ESP8266 Uzorak zračenja: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

ESP8266 popularan je modul mikrokontrolera jer se može povezati s internetom putem ugrađenog WiFi -ja. Ovo otvara mnoge mogućnosti hobistima za izradu gadgeta i IoT uređaja na daljinsko upravljanje s minimalnim dodatnim hardverom. Prikladno je da većina modula ima antenu, bilo s obrnutim F tipom tiskanog kruga ili keramičkim čipom. Neke ploče čak dopuštaju priključivanje vanjske antene radi dodatnog dometa. Većina nas je upoznata s neobičnostima radijskih, TV ili čak antena za mobitele. Nakon pažljivog namještanja položaja antene ili seta, signal postaje bučan baš kad se odmaknete i sjednete! Nažalost, ESP8266 kao bežični uređaj može pokazati slično antisocijalno ponašanje. Metoda mjerenja uzorka zračenja ESP8266 objašnjena je u ovom Uputu pomoću jačine RSSI signala o kojoj izvješćuje modul. Testirano je nekoliko tipova antena i istaknuta slatka točka za svaku verziju. Mali koračni motor koristi se za rotiranje modula ESP8266 za 360 stupnjeva u razdoblju od 30 minuta i prosječno očitanje RSSI -ja mjereno svakih 20 sekundi. Podaci se šalju na ThingSpeak, besplatnu uslugu IoT analize koja rezultate prikazuje kao polarnu plohu s koje se može razriješiti smjer maksimalnog signala. Ovaj se postupak ponovio za nekoliko orijentacija modula ESP8266.

Pribor

Komponente za ovaj projekt lako se mogu pronaći na internetu od dobavljača kao što su eBay, Amazon itd., Ako već nisu u vašoj kutiji za smeće.

28BYJ48 5V koračni motor ULN2003 upravljačka ploča Arduino UNO ili slični moduli ESP8266 za testiranje Vanjska antena USB napajanje Arduino IDE i ThingSpeak račun Sitni proizvodi - plastična cijev, žica, Blu tak

Korak 1: Pregled sustava

Arduino Uno koristi se za pokretanje koračnog motora kroz punu rotaciju u razdoblju od 30 minuta. Budući da motor uzima više struje nego što je dostupno u Uno -u, upravljačka ploča ULN2003 koristi se za napajanje dodatne struje motora. Motor je pričvršćen na komad drveta kako bi se dobila stabilna platforma i duljina plastične cijevi gurnute na vreteno motora koja će se koristiti za ugradnju ispitivanog modula. Kad je Uno uključen, vreteno motora se potpuno okreće svakih 30 minuta. Modul ESP8266 programiran za mjerenje jačine WiFi signala, RSSI, zalijepljen je za plastičnu cijev tako da se modul potpuno okreće. Svakih 20 sekundi ESP8266 šalje očitanje jačine signala na ThingSpeak gdje je signal ucrtan u polarne koordinate. RSSI očitanje može varirati među proizvođačima čipova, ali općenito leži između 0 i -100 sa svakom jedinicom koja odgovara 1 dBm signala. Kako se mrzim baviti negativnim brojevima, konstanta 100 je dodana RSSI očitanju na polarnom grafikonu tako da su očitanja pozitivna, a veće vrijednosti ukazuju na bolju jačinu signala.

Korak 2: Koračni motor

Koračni motor 28BYJ48 lagano je pričvršćen na komad drveta kako bi se osigurala stabilnost. Oko 8 inča plastične cijevi od 1/4”zalijepljeno je na vreteno koračnog motora za montažu testiranog modula. Uno, ploča vozača i motor ožičeni su kako je već mnogo puta opisano na internetu. Kratka skica u datoteci umetnuta je u Uno tako da se cijev okreće cijeli krug svakih 30 minuta kada se uključi.

Skica koja se koristi za rotiranje motora navedena je u tekstualnoj datoteci, ovdje nema ništa revolucionarno.

Korak 3: Testiranje ESP8266

Moduli za testiranje najprije su prikazani skicom koja šalje RSSI očitanje u ThingSpeak svakih 20 sekundi radi potpunog okretaja koračnog motora. Tri orijentacije su iscrtane za svaki modul označen testom A, B i C. U položaju A, modul je postavljen na stranu cijevi s antenom prema gore. Kad se okrene prema anteni, RHS antene pokazuje na usmjerivač na početku ispitivanja. Nažalost, ponovno su me oplemenili negativni brojevi, motor se okreće u smjeru kazaljke na satu, ali je polarni prikaz skaliran u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. To znači da je nezaštićena široka strana antene okrenuta prema usmjerivaču za oko 270 stupnjeva. U položaju B, modul je vodoravno postavljen na vrh cijevi. Antena pokazuje na usmjerivaču kao u testu A na početku ispitivanja. Konačno, modul se postavlja kao u testu A, a zatim se modul uvija u smjeru kazaljke na satu za 90 stupnjeva i postavlja tako da dobije testni položaj C.

Tekstualna datoteka daje kôd potreban za slanje RSSI podataka u ThingSpeak. Morate dodati vlastite WiFi podatke i API ključ ako koristite ThingSpeak.

Korak 4: Rezultati obrnutog F ispisanog kruga

Prvi testirani modul imao je vijugavu antenu s tiskanim krugom koja je najčešći tip jer je najjeftinija za proizvodnju. Polarni grafikon prikazuje kako se jačina signala mijenja pri rotiranju modula. Upamtite da se RSSI temelji na log skali, pa je promjena 10 RSSI jedinica 10 puta veća snaga signala. Test A s antenom na vrhu modula daje najviši signal. Također, najbolji položaj je kada je staza PCB -a okrenuta prema usmjerivaču. Lošiji rezultati javljaju se u testu B gdje postoji velika zaštita od ostalih komponenti na ploči. Test C također pati od štitnika komponenti, ali postoje neki položaji na kojima staza PCB -a ima jasan put do usmjerivača. Najbolji način za montiranje modula je s antenom koja je na vrhu, a trag PCB -a okrenut prema usmjerivaču. U ovom slučaju možemo očekivati jačinu signala od oko 35 jedinica. Neoptimalni položaji mogu lako smanjiti jačinu signala za deset puta. Obično bi se modul ugradio u kutiju i za fizičku i za zaštitu okoliša, mogli bismo očekivati da će to još više smanjiti signal … Test za budućnost.

ThingSpeaku je potrebno malo koda za organizaciju podataka i izradu polarnih grafikona. To se može pronaći u ugrađenoj tekstualnoj datoteci.

Korak 5: Rezultati keramičkih čipova

Neki moduli ESP8266 koriste keramički čip za antenu umjesto zapisa s tiskanim krugom. Nemam pojma kako rade, osim što visoka dielektrična konstanta keramike vjerojatno omogućuje smanjenje fizičke veličine. Prednost čip antene je manji otisak na štetu troškova. Ispitivanja jačine signala ponovljena su na modulu s keramičkom čip antenom dajući rezultate na slici. Antena s čipom se trudi postići jačinu signala veću od 30 u usporedbi s 35 s dizajnom PCB -a. Možda je veličina ipak važna? Postavljanje modula s čipom na vrhu daje najbolji prijenos. Međutim, u testu B s vodoravno postavljenom pločom postoji velika zaštita od ostalih komponenti na ploči u određenim položajima. Konačno, u testu C postoje položaji gdje čip ima jasan put do usmjerivača i u drugim slučajevima kada postoje prepreke od drugih komponenti ploče.

Korak 6: Rezultati omni usmjerene antene

Modul s keramičkim čipom imao je mogućnost povezivanja vanjske antene putem IPX konektora. Prije nego što se konektor može koristiti, mora se pomaknuti veza za zamjenu putanje signala od čipa do IPX utičnice. To se pokazalo prilično lako držeći vezu pincetom, a zatim vezu zagrijavajući lemilicom. Kad se lem otopi, karika se može podići i postaviti na novo mjesto. Još jedan ubod s lemilicom zalemit će vezu natrag u novi položaj. Testiranje omni antene bilo je malo drugačije. Prvo je antena testirana zakretanjem vodoravno. Zatim je antena stavljena u položaj od 45 stupnjeva i testirana. Konačno je napravljen nacrt s vertikalnom antenom. Začudo, lošiji položaj bio je okomiti položaj antene, posebno jer su antene usmjerivača bile okomite i u sličnoj ravnini. Najbolji položaji bili su s antenom između horizontale i 45 stupnjeva s kutom rotacije od oko 120 stupnjeva. Pod tim uvjetima, jačina signala dosegla je 40, što je značajno poboljšanje u odnosu na originalnu antenu sa čipom. Nacrti pokazuju samo najmanju sličnost s onim lijepo simetričnim dijagramima krafni prikazanim u udžbenicima za antene. U stvarnosti, mnogi drugi faktori, poznati i nepoznati, utječu na jačinu signala čineći eksperimentalno mjerenje najboljim načinom testiranja sustava.

Korak 7: Optimalna antena

Kao posljednji test, svesmjerna antena postavljena je za 45 stupnjeva u položaj najveće jačine signala. Ovaj put antena nije rotirana, već je ostavljena u datalogu 30 minuta kako bi se dobila predodžba o varijaciji mjerenja. Grafikon pokazuje da je mjerenje stabilno unutar +/- 2 RSSI jedinica. Svi ovi rezultati uzeti su u električno zaposlenom kućanstvu. Nisu pokušani isključiti DECT telefone, mikrovalne pećnice ili druge WiFi i Bluetooth uređaje kako bi se smanjila električna buka. Ovo je stvarni svijet … Ovaj Instructable pokazuje kako mjeriti učinkovitost antena koje se koriste na ESP8266 i sličnim modulima. Tiskana antena daje bolju jačinu signala u odnosu na antenu sa čipom. Međutim, očekivano, vanjska antena daje najbolji rezultat.