojna priključna stanica potrebna je samo za vrijeme razvoja i uvijek se povezuje s računalom, pa veličina i prijenosni uređaj ne predstavljaju veliku brigu. Htio bih upotrijebiti fensi način da to napravim.

IoT uređaj

Sastoji se:

1. ESP32 modul
2. Lipo baterija
3. 3v3 LDO krug
4. Prekidač za napajanje (opcionalno)
5. LCD modul (opcionalno)
6. Krug upravljanja napajanjem LCD -a (opcionalno)
7. tipka za buđenje iz dubokog sna (nije obavezno)
8. drugi senzori (izborno)

Druga briga za IoT uređaj s baterijskim napajanjem je kompaktnih dimenzija, a ponekad se odnosi i na prenosivost, pa ću za izradu pokušati koristiti manje komponente (SMD). Istodobno ću dodati LCD kako bi bio još fensi. LCD također može pokazati kako smanjiti potrošnju energije tijekom dubokog sna.

Korak 2: Priprema

Dock za razvoj

• USB na TTL modul (prekinuti RTS i DTR pinovi)
• Mali komadići akrilne ploče
• 6 pinova muško zaglavlje
• Okruglo muško zaglavlje sa 7 pinova
• 2 NPN tranzistora (ovaj put koristim S8050)
• 2 otpornika (~ 12-20k bi trebalo biti u redu)
• Lipo modul punjača
• Neke žice za matičnu ploču

IoT uređaj

• Okruglo žensko zaglavlje sa 7 pinova
• ESP32 modul
• 3v3 LDO regulator (ovaj put koristim HT7333A)
• SMD kondenzatori za stabilnost napajanja (Ovisi o najvećoj struji uređaja, ovaj put koristim 1 x 10 uF i 3 x 100 uF)
• Prekidač za napajanje
• ESP32_TFT_LCD knjižnica (ovaj put koristim JLX320-00202)
• SMD PNP tranzistor (ovaj put koristim S8550)
• SMD otpornici (2 x 10 K Ohm)
• Lipo baterija (ovaj put koristim 303040 500 mAh)
• Pritisnite gumb za buđenje okidača
• Neke bakrene trake
• Neke prevučene bakrene žice

Korak 3: RTS i DTR izbijanje

Većina USB na TTL modula koji podržavaju Arduino imaju DTR pin. Međutim, nema previše modula izbijenih RTS pinova.

Postoje 2 načina za to:

• Kupite module USB na TTL s pinovima za izbacivanje RTS i DTR

• Ako ispunjavate sve sljedeće kriterije, možete sami probiti RTS pin, u većini čipova RTS je pin 2 (trebali biste dvaput potvrditi sa svojim podatkovnim listom).

  1. već imate 6 pinski USB na TTL modul (za Arduino)
  2. čip je u SOP -u, ali nije u QFN -faktoru
  3. stvarno vjerujete da posjedujete vještinu lemljenja (raznio sam 2 modula prije uspjeha)

Korak 4: Sklapanje razvojne stanice

Izgradnja vizualiziranog kruga subjektivna je umjetnost, više detalja možete pronaći u mojim prethodnim uputama.

Evo sažetka veze:

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

-> Lipo modul punjača Vcc pin TTL pin 2 (GND) -> Pin priključne stanice 2 (GND) -> Lipo modul punjača GND pin TTL pin 3 (Rx) -> Priključak pin 3 (Tx) TTL pin 4 (Tx) -> Dock pin 4 (Rx) TTL pin 5 (RTS) -> NPN tranzistor 1 odašiljač -> 15 K Ohm otpornik -> NPN tranzistor 2 Osnovni TTL pin 6 (DTR) -> NPN tranzistor 2 odašiljač -> 15 K Ohm otpornik -> NPN tranzistor 1 Osnovni NPN tranzistor 1 Sakupljač -> Priključni priključak 5 (program) NPN tranzistor 2 Sakupljač -> Priključni priključak 6 (RST) Lipo modul punjača BAT pin -> Priključni priključak 7 (Baterija +ve)

Korak 5: Izborno: Prototipiranje ploče

Lemljenje u dijelu IoT uređaja malo je teško, ali nije bitno. Na temelju istog dizajna kruga, jednostavno možete upotrijebiti ploču za kruh i žicu za izradu prototipa.

Priložena fotografija je moj prototipni test s Arduino Blink testom.

Korak 6: Sklapanje IoT uređaja

Za kompaktnu veličinu biram mnoge SMD komponente. Možete ih jednostavno prebaciti na komponente prilagođene matičnoj ploči radi lakšeg izrade prototipa.

Evo sažetka veze:

Priključni priključak 1 (Vcc) -> Prekidač za napajanje -> Lipo +ve

-> 3v3 LDO regulator Vin Dock pin 2 (GND) -> Lipo -ve -> 3v3 LDO regulator GND -> kondenzator (i) -ve -> ESP32 GND Priključni priključak 3 (Tx) -> ESP32 GPIO 1 (Tx) Dock pin 4 (Rx) -> ESP32 GPIO 3 (Rx) Dock pin 5 (Program) -> ESP32 GPIO 0 Pin priključne stanice 6 (RST) -> ESP32 ChipPU (EN) Priključni priključak 7 (baterija +ve) -> Lipo +ve 3v3 LDO regulator Vout -> ESP32 Vcc -> 10 K Ohm otpornik -> ESP32 ChipPU (EN) -> PNP tranzistor Emitator ESP32 GPIO 14 -> 10 K Ohm otpornik -> PNP tranzistor Baza ESP32 GPIO 12 -> Gumb za buđenje -> 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 tranzistorski kolektor -> LCD Vcc -> LED

Korak 7: Upotreba energije

Kolika je stvarna potrošnja energije ovog IoT uređaja? Izmjerimo mojim mjeračem snage.

• Sve komponente (CPU, WiFi, LCD) mogu koristiti oko 140 - 180 mA
• Isključen WiFi, nastavi s prikazom fotografije na LCD -u, koristi oko 70 - 80 mA
• Isključen LCD, ESP32 prelazi u duboki san, koristi oko 0,00 - 0,10 mA

Korak 8: Sretan razvoj

Vrijeme je za razvoj vlastitog IoT uređaja na baterije!

Ako ne možete čekati kodiranje, pokušajte kompajlirati i fleširati moj prethodni izvor projekta:

github.com/moononournation/ESP32_BiJin_ToK…

Ili, ako želite probati značajku isključivanja, isprobajte moj sljedeći izvor projekta:

github.com/moononournation/ESP32_Photo_Alb…

Korak 9: Što je sljedeće?

Kao što je spomenuto u prethodnom koraku, moj sljedeći projekt je foto album ESP32. Može preuzeti nove fotografije ako je povezan WiFi i spremiti ih na bljesak, tako da uvijek mogu vidjeti novu fotografiju na cesti.

Korak 10: Izborno: 3D tiskana futrola

Ako imate 3D pisač, možete ispisati kućište za svoj IoT uređaj. Ili ga možete staviti u prozirnu slatku kutiju baš kao i moj prethodni projekt.